新一代奧迪Q7車型介紹

文：宗志

新一代奧迪Q7車型介紹

文：宗志

于2015年12月3日正式上市的新一代奧迪Q7，是奧迪家族的第二代旗艦SUV車型。與上一代車型相比，新款Q7的改變可以說是“脫胎換骨”，本文在此將重點介紹其發(fā)動機、變速器、底盤以及電控網(wǎng)絡(luò)，希望有助于廣大讀者對該車的了解。

一、發(fā)動機

新Q7上使用的型號代碼為CRE的EA837系列發(fā)動機（圖1），是第4代V6直噴汽油發(fā)動機，與上一代V6發(fā)動機相比，其主要的改進之處在于：采用皮帶驅(qū)動的機械增壓器代替了渦輪增壓器；將燃油直噴和進氣管噴射組合在了一起；采用了新的正時鏈條布置方式，并且在排氣側(cè)凸輪軸也增加了正時調(diào)整機構(gòu)。這款發(fā)動機的其他參數(shù)如表1所示。

通過一系列改進措施，使得新款發(fā)動機在功率和扭矩特性等數(shù)據(jù)保持不變的前提下，燃油消耗率和CO2排放均有了顯著下降。首先是所有與燃油消耗有關(guān)的部件和系統(tǒng)都仔細優(yōu)化過，例如優(yōu)化了鏈傳動機構(gòu)，改進了活塞及活塞環(huán)組件（在保證具有良好的間隙和機油消耗特性的同時降低了預(yù)緊力），通過精加工優(yōu)化凸輪軸軸承等，這些措施使得發(fā)動機的基礎(chǔ)摩擦降低了9% 。此外，CRE發(fā)動機通過一個電磁閥實現(xiàn)了“按需增壓”，而缸內(nèi)高壓直噴和進氣管低壓噴油的混合工作模式，也實現(xiàn)了高度靈活的噴油策略。

CRE發(fā)動機的曲軸箱通風系統(tǒng)經(jīng)過了全新設(shè)計，以改善油氣分離性能（圖2）。該通風系統(tǒng)只通過一側(cè)缸體來進行。油氣的粗分離是采用迷宮式結(jié)構(gòu)在氣缸蓋罩內(nèi)部進行的，細分離是在2列氣缸中間的機油分離模塊進行。兩者之間的通風管帶有隔熱套，以避免竄氣中的碳氫化合物成分凝結(jié)在管路上。機油細分離器帶有集成的壓力調(diào)節(jié)閥，可以使系統(tǒng)在15 kPa的真空負壓下工作。為了沖刷曲軸箱，該系統(tǒng)還從空氣濾清器后引入潔凈空氣，并經(jīng)機油分離模塊上的一個管接頭送往曲軸箱。在新鮮空氣通風管上還裝有曲軸箱通風切斷閥N548，在未通電時該閥是完全打開的（防失效位置），當系統(tǒng)識別出曲軸箱通風裝置帶來的碳氫化合物影響到怠速混合氣濃度時，N548就會封住通風管。

表1 CRE發(fā)動機技術(shù)數(shù)據(jù)

CRE發(fā)動機的鏈傳動結(jié)構(gòu)如圖3所示，這一結(jié)構(gòu)源自上一代V6汽油發(fā)動機，但是鏈條A（還要驅(qū)動平衡軸）和鏈條D（只驅(qū)動機油泵）的布置有所變化。這樣一來，這2根鏈條的鏈節(jié)數(shù)就減少了，從而達到減輕重量、降低摩擦的目的。鏈條A、B和 C的張緊器是機械式彈性張緊器，帶有液壓機構(gòu)；而鏈條D的張緊器沒有液壓機構(gòu)，而是通過一個鋼板彈簧組來實現(xiàn)張緊。進氣和排氣凸輪軸正時均可實現(xiàn)無級調(diào)節(jié)，進氣側(cè)調(diào)節(jié)范圍為50°曲軸轉(zhuǎn)角（上一代發(fā)動機為42°），排氣側(cè)調(diào)節(jié)范圍為42°曲軸轉(zhuǎn)角。CRE發(fā)動機還配備了2套獨立的皮帶裝置，一套用來驅(qū)動發(fā)電機、可控式水泵和空調(diào)壓縮機，另一套用來驅(qū)動機械增壓器（圖4）。

機械增壓系統(tǒng)也在很多方面做了修改（圖5），以往壓氣機都是“常驅(qū)”的，也就是一直在被動工作著。而現(xiàn)在，在壓氣機的驅(qū)動軸上安裝有電磁離合器N421，當電磁離合器不通電時，在轉(zhuǎn)子盤和電樞盤間留有空隙，壓氣機的驅(qū)動力中斷。壓氣機的接通和關(guān)閉策略經(jīng)過了精心設(shè)計的，盡可能讓其不工作，以節(jié)約燃油（圖6）。其最主要的控制參數(shù)是發(fā)動機轉(zhuǎn)速和駕駛員所期望的扭矩，當發(fā)動機在中低轉(zhuǎn)速以及負荷較低時，壓氣機不工作，同時調(diào)節(jié)翻板也是關(guān)閉著的。

二、變速器

新一代Q7所使用的8擋自動變速器0D5（圖7），是在0BK變速器的基礎(chǔ)上改進而來的，其在制造商采埃孚（ZF）公司的名稱是8HP65A，它適用于初始最大扭矩為700 N·m的發(fā)動機。0D5變速器相比0BK變速器的主要改進在于以下幾方面。

0D5變速器使用了帶有內(nèi)置離心擺的雙減振器變矩器，這一變化從外部無法判斷，但在安裝過程中，松散的離心擺會引發(fā)“嘎吱”聲，這并不意味著變矩器損壞，一旦開始運轉(zhuǎn)，聲響就會消失。

采用了改良型的換擋元件，制動器B由一個單向作用的氣缸觸發(fā)，并通過螺旋彈簧復(fù)位。制動器A和B的摩擦片間裝有波形彈簧，可以保證制動器有效分離，從而降低車輛的拖曳阻力。有利于節(jié)省燃油并減少CO2排放量。機電控制單元改進了制動器B的液壓接口、變速器油散熱器以及指向行駛方向的線束插接器。輕量化的塑料油底殼內(nèi)置有抽吸式變速器油濾清器，并且放油螺栓采用卡口接頭代替了以前的螺紋接頭，因此不允許重復(fù)使用，在檢查變速器油位時必須更換。

0D5變速器有3個獨立的供油裝置，分別用于行星齒輪組和液壓控制系統(tǒng)、分動器和前橋主減速器，因此變速器上有3個潤滑油加注及檢查螺栓。但是這3部分公用一個組合式排氣裝置，在變速器殼體上有排氣軟管相連。變速器控制單元首次使用了支持怠速模式的變速器軟件，空擋怠速控制系統(tǒng)的功能得到了進一步改良。

這款變速器換擋操縱機構(gòu)采用的是“線控換擋”技術(shù)，在換擋桿和變速器之間不存在機械連接，換擋操縱機構(gòu)探測駕駛員要求，并以純電子方式將信號傳輸至變速器。此外，在選擋桿上沒有P擋位置，只能通過P擋按鍵激活駐車鎖。而當蓄電池沒電或者出現(xiàn)其他故障需要解鎖駐車鎖時，就需要用到機械式緊急解鎖裝置，具體方法如下。

首先需要從隨車工具中找出用于駐車解鎖的專用扳手，然后取下駕駛員腳墊下方的駐車解鎖操縱機構(gòu)蓋板，將扳手插入操縱機構(gòu)中，順時針旋轉(zhuǎn)90°同時向下壓，即可解鎖。恢復(fù)駐車鎖定時，只需直接向上拔出扳手，不得往回旋轉(zhuǎn)，否則可能損壞緊急解鎖機構(gòu)（圖8）。

三、車橋與四輪定位

全新Q7前、后橋開發(fā)基礎(chǔ)均是模塊化縱置平臺（MLB）。在前橋上使用的是早已在其他奧迪車型上得到驗證的五橫擺臂結(jié)構(gòu)（圖9），后橋使用的是全新開發(fā)的五擺臂結(jié)構(gòu)（圖10），通過輕量化設(shè)計，使得后橋重量比前款車型輕了40 kg。

對于前橋可以通過改變轉(zhuǎn)向橫拉桿的長度，來單獨調(diào)節(jié)左右兩側(cè)的前束值，通過橫向移動副車架可以將外傾角限定在很窄的極限范圍內(nèi)。對于五擺臂后橋，可以在后輪轉(zhuǎn)向橫拉桿與副車架的螺栓連接點上調(diào)節(jié)前束值，在懸架臂與副車架的螺栓連接點上（被流線型飾板蓋?。┱{(diào)節(jié)外傾角。必須注意的是，在后橋上需要先調(diào)節(jié)外傾角再調(diào)節(jié)前束值，這一點非常重要，因為外傾角調(diào)節(jié)也會小幅度地更改前束值。

全新Q7還可以選裝自適應(yīng)空氣懸架底盤，該系統(tǒng)基于此前用在其他奧迪車型上的同類系統(tǒng)，其主要創(chuàng)新在于使用了新的底盤控制單元J775。該控制單元安裝在中控臺下方的空調(diào)下面，通過FlexRay進行通信，其中包含了控制空氣懸架和減振器的軟件，未來還將包含其他底盤調(diào)節(jié)系統(tǒng)的軟件，此外3個方向的偏轉(zhuǎn)率傳感器也集成在該控制單元中。這種高度集成的平臺可以將多種型號的底盤集成到可擴展的控制單元結(jié)構(gòu)中，從而減少車上的硬件型號。此外，自適應(yīng)空氣懸架系統(tǒng)還包括空氣供給單元（含壓縮機、電磁閥體和控制單元）蓄壓器、各車輪的空氣彈簧及車身高度傳感器（圖11）。

四、四輪驅(qū)動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

四輪驅(qū)動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以根據(jù)當前車速和行駛狀況動態(tài)調(diào)節(jié)后輪前束值，從而改進行駛運動性和舒適性，這是這一系統(tǒng)首次裝備于奧迪車型。當車速在60 km/h以下的低速范圍時，前輪轉(zhuǎn)向時，后輪會朝著前輪轉(zhuǎn)向的反方向轉(zhuǎn)動，這樣可以縮小轉(zhuǎn)彎半徑，使車輛操控更加敏捷。而當車輛以較高速度并線時，系統(tǒng)控制后輪向與前輪相同的方向偏轉(zhuǎn)，使得偏航力矩明顯比只使用前輪轉(zhuǎn)向的車輛更低，提高車輛舒適性。

為了實現(xiàn)后輪轉(zhuǎn)向，在后副車架上布置有后輪轉(zhuǎn)向機構(gòu)，一個三相同步電機通過皮帶驅(qū)動螺桿螺母，使得相連的轉(zhuǎn)向橫拉桿最多可以實現(xiàn)±9 mm的直線位移，相當于后輪前束角度最多可以改變約5°（圖12）。這一角度的改變是通過擺臂與車架之間的彈性元件實現(xiàn)的，并沒有設(shè)置像前輪一樣的轉(zhuǎn)向節(jié)。

五、電氣系統(tǒng)

在Q7車型上，接入總線系統(tǒng)的控制單元數(shù)量從上一代車型的約60個增加到現(xiàn)在的120個左右，尤其是LIN總線控制單元的數(shù)量明顯增多，車上的數(shù)據(jù)傳輸速率提高了4倍。Q7車型的控制單元網(wǎng)絡(luò)拓撲圖如圖13所示，其中顯示了所有可能鏈接在總線上的控制單元，包括一些選裝裝備或特定國家和地區(qū)的裝備。

特別要注意的是，在Q7上使用了新型的FlexRay數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)，它可以滿足未來車內(nèi)聯(lián)網(wǎng)的更高要求，尤其是提高數(shù)據(jù)傳輸率、實現(xiàn)實時功能并確保安全性，其數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達10 Mbit/s，是現(xiàn)行CAN總線的20倍。FlexRay導線和 CAN 導線一樣，采用正負雙絞線結(jié)構(gòu)，2條導線的電平在1.5～3.5 V變化，2條總線導線的電平均為2.5 V時表示“空閑”，正線低電平而負線高電平表示“數(shù)據(jù)0”，正線高電平而負線低電平表示“數(shù)據(jù)1”。

數(shù)據(jù)總線診斷接口J533是FlexRay的控制器，所有FlexRay中的控制單元都在各支線上與J533相連。Q7上設(shè)有6條支線，即支線1～5及支線8（支線6和7預(yù)留）。圖14區(qū)分了各控制單元在總線正線（粉色）及總線負線（綠色）間的連接，更接近真實情況。在每條支線末端相應(yīng)的控制單元內(nèi)，都安裝有2個電阻，每個阻值47 Ω，即總共94 Ω。支線中間的控制單元中，每個也包含2個電阻，每個阻值1.3 kΩ，即總共2.6 kΩ。這些阻值均可在斷開控制單元插頭后，用萬用表在各個控制單元上測得。

如果FlexRay某條支線上發(fā)生對正極或?qū)Υ铊F短路，則整條支線都會失靈。但其他支線會繼續(xù)工作。如果某條FlexRay導線斷路，則所有位于斷點后方的控制單元的通信都會斷開。如果“中間控制單元”斷電，則其將無法繼續(xù)通信，但位于其后方的控制單元仍可繼續(xù)參與通信，前提是信號能從“中間控制單元”的電路板上通過。

Q7車型使用的是AGM蓄電池，它安裝在右側(cè)座椅前的底板中。AGM蓄電池指的是車輛蓄電池的電解液被吸附固化在超細玻璃纖維隔板中，這種蓄電池的循環(huán)穩(wěn)定性和運行穩(wěn)定性都更高。但是維修人員在對其進行充電時，必須要將充電設(shè)備設(shè)定成AGM蓄電池程序。