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原创丨P2混动的耦合离合器

插电式混动成为一种主流热门新能源车型,而P2也将会成为这种新能源车中的占比较高的动力配置,毕竟它是最接近传统车型的新能源车型。

对于P2混动与传统车型,其中的耦合离合器成为一个技术核心。目前全世界掌握这个离合器的,已经有不少垄断企业,而国内基本还没掌握。国企长安汽车,曾经在07年开始研发这个核心技术,并取得一定成绩,但后来采用舍弗勒的P2模块,可以说是放弃了之前的核心技术。

接下来,简单介绍下P2模块的耦合离合器是个什么鬼!

P2+ISG总成

图中,湿式离合器中,左边的是耦合离合器,负责电机启动发动机用的,也就是难度最高的离合器,右边的是主离合器,负责变速器起步、换挡用的。

这个耦合离合器,在电机带动发动机启动工况下,不能传递电机所有扭矩,只需要传递发动机启动所需要的扭矩,这样可以避免纯电动驱动工况下车辆失去驱动力。而发动机启动扭矩远远小于发动机最大输出扭矩,所以,启动发动机过程需要离合器保持半离合状态。而精确控制半离合是比较困难的,特别是机械一致性差,控制系统PID控制难实现,发动机启动容易导致整车的冲击。

面对这个行业里普遍难解决的硬伤,长安千人计划专家采用湿式离合器+单向离合器的思路,完美解决这个难题。湿式离合器,设定扭矩上限为发动机启动所需要扭矩,且要求此组湿式离合器满足大的热容量,在最长3分钟时间内满足最大6000rpm的滑摩不被烧毁。此时,难度最大的就是对离合器的油冷,润滑油的流量就需要足够大,设计最大流量达到15L/min。

而发动机工作后,所有的扭矩对于耦合离合器是会过载的,而过载的扭矩,将由单向离合器来承担,这样就可以完成扭矩无缝输出,且整车驾驶过程中几乎没有冲击感。

P2+ISG(3D草图)

那么,新的问题由来了,如何精确控制离合器的扭矩上限?其实离合器设计工程师是比较清楚,在离合器动摩擦系数比静摩擦系数小25%左右的情况下,在离合器执行机构及限压机构深入的精确设计,是可以保证离合器的压紧力上限,确保离合器的传递扭矩上限的。

两个思路:

一、液压式的!根据主油路的压力上限,反算压力缸的面积后,可以保证离合器上限在正负2牛米,可以满足使用需求;

二、机械式的!根据压紧力需求,精确设计弹簧并使用常闭合是离合器结构,在启动发动机工况下,由分离状态过渡到接合过程中精确控制接合时间,到达完全接合状态后,实现离合器扭矩上限,依然保证正负2牛米,同样满足使用需求。

反观其它公司的设计,是将耦合离合器在发动机启动工况下,先是精确控制液压压力,确保启动发动机过程不会造成驱动冲击,如果确实无法做到,只能牺牲驱动性能,或者切断驱动,在发动机启动工况下,无驱动力滑行。当发动机启动后,再回复正常驱动。这样,无论是启动冲击还是失去驱动力,都会影响舒适性与经济性。

当然,也有做的非常好的,比如:宝马系列的P2插电混动,是采用带液力变矩器的8AT,在启动发动机的过程中,整车无任何冲击感或者失去驱动力感觉,而发动机启动后驱动工况的切换,也是完全无冲击感,很大一部分因素,是液力变矩器的柔性作用,当然也有耦合离合器的精确控制因素。而液力变矩器不支持反拖工况,对于ZF的8AT也是没什么问题,2-8挡状态下,液力变矩器完全闭锁,保证滑行、制动能量回收,为经济性做最大贡献。

长安第一代P2样车

面对新能源车型不断丰富的市场,更多的P2在售车型,耦合离合器的调校将决定整车的舒适性及经济性和动力性。

离合器总机构CSC总成

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