文：魏川音

新款smart fortwo技術(shù)亮點(diǎn)解讀

文：魏川音

2015年7月，新款smart fortwo上市，先期推出了搭載1.0 L自然吸氣發(fā)動機(jī)的車型，在2016年2月又后續(xù)推出了0.9 T渦輪增壓車型。自然吸氣發(fā)動機(jī)依然是1.0 L3缸發(fā)動機(jī)，最大功率51 kW，較前代車型有所提升。新車型采用了全新的6速雙離合器變速器，車軸和懸架系統(tǒng)也有所改良。此外，新車還配備了自動啟動/停止功能，舒適性和安全性配置也有很大提升。為了方便廣大讀者對該車的深入了解，本文將對新款smart fortwo的主要技術(shù)亮點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)介紹。

一、發(fā)動機(jī)

新款smart fortwo 搭載最新研發(fā)的 3缸汽油發(fā)動機(jī)M281（圖1），包括3種功率版本：功率降低的自然吸氣式發(fā)動機(jī)（45 kW）、自然吸氣式發(fā)動機(jī)（52 kW）和增壓發(fā)動機(jī)（66 kW）。新款汽油發(fā)動機(jī)M281 全部基于同一個發(fā)動機(jī)平臺，不同的功率版本通過使用不同的軟件版本以及增壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

1.增壓裝置

新款 smart fortwo 增壓發(fā)動機(jī)上使用了帶有增壓限制閥（排氣泄壓閥）的渦輪增壓器。增壓壓力調(diào)節(jié)通過一個電控排氣泄壓閥實(shí)現(xiàn)，而后者則由發(fā)動機(jī)控制單元根據(jù)特征曲線和負(fù)荷變化進(jìn)行控制。

2. 冷卻系統(tǒng)

根據(jù)裝備版本的不同，新款 smart fortwo中最多有2個獨(dú)立運(yùn)作的冷卻液回路（圖2）。其中一個是高溫（HT-）回路，用于冷卻發(fā)動機(jī)、氣缸蓋以及渦輪增壓器；另一個是低溫（NT-）回路，用于增壓空氣的溫度控制。未搭載渦輪增壓器的車輛只有一個高溫（HT-）回路。此外，車輛的后部還有一個輔助風(fēng)扇。

3. 排氣系統(tǒng)

M281發(fā)動機(jī)使用了2種版本的排氣系統(tǒng)：自然吸氣式發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)和渦輪增壓發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)。這兩種版本排氣系統(tǒng)的內(nèi)部和外部結(jié)構(gòu)均不相同（圖3、圖4）。排氣系統(tǒng)的組成部分包括：催化轉(zhuǎn)換器、隔離單元和后消音器。搭載運(yùn)動套件的車輛擁有一個帶鍍鉻尾管罩的排氣系統(tǒng)。

4. 燃油系統(tǒng)

M281發(fā)動機(jī)中的燃油供給使用非循環(huán)燃油系統(tǒng)（圖5）。燃油通過燃油箱中內(nèi)置的輸送模塊輸送至發(fā)動機(jī)。在該系統(tǒng)上，燃油泵提供具有燃油噴射系統(tǒng)（油軌）所需壓力（最大520 kPa）的足夠量的燃油。燃油箱的燃油液位通過杠桿式傳感器測量并在儀表板中分析和顯示。

5. 燃油箱

燃油箱布置在后軸前方（圖6），采用共擠壓工藝制造的燃油箱擁有6層高密度聚乙烯（HDPE）以及1層乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）。燃油箱的容積為 28 L，其中 5 L為備用。此外也可以選裝容積為 35 L的燃油箱。補(bǔ)償容積位于燃油箱本身。

二、變速器

新款smart fortwo搭載了新研發(fā)的twinamic 6 擋雙離合器變速器（圖7）。該雙離合器變速器采用三軸變速器的結(jié)構(gòu)，三軸變速器由2個分別帶有獨(dú)立離合器的分變速器構(gòu)成，具有6個前進(jìn)擋和1個倒擋。twinamic變速器的特點(diǎn)包括：采用干式、電動機(jī)械操縱的雙離合器； 集成錐齒輪差速器；換擋時沒有力量中斷；線控?fù)Q擋，拉線制動；選擇了行駛程序“手動”（選裝裝備）時，可使用轉(zhuǎn)向盤換擋按鈕掛入不同檔位；變速器控制單元集成于變速器外殼。

1. 換擋機(jī)構(gòu)

在 twinamic 6擋雙離合器變速器中，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩從內(nèi)燃機(jī)曲軸傳遞至雙質(zhì)量飛輪上。在此處，動力傳輸根據(jù)所連接的離合器被傳導(dǎo)至雙離合器變速器的內(nèi)軸或外軸。第1、3、4擋和倒擋使用單錐碳同步器。第2擋使用了雙錐燒結(jié)同步器。從第5擋進(jìn)入第6擋的同步則通過單錐燒結(jié)同步器實(shí)現(xiàn)。變速器不需要額外的油液冷卻裝置。

2.換擋過程

車輛行駛期間會分別掛入2個副變速器的一個擋位（圖8）。變速器控制系統(tǒng)會在第2個副變速器中預(yù)先掛入下一個預(yù)計切換的擋位。當(dāng)前所控制擋位的離合器接合，而預(yù)期接通擋位的離合器則分離。換擋時，當(dāng)前控制的離合器 1 分離，而離合器 2 接合。

雙離合器變速器工作時不會出現(xiàn)動力中斷。電子控制單元根據(jù)需要跳過個別擋位，而不是依次降低擋位。這樣可以將自動變速器的舒適與手動變速器的效率相結(jié)合。

三、車軸和懸掛系統(tǒng)

1.前軸

與前代車型相同，新款smart fortwo的前軸采用了經(jīng)典的麥弗遜設(shè)計。這種前軸結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是：較少的空間需求、較低的非簧載質(zhì)量、較大的底座和較低的受力。在車輪中部下方各有一個橫向控制臂、一個懸架掛減振柱和一個轉(zhuǎn)向橫拉桿負(fù)責(zé)車輪導(dǎo)向（圖9）。

新款smart fortwo創(chuàng)新重點(diǎn)是更高的駕駛安全性、更高的機(jī)動性和比前代車型系列更優(yōu)良的駕乘舒適性。更高的行駛安全性通過適當(dāng)?shù)能囕S運(yùn)動學(xué)設(shè)計以及對調(diào)校方式的調(diào)整來實(shí)現(xiàn)。而為了改善駕乘舒適性，前軸和后軸的彈簧行程均得到了增大。新款前軸中使用了帶有一個導(dǎo)向軸承和一個舒適支承的橫向控制臂，從而增加了縱向彈性并因此改善了感測性能。為了實(shí)現(xiàn)預(yù)期的轉(zhuǎn)向半徑減小，前軸采用了能夠確保極大車輪轉(zhuǎn)向角的設(shè)計。這就意味著相應(yīng)的整體式托架設(shè)計以及長齒條行程和轉(zhuǎn)向橫拉桿運(yùn)動學(xué)。

相對于前代車型系列來說，前軸整體式托架更大；此外，其延長的底座不僅承載了橫向控制臂的導(dǎo)向和舒適軸承，還承載了轉(zhuǎn)向系并被用作第三（下部）層的防撞元件。部件根據(jù)載荷設(shè)計。

2. 后軸

與前代車型相同，新款smart fortwo擁有一個直接安裝在白車身上的 De-Dion 后軸并通過橫向支承吸收橫向力?；谥亓績?yōu)化的原因，前代車型系列中所采用的后軸支架在新車型中被集成在白車身中（圖10）。因此，新款smart fortwo 的迪氏后軸直接固定在車身上。

3. 懸架掛系統(tǒng)和減振系統(tǒng)

新款 smart fortwo 的懸架系統(tǒng)由前軸上的麥弗遜雙管懸架減振柱和后軸上配備單獨(dú)布置彈簧的雙管式減振器組成。

（1）前軸懸架

前軸采用車輪導(dǎo)向式麥弗遜懸架減振柱，它由經(jīng)過橫向力優(yōu)化的帶輔助彈簧的螺旋彈簧、雙管氣壓式減振器和緊湊型支撐軸承組成。支撐軸承設(shè)計為3條路徑，即減振器、彈簧和輔助彈簧的力量傳導(dǎo)是相互分離的（圖11）。減振器支承在與減振器響應(yīng)特性完美匹配的內(nèi)部橡膠軸承上。

帶有便利導(dǎo)向型部件且剛度遞增的聚氨酯輔助彈簧通過軸承殼體支承在車身上，而螺旋彈簧的力則通過球軸承傳遞至車身。

通過彈性體中的彈簧下部支座實(shí)現(xiàn)噪聲隔離。為了減少減振器密封導(dǎo)向組件中的摩擦，螺旋彈簧采用了側(cè)載彈簧的幾何形狀設(shè)計，這種形狀能夠補(bǔ)償密封導(dǎo)向組件中車輪垂直力對橫向力的影響。由此產(chǎn)生了更加優(yōu)良的減振器響應(yīng)特性。

基于裝配方面的考慮，減振柱被設(shè)計為帶有一個夾緊支架并擁有一個帶彈簧扣功能的大彈簧蓋和一個重量減輕的空心活塞桿。基于重量原因，扭桿同樣采用了管狀設(shè)計且擁有一個硫化扭桿軸承。

（2）后軸懸架

De-Dion 后軸上的創(chuàng)新在于采用了雙管式減振器和單獨(dú)布置的桶狀螺旋彈簧（圖12）。其中，車身和后軸之間有效的螺旋彈簧噪聲隔離通過2個彈性體襯墊實(shí)現(xiàn)。

減振器與車身的連接通過一個銷軸承實(shí)現(xiàn)，該支撐采用柔性萬向架支座，以降低減振器中的摩擦，從而有助于改進(jìn)響應(yīng)特性。減振器的位置和傳遞比使底盤調(diào)校能在側(cè)傾和俯仰減振之間達(dá)成最合理的折衷方案。另外，還可通過選擇減振器的傾斜位置，實(shí)現(xiàn)車軸的縱向緩沖。

四、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

新款 smart fortwo 標(biāo)配一個位于車輪中心前方的機(jī)械式齒條齒輪式轉(zhuǎn)向機(jī)。帶有可變轉(zhuǎn)向助力的電動轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)作為選裝裝備提供。新設(shè)計的電動轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)被設(shè)計為帶有可變嚙合齒的直接轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（圖13）。針對小的轉(zhuǎn)向運(yùn)動采用間接轉(zhuǎn)向的方式，從而改善直線行駛穩(wěn)定性。針對典型市區(qū)行駛時的中等轉(zhuǎn)向角區(qū)間，轉(zhuǎn)向速比更大，此時在轉(zhuǎn)彎或慢速移車時所需的轉(zhuǎn)向角度也就更小。

五、制動系統(tǒng)

新款smart fortwo制動系統(tǒng)被設(shè)計為采用 X 形布置的雙回路制動系統(tǒng)。制動系統(tǒng)的制動控制系統(tǒng)（圖14）包括很多眾所周知的功能，例如 ABS、ESP、ASR、BAS、GMR 和上坡起動輔助系統(tǒng)。側(cè)風(fēng)穩(wěn)定控制輔助系統(tǒng)則是該部分新增加的功能。

與前代型號系列相同，新款smart fortwo上使用了作用于后軸鼓式制動器上的駐車制動器。拉索長度補(bǔ)償可在駐車制動器飾板下方手動完成。

六、車身電器系統(tǒng)

1.網(wǎng)絡(luò)連接

在新款 smart fortwo中，車輛電子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接是通過以下數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的：車載智能信息系統(tǒng)控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（CAN）、車內(nèi)控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（CAN）、傳動系控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（CAN）、底盤控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（CAN）、前部控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（CAN）、空調(diào)操作局域互聯(lián)網(wǎng)（LIN）、雨量/光線傳感器局域互聯(lián)網(wǎng)（LIN）和輔助儀表局域互聯(lián)網(wǎng)（LIN）。

新款smart fortwo的總體網(wǎng)絡(luò)布局如圖15所示，網(wǎng)絡(luò)連接框圖如圖16所示。

2. 自動起動/停止功能

為了減少車輛的燃油消耗和廢氣排放，新款smart fortwo 配備了自動啟動/停止功能。如果滿足相關(guān)條件，則自動啟動/停止功能在車輛停止時自動關(guān)閉發(fā)動機(jī)。重新起步時發(fā)動機(jī)自動重新起動。自動啟動/停止功能的主控制單元是駕駛員信號采集及促動控制模組（SAM）控制單元。信號采集及促動控制模組（SAM）控制單元根據(jù)收到的傳感器數(shù)據(jù)以及來自中部信號采集及促動控制模組（SAM）控制單元、電控車輛穩(wěn)定行駛系統(tǒng)控制單元、智能氣候控制系統(tǒng)控制單元或輔助防護(hù)裝置控制單元的數(shù)據(jù)，促使發(fā)動機(jī)電子設(shè)備（ME）控制單元停止或啟動發(fā)動機(jī)。啟動/停止系統(tǒng)信息的輸出設(shè)備是儀表盤。

3.駕駛輔助系統(tǒng)

新款smart fortwo中應(yīng)用了有助于駕駛員安全駕駛、減輕駕駛員負(fù)擔(dān)和提高駕乘舒適性的駕駛輔助系統(tǒng)。

（1）帶限速器的定速巡航控制

新款smart fortwo配備了能夠保持選定速度的定速巡航功能，以及能夠幫助駕駛員不超過某個特定速度的附加限速功能。限速功能可通過多功能轉(zhuǎn)向盤設(shè)置。

（2）側(cè)風(fēng)穩(wěn)定控制輔助系統(tǒng)

側(cè)風(fēng)穩(wěn)定控制輔助系統(tǒng)能夠顯著削弱強(qiáng)側(cè)風(fēng)對車輛直線行駛性能的干擾，從而輔助駕駛員。在這種情況下的車道偏移以及所需轉(zhuǎn)向力會明顯減少。ESP系統(tǒng)現(xiàn)有的傳感器也被用于識別側(cè)風(fēng)干擾。側(cè)風(fēng)穩(wěn)定控制輔助系統(tǒng)在車速超過70 km/h時激活并能夠在直線行駛或輕微轉(zhuǎn)彎行駛時發(fā)揮作用。側(cè)風(fēng)干擾由通過 ESP激活的單側(cè)制動干預(yù)來抵消。

（3）車道保持輔助系統(tǒng)

車道保持輔助系統(tǒng)（LDW）通過車內(nèi)后視鏡區(qū)域內(nèi)的一個攝像頭識別到車輛已超過車道標(biāo)志線（圖17），然后警告駕駛員已經(jīng)無意中離開了已識別的車道。警告通過聲訊報警和儀表板中的光學(xué)反饋（Telltale）實(shí)現(xiàn)。車道保持輔助系統(tǒng)（LDW）在車速超過 70 km/h時啟用。

除此之外，新款smart fortwo的駕駛輔助系統(tǒng)還包括我們所熟知的輪胎壓力監(jiān)測、后部駐車輔助、后視攝像頭和車距警告等功能。