奧迪 Q7 e-tron quattro混合動力車傳動系統(tǒng)(上)

◆文/山東 劉春暉

智奧迪Q7 e-tron quattro是奧迪推出的第2款配備高性能插電式混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的車型，如圖1所示。憑借鋰離子蓄電池輸出的電流，這款大型SUV可純電動行駛多達56km，噪聲低、動力強且零排放。在柴油發(fā)動機的配合下，總續(xù)航里程高達1 410km。奧迪Q7 e-tron quattro是全球第1款配備6缸柴油發(fā)動機及quattro全時四驅(qū)系統(tǒng)的插電式混合動力車。某些國家還提供配備2.0L TFSI發(fā)動機的版本。按照插電式混合動力車對應(yīng)的ECE(歐洲經(jīng)濟委員會)標準，配備3.0L V6 TDI發(fā)動機的奧迪Q7 e-tron quattro百公里油耗僅1.7L，CO排放量為46g/km。集成有熱泵的標配熱管理系統(tǒng)專門針對奧迪Q7 e-tron quattro而開發(fā)。憑借Audi virtual cockpit(奧迪虛擬駕駛艙)的顯示/操作概念以及新開發(fā)的MMI(多媒體界面)系統(tǒng)，奧迪Q7 e-tron quattro成功樹立了行業(yè)標桿。標配的MMI導(dǎo)航系統(tǒng)增強版連同Audi connect互聯(lián)網(wǎng)模塊在奧迪Q7 e-tron quattro中與混合動力管理系統(tǒng)緊密結(jié)合在一起。新款電控機械式轉(zhuǎn)向助力器高效而靈敏。

同樣新開發(fā)的前后軸五連桿車輪懸架相比上一代車型的車軸減輕60kg，在很大程度上提高了車輛的行駛動態(tài)性。可選裝的adaptive air suspension(自適應(yīng)空氣懸架)帶給車輛更自信的舒適感。駕駛員可通過配的動態(tài)駕駛系統(tǒng)Audi drive Se1ect(奧迪駕駛模式選擇)調(diào)節(jié)其工作方式。系統(tǒng)提供多達7種模式，同時還融合了轉(zhuǎn)向系、主動式加速踏板和自動變速器等其他技術(shù)模塊。

一、傳動系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2和圖3所示。奧迪Q7 e-tron quattro中對動力傳遞很重要的插電式混合動力驅(qū)動組成部件除了發(fā)動機外還包括8擋自動變速器0D7、傳動軸和后軸主減速器0D2。8擋自動變速器0D7是一款與混合動力模塊配對的傳統(tǒng)全時四驅(qū)8擋自動變速器?；旌蟿恿δK位于發(fā)動機和傳統(tǒng)自動變速器之間?；旌蟿恿δK的核心部件是峰值功率達94kW、最大扭矩達350N·m的電動機。發(fā)動機和電動機可以通過分離離合器K0耦合。兩臺驅(qū)動機構(gòu)與3.0L V6 TDI發(fā)動機一起向變速器上輸出最大275kW的系統(tǒng)功率。搭配2.0L R4 TFSI第3代發(fā)動機則為270kW。這兩款發(fā)動機型號可以向變速器傳遞最大700N·m的系統(tǒng)扭矩。該傳動軸的萬向節(jié)軸是安裝在奧迪Q7(4M車型)上的一款短型號的萬向節(jié)軸，后軸主減速器0D2也是如此。它也應(yīng)用在奧迪Q7(4M車型)上。提示：只允許有資質(zhì)的高壓技術(shù)員在高壓設(shè)備上作業(yè)。

二、換擋操縱機構(gòu)

采用100%線控換擋技術(shù)的奧迪Q7 e-tron quattro換擋操縱機構(gòu)和操作方案與奧迪Q7(4M車型)相同，如圖4所示。

1.在選擋桿和變速器之間沒有機械連接。

2.操作完全根據(jù)對駕駛員意愿的分析進行，沒有機械的應(yīng)急運行。

3.駐車鎖采用電動液壓操縱并且自動開關(guān)，自動駐車鎖(Auto-P)功能(P-ON/P-OFF位置)。

4.機械應(yīng)急解鎖可以在發(fā)生故障時將駐車鎖解鎖，以便能夠移動車輛。

5.通過自動擋擋位槽只能選中行駛擋R、N、D和S。

6.駐車鎖只能利用P按鈕手動激活。

7.如果要操作tiptronic功能(手動模式M)，則必須將選擋桿按入tiptronic擋位槽(僅當激活行駛擋D或S時可以)。使用功能“在D/S中短促按壓換擋”時必須操作方向盤tiptronic。

8.解鎖按鈕(選擋桿解鎖按鈕E681)在選擋桿上的位置與原來相同并且為冗余設(shè)計。

三、駐車鎖止裝置的應(yīng)急解鎖裝置

奧迪Q7 e-tron quattro上的駐車鎖應(yīng)急解鎖裝置與奧迪Q7(4M車型)的應(yīng)急解鎖裝置相同。應(yīng)急解鎖裝置用于在必須長時間處于P-OFF位置時解鎖駐車鎖，應(yīng)在以下情況下操作：

·當必須牽引汽車的一般情況；

·當因功能失效無法以電動液壓方式解鎖駐車鎖時；

·當在車載電壓不足的情況下汽車需要調(diào)頭/移動時；

·當發(fā)動機不運轉(zhuǎn)且汽車必須調(diào)頭/移動時，例如在維修間內(nèi)。

如果情況決定不再需要駐車鎖處于P-OFF位置，那么應(yīng)重新將駐車鎖鎖止，并置于P-ON位置。在應(yīng)急解鎖裝置部件上進行安裝工作后應(yīng)檢查應(yīng)急解鎖裝置。

警告：操縱駐車鎖應(yīng)急解鎖裝置之前，必須固定車輛以防其自行移動！

1.駐車鎖應(yīng)急解鎖(P-OFF位置)

(1)拆除蓋板。

(2)將應(yīng)急解鎖套筒扳手按如圖5中位置1所示裝入操縱機構(gòu)中。

(3)向下按壓套筒扳手并順時針轉(zhuǎn)動90°，直至感覺到套筒扳手卡入操縱機構(gòu)，如圖5中的位置2所示。

2.駐車鎖鎖止(P-ON位置)

將套筒扳手向上直接從操縱機構(gòu)中拉出即可，如圖6中的位置3所示。

注意：不得將套筒扳手往回轉(zhuǎn)動，否則會損壞應(yīng)急解鎖操縱機構(gòu)！安裝蓋板。

3.快速連接器

為了簡化變速器的拆卸和安裝，應(yīng)急解鎖拉索由兩個部分組成，它們通過一個快速連接器相連，如圖7所示。

操縱駐車鎖應(yīng)急解鎖裝置后，組合儀表中會亮起黃色的變速器指示燈并顯示行駛擋N。此外，組合儀表上顯示提示：“vehicle may roll away!P cannot be selected.Please apply parking brake.”(有溜車危險！無法掛入P擋。請踩下駐車制動器。)

四、插電式混合動力驅(qū)動

發(fā)動機和8擋自動變速器0D7及混合動力模塊是混合動力驅(qū)動的最重要組成部分，如圖8所示。

為將混合動力模塊從基本變速器上分離，應(yīng)通過維護開口松開變矩器傳輸板和分離離合器K0的尾板之間的螺紋連接。變矩器傳輸板內(nèi)有5個切線方向的長孔和一個徑向的長孔。裝配時將第1個螺栓插入徑向長孔并擰入，然后是用于切向長孔的螺栓。為拆卸0D7變速器，應(yīng)通過維護開口將扭轉(zhuǎn)減振器的傳輸板從發(fā)動機的飛輪上分開。

五、混合動力模塊(分離離合器作動器，傳感裝置)

混合動力模塊的外殼中有前軸主減速器。發(fā)動機側(cè)是扭轉(zhuǎn)減振器，基本變速器側(cè)是電動機和分離離合器K0。電動機是一款恒勵磁同步電機，被用作驅(qū)動電機及發(fā)電機。電動機在維修保養(yǎng)文獻中也被稱作三相交流驅(qū)動機構(gòu)VX54或電驅(qū)動機構(gòu)行駛電機V141，技術(shù)參數(shù)如表1所示。由于電動機的轉(zhuǎn)子是外轉(zhuǎn)子，所以使用了盡可能大的杠桿臂。與內(nèi)轉(zhuǎn)子相比，在電動機運行模式下相同的扭矩只需較低的相電流。

如圖9所示三相交流驅(qū)動機構(gòu)VX54組成包括電驅(qū)動行駛電機V141、分離離合器V606的作動器、行駛電動機溫度傳感器G712以及行駛電動機轉(zhuǎn)子位置傳感器1 G713。

所以在最狹窄的安裝空間內(nèi)可以提供高達350N·m的瞬時扭矩和高達94kW的功率。在持續(xù)運行時，憑借出色的散熱傳遞，可提供200N·m扭矩和高達60kW的功率。在散熱方面，它通過內(nèi)置的定子散熱裝置進行，雖然散熱面積較小，但保證了極高的熱傳導(dǎo)。變矩器的傳輸板與發(fā)動機飛輪旋接在一起。扭轉(zhuǎn)減震器將發(fā)動機驅(qū)動功率經(jīng)細牙花鍵傳遞到分離離合器K0的驅(qū)動轂上。在發(fā)電機模式下，電動機的轉(zhuǎn)子經(jīng)接合的分離離合器K0由發(fā)動機或由能量回收功能驅(qū)動。電動機的轉(zhuǎn)子通過螺紋與分離離合器K0的尾板相連。尾板上用6個螺栓固定了變矩器的傳輸板。在定子中有3個線圈組，它們分別帶8個并聯(lián)的線圈，通過三角形接法連接，如圖9所示?？偣灿?4個線圈分布在定子圓周上，每3個線圈屬于同一個線圈組。電動機可以利用這個布置方式使用三相電流工作。電驅(qū)動系統(tǒng)功率和控制電子裝置JX1為此通過一個三相交流電壓控制這些線圈組。為了讓轉(zhuǎn)子以最小的耗電量、最大的扭矩朝所需的方向啟動，控制電子裝置必須按照正確的順序促動3個相位。為此，它需要知道轉(zhuǎn)子的準確位置以及磁極對相對于線圈的位置。電驅(qū)動模式的功率和控制電子裝置JX0根據(jù)行駛電動機轉(zhuǎn)子位置傳感器1 G713的信號計算磁極對相對于線圈的準確位置。

1.分離離合器K0的操縱機構(gòu)、分離離合器作動器V606

分離離合器K0是一種干式離合器，在靜止狀態(tài)下為動力接合，如圖10所示。它與手動變速器的起步離合器功能相同。分離離合器將發(fā)動機和電動機相互耦合。分離離合器K0通過分離離合器作動器V606操縱，獨立于自動變速器的液壓壓力供應(yīng)。

2.分離離合器K0的操縱機構(gòu)

分離離合器K0的作動器通過插接器驅(qū)動蝸桿傳動裝置的軸，蝸輪與調(diào)節(jié)環(huán)的圓柱齒輪傳動裝置相連。當分離離合器K0分離時，調(diào)節(jié)環(huán)沿箭頭方向扭轉(zhuǎn)約120°。鋼球保持架將3個鋼球均勻地保持分布在圓周位置上。通過調(diào)節(jié)環(huán)的扭轉(zhuǎn)，鋼球通過調(diào)節(jié)環(huán)和偏心盤內(nèi)的斜坡球槽將偏心盤壓在分離軸承上。偏心盤由縱向?qū)蚣潭?，防止扭轉(zhuǎn)。其他部分的工作方式與帶膜片彈簧和壓緊板的傳統(tǒng)摩擦式離合器相同。當作動器失靈或者因超過允許溫度而停止工作時，分離離合器K0動力接合，因為離合器的操縱機構(gòu)不具備自鎖能力。汽車在這種情況下只能通過發(fā)動機和電動機以混合動力方式行駛。

(未完待續(xù))