宝马新5系550i轿车技术亮点解析

2010-06-30 23:17:03 维修资料 0 FavoriteLoadingAdd to favorites

  相对于上一代宝马5系,宝马新一代5系轿车拥有了全新的外观设计、全新的底盘系统、全新的动力总成以及更加有效的安全系统。宝马新5系轿车共有4款汽油发动机及3款柴油发动机,共7个排量的车型。其中,柴油动力主要针对的是欧美市场。据悉,除550i(4.4 L V8 双涡轮增压)将以进口方式引入中国外,535i(3.0 L R6 涡轮增压)、528i(3.0 L R6 自然吸气)以及523i(2.5 L R6 自然吸气)都将国产。作为宝马新5系中的旗舰车型,宝马550i融合了众多的汽车新技术。为了方便广大读者了解该车型,本文对该车型的主要技术亮点进行一些介绍。

  一、发动机

  图1

  宝马550i轿车搭载了排量为4.4 L的N63缸内直喷发动机(图1),V8结构,每缸4气门。该款发动机全称为N63B44O0,发动机控制单元型号为MSD85,采用FlexRay总线连接。N63发动机首创性地将涡轮增压器和主催化转换器安置在发动机的V型区域内,通过缩短导管长度和增大截面积,使进、排气压力损失降至最低,动力性能得到大幅提升。该发动机在1 750 r/min时,便可输出最大扭矩,且在很宽的转速范围内,有极平稳的扭矩输出(图2)。与在宝马X5 xDrive48i 上使用的4.8 L N62B48O1发动机相比,N63发动机的排量降低了,但动力性能却有很大提升。

  图2

  二、自动变速器

  图3

  底盘型号为F07的宝马550i轿车采用由德国ZF公司生产的8挡新型自动变速器GA8HP70Z(图3), 换挡过程的自响应性明显提高,由于传动比差值较小,因此行驶和换挡舒适性较高。变矩器内使用第二代机械扭转减振器,降低了锁止离合器的滑动比率,因此锁止离合器接合运行范围可以扩大,由此在耗油循环(KV01)内耗油量降低 5%~ 6%。变速器电子控制单元 EGS集成在电子禁起动防盗锁控制单元内,有更好的防盗作用。

  三、转向系统

  图4

  在宝马550i轿车上,Servotronic 电子转向助力系统作为标准配置,由集成底盘控制系统ICM进行控制,根据车速控制转向助力。作为选装的主动转向系统(图4),可变传动比转向器从一侧限位位置工作到另一侧限位位置时,转向盘转动圈数减小到2圈。车速低于60 km/h时 ,前桥可变传动比转向器与后桥反向侧偏角HSR相结合,提高了车辆的转弯性能。随着车速提高,主动转向系统的转向控制策略发生改变,转向器传动比逐渐变大,后轮侧偏角方向与前轮转向方向变成同向,使车辆行驶更加稳定。

  四、底盘系统

  图5

  图6

  该车前桥横向稳定杆增加了液压摆动装置(图5),后桥采用空气弹簧(图6),它们与转向、驱动、制动和减振控制系统相结合,保证了车辆在三维坐标系中的行驶稳定性(图7)。动态稳定控制系统DSC,除防止起步和加速时驱动轮打滑外,还能在识别到不稳定的车辆状态时,例如甩尾或前轮向弯道外侧滑移,通过控制发动机功率和对各车轮进行制动干预,使车辆沿合理的轨迹行驶。

  图7

  动态稳定控制系统DSC包括下列子系统:制动防抱死系统ABS、电子制动力分配系统EBV、弯道制动控制系统CBC、动态制动控制系统DBC、自动稳定控制系统ASC、发动机扭矩控制系统MMR、发动机阻滞力矩控制系统MSR、制动力矩控制系统BMR、偏转力矩控制系统GMR、滑差控制系统SDR和动态牵引力控制系统DTC。

  带制动干预的定速巡航系统DCC,可使车辆自动与前车保持安全距离。电子减振控制系统 EDC 和主动防侧翻稳定装置 ARS集成在垂直动态管理系统 VDM内,控制车辆行驶的稳定性。

  五、被动安全系统

  图8

  该车采用第三代高级碰撞和安全模块 ACSM 作为被动安全系统中央安全气囊控制单元(图8)。

  它与以前的碰撞和安全模块的区别在于使用了独立安装式传感器系统(图9)。在车身中部放置了中央传感器,它的内部包括一个横向加速度传感器和一个纵向加速度传感器。在每个 B 柱内各有一个横向加速度传感器和一个纵向加速度传器。每个前车门内各有一个用于测量压力的安全气囊传感器。

  例如发生正面碰撞时,B 柱内的纵向加速度传感器和中央传感器内的纵向加速度传感器识别出较高的加速度值。系统根据加速度值按运算法则得出碰撞严重程度和碰撞方向。借助这些信息可以计算出待启用的乘员保护系统的触发时刻和顺序并触发引爆电路输出级。

  图9

  系统同时会将碰撞信号提供给总线网络内的其它控制单元,它们根据碰撞严重程度执行各自的工作。例如:打开中控锁、启用危险报警灯、接通车内照明灯、停用电动燃油泵、关闭驻车暖风和自动紧急呼叫等。

  碰撞和安全模块由便捷登车及起动系统CAS通过总线端30B供电,引爆电容器由开关调节器充电。发生碰撞事故时,引爆电容器提供引爆能量。引爆电路输出级由一个高压电源开关和一个低压电源开关组成。高压电源开关接通引爆电压,低压电源开关接通接地点。引爆电路输出级由微处理器控制。

  发生碰撞事故使一个或多个执行机构触发时,ACSM会在一个不可擦除的存储器内存储一个碰撞记录。存入3个碰撞记录后,就会存储一个不可擦除的故障代码,同时提示更换碰撞和安全模块。

  该车安装了头部安全气囊用于保护乘员头部。头部安全气囊从 A 柱延伸至 C 柱,覆盖整个侧窗玻璃区域,可降低玻璃碎片对乘员的伤害。

  燃爆式安全带拉紧器在发生碰撞事故时尽可能防止驾乘人员骨盆和肩部区域的安全带松弛,增强安全带约束作用(图10)。

  图10

  安全带拉紧器位于驾驶员座椅或前乘客座椅上。正面或尾部碰撞以及翻车时,都会引爆安全带拉紧器。其工作原理是,安全带锁扣通过一个钢拉线与拉紧管内的活塞连接。引爆器触发时产生气体压力,该压力使拉紧管内的活塞移动,通过拉线将安全带锁扣向下拉,从而使安全带绷紧。

  六、安全型蓄电池接线柱

  图11

  如果碰撞和安全控制单元识别到较严重的正面碰撞、侧面碰撞或尾部碰撞时,则会使安全型蓄电池接线柱触发,随后以燃爆方式断开蓄电池与起动机、发电机之间的连接导线(图11)。这种情况下虽然安全型蓄电池接线柱已断开,但仍可确保继续为所有与安全有关的用电器供电,例如危险报警灯、车内照明灯和电话。

  七、车身

  图12

  由于发动机、变速器和悬架系统等所产生的机械振动和扭矩都作用在车身上,车身必须具有较高的静态和动态强度,才能确保实现典型的BMW行驶特性。F07大量采用较高强度的多相钢、热成型钢和铝合金(图12),提高了车身强度(图13)。

  图13

  该车首次采用带有两个独立打开的完整行李舱盖的行李舱系统,使其兼备了经典轿车和旅行车的优点(图14)。

  图14

(曹兴举)

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