Ricardo自动变速器最新技术介绍2013

• 缺点 – 自动换挡时可感觉到扭矩中断导致的延迟 – 换挡质量是大问题 – 齿轮啮合噪音是大问题
– 由于缺乏换挡时间标准定义，导致很多误导 性宣传
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January 2013
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机械式自动变速器的市场
• 机械式自动变速器已经应用于： – 小型、经济型车轿车 – 重型卡车 – 运动车辆 – F1赛车
低成本自动化
• 市场上已经实现了技术和自动化方法的结合 • 当前系统生产成本未降到最低，这是因为：
– 每个系统中有多个大力的执行装置 – 零部件很多，公差很小 – 液压系统需要零件和组装区域非常清洁 • 当前的自动化系统通常具有如下问题 – 零部件磨损 – 变形或卡死 – 泄漏 – 提供的力不足以实现所需的换挡性能 – 可控性不足以实现所需的换挡品质、起步品
线性执行机构（样机1） – 峰值力： 1000N – 行程： 16mm – 环境温度90°C - 最高150°C – 负载： 5%
转动执行机构（样机1） – 峰值扭矩 2Nm – 行程： 60° – 环境温度90°C -最高150°C – 负载：5%
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复合执行机构
Ricardo - AEA Glengarnock
Ricardo – AEA Harwell
ห้องสมุดไป่ตู้
Ricardo - AEA London
Ricardo – AEA Cardiff
Ricardo US Detroit Technical Centre
Ricardo US Chicago Technical Centre
5档到2档换档次序–离合器脱离并闭锁
• 离合器脱离： – 执行机构控制离合器爪到达闭锁位置。 – 永磁闭锁固定离合器爪，使离合器保持脱离 状态。
R1
2
5 3 4
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January 2013
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复合执行机构
Shift finger Permanent magnets
Actuator interface plate
Armature core
Bi-directional thrust forces
Armature core
Coils


Selector rails
Mounting boss
and sensor housing
万英镑 • 员工超过2300人，其中有2000人以上的技术、科学
和工程人员 • 21家代表处遍布全球
Ricardo UK Shoreham Technical Centre
Ricardo UK Midlands Technical Centre
Ricardo UK Cambridge Technical Centre
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January 2013
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机械式自动变速器的市场
• 优点 – 利用手动变速器较高的机械效率 – 为（相似容量）最低成本形式的自动变速器 – 可实现较高燃油经济性，降低CO2排放 – 手动变速器型式采用通用动力系安装结构 – 如果齿轮啮合系统支持，可实现快速换挡

Linear actuator
Rotary actuator
6-speed manual transmission
January 2013
Stator Rotary actuator
cores
casing
电气原理 – 单相 – 每装置4个场效应管（H桥） • 典型BLDC为6个场效应管 – 1kHz切换频率
高级、低成本机械式自动变速器系统与全功能模块化变速器控 制软件集成
Tony O’Neill 传动系和变速系 项目主管
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我们的业务 分布在全球各处的2300名优秀的员工可以交付世界级的产品与服务并继续建设我们悠久的传承
• 1915年成立并独立运作 • 2011-12财年销售额1.97亿英镑 • 2012年11月8日从AEA欧洲获得额外的销售额3910
应 • 提供小批量生产 • 全室内实验能力 • 混合动力传动系统 • 对标与设定目标 • 用于齿轮组设计和换挡质量的先进
工具组 • 品牌属性开发 • 产品量产化
进阶的产品
• DCT， AT， AMT， CVT模块控制软 件和演算
• 基于飞轮的能量捕获和储存 • 为干式离合器的高效和温度变化性能提
供先进的解决方案 • 水力学模块的设计和开发 • 增强风力涡轮机子系统耐久性和效
January 2013
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机械式自动变速器–关键成功因素
可靠耐用
低成本自 动化
换挡和起 步质量
成功 AMT
如果任何关键因素不成功 –则机械式自动变速器不会成功
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January 2013
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January 2013
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复合执行机构
5档到2档换档次序 –轨道选择
• 执行机构从第5档变速轨移动到第1/2档变 速轨上。
R1 2
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January 2013
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里卡多是一家国际的、世界级、跨行业的咨询企业，为各类工程、技术、项目革新与战略规划提供服务。
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2013
January 2013
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动力和传动系统
全球化的“一站式”能力，为动力与传动系统提供从概念到投产的服务。设计，样机，测试和认证以及小批 量生产。
各种类型的变速箱交付经验
6,7,8速自动
DCT
AMT
混合动力
电动车
CVT
手动
摩托车
先进的动力传动 系统
分动箱
为全球行业的目标解决方案
• 增加效率并降低排放 • 通过模块解决和提前开发IP来压缩时间 • 降低消耗和重量 • 全面的动力总成解决方案 • 科技路线图
设计与分析
生产
组装
测试
能力
• 全球交付 • 机械学，水力学，电子学和软件 • 室内样机生产和组装以及小批量生产供
Ricardo Germany Schwäbisch Gmünd
Ricardo Czech Republic Prague
Ricardo in Italy Turin
Ricardo China Shanghai
Ricardo India Delhi
Ricardo Japan Yokohama
Ricardo in Korea Seoul
• 这些应用将继续使用机械式自动变速器
• 下一阶段机械式自动变速器的应用增长主要来自发展中国家（特别是中国、巴西以及在 较低程度上印度）小型、经济型轿车产量的增加
• 对于这些市场来说，如果机械式自动变速器能提供较高级别的换挡质量和精度，则低成 本的机械式自动变速器系统拥有一定市场
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相对于电机驱动概念的优势：
– 气隙大，结构简单 – 消除了机械齿轮结构：
– 降低了机械滞后 – 降低了背隙 – 零部件数量少 – 提高了耐用性 – 降低了成本 – 改善了动态响应性
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Bi-directional rotational motion
率 • 扭矩矢量控制和AWD
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January 2013
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介绍
• 机械化的手动变速器为最佳油耗与便捷的自动换挡相结合提供了不错的前景。但是其扭矩中断的换 挡特性限制了它的接受度，并且因为不良的系统工程和控制使得客户对这些系统的接受度和满意度进一 步减少。无论换挡方式如何，在小型车领域仍有这类将低耗AMT和好的且始终如一的换挡和启动质量 想结合的需求。里卡多的eMAT正是为了满足这一市场需求而被开发出来的，其特色就是可以通过特殊 的方法驱动那些使用已知并被熟知的生产工艺在中国制造且不需要进行过分紧密的控制生产公差的部件。 为了进一步提高其稳定性和质量，它现在使用新的里卡多模块化传动系统软件。这是一套完全特定的软 件模块，被设计成用来为所有类型的自动变速器（A/T、AMT、DCT、CVT、HEV等）提供出色的性能， 全面的特性与功能以及一致性和稳定性。这个软件可以轻松的适用于所有的这些变速器，并且不受起步 系统、驱动系统和既定比率的限制。同时它还是基于最新的国际汽车软件标准ISO026262所设计开发 并经过验证的。使用低耗的驱动系统和先进的模块化传动系统软件相结合，提供了一个稳定的，低风险 的方法来交付出色的油耗和客户满意度。通过使用经过验证的模块化传动系统软件也为开发可以轻松的 适用于其他变速箱类型，比如多档A/T和DCT的高质量的产品软件提供了低风险的方式，并且为全部的 变速箱产品组合提供了一个共同的平台。
R 1 2
5档到2档换档次序 –过渡到齿轮啮合状态
• 执行机构过渡到齿轮啮合状态。 – 执行机构垂直移动，到达目标齿轮 面。
R1 2
5 3 4
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复合执行机构
5档到2档换档次序 –过渡到齿轮啮合位置
质和结合噪音
可靠耐用
低成本自 动化
换挡和起 步质量
成功 AMT
= 低成本自动化需要新的途径
• 里卡多途径采用了里卡多线性 执行机构
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January 2013
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里卡多线性执行机构
• 里卡多电磁执行机构
– 齿轮 – 离合器 – 复合（齿轮和离合器）
R 1 2
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复合执行机构
5档到2档换档次序 –离合器解除闭锁并结合
• 离合器结合： – 闭锁电磁阀加电，抵消永久磁场作 用，释放离合器爪，使离合器结合。 – 执行机构针对离合器爪的动作控制 离合器结合。
• 执行机构过渡到齿轮啮合位置。 – 执行机构水平移动到目标齿轮位置。
R1 2
5 3 4
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复合执行机构
5档到2档换档次序 – 齿轮脱离
• 已从5档脱出。
R1 2
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复合执行机构
5档到2档换档次序 –在档位中行驶，离合器结合
• 已选择5档。
• 离合器处于结合状态。 – 执行机构针对离合器爪的位置进行 控制。
R1
2
5 3 4
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复合执行机构
复合执行机构
5档到2档换档次序 –齿轮结合
• 第2档齿轮处于结合位置。
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R 1 2
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January 2013
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复合执行机构
5档到2档换档次序 –过渡到离合器脱离位置
• 执行机构过渡到离合器脱离位置。
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Ricardo in Malaysia Kuala Lumpur
Ricardo in Russia Moscow
January 2013
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我们的传承
90年以上的在多个市场领域的成功项目交付记录
1915
自1915年起一直在为国际汽车工业提供技术、产品革新、工程解决和战略咨询
复合执行机构和门布置 执行机构指 拨叉导轨门 离合器爪 离合器永磁电磁阀 永久磁场
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离合器执行面 离合器结合位置
齿轮空档面
R1
2
35
4
离合器脱离位置
下面是5档-2档换挡示例>>>>
January 2013
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