現代索納塔YF轎車技術亮點解讀

北京現代第8代索納塔轎車mdash;mdash;索納塔YF,已於2010年底的廣州車展上正式亮相。

該車由現代汽車美國研發中心研發設計,外觀采用ldquo;流體雕塑rdquo;設計理念,並應用尖端的智能科技,其目標消費群體鎖定為都市精英群體。由北京現代公司生產的索納塔YF集合瞭美版和韓版索納塔的優點,並在高科技運用、裝備水平方面進行瞭升級處理。該車搭載瞭新型theta;#8211;Ⅱ全鋁發動機,采用雙氣門正時連續可變技術(雙CVVT),並配以6前速全電控自動變速器。此外還采用瞭4行星齒輪封閉式差速器和主動輪速傳感器等新穎技術。2.0車型最大功率達121 kW,最大扭矩197 Nmiddot;m;2.4車型最大功率達128 kW,最大扭矩227 Nmiddot;m。下面我們對該車的技術亮點進行簡要介紹。

1.theta;#8211;Ⅱ發動機

   該款發動機采用純鋁合金缸體,活塞的密封性大大提高,此外由於雙氣門正時連續可變技術的應用,使得發動機的動力性和燃油經濟性都大大提高。

(1) 雙氣門正時連續可變系統

發動機通過潤滑系統的機油壓力來驅動進氣凸輪軸和排氣凸輪軸按照發動機控制單元的指令與正時鏈輪產生相對轉動,以改變氣門的相位,從而實現雙氣門正時連續可變功能。

 電控液壓閥中有2個腔體,發動機控制單元通過改變這兩個腔體的壓力來控制腔體中推桿的移動量,推桿驅動凸輪軸在鏈輪上轉動(圖1)。鏈輪的相位關系是固定的,所以凸輪軸的這種轉動,使得凸輪軸對於曲軸產生相對的提前或滯後相位(圖4)。雙氣門正時連續可變系統根據發動機轉速和負荷優化進氣門和排氣門的打開/關閉時間,以獲取最佳的發動機性能。當發動機以低轉速大負荷工況運轉時,由於活塞的移動速度慢、節氣門開度大,所以氣流流速較低。

  圖1 氣門正時可連續可變系統的工作原理

  圖4 凸輪軸的相位變化

這時發動機控制單元使進氣門的相位提前,排氣門的相位滯後。進氣門相對於活塞運動做到早開、早閉,這樣進氣氣流有充分的時間進入氣缸,並可防止進氣回流。排氣門適當地滯後,可相對提高排氣壓力,從而提高排氣氣流的流速,並充分利用氣流的慣性,使排氣更為徹底(圖5)。

當發動機以高速高負荷或低速低負荷方式運轉時,由於氣流流速較高,所以進排氣門的開閉可以與活塞的運動完全同步,且進排氣門無重疊區域。這時進排氣凸輪軸的相位位移均為0,即它們的正時完全由正時鏈條來決定。當發動機以部分負荷運轉時,由於氣流的流速較高,所以可以將進氣門的相位推遲,以充分利用去進氣氣流的慣性來充氣,從而減小發動機的泵氣損失,並降低HC的排放。同時還將排氣門的相位推遲,這樣可以利用排氣與進氣的混合,在燃燒室內實現內部廢氣再循環,以減少氮氧化物的排放。

  圖5 氣門正時連續可變系統工作過程

(2)燃油蒸發控制系統

  該系統在燃油箱上安裝瞭壓力傳感器(FTPS),並在活性炭罐上安裝瞭通風閥(CCV),這樣既實現瞭對空氣的凈化,又保證瞭燃油系統的安全性(圖6)。控制系統利用壓力傳感器,一方面可以防止燃油箱壓力過高,另一方面可檢測燃油箱的泄漏情況,即使存在微小的泄漏也可以檢測出來(圖7)。

  圖6 燃油箱蒸發控制系統

  圖7 燃油箱泄漏的檢測

(3)進氣系統

  發動機的動力響應取決於其充氣效率,因此設法提高充氣效率,是提高發動機動力性能的有效手段。在發動機運行中,進氣門是按照一定的頻率開閉的,這將使進氣的氣流形成脈動頻率。如果將整個進氣道看做一個腔體,那麼這個腔體必然有其特有的諧振頻率。當進氣氣流的某些諧波頻率與進氣道的諧振頻率相等形成駐波時,那麼這部分氣流將不能進入氣缸,因此會降低進氣效率。為清除駐波現象,提高發動機在各種工況下的進氣效率,該款發動機采用瞭可變進氣道。

  (4)排氣系統

  由於發動機的排氣噪聲主要集中在低音頻段,因此消音器的腔體容積決定瞭其對低音頻段的衰減量。該款發動機在車身條件允許的情況下,將消音器容積從23 L增加到瞭25 L,這使得排氣噪聲至少降低瞭4 dB。

  (5)凸輪軸開槽

  為減小凸輪軸的質量,在凸輪的側面做瞭開槽處理。

  (6)滾針式正時鏈條

  將正時鏈條的每一個轉動節都做成瞭滾針軸承結構,且鏈輪的齒形也作出瞭相應的設計,從而可以更好地抵抗碳煙。

2.變速器

  該車采用6前速自動變速器,型號為A6MF2。該款變速器對變矩器進行瞭超薄化設計,差速器采用瞭4行星輪,更加緊湊。整體來說,該款變速器體積更小,質量更

  輕,換擋平順而更敏捷。

① 液壓控制閥體

  液壓控制閥體由6個線性電磁閥和2個開關電磁閥來控制變速器各執行元件的動作(圖8)。工作油壓通過減壓閥2(圖9)的減壓,形成一個壓力較低的油壓,該油壓為6個線性電磁閥提供壓力源,而線性電磁閥又控制各自的繼動閥來實現各種控制功能。繼動閥的動力油壓均來在手動閥,因此當手動閥關閉時所有的執行元件都是泄壓的。由於所有的繼動閥都是由線性電磁閥控制的,因此,變速器執行元件油壓的建立過程都是按照程序來控制的,這使得變速器的換擋品質極高。

  圖8 液壓控制閥體

  圖9 變速器的構成

② 變矩器

  該變速器采用超薄型變矩器,變矩器中的油液容量減少,降低瞭變矩慣性, 使變速器的整體表

  現更加完美。為改善發動機的空燃比,穩定動力的傳遞,變矩器的鎖止離

  合器采用滑動鎖止控制方式(圖10),在發動機低負荷區,變矩器鎖止離合器以液體黏性傳動方式來傳遞動力

  圖10 變矩器鎖止控制

③ 自動變速器油液  為提升發動機的性能及自動變速器內部摩擦元件的摩擦耐久性,現代汽車公司開發瞭低黏度大扭矩的自動變速器油液SP-Ⅳ。該油液可將摩擦元件的摩擦耐久性提高2倍,即使在惡劣的使用條件下,變速器油液的更換周期也可達到10萬km。

④ 差速器

  為瞭實現高扭矩及小型化,差速器應用瞭4個小齒輪的差速裝置(圖11),對於同樣的差速比,傳動扭矩可增大50百分比。此外, 差速器還做成瞭密封式,在未安裝傳動軸的情況下,油不會漏出。為加強差速器的潤滑,采用瞭寬隔片,增大潤滑油的流動空間。

  圖11 4行星輪差速器

3.車身穩定控制(ESC)

① 坡道起動輔助控制(HAC)

  當車輛在坡度大於8百分比的斜坡上起步時,為防止車輛在坡道起動中順坡下滑,車身穩定控制系統將自動對車輛進行為時2 s的制動(圖12)。

  圖12 坡道起步輔助控制

② 主動輪速傳感器

  在霍爾器件傳感器中加入瞭永久磁鐵(圖13),這樣使得傳感器對與信號輪的間隙不再敏

  感,解決瞭傳感器被鐵屑污染後出現靈敏度下降的缺陷。此外采用這種方式,還增加瞭傳感器的抗幹擾能力。③ 加速度傳感器

  圖13 主動輪速傳感器

加速度傳感器與車身固定在一起(圖14), 既能測量車輛的縱向加速度,又可測量車身的橫擺率。車身穩定控制系統利用這些信號,可以使車輛的行駛更加安全、穩定。

  圖14 加速度傳感器

4. 智能接線盒

  智能接線盒不是簡單的熔絲/繼電器接線盒,它實際上是一個智能的控制單元。它不僅可以在控

  制器局域網中傳輸數據,而且能直接接收控制開關的狀態信號,並控制各種用電器的工作。

① 輸入開關檢測控制

  智能接線盒中的開關檢測器(圖15)關狀態傳送給自身的中央處理器,將其轉換成數據,然後通過總線傳給車身控制單元,再接收從車身控制單元發回的指令。 ② 用電器控制

  圖15開關狀態檢測

 

將檢測到的開智能接線盒接收到車身控制單元的指令,然後轉換成功率控制信號來控制相應的功率控制單元,然後由功率控制單元來提供用電器工作所需的電能(圖16)。繼電器控制

圖16 加速度傳感器

  智能接線盒接收到車身控制單元的指令,然後轉換成繼電器控制信號來控制繼電器的工作,然後由繼電器來控制各種用電器的工作(圖17)。

休眠功能

圖17 開關狀態檢測

  智能接線盒如果在5 s內未收到任何數據或開關狀態,則將自動進入休眠模式,以節省電能。當收到任何數據或開關狀態時,智能接線盒將立即被喚醒,進入正常工作狀態。

(劉忠龍)

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