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变速箱开发业务挑战

• 第一时间设计创新变速箱 

• 应对日(ri)益复杂和多样(yang)化的市场和OEM需(xu)求(qiu) 

• 简(jian)化设(she)计流程，更有效(xiao)地管理成本和(he)延迟(chi) 

成功的关键

• 实施多(duo)学(xue)科工程仿真和测试方法 

• 预测(ce)变速器在整个产品生命周期(qi)中的实(shi)际行为 

• 在更短的时(shi)间内设计满足(zu)OEM要(yao)求(qiu)的变速(su)箱 

• 快速(su)测试不同的(de)配置，以平衡性能，舒(shu)适性和能源效率 

主要成果

• 将润(run)滑(hua)回路设计时(shi)间从(cong)数(shu)月(yue)缩短至数(shu)周 

• 更(geng)好地优化(hua)在所有运行(xing)条件下润滑流量 

• 更好地控(kong)制噪音(yin)和振动 

• 减少(shao)测试阶(jie)段(duan)时间 

在全球化(hua)的背景下(xia)，汽(qi)车市(shi)场(chang)正(zheng)(zheng)在迅(xun)速发(fa)展。市(shi)场(chang)转型(xing)涉及市(shi)场(chang)参与者的重大变化(hua)。整车厂(OEM)正(zheng)(zheng)专注(zhu)于集成和设计问(wen)题，而供应(ying)商则有责(ze)任开发(fa)可靠、节能(neng)、成本优化(hua)的子系统，以满足雄心勃(bo)勃(bo)的舒适性(xing)和驾驶(shi)性(xing)能(neng)目标，同(tong)时适应(ying)当地市(shi)场(chang)的需(xu)求。

“Before we were using simulation in our processes, the design of the lubrication circuit took several months and required many costly   prototypes. With Simcenter  Amesim, the work is completed within four or  five weeks, and the software enables a more precise  optimization of the flow rate needed for each part in any  running condition.”

  ------------ Michel Vincent  

Simulation Engineer  

PUNCH Powerglide

01

优化传输损耗和舒适性  

为(wei)了(le)设(she)计一款能在能源效率和舒适性之间达到最佳平衡的(de)(de)(de)(de)变速器，必(bi)须(xu)特(te)别关注换挡和燃(ran)油(you)经济性。在自(zi)动(dong)变速器内部，轴和离合(he)(he)器盘之间的(de)(de)(de)(de)大(da)量(liang)(liang)摩(mo)擦(ca)是(shi)(shi)不可避免的(de)(de)(de)(de)，特(te)别是(shi)(shi)在换挡时这种摩(mo)擦(ca)导(dao)致能量(liang)(liang)损失，从而(er)导(dao)致更高的(de)(de)(de)(de)燃(ran)料消耗。对于所有(you)汽(qi)车制(zhi)造(zao)商来说，这都是(shi)(shi)一个关键的(de)(de)(de)(de)工(gong)程挑(tiao)战，因此减少摩(mo)擦(ca)对任何变速器制(zhi)造(zao)商来说都至关重要。关键参数是(shi)(shi)各部件(jian)的(de)(de)(de)(de)润(run)滑(hua)(油(you)流量(liang)(liang))，以减少摩(mo)擦(ca)，但往(wang)往(wang)过(guo)多(duo)的(de)(de)(de)(de)油(you)流量(liang)(liang)会增(zeng)加而(er)不是(shi)(shi)减少摩(mo)擦(ca)。因此提供(gong)零件(jian)所需(xu)(xu)的(de)(de)(de)(de)确切(qie)数量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)油(you)，以减少最小的(de)(de)(de)(de)摩(mo)擦(ca)损失，并减少润(run)滑(hua)所需(xu)(xu)的(de)(de)(de)(de)泵功(gong)率是(shi)(shi)主要的(de)(de)(de)(de)工(gong)作目标。为(wei)了(le)快速实现旋转部件(jian)接口的(de)(de)(de)(de)油(you)流量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)良好平衡，PUNCH powerglide使用Simcenter Amesim软件(jian)进(jin)行系(xi)统仿真，该软件(jian)来自(zi)西门子数字工(gong)业软件(jian)公司(si)的(de)(de)(de)(de)Simcenter产品组(zu)合(he)(he)。 

Simcenter产(chan)品组(zu)合结合了1D、3D仿(fang)真(zhen)(CAE)和(he)测(ce)试(shi)解决方案，有助于(yu)在(zai)整个(ge)(ge)产(chan)品生命周期内(nei)预测(ce)产(chan)品性能。使用Simcenter Amesim, PUNCH powerglide可以评估(gu)其润滑(hua)系统与(yu)温度(du)、速度(du)和(he)齿轮的(de)(de)(de)关系。根据所要(yao)优化的(de)(de)(de)运行条件，在(zai)旋转部(bu)分平(ping)衡(heng)流量(liang)，从而减少传(chuan)动部(bu)件之间的(de)(de)(de)摩擦。为每个(ge)(ge)部(bu)件界面确定(ding)的(de)(de)(de)流量(liang)成(cheng)为计算节省能量(liang)的(de)(de)(de)传(chuan)动阻力扭矩模(mo)型的(de)(de)(de)输入。“在(zai)我(wo)们(men)在(zai)工(gong)艺中使用此项仿(fang)真(zhen)技术之前，润滑(hua)回路的(de)(de)(de)设计需要(yao)几个(ge)(ge)月的(de)(de)(de)时(shi)间，并且需要(yao)许多昂贵的(de)(de)(de)样件。使用Simcenter Amesim，工(gong)作(zuo)可以在(zai)四到五(wu)周内(nei)完(wan)成(cheng)，该软件可以更精确地优化任何(he)运行条件下每个(ge)(ge)部(bu)件所需的(de)(de)(de)流量(liang)，”PUNCH powerglide的(de)(de)(de)仿(fang)真(zhen)工(gong)程师Michel Vincent解释(shi)说(shuo)。 

使用(yong)系(xi)统仿真软件，PUNCH powerglide工程师还(hai)可(ke)以在(zai)换挡(dang)阶(jie)段精确(que)地对(dui)液压系(xi)统(阀(fa)门、活塞、泵)进行建模。他(ta)们重现了在(zai)测试阶(jie)段观察到的(de)一些振荡，以确(que)定在(zai)许多驾驶条件下对(dui)换挡(dang)舒适性的(de)影(ying)响。

在与测试(shi)结果的(de)相关性分析后，他们能够通(tong)过实验设计(ji)(ji)(DOE)方法了解(jie)每个参数的(de)影响和(he)作用，并(bing)且还可以定义离(li)合(he)器(qi)的(de)主压力输(shu)入和(he)输(shu)出(chu)端(duan)的(de)可接受的(de)波动量级。“将Simcenter Amesim模(mo)型与测试(shi)结果相关联，并(bing)使用实验设计(ji)(ji)技(ji)术，使我们能够在没有大(da)量测试(shi)的(de)情况下解(jie)决问(wen)题(ti)，”Vincent解(jie)释说。

这种方法(fa)使PUNCH powerglide更(geng)容(rong)易(yi)、更(geng)快(kuai)地(di)找到解决方案，以提高换档质量，最(zui)大限度(du)地(di)减少摩擦，从(cong)而缩(suo)短产品的开发周期(qi)。Vincent说(shuo):“Simcenter Amesim是(shi)在概(gai)念(nian)阶段使用的。同样(yang)的变速器存在几个(ge)概(gai)念(nian)方案，通过(guo)系统仿真，我(wo)们能够对它(ta)们进(jin)行比较，从(cong)而在开发过(guo)程中(zhong)赢得时间。”

“ Simcenter Amesim is used in the concept   phase. Several concepts exist for the same transmission. By using system simulation, we are able to compare them and therefore gain time in the development process.

  ------------ Michel Vincent  

Simulation Engineer  

PUNCH Powerglide

02

通过降低振动达到整车厂目标 

在处(chu)(chu)理(li)各种振动(dong)声学应用(yong)时，Hiard依赖于(yu)Simcenter SCADAS硬(ying)件(jian)和(he)(he)Simcenter Testlab软件(jian)数(shu)(shu)(shu)十年。 “Simcenter测(ce)试解决(jue)方案非(fei)常(chang)(chang)成熟和(he)(he)可靠。 如今，我(wo)们(men)(men)再也不(bu)会遇到(dao)使用(yong)这些工(gong)具的(de)(de)问题了。” “数(shu)(shu)(shu)据(ju)质(zhi)量(liang)非(fei)常(chang)(chang)好，软件(jian)的(de)(de)数(shu)(shu)(shu)据(ju)处(chu)(chu)理(li)速度也非(fei)常(chang)(chang)快(kuai)(kuai)。 该(gai)(gai)(gai)团队使用(yong)了几种前端(duan)设(she)备(bei):配备(bei)V12模块的(de)(de)Simcenter SCADAS 305以(yi)及两个(ge)用(yong)于(yu)现场和(he)(he)实(shi)验(yan)室测(ce)试的(de)(de)Simcenter SCADAS Mobile硬(ying)件(jian)设(she)备(bei)。 通过Simcenter SCADAS，该(gai)(gai)(gai)团队可以(yi)同(tong)时获取(qu)振动(dong)和(he)(he)声学数(shu)(shu)(shu)据(ju)，并(bing)且(qie)通过CAN获得节气门(men)位置信息(xi)。 “所有(you)数(shu)(shu)(shu)据(ju)都(dou)逻辑地存(cun)储(chu)在一个(ge)中(zhong)央存(cun)储(chu)库中(zhong)，”Hiard说(shuo)。“该(gai)(gai)(gai)软件(jian)可以(yi)很容易地获取(qu)分析所需的(de)(de)数(shu)(shu)(shu)据(ju)。然(ran)后(hou)高速处(chu)(chu)理(li)采集到(dao)的(de)(de)数(shu)(shu)(shu)据(ju)。”Hiard补充道(dao):“我(wo)们(men)(men)非(fei)常(chang)(chang)欣赏该(gai)(gai)(gai)软件(jian)的(de)(de)灵(ling)活性(xing)，例(li)如在分析角(jiao)度域(yu)的(de)(de)数(shu)(shu)(shu)据(ju)时，以(yi)及快(kuai)(kuai)速的(de)(de)后(hou)处(chu)(chu)理(li)，这确实(shi)有(you)助于(yu)我(wo)们(men)(men)在日常(chang)(chang)任务中(zhong)提高效率。对于(yu)声学分析，我(wo)们(men)(men)还(hai)使用(yong)音频回放(fang)和(he)(he)滤波等工(gong)具，这对于(yu)理(li)解空气噪声如何影(ying)响声学舒适性(xing)非(fei)常(chang)(chang)有(you)帮助。”

该(gai)团队(dui)还会用到(dao)最(zui)先进的(de)Simcenter Testlab模态(tai)分析(xi)(xi)工具。例如，工程师(shi)们(men)(men)现在在Simcenter Testlab内部对(dui)所有(you)(you)加速计进行(xing)校准(zhun)。最(zui)近，PUNCH powerglide被要求对(dui)一辆汽车的(de)后门进行(xing)模态(tai)分析(xi)(xi)。“这对(dui)我(wo)们(men)(men)来(lai)说是一个相(xiang)当不寻常的(de)要求——我(wo)们(men)(men)通常只处(chu)理传(chuan)动(dong)系(xi)统，”Hiard评(ping)论道。“有(you)(you)了Simcenter测试解决方案，我(wo)们(men)(men)能够提供快(kuai)速响应并满足这些要求。这是我(wo)们(men)(men)的(de)分析(xi)(xi)工具如何支持(chi)业务开发的(de)一个例子。Simcenter Testlab具有(you)(you)非常详尽(jin)的(de)功能。我(wo)们(men)(men)非常欣(xin)赏(shang)它(ta)的(de)分析(xi)(xi)速度，它(ta)的(de)易用性(xing)和它(ta)的(de)功能，如活动(dong)图片，有(you)(you)助于在团队(dui)中有(you)(you)效地共享(xiang)信息，”Hiard总结道。

03

以前所未有的速度开发创新变速箱

基于Simcenter Amesim模型的(de)仿真和基于Simcenter Testlab测试的(de)工程技术(都是Simcenter产品(pin)组合的(de)一部分)的(de)使用，有助(zhu)于PUNCH powerglide更(geng)有效地开(kai)发其创新和复杂的(de)产品(pin)，并(bing)更(geng)好地控制产品(pin)行为。

对变(bian)速(su)器(qi)进行建模使(shi)PUNCH powerglide能(neng)够(gou)优化(hua)新的(de)(de)变(bian)速(su)器(qi)设计(ji)，并从第(di)一个样件开始(shi)解决(jue)正(zheng)在(zai)开发的(de)(de)变(bian)速(su)器(qi)中的(de)(de)问题。使(shi)用组(zu)合测试-仿(fang)真方法使(shi)团队能(neng)够(gou)比较模拟数据和测量数据，以获得最佳(jia)结果。

与(yu)Simcenter合作(zuo)设计的新型混(hun)合动力变速器6LP2就是这种创新方法的结果，使PUNCH powerglide成为开(kai)创性(xing)变速器的顶级供应商。 

“ Simcenter portfolio solutions help   us in an early stage of the project,   especially to do early simulation   and give us indication for perform- ance and fuel economy”

-------Wolfgang De Loth  

Director Technical Center  

PUNCH Powerglide

西(xi)门(men)子(zi)Simcenter工程咨询部门(men)将Simcenter产品(pin)和工程服务经(jing)验能够做到(dao)有机的结合，不(bu)断(duan)帮助用户在研发领域获得更大的价值，同时(shi)帮助我们的Simcenter产品(pin)不(bu)断(duan)提升(sheng)，使产品(pin)在用户的实际工作中更加的实用，高效。

同时，西门子Simcenter工程(cheng)(cheng)咨询部门乐意参与到您的工程(cheng)(cheng)开发过程(cheng)(cheng)中，基于(yu)Simcenter产品(pin)为您提供(gong)更好的工程(cheng)(cheng)服务(wu)。