现代索纳塔YF轿车技术亮点解读

2011-06-09 0:00:00 维修资料 0 FavoriteLoadingAdd to favorites

北京现代第8代索纳塔轿车——索纳塔YF,已于2010年底的广州车展上正式亮相。

该车由现代汽车美国研发中心研发设计,外观采用“流体雕塑”设计理念,并应用尖端的智能科技,其目标消费群体锁定为都市精英群体。由北京现代公司生产的索纳塔YF 集合了美版和韩版索纳塔的优点,并在高科技运用、装备水平方面进行了升级处理。该车搭载了新型θ Ⅱ全铝发动机,采用双气门正时连续可变技术(双CVVT),并配以6 前速全电控自动变速器。此外还采用了4行星齿轮封闭式差速器和主动轮速传感器等新颖技术。2.0 型最大功率达121 kW,最大扭矩197 N·m2.4 车型最大功率达128 kW,最大扭矩227 N·m。下面我们对该车的技术亮点进行简要介绍。

 

1. θ Ⅱ发动机

   该款发动机采用纯铝合金缸体,活塞的密封性大大提高,此外由于双气门正时连续可变技术的应用,使得发动机的动力性和燃油经济性都大大提高。

 (1)  双气门正时连续可变系统

    发动机通过润滑系统的机油压力来驱动进气凸轮轴和排气凸轮轴按照发动机控制单元的指令与正时链轮产生相对转动,以改变气门的相位,从而实现双气门正时连续可变功能。

  电控液压阀中有2 个腔体,发动机控制单元通过改变这两个腔体的压力来控制腔体中推杆的移动量,推杆驱动凸轮轴在链轮上转动(图1)。链轮的相位关系是固定的,所以凸轮轴的这种转动,使得凸轮轴对于曲轴产生相对的提前或滞后相位(图4)。双气门正时连续可变系统根据发动机转速和负荷优化进气门和排气门的打开/ 关闭时间,以获取最佳的发动机性能。当发动机以低转速大负荷工况运转时,由于活塞的移动速度慢、节气门开度大,所以气流流速较低。                                        

  图1 气门正时可连续可变系统的工作原理

 

  图4 凸轮轴的相位变化

   这时发动机控制单元使进气门的相位提前,排气门的相位滞后。进气门相对于活塞运动做到早开、早闭,这样进气气流有充分的时间进入气缸,并可防止进气回流。排气门适当地滞后,可相对提高排气压力,从而提高排气气流的流速,并充分利用气流的惯性,使排气更为彻底(图5)。

    当发动机以高速高负荷或低速低负荷方式运转时,由于气流流速较高,所以进排气门的开闭可以与活塞的运动完全同步,且进排气门无重叠区域。这时进排气凸轮轴的相位位移均为0,即它们的正时完全由正时链条来决定。当发动机以部分负荷运转时,由于气流的流速较高,所以可以将进气门的相位推迟,以充分利用去进气气流的惯性来充气,从而减小发动机的泵气损失,并降低HC 的排放。同时还将排气门的相位推迟,这样可以利用排气与进气的混合,在燃烧室内实现内部废气再循环,以减少氮氧化物的排放。

  图5 气门正时连续可变系统工作过程

     2)燃油蒸发控制系统

  该系统在燃油箱上安装了压力传感器(FTPS),并在活性炭罐上安装了通风阀(CCV),这样既实现了对空气的净化,又保证了燃油系统的安全性(图6)。控制系统利用压力传感器,一方面可以防止燃油箱压力过高,另一方面可检测燃油箱的泄漏情况,即使存在微小的泄漏也可以检测出来(图7)。                                       

  图6 燃油箱蒸发控制系统

 

  图7 燃油箱泄漏的检测

3)进气系统

 

  发动机的动力响应取决于其充气效率,因此设法提高充气效率,是提高发动机动力性能的有效手段。在发动机运行中,进气门是按照一定的频率开闭的,这将使进气的气流形成脉动频率。如果将整个进气道看做一个腔体,那么这个腔体必然有其特有的谐振频率。当进气气流的某些谐波频率与进气道的谐振频率相等形成驻波时,那么这部分气流将不能进入气缸,因此会降低进气效率。为清除驻波现象,提高发动机在各种工况下的进气效率,该款发动机采用了可变进气道。

  (4)排气系统

  由于发动机的排气噪声主要集中在低音频段,因此消音器的腔体容积决定了其对低音频段的衰减量。该款发动机在车身条件允许的情况下,将消音器容积从23 L 增加到了25 L,这使得排气噪声至少降低了4 dB

  (5)凸轮轴开槽

  为减小凸轮轴的质量,在凸轮的侧面做了开槽处理。

  (6)滚针式正时链条

  将正时链条的每一个转动节都做成了滚针轴承结构,且链轮的齿形也作出了相应的设计,从而可以更好地抵抗碳烟。

2. 变速器

  该车采用6 前速自动变速器,型号为A6MF2。该款变速器对变矩器进行了超薄化设计,差速器采用了4 行星轮,更加紧凑。整体来说,该款变速器体积更小,质量更

  轻,换挡平顺而更敏捷。

① 液压控制阀体

  液压控制阀体由6 个线性电磁阀和2 个开关电磁阀来控制变速器各执行元件的动作(图8)。工作油压通过减压阀2(图9)的减压,形成一个压力较低的油压,该油压为6 个线性电磁阀提供压力源,而线性电磁阀又控制各自的继动阀来实现各种控制功能。继动阀的动力油压均来在手动阀,因此当手动阀关闭时所有的执行元件都是泄压的。由于所有的继动阀都是由线性电磁阀控制的,因此,变速器执行元件油压的建立过程都是按照程序来控制的,这使得变速器的换挡品质极高。

  图8 液压控制阀体

 

  图9 变速器的构成

② 变矩器

  该变速器采用超薄型变矩器,变矩器中的油液容量减少,降低了变矩惯性, 使变速器的整体表

  现更加完美。为改善发动机的空燃比,稳定动力的传递,变矩器的锁止离

  合器采用滑动锁止控制方式(图10),在发动机低负荷区,变矩器锁止离合器以液体黏性传动方式来传递动

  图10 变矩器锁止控制

③ 自动变速器油液  为提升发动机的性能及自动变速器内部摩擦元件的摩擦耐久性,现代汽车公司开发了低黏度大扭矩的自动变速器油液SP- Ⅳ。该油液可将摩擦元件的摩擦耐久性提高2 倍,即使在恶劣的使用条件下,变速器油液的更换周期也可达到10  km

 

④ 差速器

  为了实现高扭矩及小型化,差速器应用了4 个小齿轮的差速装置(图11),对于同样的差速比,传动扭矩可增大50%。此外, 差速器还做成了密封式,在未安装传动轴的情况下,油不会漏出。为加强差速器的润滑,采用了宽隔片,增大润滑油的流动空间。

  图11 4行星轮差速器

3. 车身稳定控制(ESC)

① 坡道起动辅助控制(HAC

  当车辆在坡度大于8% 的斜坡上起步时,为防止车辆在坡道起动中顺坡下滑,车身稳定控制系统将自动对车辆进行为时2 s的制动(图12)。

  图12 坡道起步辅助控制

 

② 主动轮速传感器

  在霍尔器件传感器中加入了永久磁铁(图13),这样使得传感器对与信号轮的间隙不再敏

  感,解决了传感器被铁屑污染后出现灵敏度下降的缺陷。此外采用这种方式,还增加了传感器的抗干扰能力。③ 加速度传感器

  图13 主动轮速传感器

 

加速度传感器与车身固定在一起( 14), 既能测量车辆的纵向加速度,又可测量车身的横摆率。车身稳定控制系统利用这些信号,可以使车辆的行驶更加安全、稳定。

  图14 加速度传感器

4. 智能接线盒

  智能接线盒不是简单的熔丝/ 继电器接线盒,它实际上是一个智能的控制单元。它不仅可以在控

  制器局域网中传输数据,而且能直接接收控制开关的状态信号,并控制各种用电器的工作。

① 输入开关检测控制

  智能接线盒中的开关检测器(图15关状态传送给自身的中央处理器,将其转换成数据,然后通过总线传给车身控制单元,再接收从车身控制单元发回的指令。 ② 用电器控制

  图15开关状态检测

 

将检测到的开智能接线盒接收到车身控制单元的指令,然后转换成功率控制信号来控制相应的功率控制单元,然后由功率控制单元来提供用电器工作所需的电能(图16)。                                           继电器控制

图16 加速度传感器

  智能接线盒接收到车身控制单元的指令,然后转换成继电器控制信号来控制继电器的工作,然后由继电器来控制各种用电器的工作(图17)。

休眠功能

图17 开关状态检测

  智能接线盒如果在5 s 内未收到任何数据或开关状态,则将自动进入休眠模式,以节省电能。当收到任何数据或开关状态时,智能接线盒将立即被唤醒,进入正常工作状态。

(刘忠龙)

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