奥迪Q7 e-tron quattro混合动力车底盘系统

2022-12-21山东刘春晖

汽车维修与保养 2022年9期

◆文/山东刘春晖

奥迪Q7 e-tron quattro是奥迪推出的第2款配备高性能插电式混合动力驱动系统的车型，如图1所示凭借锂离子蓄电池输出的电流，这款大型SUV可纯电动行驶多达56km，噪声低、动力强且零排放。在柴油发动机的配合下，总行驶里程高达1 410km。奥迪Q7 e-tron quattro是全球第1款配备6缸柴油发动机及quattro全时四驱系统的插电式混合动力车。某些国家还提供配备2.0L TFSI发动机的版本。按照插电式混合动力车对应的ECE(欧洲经济委员会)标准，配备3.0L V6 TDI发动机的奥迪Q7 e-tron quattro百公里油耗仅1.7L，CO2排放量为46g/km。集成有热泵的标配热管理系统专门针对奥迪Q7 e-tron quattro而开发。凭借Audi virtual cockpit(奥迪虚拟驾驶舱)的显示/操作概念以及新开发的MMI(多媒体界面)系统，奥迪Q7 e-tron quattro成功树立了行业标杆。标配的MMI导航系统增强版连同Audi connect互联网模块在奥迪Q7 e-tron quattro中与混合动力管理系统紧密结合在一起。新款电控机械式转向助力器高效而灵敏。

图1 奥迪Q7 e-tron quattro外观特征

同样新开发的前后轴五连杆车轮悬架相比上一代车型的车轴减轻60kg，在很大程度上提高了车辆的行驶动态性。可选装的adaptive air suspension(自适应空气悬架)带给车辆更自信的舒适感。驾驶员可通过配的动态驾驶系统Audi drive Select(奥迪驾驶模式选择)调节其工作方式。系统提供多达7种模式，同时还融合了转向系、主动式加速踏板和自动变速器等其他技术模块。

一、总体设计

奥迪 Q7 e-tron quattro采用了奥迪Q7(4M车型)的重要车身元件，而功能性要求(电驱动、联合制动等及套装更改(安装混合动力蓄电池)带来了少许不同。由于不同于奥迪Q7(4M车型)的车轴负荷和车轴负荷分布的变化，底盘被重新调校，投用了相应的悬架、减振器和稳定杆。奥迪Q7 e-tron quattro前轴不提供全轮转向系。底盘四轮定位和调节的流程与奥迪Q7(4M车型)相同，如图2所示。奥迪Q7 e-tron quattro全部装备带全时四驱的底盘，如表1所示为底盘型号。

图2 奥迪Q7 e-tron quattro全部装备带全时四驱的底盘结构

表1 底盘型号及相关特征

二、制动装置

奥迪Q7 e-tron quattro装备一个在所有行驶状况下都可提供高后备功率的大尺寸制动装置。前轴车轮制动器装备轻结构铝合金制动钳和轻结构制动盘。经过优化的制动钳刚性传递一种直接且充满动感的制动感。所有制动摩擦片都满足目前最高的从2021年起才开始生效的“无铜”环保标准。采用了奥迪Q7(4M车型)的电子驻车制动器EPB。踏板机构和制动助力器是新研发的装备，其中重量优化是最根本的研发目标。随着Robert Bosch公司将新ESC系统(ESP9)投入应用，有用于与此相关的调节功能的高性能系统可用。

1.前轴车轮制动装置

前轴车轮制动装置结构如图3所示，技术参数如表2所示。

图3 前轴车轮制动装置结构

表2 前轴车轮制动装置技术参数

2.后轴车轮制动装置

后轴车轮制动装置结构如图4所示，技术参数如表3所示。

表3 后轴车轮制动装置技术参数

图4 后轴车轮制动装置结构

三、电控机械式制动助力器

1.概述

在纯电动行驶模式下，如驾驶员操纵制动器，也需要加强制动力：因发动机的进气歧管真空仅在传统行驶模式时可用，因此不再利用。通过使用电控机械式制动助力器可以放弃附加的真空泵以及配套的气动制动助力器。

与传统的气动式制动助力器相比，电控机械式制动助力器(eBKV)有以下优势：

(1)依赖真空的制动助力；

(2)建压动力大；

(3)压力调节精度高；

(4)一致的制动踏板特性/踏板力。

电控机械式制动助力器如图5所示。

图5 电控机械式制动助力器的结构

2.结构和工作原理

通过发动机变速器单元来加强由驾驶员控制的制动力，结构和工作原理如图6所示。同时，直流电机通过相应的传动比驱动2个齿轮轴，齿轮轴的啮合齿与助力套筒的啮合齿啮合。这样，齿轮轴的旋转运动转换为助力套筒的纵向运动。为了加强制动压力，助力套筒将朝串联式制动主缸方向(在图形中朝左)移动。电动机由制动助力控制单元J539促动。控制单元从集成的制动踏板位置传感器G100得到有关制动踏板和推杆的位置信息(驾驶员愿)。电动机转子的位置以及间接的助力套筒位置将通过电动机中的转子位置传感器(霍耳传感器)探测。通过推杆上助力套筒的滑动轴承和由此实现的两个组件分离可确保驾驶员即便在支持功能失灵的情况下也能控制制动压力。控制单元J539实现端子15的惯性运转。车辆停住和驾驶员未操纵工作制动器时，性运转为60s。如端子15关闭时，驾驶员自动进行制动，则制动辅助系统最多能保持约360s。驾驶员会在约180s和360s后得到固定车辆以防溜车的相应提示或制动辅助系统即将关闭的信息。eBKV的制动踏板位置传感器G100的信号用于促动制动信号灯。

图6 电控机械式制动助力器(eBKV)的结构

四、制动系统蓄压器VX7O

在必要时，电驱动机构、三相交流电机在车辆滑行模式中作为发电机使用，以便为混合动力蓄电池重新充电(再生)。电动机由此被“驱动”。这样，它会形成一个行驶阻力，并对驱动轮造成额外的制动力矩。如驾驶员操纵了制动器，这一额外的制动力矩会立即再次提高车辆的制动效果。因为这可以不取决于驾驶员而发生，所以由驾驶员进行的预定义车辆制动很难实现。因此，有必要随时实现驾驶员规定的且驾驶员能对其效果进行估计的制动力矩。因为更有效，所以在液压制动压力再生时降低。该下降的目的是将“液压”制动和“电动”制动的总量调节到驾驶员实际需要的量。要实现这一点，将使用制动系统蓄压器VX70。“电动”和“液压”制动重叠称为“混合制动”。作为示例，如图7所示图形中特别标记了在特定时间点(制动开始后1s)的减速。驾驶员想要实现的减速α会通过液压制动力矩αH的减速总量和发电机制动力矩αG的减速总量来实现。

图7 特定时间点(制动开始后1s)的减速

1.结构和工作原理

蓄压器直接与制动主缸并由此与液压制动回路相连，如图8所示。如必须降低驾驶员控制的制动压力(再生时取决于电驱动机构的辅助制动力矩)，则制动助力控制单元J539将促动蓄压器电动机。ABS控制单元J104确定需要降低的制动压力的大小，然后“委托”控制单元J539实现：通过汽缸内的主轴驱动机构，活塞做提升运动，汽缸容积增大并从制动回路抽吸制动液。系统中的以及对车轮制动器上的制动压力降低。同时，通过eBKV降低制动助力，使得制动踏板不下沉。如电驱动机构的辅助制动力矩在驾驶员制动装置激活期间变小或电驱动机构的发电机模式完全关闭，则必须再次提高之前降低的制动压力。控制单元J539重新促动蓄压器的电动机，活塞运动降低工作缸的容量，工作缸中的制动液会重新输送到制动回路中。制动系统中的压力相应上升。

图8 蓄压器的结构

2.售后服务内容

电控机械式制动助力器(eBKV包括制动助力控制单元J539)和蓄压器可通过诊断地址23访问。必要时，组件可在售后服务时整个更换。eBKV(包括控制单元)更换后，要对控制单元进行在线设码。最根本的前提就是要为制动装置正确排气。接着利用车辆诊断仪自动执行eBKV的学习过程。更换蓄压器后进行基本设置，同时探测活塞的终端位置。采用作动器诊断进行eBKV和蓄压器的功能检测，并促动警告灯和制动信号灯。

五、车轮和轮胎

奥迪Q7 e-tron quattro上市时的标准装备使用19英寸规格的车轮，可以选装19～20英寸的车轮。同时可提供的轮胎规格从255/55 R19至285/45 R20，如表4所示。系列配置轮胎应急修理系统，可选装6.5J×20规格的铝制折叠式车轮。在工厂交货时若订购冬季轮胎或者装备折叠车轮，则会配备汽车千斤顶。