舍弗勒全面展示未來創新驅動技術

李佑美|文

2018 年11 月22 日， “2018 舍弗勒大中華區技術研討會”在蘇州舉行，舍弗勒集團及大中華區的技術專家向來自汽車行業逾430 名客戶，分享了舍弗勒在內燃機、變速器、底盤和電驅動、混合動力等汽車動力總成領域的最新成果，具體包括：Schaeffler Mover——針對城市交通出行的平臺化解決方案和混合動力專用變速器(DHT)；滾動停缸技術和用于電機和變速器的新一代超低摩擦滾動軸承，以及48 V 輕混技術等。此外，舍弗勒創新概念城市車輛Schaeffler Mover 首次在中國亮相，為未來城市交通出行提供了一種解決方案。

舍弗勒集團汽車主機事業部首席執行官馬迪斯·青克表示：“未來驅動技術的挑戰在于交通需求的多樣性。而能否成功開發出解決方案，主要取決于我們是否從整體角度考慮動力總成系統以及電機、內燃機、變速器和相關基礎設施間的相互作用。舍弗勒正通過全面的產品解決方案，不斷為客戶創造價值。”

舍弗勒創新城市車輛概念Schaeffler Mover 首次在中國亮相

每隔4 年，舍弗勒都會向客戶展示最新創新成果，內容從最初探討變速器產品和技術，擴展到節能減排解決方案、動力總成電氣化和未來出行方式等領域。至今，舍弗勒技術研討會已成功舉辦40年。這場高規格的技術研討會不僅在德國舉行，也已延展到舍弗勒在全球客戶聚集的多個區域，包括美國、日本和中國。

輕混動力系統：針對內燃機和變速器的創新解決方案

化石燃料燃燒產生的CO2排放約占全球碳排放總量的70%左右，其中近1/4 來自于交通運輸行業。要想實現《巴黎協定》的宏偉目標，未來汽車動力傳動技術需要大的革新。不過，僅開發高效的電驅動技術還遠遠不夠。事實上，舍弗勒預測，到2030 年，乘用車產量的30% 將為內燃機車輛，40%為混合動力車，其中內燃機和變速器依然是關鍵的系統零部件，其余30%為純電動汽車。也就是說，即使10 多年后，采用內燃機的乘用車將依然占汽車總產量的70%。

舍弗勒預計，未來采用48 V 系統的輕混動力汽車市場的增長尤其強勁。2030 年，P0 驅動系統年產量預計可達2 000 萬臺左右。所謂P0 系統，即電機通過皮帶與內燃機曲軸相連，這種布置在附件皮帶驅動系統的啟動發電機可以回收在制動中損失的大部分動能。一塊小巧低成本的鋰電池就可以用于能量的儲存。回收的能量可用于重啟發動機(啟停模式)，還可用于車輛滑行或助力。為了保證附件皮帶驅動系統在不同工作模式間動態切換時的系統性能，舍弗勒正在開發一款全新的附件皮帶張緊器產品——機電一體化主動式張緊器。

未來幾年，48 V 解決方案也將在其他結構的混合動力系統中得到越來越廣泛的應用。此類應用的目的在于將電驅動裝置的功率提升至20 kW 以上，并提高動力系統的整體效率和排放性能。在P1 混合動力模塊中，48 V 電機位于發動機曲軸上，在不受速比影響的情況下與發動機轉速進行耦合。位于發動機與變速器之間的48 V P2 混合動力模塊可實現更高效的能量回收和節能策略。對徑向安裝空間較小的橫置前驅車型來說，舍弗勒也開發了相應的驅動裝置。該裝置采用平行軸式布局方式，通過皮帶或鏈條與變速器輸入軸相連。除了制動能量回收，該系統還可以實現低速純電行駛，適用于交通擁堵路況或泊車。此外，舍弗勒48 V 混合動力模塊不僅可以助力車輛加速，還可以實現滑行啟停進一步節油，這意味著車輛在發動機關閉并且動力總成脫開的情況下依然可以向前行駛。系統集成的自動離合器可以幫助發動機在啟動后迅速提高到相應轉速，大大提高了車輛重新啟動的舒適性。此外，舍弗勒P2 混合動力模塊還可以經濟高效地實現手動變速器混合化。

滾動停缸、電動凸輪調相技術等：提高內燃機效率

舍弗勒開發了用于實現3 缸發動機停缸的可切換滾子搖臂技術，并已在福特車型上實現量產。此外，舍弗勒還在一臺測試發動機上進行了滾動停缸技術的測試。在該設計中，關閉的氣缸會不停地切換：每個氣缸在正常運行4 個沖程之后(正常噴油點火)，接下來的4個沖程不噴油不點火，下面再次正常運行4 個沖程，如此循環。該樣機的進氣側采用舍弗勒UniAir 全可變氣門控制系統，排氣側采用可切換氣門機構，進一步減少了泵氣損失。測試結果顯示：基于具體的測試循環，滾動停缸技術與靜態停缸技術相比可以使油耗進一步降低2%，同時不會影響發動機的排放。舍弗勒在本次研討會上展示了這項技術。

電動凸輪調相系統

此外，舍弗勒還展示了電動凸輪調相系統。該系統可實現比液壓系統更快的調節速度，這樣允許對氣門正時進行更激進的標定，從而最大限度地減少ECU 對點火和燃油噴射過程的主動干預。大幅度提前正時可以使發動機在加速時更快速地建立扭矩，這意味著電動凸輪 調相系統不僅有助于發動機效率的提升，而且還能獲得良好的駕駛性能。

為了保證附件皮帶驅動系統在不同工作模式間動態切換時的系統性能，舍弗勒正在開發一款全新的附件皮帶張緊器產品——機電一體化主動式張緊器。

角接觸滾子軸承：提升變速器系統效率

如何提升變速器系統的效率同樣也是舍弗勒本屆技術研討會關注的重點。舉例來說，在降低動力系統扭轉振動方面，離心擺式吸振器已經被證明是一項有效的技術。不過，主動滑行逐漸成為車輛的一個發展趨勢，在該工況下，傳統的離心擺式吸振器無法發揮作用。為了讓駕駛員可以接受發動機的頻繁啟停操作，舍弗勒開發了全新的耦合擺，減振擺塊通過彈簧在圓周方向上相互支撐，避免產生沖擊。此外，舍弗勒還針對變速器應用開發了一款新型超低摩擦軸承——角接觸滾子軸承(ARU)。該產品在設計上類似于圓錐滾子軸承，具有較高的承載能力和使用壽命。與圓錐滾子軸承不同的是，角接觸滾子軸承可以承受雙向軸向載荷，因此可應用于定位及非定位軸承布局。該設計的主要特點是低摩擦，因此進一步提升了傳統動力系統的效率。

緊湊型混動模塊、專用混動變速器等：針對電動及混動的創新解決方案

研討會期間，新成立的舍弗勒電驅動業務部展示了針對未來電動車及混合動力車應用的創新解決方案，包括集成了三離合器的超緊湊型混合動力模塊、新一代電驅動橋以及專用混動變速器。

專家認為，未來10 年，全球主要汽車市場對CO2排放的限制將進一步加強。比如，歐盟計劃到2030 年，將2021 年95 g/km 的汽車碳排放目標再降低30%。中國市場也針對新能源汽車出臺了許多不同的政策。考慮到各國法規要求和客戶偏好各不相同，舍弗勒新成立的電驅動業務部可針對各種需求提供不同的驅動解決方案。此外，為了幫助汽車制造商降低電動車及混合動力車的成本，這些解決方案的電子電氣零部件都采用了相同的開發平臺。該平臺包括硬件部分比如電機和功率電子零部件，還包括用于控制驅動裝置的關鍵軟件模塊。

舍弗勒憑借雙離合器和可用于混合動力車的混合動力模塊已經取得了巨大的市場成功。在這種被稱為“P2架構”的混合動力方案中，電機位于發動機和變速器中間。在目前的第2 代混合動力模塊中，舍弗勒已經成功將分離離合器集成到了電機中。該離合器負責切斷電機與發動機的連接，從而實現純電行駛。在本次研討會上，舍弗勒展示了第3 代混合動力模塊。在新的模塊中，整套雙離合器被集成到電機中——更準確地說，被集成到電機的轉子中。為保證結合力，第3 代混合動力模塊采用高性能跑車上標配的多片離合器，同時搭配了同樣高度集成的執行機構來驅動3 個離合器。舍弗勒打造了一款超緊湊型混合動力模塊，使整個動力總成的長度非常緊湊，僅稍長于純內燃機版的車型。

機電一體化主動式張緊器

此外，隨著插電式混合動力汽車市場份額的不斷增加，汽車制造商開始重新審視車輛變速器的設計。除了將電機放在變速器的前面或后面，他們開始考慮將這兩者組合成一個整體結構和功能單元。舍弗勒在本次研討會上展示了一個具有革新意義的概念——“專用混動變速器”。這種被稱為“DH-ST 6+2”的專用混動變速器基于機械式自動變速器(AMT)開發而成，具有2 個電機擋位和6 個發動機擋位。與發動機并聯運行的電機被整合到變速器結構中，具有2 個速比。這種結構的優勢是可以大大提高電機在包括高車速下的效率。發動機擁有2 個獨立的擋位。在變速器的2個部分中間還有一組“復合”齒輪，使發動機也能夠利用電機部分的齒輪，這樣就額外增加了2 個擋位。該概念通過2 次使用同一排齒輪，僅用5 組齒輪便實現了6 個發動機擋位。

為插電式混動車輛開發的一款緊湊型專用混動變速器

該變速器集合了機械式自動變速器(AMT)和動力總成電氣化的優點，在提高駕駛性和舒適性的同時還降低了油耗和排放。

早在2011 年，舍弗勒就推出了一款概念車，在前后橋分別安裝了一個電驅動橋，同時還在2 個驅動橋上實現了扭矩矢量分配。之后，舍弗勒不僅開始批量生產電驅動橋的關鍵零部件，還開發了一個完整的電驅動橋家族譜系。該譜系包括平行軸式和同軸式電橋，可選擇搭配的系統包括差速器、可換擋的兩擋變速器和扭矩矢量分配單元。在本次研討會上，舍弗勒通過一款新的產品概念向客戶展示，未來如何根據空間要求、駕駛性能和功能來定制化開發電驅動橋，滿足電動車和混合動力車的應用需求。通過對比2011 年和新一代的電驅動橋，可了解該產品在技術上取得的進步：第1 代電驅動橋重達90 kg，最大輸出功率為60 kW，而最新一代電驅動橋的最大輸出功率高達145 kW，重量卻降低了10 kg。