寶馬全新7系轎車技術(shù)解讀

文：安海權(quán)

寶馬全新7系轎車技術(shù)解讀

文：安海權(quán)

2015年10月24日，寶馬第6代7系轎車正式上市，作為寶馬品牌下的旗艦車型，全新7系轎車融合了眾多先進技術(shù)。為了便于廣大維修人員加深對該車型的認識，本刊在此對其技術(shù)亮點進行解讀。需要說明的是，新款7系轎車標準型號的研發(fā)代碼為G11，長軸距型號的研發(fā)代碼為G12在，雖然在中國銷售的全部為長軸距的G12車型，但是2款車型技術(shù)上是共通的，因此本文中統(tǒng)稱為G11/G12車型。

1.發(fā)動機

先期在中國市場上市的全新7系轎車包括了搭載3.0T渦輪增壓發(fā)動機的740Li和搭載4.4T雙渦輪增壓發(fā)動機的750Li。自2016年3月起，還將引入搭載2.0T渦輪增壓發(fā)動機的730Li車型。這3款發(fā)動機的基本參數(shù)如表1所示

B58發(fā)動機（圖1）的技術(shù)亮點包括：第四代Valvetronic氣門控制系統(tǒng)；熱量管理系統(tǒng)；帶集成式增壓空氣冷卻器的進氣裝置；帶電動廢氣旁通閥的雙渦管渦輪增壓器；新型數(shù)字式發(fā)動機電子系統(tǒng)DME 8.6。

N63發(fā)動機（圖2）的技術(shù)亮點包括：特性曲線控制式機油泵；帶電動廢氣旁通閥的雙渦管渦輪增壓器；發(fā)動機溫度管理系統(tǒng)“分段冷卻組合”SCC；機油冷卻液熱交換器集成在V型區(qū)域內(nèi)；通過冷卻液冷卻的新型數(shù)字式發(fā)動機電子系統(tǒng)DME 8.8。

G11/G12車型采用了博世第8代發(fā)動機電子系統(tǒng)（DME），該系統(tǒng)是汽油和柴油發(fā)動機共用的控制單元平臺，其外觀獨特，采用了統(tǒng)一殼體和統(tǒng)一插接原件，但內(nèi)部硬件針對不同使用范圍進行了相應調(diào)整（圖3）。

表1 全新7系發(fā)動機參數(shù)

發(fā)動機控制單元的6個插接模塊中有5個都采用Nano MQS插接器（微型矩形連接器系統(tǒng)）。Nano MQS 插接連接件具有占用空間小、質(zhì)量小及耐振動性強的優(yōu)點，并且顯著降低了印刷電路板上的所需空間。

表2 變速器各擋位傳動比

表3 執(zhí)行元件工作情況

2.變速器

G11/G12車型采用了改進型8HP系列自動變速器，其中B48和B58發(fā)動機匹配的是8HP50型變速器，N63發(fā)動機匹配的是8HP75型變速器，代替了原先的8HP45和8HP70變速器。變速器各擋位傳動比如表2所示。

改進型8HP系列自動變速器結(jié)構(gòu)如圖4所示，其中包含了4組行星齒輪組，2個制動器和3個離合器。各擋位執(zhí)行原件的工作情況如表3所示。

新款8HP系列變速器通過以下方面的改進提高了舒適性、動力性和工作效率：通過在液力變矩器中增加離心擺式減振器，來隔離發(fā)動機的運轉(zhuǎn)振動，改善了行駛舒適性；通過調(diào)整2個行星齒輪組，增大了傳動比差值，改善了換擋舒適性；通過改進擋位間隔和擋位劃分提高了效率；通過在變速器上增加隔音外殼，減少了車身隔音措施；通過ConnectedShift功能根據(jù)導航數(shù)據(jù)和雷達探測結(jié)果，執(zhí)行自動變速器前瞻性換擋策略；通過駕駛員體驗開關(guān)或換擋撥片等新型操作方式增強客戶體驗。

3.四驅(qū)系統(tǒng)

750Li車型配備了xDrive四驅(qū)系統(tǒng)，該系統(tǒng)以后輪驅(qū)動為基礎(chǔ)，通過一個型號為ATC13-1的分動器將動力分配至前、后軸（圖5）。該分動器在重量不變的情況下將最大可傳輸扭矩提高至 1 300 N·m。動態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)（DSC）計算需要傳遞到前軸的離合器力矩，并通過FlexRay 數(shù)據(jù)總線傳輸至分動器控制單元，后者通過控制片式離合器的壓緊力，使前后2個驅(qū)動橋在0∶100至100∶0的范圍內(nèi)無級分配發(fā)動機扭矩。當片式離合器處于分離狀態(tài)時，所有扭矩都傳遞至后橋。

分動器的潤滑油可使用大約15萬km，之后會存儲一條故障代碼記錄以提示更換分動器油。分動器沒有放油螺栓，因此必須使用抽吸設(shè)備抽出舊油。為了確保更換全部潤滑油，必須在抽吸和加注期間使分動器內(nèi)的機油隔板保持打開狀態(tài)。具體方法是，通過專用診斷系統(tǒng) ISTA內(nèi)的“服務功能＞分動器 VTG＞更換機油”使機油隔板移動到打開位置。

前、后橋的差速器均無需定期更換潤滑油，當因維修需要更換時，可使用嘉實多SAF-XO潤滑油，前橋差速器油量約為0.6 L，后橋差速器油量約為0.75～0.9 L。

4.車身

G11/G12車型的白車身完全采用輕型結(jié)構(gòu)設(shè)計，核心是“碳纖維內(nèi)核車身結(jié)構(gòu)”（圖6）。該結(jié)構(gòu)除鋼和鋁合金部件外，還包括了大量碳纖維加強件，這些材料的優(yōu)化組合，使得車身結(jié)構(gòu)重量比上一代車型輕了約40 kg，同時獲得了較高的碰撞安全性。

車身結(jié)構(gòu)大部分由高強度鋼和超高強度鋼構(gòu)成，其中超高強度熱成型鋼的比例非常高。前部和后部彈簧減振支柱頂首次采用壓鑄鋁合金工藝制成，提高了相關(guān)部件的碰撞安全性。鋁合金與鋼材通過新型的熱熔鉆螺釘進行連接。這種熱熔鉆螺釘無需預先鉆孔即可直接鉆入上下疊加的板材內(nèi)，通過特殊形狀的尖端形成熱熔鉆孔并隨之切割出螺紋。但這種接合技術(shù)僅在生產(chǎn)過程中使用，一旦打開便不再允許使用熱熔鉆螺釘重新進行接合，否則會嚴重影響強度。因此在進行相關(guān)部位車身維修時，需用盲鉚釘替代熱熔鉆螺釘。

G11/G12還在車身結(jié)構(gòu)的很多區(qū)域使用碳纖維部件進行加強，這些碳纖維部件通過粘接、鉚接或者卡接與其他車身材料進行連接。

5.懸架系統(tǒng)

G11/G12車型的前橋采用了雙橫臂結(jié)構(gòu)和空氣彈簧，具有良好的操控靈敏性和行駛舒適性，其結(jié)構(gòu)如圖7所示。為了減小車重，前橋組件幾乎完全由鋁合金制成。需要注意的是，維修時可使用2種不同的上部三角橫擺臂進行外傾角的校正，可將外傾角向內(nèi)或向外調(diào)整0.5°（圖8）。此外，為了避免上部三角橫擺臂球軸承損壞，進行拆裝作業(yè)時應注意球銷彎角不要超過55°。

G11/G12車型的后橋采用了五連桿結(jié)構(gòu)和空氣彈簧，具有車輪導向精確的特點，同時實現(xiàn)了很高的舒適性，其結(jié)構(gòu)如圖9所示。通過使用鋁合金車輪托架以及各種鋁合金鍛造連桿和鋼板連桿，可保持較低的后橋非簧載質(zhì)量。需要注意的是，在G11/G12車身上并沒有用于定位后副車架的中心固定架（圖10）。因此，拆裝后副車架時需要使用一種新型專用工具，通過2個導向銷使后橋托架保持正確位置。

6.車載控制網(wǎng)絡(luò)

G11/G12車型的總線系統(tǒng)如圖11所示，其中包括了FlexRay、PT-CAN、K-CAN、Local-CAN、Ethernet（以太網(wǎng)）及MOST等多種總線系統(tǒng)，各控制單元的位置如圖12所示。中央網(wǎng)關(guān)控制單元（ZGM）集成在車身控制單元（BDC）內(nèi)。ZGM能夠?qū)⑺兄骺偩€系統(tǒng)連接起來，并且將不同協(xié)議和速度的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到其他總線系統(tǒng)上。通過 ZGM 還可以將控制單元的編程數(shù)據(jù)經(jīng)以太網(wǎng)傳輸?shù)杰囕v上。用于PT-CAN2總線的網(wǎng)關(guān)位于數(shù)字式發(fā)動機控制單元（DME）內(nèi)。

所有CAN總線的數(shù)據(jù)傳輸速度均為500 kB/s，F(xiàn)lexRay總線的數(shù)據(jù)傳輸速度為10 MB/s。使用寶馬專用診斷系統(tǒng)ISTA檢測時，無法在總線概覽內(nèi)顯示K-CAN5、Local-CAN總線上的控制單元，需要通過相應的主控單元進行診斷。

在G11/G12車型上使用帶有5根導線（4根數(shù)據(jù)線和1根用于啟用接口的導線）的以太網(wǎng)實現(xiàn)從OBD2診斷接口至BDC的連接。同時，G11/G12車型上還使用一種由2根導線構(gòu)成的以太網(wǎng)進行車內(nèi)通信，這是一種2根單線相互纏繞且無保護層的數(shù)據(jù)傳輸導線，寶馬將這種針對汽車領(lǐng)域進行調(diào)整的特殊以太網(wǎng)稱為 OABR。OABR以太網(wǎng)的每一條導線都能以100 MB/s的速度同時進行雙向信息傳輸（同時進行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收），因此最大數(shù)據(jù)傳輸速度為200 MB/s。