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奔驰重卡Actros 16挡自动化变速箱EPSIII系列开发记录

2017-10-23 19:09:58 刘晓毅专栏 盖世汽车

自动变速箱


图1作者在芬兰冬试的路上


梅赛德斯-奔驰重卡Actros,V6发动机OM501、V8发动机OM502,需要开发一个相匹配的16挡自动化变速箱,项目命名为EPSIII(Elektronisch Pneumatisches Schaltsystem第三代)。


输入转矩:2100 Nm

档位: 16挡、非同步结构

离合器:自动化

变速箱电子控制系统:集成化

变速箱总重量:约300 kg

系列开发时间:36个月


我刚刚从戴姆勒-奔驰集团的生产工艺研究部门调到商用车动力总成(Powertrain)系列开发部门才一个月,除了我做的变速箱自动化部门管理工作,同时给了我这个EPSIII产品项目总监的任务。

产品要求书(product specification)


项目的初期,第一个工作,就是要书写产品要求书:


目标车型:Actros

可靠性、耐久性要求:1000,000公里

全负荷(额定转矩下)台式试验:3,000 小时

换挡耐久试验(动力总成平台):350,000次

换挡策略(奔驰自己开发)

变速箱电子控制系统硬件要求、软件架构、EMC要求

换挡执行器要求

产品质量要求

生产工艺要求

环保要求


书写这个产品要求书,有机械设计工程师、电子系统开发工程师、平台验证工程师、成本工程师、质量工程师、生产工艺工程师等跨学科、跨部门同事们的合作,分章节输入,我作为项目总监,就成为这个产品要求书的主编了。耗时4个多月,200多页A4!


系统FMEA(系统错误影响可能性分析)


自动化变速箱,是在重卡中一个安全强相关的系统,所以,必须要做一个系统的FMEA。这个科目,用了6个月的周期,几十个分析Workshops。


C-Sample的验证


1.台式耐久试验

在额定转矩下的耐久试验倒是进行得很顺利,没有任何中断,满足3000小时的要求。换挡耐久试验,也是每天24小时连续运行,但是,平台停机好几次,有时,甚至是在周末停机,还好有人值班,我们也对换挡程序做了优化,停机次数少多了。


2.在验证车中的试验

斯图加特总部有一个全球第一条试车道,每周总有2至3天,要开到这个试车道来。启动、换挡、加速,上坡、停下、启动、换挡、加速,总是坚持不懈,一定要把每一个换挡过程做到平顺、尽量减少失速。到后来,从哪一挡到哪一挡切换,换挡执行器的每一个脉冲幅度、时间大小,几乎都全记在大脑里了。


这样标定出来的换挡参数,终于可以进行冬试了。准备工作在紧张进行着,我关心的是Actros验证车是不是可以正常操作、载荷是不是装满了(40吨)鹅卵石?每辆验证车有两个驾驶员,我和一个部门的工程师在一辆Actros里,我们每天轮流驾驶4个半小时。一路过来,开了整整5天。冬试在芬兰的一个小镇Rovaniemi(位于北极圈)进行,距离斯图加特约3500公里,这时的气温约零下30度,下的雪是粉状的,雪球是捏不起来的,这样的低温,空气中的水蒸气几乎完全凝固了,很干燥。Rovaniemi的试车场地是一个北约的军用机场,我们租了两条跑道。有一次试车,大雪纷飞,我和副驾一边开车、一边聊天,突然看到前方的有一辆重卡,离我们太近,我一个下意识的急刹车,路面很滑,这时,我从右边的外后视镜看到,我们Actros的拖车已经开始斜向往前转动了,情况紧急,我拿出试车部门驾驶重卡学到的所有技能,闭合离合器、踩油门、转向,往反向道上加速,拉直我们的Actros,拖车又回到了后面,我们冒了一身冷汗!白天做路试和测试数据的采集,晚上要做数据分析,冬试历经2个月,同事们都要每两周轮换一次。


冬试结束了,剩下来的就是特种路况的测试了。


其中一个测试叫着野猪测试(Wildschwein  Test):假设你在驾驶一辆满载的Actros,坡度15度,启动、加速、换挡2至3、加速,这时突然路边有一只野猪横穿马路,你为了救它,做一个紧急刹车,等野猪过了马路,你再换挡、加速。这时的换挡,对整车悬挂、变速箱、发动机都是一个严峻的考验,而且,换挡过程是全自动的,这一带,是常常有野猪活动。


也有在Sauerberg的勇气试验:启动、加速、在45度坡度的斜坡上半自动换挡!你这时只能看到天空,油门、离合器踏板和换挡手柄,一定要协调好,要不然,重卡后滑。


历经三年的系列开发,16挡自动化变速箱第三代终于量产了,看到奔驰在高速公路上的Actros,我可以自豪地说,这里有我们一份努力的结果。


自动变速箱

 

图2 梅赛德斯-奔驰Actros重卡


作者刘晓毅博士(观昱机电在线威尼斯赌场澳门(CostKey-Solutions)创始人),德国戴姆勒集团(奔驰汽车)21年的资深汽车在线威尼斯赌场澳门经验(动力总成电子控制系统系列开发、整车企划、成本工程、新工艺开发、变速箱生产等部门高级经理),主导过奔驰汽车重卡16挡自动化变速箱系列开发、动力总成零部件和空客大型结构件的新工艺开发、电动商务车整车和成本企划、商务车及轿车的多项降低成本重点项目(PKO/OPTIMA,CTX,   CORE)。长城汽车在线威尼斯赌场澳门中心担任高层在线威尼斯赌场澳门管理,为长城汽车集团组建了中国车企第一个全建制的成本工程体系、方法和流程,并使它融入了集团的整个产品过程。



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