Slide 0

湿式 和 干式

幻灯片19

Module X

Slide 1

主要特征

模型X

幻灯片20

紧凑型 启动系统对空间的需求

冷却润滑 无润滑油

使高能量输入成为可能 使用范围有限

所有车型 使用范围有限

液压泵会导致较高能量损失 空气流通冷却

磨损最小 高磨损

*带有液压活塞启动系统 **带有分离系统

Module X

Slide 2

批量生产项目

Nm

rpm

6000

7000

8000

9000

100 300 500 700 900 1100

博格华纳湿式双离合器变速箱 湿式双离合器变速箱 干式双离合器变速箱

模型X

幻灯片21

Slide 3

摩擦材料

幻灯片22

Module X

Slide 4

当前变速器的发展趋势及湿式摩擦材料的要求

变速器的趋势 湿式摩擦材料的要求

越来越高的抗压要求 低变形量，低磨耗率

越来越高的效率要求

泵更小，更低的自动变速箱油流量 高能量材料，特别要求在低润滑流量时有更高的耐热性

更小的拖曳损失 优化的油槽设计

小型化/轻量化 高摩擦系数，高耐热性

更高的转速，更高的能量 摩擦系数稳定，无热斑

连续滑差离合器 优良的摩擦特性，无抖动，无噪音

自动变速箱油兼容性 不容易与变速箱油发生化学或物理反应

换档一致性更好 更稳定的µPVT 特性、更好的摩擦特性、不同条件下的偏差范围降到最低

模型X

幻灯片23

Module X

Slide 5

现今高耐热性、高性能摩擦材料的发展

摩擦性能 湿式摩擦材料控制点

µo, 动态结合终止前的摩擦系数 摩擦材成份及自动变速箱油添加剂的吸附

µi, 高速下的初始动摩擦系数 流体动力效应/多孔性/抗压性/粗糙度

机械强度 纤维种类，细长纤维立体交织，纤维/树脂结合强度

耐热性 更多合成纤维（芳族聚酰胺，碳），更高的多孔性

µ-V正斜率 摩擦材成份必须能够平衡对自动变速箱添加剂的吸附的同时保证自身合适的气孔大小

抗热斑 弹性，油膜

釉化 和自动变速箱油添加剂的形容性（兼容性），气孔大小

抗压缩形变 优化纤维，纤维和树脂类型/数量

模型X

幻灯片24

Module X

Slide 6

离合器接合的影响因素 静动比扭矩曲线斜率的控制点

模型X

幻灯片25

Module X

Slide 7

BW标准的摩擦系统模型 Region I

Oil Film

Region II

Oil Film

Region III

Oil Film

Region IV

Oil Film

RPM

Drag Torque

Region I

Full Oil

Sheet

Reg III

Rivulet

Sheet

Region IV

No Oil Sheet

Reg II

Tran-

sition

对偶片温度和时间

0 20 40 60 80 1000

50

100

150

200

250

300

Time - Seconds

Interface Temperature - C

Single

Event

RPMApply

Pressure

热弹性不稳定 热可塑性不稳定

不影响功能，不严重 有变形，严重的

过热破坏

温度预测

ENGAGE_W

离合器结合特性模型

传热系数

扭矩模型

静态摩擦系数 热劣化

开放离合器

拖曳力矩

Effect of friction material permeability on the engagement

of a wet clutch as predicted by hydrodynamic models

Torque Response Curve Shapes

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2

Time (s)

To

rqu

e (

Nm

)

Increasing friction material permeability

Pressure

Speed

Permeability Test Set Up

Ring Sample

63 mm

82 mm

63 mm

82 mm

Fluid: Water

Fluid Pressure: 230 kPa

Fluid Volume: 292 cm3

Sample Pressure: 620 kPa

Lateral Permeability Set Up

针对拖曳损失优化沟槽

确定对偶片温度

确定扭矩特征

区 域 1 +

油 膜

区 域 2 +

油 膜

区 域 3 +

油 膜

区 域 4 +

油 膜

转速

区域1

滿油面

区域2

过度

区域3

少量油

区域4

无油

单个 循环

压力 转速

时间-秒

扭矩响应曲线形状

基于液压模型，摩擦材料渗透性对湿式离合器结合的影响

不断上升的摩擦材料渗透性

渗透性测试结构

侧面渗透测试结构

液体： 水

液压： 230kPa

液体容量：292cm3

样压：620kPa

摩擦片样品

模型X

幻灯片26

拖曳力矩

对偶片温度

℃

Module X

Slide 8

双离合器摩擦材料要求

对偶片温度

劣化

DualTronic®

摩擦材料

传统的摩擦材料

耐久性

提高自动变速箱油改良剂的表面吸附作用

表面釉化

高耐热成份

可控性

高摩擦材尺寸稳定性

不同压力和温度下的 µ-v斜率为正

模型X

幻灯片27

Module X

Slide 9

油流量对温度的影响

油流量（升/分钟）

模型X

幻灯片28

对偶

片温

度℃

Module X

Slide 10

双离合变速箱油

改善了耐热性

防抖动特性

内部结构

表面特性

耐高温人造纤维

多孔性

表面摩擦改进剂/填充剂

双离合器的摩擦材料

模型X

幻灯片29

Module X

Slide 11

耐久性测试后的摩擦系数

滑动速度[rpm]

摩擦

系数

µ

正µ-v斜率是所期待的

模型X

幻灯片30

Module X

Slide 12

材料及槽型

传统型 - 低气孔率 - 槽型简单 - 标准材料

双离合器 - 高气孔率，高弹性率 - 优化的槽型 - 特殊材料组成

模型X

幻灯片31

Module X

Slide 13

双离合器材料启动特性 “启动”扭矩曲线

油流量

8升

/分钟

, 高温

传统材料 双离合器材料

测试开始 测试开始

测试结束 测试结束 稳定、理想的扭

矩形状

转速

扭矩

扭矩波动

模型X

幻灯片32

Module X

Slide 14

启动耐久性，油流量8升/分钟

-0.0025

-0.002

-0.0015

-0.001

-0.0005

0

0.0005

0.001

0.0015

3000 5000 7000 9000 11000 13000

试验次数

摩擦

系数

梯度

(500

rp

m -

20

0 r

pm

)

传统离合器

双离合器

更明显的 μ-v正梯度

模型X

幻灯片33

Module X

Slide 15

碳织材料不理想

碳织材料

滑动速度(m/S) 滑动速度(m/S)

双离合器材料

• 系数低

• 负 m-v, 有可能发生抖动

• 压力造成的高材料损耗

0.005 0.011 0.027 0.055 0.110 0.164 0.219 0.274 0.482 0.548 0.712 0.958 1.2051.643

415

774

1933

2956

0.110

0.115

0.120

0.125

0.130

0.135

0.140

0.145

0.150

0.155

0.160

0.165

0.170

0.175

0.180

FR

IC

TIO

N C

OE

FFIC

IE

NT (?

SLIDING SPEED (m/s)

SURFACE PRESSURE (kPa)

模型X

幻灯片34

表面压力(KPa) 表面压力(KPa)

Module X

Slide 16

为改善摩擦特性而创建更多双离合自动转速箱油添加剂吸附点 对-V 特性的影响

模型X

幻灯片35

新油

标准摩擦片 劣化的油

标准摩擦片 90℃，中等压力 （1.0MPa）

90℃，中等压力 （1.0MPa）

90℃，中等压力 （1.0MPa）

摩擦系数

摩擦系数

摩擦

系数

受损摩擦特性油/加强型表面

劣化的油- 带有更 多吸附点的表面 加强型摩擦片

受损摩擦特性油/新材料

Module X

Slide 17

耐久性测试后的双离合器材料分析

SEM/EDS X射线

#662

计数

能量 (KeV)

无“釉化”

表面无来自劣化自动变速箱油的磷、硫堆积

能量密度（j/mm2）5.83

油温 100℃

转速 (rpm) 3,300

滑动时间 (秒 ) 7 - 10

秒

多孔表面

模型X

幻灯片36

Module X

Slide 18

总结

•高温启动

•抗噪音

•抗匍匐时的抖动

•耐久性好

方法

新摩擦学特征方法

先期理解摩擦表面现象

预测方法和模型

高性能双变速器

合成摩擦材料

•双离合器变速箱

•换档离合器

•滑动离合器

模型X

幻灯片37

Slide 19

趋势 – 新发展

幻灯片38

Module X

Slide 20

微型/小型车辆

主要车辆类型 微型、小型

最大引擎扭矩 140 Nm

车重 1150 kg

最大重量 1650 kg

挂车重量 1000 kg

车辆分析

最大变速器输入扭矩= 170 Nm

模型X

幻灯片39

Module X

Slide 21

高效DualTronic

拖曳损失降低 优化的槽型 高精度冷却流量控制

降低冷却所需流量 泵尺寸更小 泄漏降低

高压启动机构驱动 电动液压系统 电子流量泵

以现有DualTronic® 技术为基础

提高效率

离合器 控制

模型X

幻灯片40

Module X

Slide 22

效率

模型X

幻灯片41

NEDC

工况条件下的变速箱效率

[%]

Module X

Slide 23

湿式 - 高效 - 干式

模型X

幻灯片42

96.8%

94.6%

92.5%

93.3%

90%

92%

94%

96%

98%

100%

WET DCT2008

HEDCT HEDCT HP ACT.

DRY DCT HP ACT.

燃料

消耗

[%]

新摩擦材料

泄漏降低

高压流量控制

实时响应泵

&

实时响应流量

手动变速箱

湿式双离合器 干式双离合器变速箱

传动比限制

转动惯量更高

高效DCT

高压启动 高压启动

高效DCT

Module X

Slide 24

NEDC损耗分析

模型X

幻灯片43

0

100

200

300

400

500

600

700

800

WET DCT HEDCT HEDCTHP ACT.

DRY DCTHP ACT.

Energy [kJ]

Flow Pump Elec.

Act. Pump Elec.

Flow + Act. Pump Mech.

DCT Inertia

Drag (Hyd. + Bearings)

Creep Torque

Gearbox Losses

TCU + Solenoid

能量

湿式双离合器

变速箱

干式双离合器变速箱

变速箱损耗

滑动扭矩

双离合器变速箱惯性

高效DCT 高效DCT

高压启动

高压启动 变速箱控制单元+电磁阀

拖曳损失（搅油+轴承）

电子泵提供动力

电子泵启动

机械泵提供动力、机械泵启动

Module X

Slide 25

燃料更省

排放更少

表现更佳

谢谢！

尽享驾驭之美

模型X

幻灯片44