上汽大众辉昂技术亮点解读

文：艾立武

上汽大众辉昂技术亮点解读

文：艾立武

自2016北京车展发布以来，上汽大众辉昂轿车一直备受关注。近期，上汽大众官方宣布，辉昂将于2016年10月份正式上市。作为上汽大众旗下全新的一款旗舰轿车，这款基于奥迪A6同平台打造。动力方面，辉昂将根据不同车型分别搭载第4代3.0 L-V6-TSI发动机EA837以及第3代2.0T EA888发动机，并匹配3款不同型号的7挡双离合器变速器。在安全及舒适性方面，辉昂拥有丰富的配置，并采用了先进平视显示系统和夜视辅助系统。为了方便广大读者了解该车，本文将对其主要技术亮点进行分析解读。

一、发动机

在此重点对辉昂所搭载的第4代3.0 L-V6-TSI发动机EA837进行介绍（图1）。该款发动机在第三代的基础上进行了全面升级，保持原有的所有优良特性的同时显著降低油耗。这是通过以下主要措施实现的。

①优化了链条传动。

②通过降低预应力优化活塞环套件，并同时改善加注性能和机油消耗特性。

③优化了凸轮轴轴承（精整过程）。

④通过引入电磁离合器，实现了针对机械式增压系统的“按需超级增压”解决方案。

⑤高度灵活的喷射策略，可允许高压喷射和低压喷射混合运行。

⑥燃烧过程的重要组成部分进行了进一步研发。

⑦对所有与油耗相关的组件和系统进行细节优化。

该款发动机最初使用于奥迪A8轿车，其最重要的特征包括：6缸V型发动机，带皮带驱动压缩机进行机械式增压（罗茨式增压器）；结合了直喷和进气管喷射；进气和排气侧凸轮轴持续调节。

1.燃油双喷射系统

为了达到进一步降低颗粒物的排放的目标，第4代3.0 L-V6-TSI发动机EA837在第3代的基础上进行了相应的后续研发，通过在FSI（直接喷射）之外集成 MPI（多点喷射）喷射系统 ，即燃油双喷射系统（图2），使颗粒物排放显著降低。

燃油双喷射系统组成及工作原理如图3所示。

通过使用燃油双喷射系统，放弃了颗粒滤清器。另一项重要改动是将FSI喷射系统的喷射压力从1.5MPa（150 bar）提高到了2.0 MPa（200 bar）。为此，所有部件都必须针对更高的喷射压力进行调整。

MPI喷射系统：燃油轨布置在增压模块的左右两侧。它们由塑料制成。管路从油轨开始分叉，通向 MPI 喷油阀。它通入到相应的进气歧管内，进气管风门之后。油轨的燃油供给从燃油高压泵的冲洗接口进行。这样，燃油便会在MPI运行模式下流经该泵并得到冷却。

FSI喷射系统：燃油高压泵通过气缸列1的进气凸轮轴上的3重凸轮进行驱动。它根据转速和要求（特性图）产生一个1.0～2.0 MPa（100～200 bar）的系统压力。燃油轨是新研发的，它们针对更高的压力条件进行了调整。此外，还为降低噪声，对油轨和进气系统之间的连接进行了改进。为此，油轨分别通过2个铸造节点直接旋接到气缸盖上。同样是新研发的还有高压喷油阀。它在流通性能以及和MPI系统的协作方面进行了调整。

2.二次空气系统

与第 3 代 3.0 L-V6-TFSI 发动机相比，第4代EA837发动机对二次空气系统作了大量改变。电动转换阀（二次空气喷射阀 N112）原来为2个，现在只使用1个进行组合阀促动（图4）。这降低了已激活的二次空气系统的空气流量，使发动机在暖机阶段便能消耗较少的燃油。此外，对二次空气管路也进行了改动，使堵塞的倾向极大降低。

3.机械增压

辉昂采用了机械式罗茨增压器，罗茨式增压器的系统组成如图5所示。

（1）基本原理

罗茨式增压器是一种旋转活塞式结构的装置。该装置采用挤压原理工作，内部并无压缩过程。增压器有一个壳体，壳体内有两个轴（转子）在转动。这两个转子采用机械方式来驱动，比如采用曲轴驱动。这两个转子是由壳体外的齿轮来传动的（传动比相同），两个转子同步转动，但旋向相反。于是两个转子工作起来就像在“彼此啮合”（图6）。

其结构的重要之处在于，两个转子彼此之间以及其与壳体之间是密封的。在工作时（转子转动），叶片和外壁之间的空气就被从空气入口（吸气侧）输送到空气出口（压力侧）。输送空气的压力是因回流而产生的。目前EA837发动机配备的是三叶片的螺旋形转子，这样才能才能保证产生较高的增压压力。

（2）主要元件

①压缩机

除了可利用电磁离合器关闭压缩机之外，还对压缩机模块进行了如下改动（图7）。

a.增加了贯通式设计发动机罩的支撑点（压缩机在发动机舱内无法看到）。

b. 采用更大的斜置式增压空气冷却器（更高的总体效率）。

c.采用更大的运输凸耳。

d.改进了风门的支座（节气门、空气循环风门）。

e.由于压缩机的可开关性，使皮带传动机构负荷更大，因此采用了更加牢固耐磨的皮带张紧器。

②压缩机电磁离合器 N421

压缩机的电磁离合器 N421作为单独的模块，旋接在压缩机的右侧转子轴前部（图8）。它承担了接通或关闭压缩机的任务。

在电磁离合器研发中，很大的一个挑战是它的切换舒适性。压缩机接通和关闭时的离合器切换应该既不能被驾驶员察觉到也不能被听到。为了实现这一点，一方面离合器通过电流控制实现尽可能柔和的动作，另一方面又能通过对于节气门和空气循环风门的有意促动，将气流导向转子，令其保持转动。这样，便可令压缩机的接通过程更加柔和。

③机械增压器转速传感器 G688（图9）

压缩机转速传感器是一种霍尔传感器,它在技术上是基于第3代EA888 发动机的发动机转速传感器 G28,但转速更高。压缩机转速相对于曲轴转速的变速比为2.5,该信号被用于计算离合器的切换时间和监控离合器功能。出现故障时，离合器的接通和关闭会变得直接而生硬，驾驶中能察觉到离合器的切换。

二、变速器

辉昂3.0T车型匹配的是7挡双离合器变速器DL501；2.0T前驱车型匹配的是7挡双离合器变速器DL382-7F；2.0T四驱车型匹配的是7挡双离合器变速器DL382-7Q。在此仅对DL501进行重点介绍。

1.结构组成

DL501的零件分布图如图10所示。

2. 机电控制单元 J743

DL501变速器的控制系统采用了一个新研发的机电控制单元（图11）。该控制单元的优点是，对换挡时的挂挡速度以及所需的力都可以非常精确地进行控制或调节。因此，不论行驶状况如何，都可以在不影响舒适性的前提下实现极速换挡，例如滑行换挡。

机电控制单元是变速器的中央控制单元。它包括电控液压式控制单元（执行元件）、电子控制单元和部分传感器。鉴于DL501变速器的纵置安装结构，2根变速器输入轴的转速传感器和行驶挡位传感器都分别安装在独立的支架（印刷电路板）上（图12）。

3.变速器油系统

在7挡双离合变速器中，有2套相互独立的变速器油系统，所应用的范围和使用的油液均不同。

（1）液压油（ATF）

液压油的应用范围包括液压系统、机电控制单元和双离合器，其作用如下。

①为双离合器和挡位拨叉提供液压。

②冷却双离合器和机电控制单元。

③润滑双离合器。

（2）齿轮油

齿轮油的应用范围包括齿轮箱、中央差速器和前桥驱动装置，其作用是对传动齿轮进行冷却和润滑。

（3）系统密封

这两个变速器油系统的交叉点必须确保各油腔分别完全密封。一旦变速器中的齿轮油渗入到液压油油腔内，就会影响双离合器的正常功能。为了防止这种情况发生，在相应部位必须安装特殊的密封元件。

如图13所示，输入轴 1 和 2 都是分别通过一个双轴密封环密封的（共有4个径向密封环）。当径向密封环泄漏时，机油溢流孔可以让机油排出，以免流入另一个油腔内。输入轴 2 中的横向孔在输入轴 1 至机油溢流孔之间建立了连接。

（4）液压油泵

①外啮合齿轮泵（ATF泵）

变速器运行时需要充足的液压油供给。必要的液压油流量和压力都是由外啮合齿轮泵提供的，通过双离合器的多级齿轮组驱动（图14）。

ATF泵向机电控制单元提供必要的油压来实现以下功能。

a.调节膜片式离合器（动力啮合和中断）。

b.冷却和润滑膜片式离合器。

c.调节换挡液压机构以便变速器换挡。

②吸入式喷射泵

图15 中所示的吸入式喷射泵用于提高离合器冷却系统的冷却油流量。吸入式喷射泵根据文丘里原理工作，它在不额外提高机油泵的泵送功率的前提下，加倍增加了冷却油量。这样，液压油泵可以以更小的尺寸实现更高的变速器效率。

（5）液压油冷却

在早期的双离合变速器中，液压油冷却系统集成在发动机冷却器中的冷却液机油热交换器（ATF冷却器）。在ATF冷却器的供油管路中有一个压力滤清器，它与吸滤器一同作用，确保液压油的良好清洁。这2个滤清器都具有与变速器相同的使用寿命，而且没有更换周期。

新版的DL501变速器采用了新的ATF滤清器。这种新的ATF滤清器集成在液压油管路的连接模块中（图16），包括一个滤芯。在更换液压油时，必须一同换下该滤芯。

（6）齿轮箱部件的润滑

DL501变速器的挡位齿轮采用飞溅润滑。而齿轮轴承、中央差速器和前桥差速器的润滑由接油盘和专用油道结合来实现。借助油底壳和专用机油导管有针对性地润滑，实现了更低的齿轮油油位。这样减少了掺杂损失，提高了变速器效率。输入轴换挡齿轮轴承是通过空心输出轴1润滑的。这些轴内的横向孔将齿轮油运送至轴承部位（图17）。

三、电气系统

辉昂的供电及熔丝位置如图18所示。

1. FlexRay 总线

辉昂在一些系统的数据传输中采用了FlexRay 总线（图19）。该数据总线有如下特点。

（1）双线式总线系统。

（2）时间控制式数据传输。

（3）数据传输率最高达10 Mbit/s，2个通道时最高可达20 Mbit/s。

（4）数据传输有3个信号状态：“Idle”（空闲）、“Data 0”（数据 0）、“Data 1”（数据 1）。

（5）实时性好。

在 FlexRay 车载网络中，信号是分化传输的。因此每个通道需要用到2条导线，即BM（负总线）和BP（正总线）。在接收器里，会通过2个信号之间的差得出原本的比特状态。会由于导线的不对称引起信号偏差。

2. 平视显示系统

辉昂采用了先进的平视显示系统，可以将车辆各种信息透过挡风玻璃以投影方式显示在车前约2 m处。挡风玻璃是平视显示系统的整套光学系统的重要组成部分。投射的图像在挡风玻璃上发生反射，这使挡风玻璃如同成为第三块镜面（图20）。

平视显示系统只显示最重要的车辆信息。当前车速是显示重点，因此一直显示。在MIB 多媒体交互系统中无法将其关闭。其他显示内容只有在 MIB 中激活后才能显示。在MIB 中的菜单项“平视显示”下选择菜单“显示内容”即可激活要显示的内容。另外有些内容只被临时显示，如警告或者系统设置更改信息等。

3. 夜视辅助系统

夜视辅助系统在夜间向驾驶员提供支持，帮助驾驶员及早觉察危险。该系统在组合仪表显示屏上显示汽车前方环境的热敏图像。由于体温的热辐射，人体和动物在图像中的显示明显地亮于周边的环境。因此，驾驶员就能很容易地在显示屏上进行识别。一旦系统分辨出一个人体目标，就会用颜色附加对此高亮标记。通过热敏图像不仅可以识别生命体，而且可以识别道路变化以及建筑物的轮廓。

夜视辅助系统主要组件包括夜视辅助系统控制器J853 和夜视辅助系统摄像头。

（1）夜视辅助系统控制器J853

J853是夜视辅助系统的电子中枢，位于驾驶员侧座椅下的车内底部，固定在一个塑料保护盒内（图21）。夜视辅助系统控制器 J853 是车上部件保护系统中的一员。如果J853损坏需要更换，那么新的控制器就必须使用专用汽车诊断仪进行联机匹配。通过该匹配过程，控制器内的部件保护功能被关闭。

（2）夜视系统摄像头R212

夜视系统摄像头R212有一个自己的计算单元，除摄取原始图像并将图像传输给夜视辅助系统控制器外，它的另一项任务是存储校准数据。校准数据不储存在夜视辅助系统控制器中，而是在摄像头内。这样，在更换损坏的控制器时，就无需再重新校准系统。

为保护摄像头免受损伤，镜头前有一个用锗材料制成的防护镜。由于热辐射不能穿透玻璃，因此无法用玻璃制作，而用锗材料制成的防护镜更坚固耐用。尽管如此，如果防护镜仍然受到石块撞击等情况而损坏，那么就可将其与封盖一起更换。这2个组件可通过大众原装配件供应渠道作为修理包购买。为清洁摄像头防护镜，还单独安装了一个喷嘴。该喷嘴与大灯清洗装置的喷嘴一起启动，清除防护镜上的污物（图22）。

夜视辅助系统摄像头安装在散热器格栅上。因此，在天气寒冷的情况下，就有结冰危险。当温度低于6℃，摄像头有可能结冰时，摄像头防护镜便被加热。摄像头内有一个专门的温度感应器对此处的温度进行测量。加热电流根据温度进行调节。