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如今,OEM开始更多的将注意力关注车辆的动力传动系统上,并开始与一级供应商合作,以追求更高的效率、更低的重量、更优化的NVH特性以及更低的成本。目前 AAM(AmericanAxle & Manufacturing,中文译名:美国轮轴制造公司 或 美国车桥制造有限公司)正在展示一种全新Quantum技术,这种技术背后的设计理念正是打造更高效、更轻质、更“智能”的驱动桥系统。Quantum是AAM的系列驱动桥产品,据称可以为车辆实现30%到40%的质量减少,和20%的功率密度提升。近日,AAM副总裁兼CTO Phil Guys接受了《汽车工程》的采访,向大家介绍了有关Quantum技术的相关研发情况,摘选如下:
SAE:Quantum的概念从何而来?
Phil:Quantum技术是我们先进工程团队一次头脑风暴的成果。那时,我们刚刚完成了一项旨在实现更高能效的内部项目 – 工程团队采用了新的轴承、更轻的润滑系统以及超精加工的准双曲面齿轮。这是一次很常见的迭代,但我们认为其他一级供应商也能和我们做的一样好,从产品功能的角度来说,这次迭代不能让我们与其他厂商真正拉开差距。
我们知道客户想要重量更轻、效率更高、运行安静、可靠耐用且成本更低的解决方案,在这种背景下,我们再一次进行了严肃对话,讨论如何才能真正从驱动桥市场中脱颖而出。我们的先进工程团队开始将目光转移至汽车行业之外,包括航空航天、医疗器械等领域中任何涉及扭矩能量转移的设计。
6个月后,也就是2014年,他们拿出了一套方案,这也就是现在的Quantum技术。Quantum技术的桥设计采用了一套截然不同的齿轮支持结构,结合了适用于后驱动车型的梁式桥和独立后悬挂(IRS)设计以及一款全轮驱动(AWD)系统。当时我们认为这种概念过于激进,可能不会有客户感兴趣。
SAE:Quantum技术“激进”在哪儿?
Phil:嗯,这种解决方案与传统的桥设计有很大不同,我们的一些客户可能会有点怀疑,别人都没见过这种设计,因此我们肯定要尽可能地提供更多的验证、开发、效率、NVH和耐用性数据,打消大家的疑虑。此外,我们还打造了多款演示原型,以展示Quantum产品的安静运行能力。
我们打造了一款梁式桥,这是目前公司产品目录中最大的一款产品,也是Quantum技术的首个真正应用。我们认为,减重和提效应该是卡车市场优先考虑的重点,而我们的演示原型实现了30-35%的减重效果。目前,一款1500系列皮卡的标准梁式桥重量为82公斤(180磅),而Quantum解决方案的重量仅为57公斤(125磅),减重比例高达30%;2500系列皮卡的标准梁式桥重量为144公斤(317磅),Quantum解决方案的重量为98公斤(180磅),减重比例达30-40%。目前,我们还没有尝试量化Quantum可以在车辆减重方面发挥的作用,这可以留给客户自己去做。
无论何时,Quantum技术总能给不同应用带来减重方面的能力提升。与现有技术先比,采用Quantum技术的AWD车型可实现40%左右的减重。“我们已经减低了40%的寄生损失,并取得了大约1%的燃料经济性提升。”之前,我们已经完成了一次迭代,并对Quantum进行了更多优化。14个月前,我们又完成了对Quantum技术的第二次迭代,并开始向客户正式介绍这款产品。
SAE:Quantum技术的“秘密武器”是什么?
Phil:现在,我们还不会透露Quantum技术的内部结构,但可以说这款产品的核心在于采用了356号热处理铝材。我可以告诉你,虽然我们采用的金属环-小齿轮滚珠轴承来自航空航天领域,但成本却相当亲民!我们通过这种滚锥轴承实现了产品的差异化。Quantum系列产品的所有能效提升均来源于金属环-小齿轮轴承结构的支持,这些轴承并非双排设计,也无需事先加载,因此我们并没有使用垫片,而为了预先加载小齿轮轴承,通常垫片在车桥设计中的使用非常常见。这就是Quantum设计中最激进的地方。
SAE:外壳和轴承座的设计也有不同吗?
Phil:是的,这两处的设计是完全不同的,但创新之处在于,我们将如何以最紧凑、最高效的方式将这些轴承应用在我们车桥设计中。
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