Ha a villamosított duplakuplungos sebességváltó erőátviteli szerkezete és fogaskerekeinek száma változatlan marad, akkor magának az erőátviteli hossznak a csökkentési lehetőségei korlátozottak lesznek. Erre kínálnak megoldást a Schaeffler által már 2014-ben bemutatott rövid szinkronizáló eszközök.

Az azóta sokat továbbfejlesztett koncepció lehetővé teszi, hogy a tengelyirányú beépítési helyigényt szinkronizálási irányonként akár 10 mm-el csökkentsék - 16. ábra. Ezáltal a teljes hossz kb. 20 mm-el csökken egy tipikus háromtengelyes, két, tengelyirányban egymás mellett elhelyezett szinkronizáló egységgel rendelkező sebességváltó-berendezésben. A teljes hossz csökkentésének egyik legfontosabb előfeltétele a kisméretű modullal rendelkező hajtóművek gyártástechnológiája. A szinkronizáló eszközök fogaskerekei - a sebességváltók nagyobb fogaskerekeihez hasonlóan - megmunkálással készülnek. Ezzel szemben a Schaeffler a fémlemezből formázott fogaskerekekre támaszkodik, amelyek lehetővé teszik a fogak számának növelését a modul 2 mm-ről 1 mm-re történő csökkentésével. A nagyobb fogszám alkalmazása lehetővé teszi, hogy a kisebb fogazat ellenére azonos nyomatékkapacitást érjünk el. Ez az intézkedés önmagában lehetővé teszi, hogy a teljes tengelyhossz szinkronizáló eszközönként kb. 6 mm-el rövidüljön, mivel a kisebb fogak rövidebb tengelypont-hosszúságot eredményeznek az adott pontszögek mellett.

16. ábra - A  beépítési hely optimalizálása rövidebb szinkronizálóegységek használatával, a Schaeffler Short Synchro példáján keresztül

Annak ellenére, hogy kisebb fogaskerékmodulokat használnak, a releváns paraméterek ugyanazok maradnak: a súrlódási kúpok szélessége, a fogaskerekek terhelése, a húzónyomatékhoz szükséges hézag és a kopási tartalék. Az alkalmazástól függően a nyert beépítési hely nagyobb nyomatékú fogaskerekek kialakítására is felhasználható.

A csúszóhüvely új nyomórész-kialakításával további mintegy 3 mm-es csökkentés érhető el. A radiálisan lapos nyomóelem lehetővé teszi a hüvelytartó falvastagságának megfelelő csökkentését a rúdnál. Ez lehetővé teszi, hogy a súrlódási teljesítmény szempontjából meghatározó szinkrongyűrűk kúpos felületei változatlanok maradjanak. A súrlódás miatti teljesítményveszteség nem nagyobb a mai szinkronizáló eszközökhöz képest.

A rövidebb tengelyhossz ráadásul kb. 2 mm-el csökkenti a váltóutat. Ez akár 25%-os váltóút-csökkenésnek felel meg, ami megfelelő dinamikus kialakítást tesz lehetővé. A járműtesztek során a váltás minőségét még kézi váltás esetén is pozitívan értékelték. Egy másik másodlagos hatás az elért súlymegtakarítás. Ha a nyert axiális beépítési helyet rövidebb tengelyekre és ennek megfelelően kisebb házra használják fel, a súlymegtakarítás 3.5 kg-ot tesz ki.

Egy másik lehetőség a beépítési hely jelentős csökkentésére az innovatív forgó működtetésű sebességváltók, amelyeknél a csúszóhüvely teljes axiális mozgása a fogaskerék kontúrján belül történik, ami azt jelenti, hogy nincs szükség külső beépítési helyre. A nagy fogaskerekű sebességváltókban, például amikor az első fokozat fogaskereke közvetlenül a harmadik fokozat fogaskereke mellett helyezkedik el, egy ilyen rendszer teljesen a fogaskerék alatt is elhelyezhető. Ez jelentősen lecsökkenti az üresjárati fogaskerék távolságát, így minden egyes szinkronizáló egységnél további 5-10 mm axiális beépítési hely takarítható meg.

A 17. ábrán látható modul egy ilyen váltórendszert mutat be. A működtetés csupán egy működtető kerék általi elforgatással történik. A belső oldalon lévő csúszóhüvelyt egy gyűrűs anya mozgatja axiálisan egy csúszófelületen. A gyűrűsanya három csúszó bütyökkel rendelkezik, és kívülről a működtető keréken keresztül forgatható. A házhoz rögzített menetes hüvely veszi fel a tengelyirányú erőket.

17. ábra - Szinkronizáló egység a fogaskerekek alatti forgó működtetővel (Schaeffler Ultra Short Synchro)

További előnye, hogy a váltáshoz használt működtetőszerkezet - a P2 duplakuplungos sebességváltókban előnyösen - egy közvetlen működésű működtetőmotorban is használható. Így a váltórudak és egyéb működtető elemek kiküszöbölhetők, ami még tovább csökkenti a súlyt.

 Jelenleg ezek az ultrakompakt szinkronizáló egységek a fejlesztés előrehaladott stádiumában vannak. A prototípusokkal végzett első tesztek azonban jelentős potenciált mutatnak ebben a technológiában, amelyet teljesen újonnan kifejlesztett sebességváltókban lehet alkalmazni.

Annak érdekében, hogy a duplakuplungos sebességváltók P2 hibridizációjával az adott beépítési hely megtartható legyen, a Schaeffler - ahogy a fenti megállapításokból is kiderül - számos termékújítást és továbbfejlesztési megoldást tesz elérhetővé. A P2 hibrid modul és a sebességváltó rész számos termékötlete úgy kombinálható, hogy a teljes sebességváltó hossza a meglévő duplakuplungos sebességváltókhoz képest a nagy teljesítményű P2 hibridizáció ellenére is közel azonos maradhat - 18. ábra.

18. ábra - A P2 hibrid duplakuplungos sebességváltók teljes átviteli hosszának csökkentésére irányuló intézkezkedések

A dinamika, a hatékonyság és a kényelem kombinációjának köszönhetően a duplakuplungos sebességváltók továbbra is teret hódítanak a globális sebességváltó-piacon. Az eddig tervezett rendszerek a P2 hibrid modulok integrálásával nagyon alkalmasnak bizonyulnak a villamosításra. Az a tény azonban, hogy a hibrid modul a belsőégésű motor és a sebességváltó között helyezkedik el, azt jelenti, hogy a hajtáslánc jelentősen hosszabb. A Schaeffler számos termékinnovációt fejlesztett ki a tengelyirányú beépítési hely csökkentésére, amelyek a jövőbeni szériaalkalmazásokban is megvalósíthatók lesznek. A beépítési tér csökkentésének fontos alapja az a tény, hogy a P2 hibridizáció és a nagy teljesítményű akkumulátor a hagyományos duplakuplungos sebességváltókhoz képest a kuplungrendszer maximális és átlagos terhelését kevesebb mint 50 %-ra csökkenti, mivel a jármű indítása nagyrészt elektromos hajtással történik.

 E peremfeltételek figyelembevételével sikerült olyan magasan integrált nedves és száraz három tengelykapcsolós rendszereket kifejleszteni és tesztelni, amelyekben a tengelykapcsolók szinte teljesen a villanymotor forgórészének beépítési terében helyezkednek el. A három tengelykapcsoló működtetéséhez kompakt, nagymértékben integrált működtető dugattyúkat kellett kifejleszteni, és első ízben alkalmaztak három dugattyús kapcsolószerkezetet is.

 A beépítési hely csökkentésére irányuló egyéb intézkedések magán a sebességváltón belül is megvalósíthatók. Ehhez a Schaeffler olyan, technológiailag új szinkronizáló egységeket fejlesztett ki, amelyek lehetővé teszik a 15-20 mm-el rövidebb dupla kuplungos sebességváltók építését. Mivel a tengelykapcsoló, az érintkezők és a sebességváltó különböző megoldásai szinte tetszőlegesen kombinálhatók, a teljes beépítési hely akár 100 mm-el is csökkenthető. Így a P2-hibridizált duplakuplungos sebességváltók képesek megőrizni a jármű beépítési helyének általános méreteit.