文:李寅虎
廣汽豐田全新漢蘭達技術(shù)解讀
文:李寅虎
2015年3月20日,廣汽豐田全新一代國產(chǎn)漢蘭達正式上市,得益于老款車型打下的堅實市場基礎(chǔ),國產(chǎn)全新漢蘭達自上市伊始就獲得了廣泛的市場關(guān)注。為了幫助維修人員了解該新款車型,本刊在此將新款漢蘭達的技術(shù)亮點進行解讀。
新款漢蘭達車型代碼如表1所示,各位置編碼具體含義參見表2。
新漢蘭達搭載了2款發(fā)動機,分別是型號為8AR-FTS的2.0 L渦輪增壓發(fā)動機和型號為2GR-FSE的3.5 L自然進氣發(fā)動機。其中2GRFSE發(fā)動機與老款車型上的3.5 L發(fā)動機一樣,而8AR-FTS發(fā)動機則是首次使用在豐田品牌車型上,因此本文重點介紹這款發(fā)動機。
1.基本參數(shù)
8AR-FTS發(fā)動機的基本參數(shù)如表3所示。該發(fā)動機在進氣側(cè)采用了智能廣角可變氣門正時系統(tǒng) (VVT-iW),同時還使用了缸內(nèi)直噴+進氣道噴射組合的D-4ST雙噴射系統(tǒng),這些系統(tǒng)與新凱美瑞轎車使用的6AR-FSE發(fā)動機基本相同,本刊在上期的新車培訓(xùn)欄目中對此進行了詳細介紹,在此不再贅述,感興趣的讀者可參閱本刊2015年4期雜志。
表1 漢蘭達車型代碼
表2 車型代碼具體含義
表3 8AR-FTS發(fā)動機基本參數(shù)
2.氣缸蓋和渦輪增壓器
在8AR-FTS發(fā)動機上,豐田首次采用了氣缸蓋內(nèi)置式4-2排氣歧管以及雙渦管渦輪增壓器(圖1)。這一舉措通過消除排氣干擾使得渦輪增壓器的效率最大化,大大提高了響應(yīng)速度并能獲得更寬的高扭矩輸出范圍。同時,這樣還能降低流入渦輪增壓器的廢氣溫度,以增大受理論空燃比限制的最大噴油量,并獲得更好的廢氣排放質(zhì)量。
渦輪增壓器的葉片形狀被充分優(yōu)化,并減少了軸承的機械摩擦,實現(xiàn)緊湊型高效渦輪增壓器的瞬態(tài)響應(yīng)性能。廢氣旁通閥(WGV)由發(fā)動機控制單元通過真空源進行可變控制,以達到更好的燃油經(jīng)濟性。發(fā)動機起動時,WGV開啟以便向三元催化器提供高溫廢氣,減少加熱時間;發(fā)動機低負荷時,WGV也會開啟以減少泵氣損失;此外,當(dāng)發(fā)動機停止時,WGV也處于開啟狀態(tài)。電控進氣旁通閥(ABV)和諧振管能夠大幅降低增壓時所產(chǎn)生的噪聲(圖2)。
為了降低維修成本,除渦輪增壓器總成外,也單獨供應(yīng)渦輪殼體(含WGV)、泵輪及軸承殼體、WGV執(zhí)行器和進氣旁通閥等零部件。但需要維修人員注意的是,將泵輪殼體從渦輪殼體分離時,務(wù)必不要損壞渦輪葉片。
8AR-FTS發(fā)動機配置了一個水冷式進氣中冷器,在各種條件下都能實現(xiàn)低進氣溫度,從而獲得高輸出功率。同時,為了使渦輪增壓器下游的進氣損失最小,進氣中冷器直接安裝在發(fā)動機上,以獲得極高的響應(yīng)性能。渦輪增壓器和進氣中冷器通過與發(fā)動機冷卻系統(tǒng)獨立的一套系統(tǒng)進行冷卻,該系統(tǒng)的冷卻液容量為2.9 L,使用一個電動水泵來驅(qū)動冷卻液循環(huán)(圖3)。
3.冷卻系統(tǒng)
8AR-FTS發(fā)動機配備了3個節(jié)溫器,以提高發(fā)動機冷卻和暖機性能。位于進水口的節(jié)溫器(圖4),能控制散熱器流入發(fā)動機的冷卻液流量,其開啟溫度為82℃。位于氣缸體側(cè)的節(jié)溫器(圖5),能控制暖機狀態(tài)時流入氣缸體的冷卻液流量,以減少暖機時間,提高燃油經(jīng)濟性,其開啟溫度為72℃。節(jié)氣門體水管上的節(jié)溫器(圖6),其作用是當(dāng)冷卻液溫度過高時減少流入節(jié)氣門體的冷卻液,以降低對進氣的加熱效應(yīng),其關(guān)閉溫度為83℃。
由于8AR-FTS發(fā)動機采用了水冷式進氣中冷器,因此該發(fā)動機有2套獨立的冷卻液循環(huán)系統(tǒng),在更換冷卻液時要分別從2套系統(tǒng)中排出舊的冷卻液。為了提高加注和排放冷卻液的速度,8AR-FTS 發(fā)動機還有2個放氣塞(圖7)。發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的標準冷卻液加注量為7.9 L,進氣冷卻系統(tǒng)為2.9 L。
1.變速器
全新漢蘭達各款車型均配備了多模式6擋手自一體變速器。其中,3.5 L車型配備的是U660F型自動變速器,該變速器經(jīng)過硬件規(guī)格的改善,極大地提高了操控機構(gòu)的性能,使燃油經(jīng)濟性越上一個新的臺階。而2.0T前驅(qū)車型匹配的U661E型自動變速器和2.0T四驅(qū)車型匹配的U661F型自動變速器,均是基于U660自動變速器開發(fā)出的6擋超級電控變速器(6 Super ECT),用以配套渦輪增壓發(fā)動機。這2款變速器采用了自動變速器油(ATF)加熱器,當(dāng)變速器冷卻時,能迅速加熱ATF,提高燃油利用效率。自動變速器各擋位齒輪比及差速器齒輪比如表4所示。
表4 各擋位傳動比
U661E/U661F變速器裝配了渦輪增壓發(fā)動機專用的變矩器(圖8),專用的定子增強了加速響應(yīng),專用的鎖止阻尼器能在車輛低速下實現(xiàn)鎖止控制,從而確保了強勁驅(qū)動力的有效傳遞。而U660F變速器則裝配了超平式變矩器(圖9),通過增加平直度來實現(xiàn)更高的性能和效率,同時,低速鎖止阻尼器實現(xiàn)了低速鎖止控制并提高了燃油利用效率。
2.動態(tài)扭矩控制四驅(qū)系統(tǒng)
動態(tài)扭矩控制四驅(qū)系統(tǒng)能根據(jù)各感應(yīng)器輸入的信息確定當(dāng)前的駕駛條件,從而精確地將前、后輪的驅(qū)動力分配控制在100:0~50:50之間(圖10)。在后差速器的前部安裝有電磁控制的耦合器,系統(tǒng)只在必要時分配給后輪必要的扭矩,這既能保證穩(wěn)定性和可控制性,又提高了燃油利用率,駕駛平順性也與全時四驅(qū)系統(tǒng)無異。
在起步階段,控制單元將一部分驅(qū)動力分配給后輪,調(diào)節(jié)前后輪失調(diào)的負荷分配,以保證起步時的加速性能。系統(tǒng)最多會將50%的扭矩分配到后輪,以確保在雪地或泥地上起動時的摩擦性能,當(dāng)車速達到25 km/h后解除。
在正常的城市道路或高速公路行駛時,系統(tǒng)會將全部動力傳遞到前輪,以提高燃油利用效率。但當(dāng)系統(tǒng)察覺到輪胎在路面上打滑時,控制裝置將立即啟動,以確保駕駛穩(wěn)定性。
在車輛轉(zhuǎn)彎時,系統(tǒng)會預(yù)先按照90:10的比例向前、后輪分配扭矩,以確保轉(zhuǎn)彎時轉(zhuǎn)向的可跟蹤性。同時系統(tǒng)還會根據(jù)轉(zhuǎn)向角度、橫擺角速度及其他各種感應(yīng)器輸入的信息進行最優(yōu)控制,轉(zhuǎn)向過度時,分配給后輪的驅(qū)動力將減小,而轉(zhuǎn)向不足時,分配給后輪的驅(qū)動力將增大,最多會分配50%的驅(qū)動力給后輪。
當(dāng)按下鎖定模式(LOCK)按鍵后系統(tǒng)即可進入鎖定模式,在此模式下系統(tǒng)會將最大扭矩傳遞給后輪,以使汽車在被卡住等情況下增強脫困能力。當(dāng)車輛速度超過40 km/h或駕駛員再次按下鎖定模式按鍵后,鎖定模式解除。
3.分動器和后差速器
新漢蘭達四驅(qū)車型使用了緊湊輕質(zhì)的MF1A分動器(圖11)。該產(chǎn)品使用鋁合金制造,以減輕重量,優(yōu)化了準雙曲面齒輪的形狀,并采用低摩擦軸承,以提高傳動效率。此外,該分動器所需的潤滑油量也有所減少,僅需0.8 L,潤滑油等級為API GL-5,黏度為SAE 75W-85。
后橋使用了帶有集成電磁控制耦合器的FD15CE型后差速器(圖12)。該產(chǎn)品同樣使用了緊湊的鋁制結(jié)構(gòu)設(shè)計、準雙曲面齒輪、低摩擦軸承以及低黏度潤滑油,以提高燃油利用率并兼顧環(huán)保。潤滑油的等級和黏度與MF1A分動器一致,用量為0.5 L。