在全球汽车市场中，转矩为N·m及以下的车型占据了最大的份额，其应用的驱动系统覆盖传统内燃机、48V轻混、高压混动和高压插电式混动。然而，随着电机在电动化进程中愈发占据主导地位，机械齿轮数量进一步减少已成为可能。电动化的变速器已经成为新的默认标配。
齿轮档位数是平衡性能和燃油消耗的关键因素。目前为止，在双离合变速器（DCT）应用中，6～7档齿轮已被证明是中低转矩车辆所应用的理想档位数，对于内燃机为主导的驱动系统来说，这个结论仍然成立。但高程度的电动化带来了新的转变，因为电机可以通过补充发动机转矩、充当起动齿轮来有效替代某些档位齿轮。
麦格纳变速器系列是拥有更少机械档位齿轮并极其紧凑的变速器，特别是在高压应用中，它利用了电机功率来优化变速器设计。变速器系列中的DHTeco是一款混动专用变速器（DHT），如图1所示。
图1：变速器系列中的DHTeco是一款混动专用变速器（DHT）
这意味着电机是必不可少的，在混动运行中，它起到起动车辆、倒档行驶和电动助推的作用，在纯电运行中则提供所有动力。与“传统”双离合变速器相比，其机械复杂性大幅降低，仅通过4个前进档传动齿轮，就同步实现了高性能和节能减排。
1.紧凑型4速混动变速器
该变速器的“核心”部分采用双轴设计。其外输入轴上带有3档和5档的固定齿轮，内输入轴上则带有2档和4档的固定齿轮。其命名从2档到5档是因为电机在功能上取代了1档齿轮。
从内燃机（N·m）和电机（kW）的满负荷曲线可以看出，电机搭配4个机械档位是足够满足需求的，因为电机可以涵盖车辆起动和所有动态转矩的需求。kW的电机直径为mm，直接与5档固定齿轮相连。其速比可以确保达到至少km/h的纯电动驾驶性能，并提供高达N·m的电动助推。
总体来说，该变速器的设计概念十分灵活，在需要时还可以增加档位数。例如，可以添加带有附加机械齿轮的上半轴，以满足在某些市场中，内燃机车辆在高速公路实现更高行驶速度的需求。
2.为未来车辆平台做好准备
DHTeco是针对专业混动应用需求而优化设计的一款产品，但其紧凑性和轻量化的特点对48V轻混和传统传动系统同样受益。为实现更多目标，可以增加带有倒档的半轴，或1～2个额外的逻辑卷绕齿轮，而无须对机械齿轮组做出更改（图2）。
图2：DHTeco无须对机械齿轮组做出更改，提高经济适用性
此方式对以紧凑安装布置空间、降低复杂性、提高经济适用性为重要目标的内燃机和轻混车辆很有效，典型的应用案例可以是配备传统内燃机或48V混动的小型低成本车辆。
基于变速器系列的新6DCT双离合器变速器和6HDT轻度混动变速器使用与DHTeco相同的齿轮组，因此在“物理”上仍然是一个设计简单的4档变速器。唯一内部的区别是增加1个带倒档齿轮的短轴，以及1个额外的同步器作为桥梁。这种结构对于实现1档和6档是必要的。这2个档位是通过绕组式齿轮来实现的，在绕组式齿轮中，同步器桥连接2个变速器部分以形成额外的传递路径。该技术已在批产的麦格纳低转矩变速器中得到验证。
另一个重要问题是，绕组式齿轮是否会增加机械损耗。这与1档关联不大，因为1档只用于车辆起步，但对于6档来说非常重要。然而，通过与小型车中不带绕组式齿轮的麦格纳7速双离合变速器的对比，可以看出其优劣相抵：由于只有4个机械齿轮副，双齿轮啮合造成的稍高损失可通过较低的轴承和搅油损失进行补偿。除此之外，4个机械挡位的配置对于变速器的轴向长度十分有利，为重量、安装尺寸和应用油耗等方面创造优势。
3.展望
对于此类应用，变速器系列是一种全新的选择，它不仅能节省安装布置空间、带来经济适用的自动化，还尽可能少地采用机械硬件。
降低复杂性并不意味着牺牲为客户定制方案的灵活度。和任何以麦格纳双离合器（DCT）为基础的变速器一样，变速器系列可以利用现有的组合模块实现定制功能。总体来说，任何的变更都可以通过一套组合模块实现，此组合模块可以在变速器系列和其他麦格纳双离合变速器/混动双离合变速器产品上实现互换。
到目前为止，许多混动变速器的设计都是通过增加附加部件的同时，保留了传统动力总成变速器的档位数量。
然而，越来越多的动力总成解决方案和车辆平台，将从一开始就为高度电动化而设计。全新的变速器系列通过模块化和精简的齿轮组反映了这一趋势。得益于电机的主导作用，变速器性能和CO2减排能力将不会受到影响。
图3：变速器系列通过改动可适用于48V混动
尽管变速器系列起初是为适用于高压混动专用变速器而设计的，但通过改动它也可适用于48V混动（图3）和内燃机，且无须增加机械复杂度。关于电动化如何助力大幅降低机械复杂度这一问题，变速器系列给出了全新的答案，它使产品组合变得非常灵活，通过模块化制造策略和完全相同的客户应用接口轻松实现不同程度的混合动力。
来源：麦格纳动力总成
作者：CarstenBünder博士