新一代奥迪Q7车型介绍

文：宗志

新一代奥迪Q7车型介绍

文：宗志

于2015年12月3日正式上市的新一代奥迪Q7，是奥迪家族的第二代旗舰SUV车型。与上一代车型相比，新款Q7的改变可以说是“脱胎换骨”，本文在此将重点介绍其发动机、变速器、底盘以及电控网络，希望有助于广大读者对该车的了解。

一、发动机

新Q7上使用的型号代码为CRE的EA837系列发动机（图1），是第4代V6直喷汽油发动机，与上一代V6发动机相比，其主要的改进之处在于：采用皮带驱动的机械增压器代替了涡轮增压器；将燃油直喷和进气管喷射组合在了一起；采用了新的正时链条布置方式，并且在排气侧凸轮轴也增加了正时调整机构。这款发动机的其他参数如表1所示。

通过一系列改进措施，使得新款发动机在功率和扭矩特性等数据保持不变的前提下，燃油消耗率和CO2排放均有了显著下降。首先是所有与燃油消耗有关的部件和系统都仔细优化过，例如优化了链传动机构，改进了活塞及活塞环组件（在保证具有良好的间隙和机油消耗特性的同时降低了预紧力），通过精加工优化凸轮轴轴承等，这些措施使得发动机的基础摩擦降低了9% 。此外，CRE发动机通过一个电磁阀实现了“按需增压”，而缸内高压直喷和进气管低压喷油的混合工作模式，也实现了高度灵活的喷油策略。

CRE发动机的曲轴箱通风系统经过了全新设计，以改善油气分离性能（图2）。该通风系统只通过一侧缸体来进行。油气的粗分离是采用迷宫式结构在气缸盖罩内部进行的，细分离是在2列气缸中间的机油分离模块进行。两者之间的通风管带有隔热套，以避免窜气中的碳氢化合物成分凝结在管路上。机油细分离器带有集成的压力调节阀，可以使系统在15 kPa的真空负压下工作。为了冲刷曲轴箱，该系统还从空气滤清器后引入洁净空气，并经机油分离模块上的一个管接头送往曲轴箱。在新鲜空气通风管上还装有曲轴箱通风切断阀N548，在未通电时该阀是完全打开的（防失效位置），当系统识别出曲轴箱通风装置带来的碳氢化合物影响到怠速混合气浓度时，N548就会封住通风管。

表1 CRE发动机技术数据

CRE发动机的链传动结构如图3所示，这一结构源自上一代V6汽油发动机，但是链条A（还要驱动平衡轴）和链条D（只驱动机油泵）的布置有所变化。这样一来，这2根链条的链节数就减少了，从而达到减轻重量、降低摩擦的目的。链条A、B和 C的张紧器是机械式弹性张紧器，带有液压机构；而链条D的张紧器没有液压机构，而是通过一个钢板弹簧组来实现张紧。进气和排气凸轮轴正时均可实现无级调节，进气侧调节范围为50°曲轴转角（上一代发动机为42°），排气侧调节范围为42°曲轴转角。CRE发动机还配备了2套独立的皮带装置，一套用来驱动发电机、可控式水泵和空调压缩机，另一套用来驱动机械增压器（图4）。

机械增压系统也在很多方面做了修改（图5），以往压气机都是“常驱”的，也就是一直在被动工作着。而现在，在压气机的驱动轴上安装有电磁离合器N421，当电磁离合器不通电时，在转子盘和电枢盘间留有空隙，压气机的驱动力中断。压气机的接通和关闭策略经过了精心设计的，尽可能让其不工作，以节约燃油（图6）。其最主要的控制参数是发动机转速和驾驶员所期望的扭矩，当发动机在中低转速以及负荷较低时，压气机不工作，同时调节翻板也是关闭着的。

二、变速器

新一代Q7所使用的8挡自动变速器0D5（图7），是在0BK变速器的基础上改进而来的，其在制造商采埃孚（ZF）公司的名称是8HP65A，它适用于初始最大扭矩为700 N·m的发动机。0D5变速器相比0BK变速器的主要改进在于以下几方面。

0D5变速器使用了带有内置离心摆的双减振器变矩器，这一变化从外部无法判断，但在安装过程中，松散的离心摆会引发“嘎吱”声，这并不意味着变矩器损坏，一旦开始运转，声响就会消失。

采用了改良型的换挡元件，制动器B由一个单向作用的气缸触发，并通过螺旋弹簧复位。制动器A和B的摩擦片间装有波形弹簧，可以保证制动器有效分离，从而降低车辆的拖曳阻力。有利于节省燃油并减少CO2排放量。机电控制单元改进了制动器B的液压接口、变速器油散热器以及指向行驶方向的线束插接器。轻量化的塑料油底壳内置有抽吸式变速器油滤清器，并且放油螺栓采用卡口接头代替了以前的螺纹接头，因此不允许重复使用，在检查变速器油位时必须更换。

0D5变速器有3个独立的供油装置，分别用于行星齿轮组和液压控制系统、分动器和前桥主减速器，因此变速器上有3个润滑油加注及检查螺栓。但是这3部分公用一个组合式排气装置，在变速器壳体上有排气软管相连。变速器控制单元首次使用了支持怠速模式的变速器软件，空挡怠速控制系统的功能得到了进一步改良。

这款变速器换挡操纵机构采用的是“线控换挡”技术，在换挡杆和变速器之间不存在机械连接，换挡操纵机构探测驾驶员要求，并以纯电子方式将信号传输至变速器。此外，在选挡杆上没有P挡位置，只能通过P挡按键激活驻车锁。而当蓄电池没电或者出现其他故障需要解锁驻车锁时，就需要用到机械式紧急解锁装置，具体方法如下。

首先需要从随车工具中找出用于驻车解锁的专用扳手，然后取下驾驶员脚垫下方的驻车解锁操纵机构盖板，将扳手插入操纵机构中，顺时针旋转90°同时向下压，即可解锁。恢复驻车锁定时，只需直接向上拔出扳手，不得往回旋转，否则可能损坏紧急解锁机构（图8）。

三、车桥与四轮定位

全新Q7前、后桥开发基础均是模块化纵置平台（MLB）。在前桥上使用的是早已在其他奥迪车型上得到验证的五横摆臂结构（图9），后桥使用的是全新开发的五摆臂结构（图10），通过轻量化设计，使得后桥重量比前款车型轻了40 kg。

对于前桥可以通过改变转向横拉杆的长度，来单独调节左右两侧的前束值，通过横向移动副车架可以将外倾角限定在很窄的极限范围内。对于五摆臂后桥，可以在后轮转向横拉杆与副车架的螺栓连接点上调节前束值，在悬架臂与副车架的螺栓连接点上（被流线型饰板盖住）调节外倾角。必须注意的是，在后桥上需要先调节外倾角再调节前束值，这一点非常重要，因为外倾角调节也会小幅度地更改前束值。

全新Q7还可以选装自适应空气悬架底盘，该系统基于此前用在其他奥迪车型上的同类系统，其主要创新在于使用了新的底盘控制单元J775。该控制单元安装在中控台下方的空调下面，通过FlexRay进行通信，其中包含了控制空气悬架和减振器的软件，未来还将包含其他底盘调节系统的软件，此外3个方向的偏转率传感器也集成在该控制单元中。这种高度集成的平台可以将多种型号的底盘集成到可扩展的控制单元结构中，从而减少车上的硬件型号。此外，自适应空气悬架系统还包括空气供给单元（含压缩机、电磁阀体和控制单元）蓄压器、各车轮的空气弹簧及车身高度传感器（图11）。

四、四轮驱动转向系统

四轮驱动转向系统可以根据当前车速和行驶状况动态调节后轮前束值，从而改进行驶运动性和舒适性，这是这一系统首次装备于奥迪车型。当车速在60 km/h以下的低速范围时，前轮转向时，后轮会朝着前轮转向的反方向转动，这样可以缩小转弯半径，使车辆操控更加敏捷。而当车辆以较高速度并线时，系统控制后轮向与前轮相同的方向偏转，使得偏航力矩明显比只使用前轮转向的车辆更低，提高车辆舒适性。

为了实现后轮转向，在后副车架上布置有后轮转向机构，一个三相同步电机通过皮带驱动螺杆螺母，使得相连的转向横拉杆最多可以实现±9 mm的直线位移，相当于后轮前束角度最多可以改变约5°（图12）。这一角度的改变是通过摆臂与车架之间的弹性元件实现的，并没有设置像前轮一样的转向节。

五、电气系统

在Q7车型上，接入总线系统的控制单元数量从上一代车型的约60个增加到现在的120个左右，尤其是LIN总线控制单元的数量明显增多，车上的数据传输速率提高了4倍。Q7车型的控制单元网络拓扑图如图13所示，其中显示了所有可能链接在总线上的控制单元，包括一些选装装备或特定国家和地区的装备。

特别要注意的是，在Q7上使用了新型的FlexRay数据总线系统，它可以满足未来车内联网的更高要求，尤其是提高数据传输率、实现实时功能并确保安全性，其数据传输速率最高可达10 Mbit/s，是现行CAN总线的20倍。FlexRay导线和 CAN 导线一样，采用正负双绞线结构，2条导线的电平在1.5～3.5 V变化，2条总线导线的电平均为2.5 V时表示“空闲”，正线低电平而负线高电平表示“数据0”，正线高电平而负线低电平表示“数据1”。

数据总线诊断接口J533是FlexRay的控制器，所有FlexRay中的控制单元都在各支线上与J533相连。Q7上设有6条支线，即支线1～5及支线8（支线6和7预留）。图14区分了各控制单元在总线正线（粉色）及总线负线（绿色）间的连接，更接近真实情况。在每条支线末端相应的控制单元内，都安装有2个电阻，每个阻值47 Ω，即总共94 Ω。支线中间的控制单元中，每个也包含2个电阻，每个阻值1.3 kΩ，即总共2.6 kΩ。这些阻值均可在断开控制单元插头后，用万用表在各个控制单元上测得。

如果FlexRay某条支线上发生对正极或对搭铁短路，则整条支线都会失灵。但其他支线会继续工作。如果某条FlexRay导线断路，则所有位于断点后方的控制单元的通信都会断开。如果“中间控制单元”断电，则其将无法继续通信，但位于其后方的控制单元仍可继续参与通信，前提是信号能从“中间控制单元”的电路板上通过。

Q7车型使用的是AGM蓄电池，它安装在右侧座椅前的底板中。AGM蓄电池指的是车辆蓄电池的电解液被吸附固化在超细玻璃纤维隔板中，这种蓄电池的循环稳定性和运行稳定性都更高。但是维修人员在对其进行充电时，必须要将充电设备设定成AGM蓄电池程序。