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Romax助GKN设计低噪声、高效率的电动汽车变速器。

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发表于 2019-1-6 23:08:33 | 显示全部楼层 |阅读模式

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混合动力和电动汽车给汽车工程界带来巨大的技术创新,变速器和传动链技术首当其冲。作为世界领先的汽车传动链零部件制造商,GKN一直采用Romax软件和专家级技术服务不断优化电车变速器效率,同时保证变速器的耐久度和振噪性能。

采用RomaxDesigner分析功率损耗的原因、研究齿轮宏观和微观参数对效率的影响、对传动系统进行优化。随后,GKN按照优化方案制造新齿轮,通过 试验评估改进效果。试验结果表明,在规定的扭矩和转速范围内,变速器传动效率提高2%,而且并未牺牲耐久度和振噪性能。这就是GKN能够不断提高产品性能的诀窍。

解决方案

GKN与Romax有长达十年的紧密合作关系,GKN采用RomaxDesigner对传动系统进行建模和高级仿真分析,并通过Romax专家咨询服务解决项目中的技术难点。

混合动力和电动汽车:新的市场契机

GKN开发了最新型的传动轴和齿轮零部件技术。“四、五年前,电动汽车掀起第一波热潮时,人人都在热议尽早开发出电动汽车技术” ,先进工程部副总裁Theo Gassmann说,“事实上当时该技术还不成熟。例如,电池技术成本高昂,而且客户也没有广泛接受电动汽车,行驶里程受限的困扰也尤为突出。因此当时的电动汽车市场进展非常缓慢。这导致车企们改变策略,积极投身于开拓混合动力市场”。

“作为传动链技术领导者,GKN的传统型传动链和电车传动链业务发展迅速。过去几年,我们借助全时四驱系统成功开发出混合动力和电动汽车变速器。尽管变速器不是核心业务,但我们还是借助传动链方面的技术特长,成功拓展了产品线”,Gassmann继续说道,“混合动力和电动汽车的变速箱问题大体上与传统变速箱类似:动力总成效率、耐久度和振动噪声性能,而主要区别则在于两者正拖与反拖间的载荷及应力循环不同。此外,传动链技术本身也存在差异,比如,当你不得不提升电池容量时,你并不希望把能量浪费在变速箱里。目前最大的挑战是振动噪声性能:纯电动汽车没有发动机掩盖变速器噪声,而且变速器必须重量较轻,因此设计早期就得专注于提升NVH性能”。

“客户期望值持续走高,对研发速度要求也越来越快,GKN必须‘一次性成功’,取得预期的产品性能,Romax帮助我们实现此目标”。

用“全系统方法”优化设计

Romax提升变速器效率的能力在GKN取得了实际验证。某款PSA的乘用车,后桥为电驱齿轮箱驱动,前桥为传统发动机驱动。原始的齿轮箱设计经RomaxDesigner分析后,进行齿轮参数优化、耐久度优化和振动噪声性能优化。GKN制造优化后的齿轮,并开展了大量测试。测试结果表明,不仅变速器整体传动效率得到提升,而且满足所有重要反拖工况下的能量回收要求,即全转速和扭矩范围内能量回收率达到1~2%。“通过计算齿轮、轴承、密封等部件及搅油所导致的功率损失,我们评估了齿轮箱传动效率”,Grunwald博士说,“将计算效率值与一定转速和扭矩下的实测摩擦力矩进行对比,我们获得了最终的评估结果。RomaxDesigner全面的功能,允许我们用全系统方法评估设计参数,在全扭矩和转速范围研究设计更改对效率、耐久度和振噪性能的影响”。

他补充道:“我们和Romax专家共同工作多年,他们非常专业、值得信赖,宝贵的经验让我们受益匪浅。从商业的角度来看,我们希望对仿真问题有更加普遍的认识度,拥有贯穿产品寿命周期的设计方法。对于未来的项目和产品,我们将不断提高全系统分析方法的要求,并将其拓展到不同领域和产品线。此外,RomaxDesigner还集成了其他软件包的功能,帮助我们节约大量时间。GKN全球多个公司使用RomaxDesigner,还因为它提供接口,使工程师共享分析数据、诠释分析结果”。

Theo Gassmann 还补充道:“我们正步入混合动力与电动汽车的新纪元。开发真正高性能的产品需要有效地应用系统性知识,将其贯穿于概念设计到批量生产的全过程,这样才能找到最佳平衡点。为了满足不断增长的客户需求并缩短研发周期,GKN 的设计必须

做到‘一次性成功’,以达到产品性能要求,而Romax帮助我们实现此目标,因此我们能够不断改进设计流程、提升产品质量,以满足客户需求”。


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