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宝沃BX7拆解之 "芯"技术先进完善的"血管"

2016年10月20日 11:03 来源:车讯网 作者:实验室
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车讯网 报道】本期车讯《实验室》给大家带来一款宝沃BX7,前两篇已经介绍了有关宝沃BX7前后防护以及车内防护、隔音用料等方面的拆解内容。总体来说,宝沃BX7外在防护很全面,内在的隔音用料厚道且注重环保。介绍完外在的拆解,接下来我们继续深入了解它。本篇针对车辆最重要的部位-“心脏”和“血管”。发动机犹如心脏是汽车的动力源泉,而整车电缆的布局与防护更像是布满全身的血管,负责传输各部分所需的血液。它们的先进程度和防护等级直接影响车辆的可靠性和品质,BX7在这些方面做得如何呢?接下来,我们就开始庖丁解牛。

宝沃BX7拆解之

  BX7所配备的发动机是宝沃汽车研发团队与德国INA、德国博世、日本IHI等多家世界顶级供应商通力合作,联合研发的2.0T涡轮增压直喷发动机,其输出功率最高可达165千瓦,最大扭矩输出为300牛米,发动机进入1500转时就能提供源源不断的动力,极大改善了涡轮所带来的迟滞现象。先进的直喷系统与精密的气缸加工技术,不仅降低了机油损耗,更是为用户带来高效的动力与可高的耐久度。它是一款将缸内直喷、可变进气歧管、进排气可变正时、双平衡轴等技术融为一身的发动机。下面,根据这些技术特点,我们逐一进行介绍。

宝沃BX7拆解之

  可变进气歧管

  发动机进气更像是人体的呼吸系统,空气从鼻腔→咽→喉→气管→ 支气管→ 肺,汽车通过进气口→进气管道→空滤→谐振腔→节气门→进气歧管→发动机。发动机进气歧管和人体的支气管很相似,它将总进气量进行分散,它与发动机缸数进行匹配,四缸引擎就有四道,六缸引擎则有六道。

宝沃BX7拆解之

  可变进气歧管设计方式有变长度、变截面积、多通道可变设计等。虽然结构不同,但所达到的目的是相同的,简单的说就是为了提高燃烧效率,使发动机低速转动时更平稳,扭矩更充足。除了节气门,其实进气歧管也可以等效这样的目的。通过下图,我们可以清晰的看到进气歧管截面积的改变。

宝沃BX7拆解之

  进气歧管轻量化设计

  以前很多老车型的进气歧管使用铸铁材质,该方案放在今天就是落后的代名词,金属(铸铁)材质所导致进气歧管结构单一,无法做可变进气设计,第二是自身重量比较大,不利于轻量化设计;第三是内壁通道不够平滑,空气流通阻力比较大。目前取而代之的是耐高温塑料材质进气歧管。塑料材质在结构多样化方面、轻量化方面以及减小空气阻力方面都优于铸铁,而且制造成本也比较低。当然,进气歧管所用的塑料也有严格要求,由于它与发动机缸盖直接连接,所以材料本身要能够承受140℃。其次是材料强度要高,能够承受发动机、节气门、进气压力、负压等压力。再次是材料的稳定性,因为进气歧管塑料有可能会接触汽油、防冻液等具有腐蚀性的液体。最后是抗老化性能要好,毕竟进气歧管的工作环境比较恶略,长时间处于高温高压区。

宝沃BX7拆解之

  多孔喷油嘴

  汽车喷油系统与淋浴喷头非常相似,淋浴通过自来水压力,然后经过冷热水混合,经过水管、喷头管然后从淋浴喷头孔流出。如果自来水没有压力,那么水自然不会流出。自来水压力好比喷油系统的压力泵,压力泵负责给喷油总管路进行加压。淋浴喷头好比喷油嘴,在同等压力的前提下,淋浴花洒孔数越多,所流出的自来水也就越分散,如切换到最密的挡位,所喷出的水就变成雾化效果。而汽车的喷油嘴的孔数和孔径决定了喷油雾化效果,同等流量的喷油嘴,可设计成少孔大直径和多孔小直径两种方案,前一种所喷出的汽油集中且雾化不好,而后一种所喷出的汽油雾化效果会非常好,发动机所需要的恰恰是后一种。宝沃BX7喷油嘴采用6孔设计,雾化效果好也就代表油耗更低,发动机热能效率也就越高。接下来,我们一起来聊一聊一个重要的部件,它就是涡轮增压器。

宝沃BX7拆解之

宝沃BX7拆解之

  涡轮增压器大有来头

  BX7所使用的涡轮增压器是IHI公司的产品,IHI全称为石川岛播磨重工业株式会社,成立于1853年,它的前身为造船厂,现已经发展成为全面的系统开发及制造公司。涡轮增压器是 IHI 在1936年与日立(Hitachi)合作后所共同推出的产品,从大型发动机模型,到为船舶和陆地发电机小引擎汽车。我们熟悉的车辆里面有三菱斯巴鲁。现在他是目前世界4大涡轮增压器生产商之一,笔者从IHI官方网站上查询到,目前他们已经生产了超过5000万的涡轮增压器用在成品车上。

宝沃BX7拆解之

  IHI涡轮增压器也多常见于改装车领域,因为轴承稳定系统可靠,封油表现优异,产品可靠性和性能比较突出。航空动力学设计涡轮的压气机叶片,将机械损失降到最小,以及低惯性特性使 IHI 涡轮在高流速、大范围和快速增压反应方面都有优越表现。IHI 涡轮注重轻量化设计,产品尺寸并不大。也正是以上这些优点,让汽车厂商和改装界对该产品的评价很高。涡轮增压的优点不用过多介绍,低油耗压榨出更多的功率和扭矩让很多人痴迷。虽然涡轮增压好,但由于先天结构问题,(转子的惯性作用,使得叶轮从开始转动到高速转动将更多空气压进发动机之间存在一个时间差)导致了动力输出反应滞后,这个缺点并不能完全消除。

宝沃BX7拆解之

  为了提高发动机低速性能和加速性,涡轮增压的压力输出相对较高,也就是要使用较小的通流面积的涡轮箱,大增压虽然给车辆带来更多的动力,但过高的压力对发动机的负荷带来威胁,会导致机械性损坏。所以涡轮增压器的压力不宜过高。而废气旁通结构解决了这一问题,它相当于一个三通设计,当驾驶过程中收油门(如换挡、急刹车时),节气门关闭。当压力超过规定值时,压力执行器将放气阀膜片顶起,带动旁通阀立即开启,于是一部分废气不通过增压器直接排入大气,使涡轮进口流量减少,此时压力降低,增压器转速也会下降。反之当压力降至规定值以下,旁通阀即关闭此时继续增压。该结构可同时起到加大增压和保护发动机的作用。

宝沃BX7拆解之

宝沃BX7拆解之

宝沃BX7拆解之

  智能DVVT进排气双连续可变气门正时系统

  时间较早的发动机技术,进气和排气的时间是不可改变的,完全固定的方式很难兼顾到引擎低转速和高转速下的动力输出。随着时间的发展,VVT(可变正时气门)诞生了,虽然它已经可以调整气门时间,能够达到节油的效果,但仍不能连续改变,而且构造复杂、使用和维修成本偏高。DVVT(进排气双连续可变气门正时)的出现解决了VVT的不足,它可同时对进气和排气进行调节,解决了低转速扭矩小的问题、同时高转速时功率输出也会更加优异,该技术目前处于领先地位。从智能控制“吸”的VVT,发展为目前可根据自身需要,同时控制“呼”和“吸”。在硬件技术方面是个进步。

宝沃BX7拆解之

  正时链条代替正时皮带

  在介绍正时链条之前,我们先来说说它的前辈-正时皮带。正时皮带和正时链条的工作内容是相同的,正时皮带下接曲轴,上接凸轮轴,中间的张紧轮负责防止皮带松动,当曲轴转动时,通过皮带带动凸轮轴,使发动机的进、排气门在适当的时候开启或关闭,来保证发动机的汽缸能够正常地吸气和排气。正时皮带在发动机里面扮演了一个“桥梁”的作用。如果没有了正时皮带,那么曲轴转动时凸轮轴未转动,发动机就会出现顶气门的现象。顶气门对发动机来说是致命的,会让发动机大修或报废。发动机是否会出现笔者刚所描述的顶气门现象呢?如果是正时皮带作为传动载体,那么一定会出现的。正时皮带是正常损耗品,发动机在运转6-7万公里后就要进行保养,根据车型价格的不同,更换正时皮带费用至少千元以上。费时费力,人工费用也是比较昂贵的。如果出现激烈驾驶,频繁高转速换挡,不当的降挡操作都会减少皮带的寿命,皮带一旦断裂其维修就是一笔不小开销。那么如何解决这个问题呢?

宝沃BX7拆解之

  正时链条的出现就可以解决这个问题,正时链条可永久免更换免维护,对消费者来说也节省了一笔不小的开销,同时也不用担心因为保养不当或者驾驶不当所造成的损失。虽然正时链条省心省力,但它自身也存在一个小的缺失,由于链条与传动轮都是金属材质,其运转后的噪音会大于正时皮带,严重的可明显感觉到链条噪音。不过噪音是可以后天控制的,可通过发动机隔音棉、防火墙隔音棉等方案将噪音隔绝在发动机舱内,宝沃BX7发动机虽然使用正时链条,但噪音并不明显。接下来,我们继续聊一个特殊的小结构-平衡轴。

宝沃BX7拆解之

  双平衡轴

  平衡轴看似一个不起眼的小零件,它可以让发动机运转的更加平稳更加顺畅,平衡轴可以抵消发动机所产生的振动,而这个振动恰恰是由活塞造成的,活塞在上下运动的过程中,会带动其他相关零件产生惯性,连续快速的惯性就会造成振动。平衡轴又分为单平衡轴和双平衡轴,单平衡轴只有一个,通过曲轴旋转带动固连的平衡轴驱动齿轮、平衡轴从动齿轮以及平衡轴。单平衡轴占用空间小,结构比较简单,常用于小排量发动机。宝沃BX7所采用的是双平衡轴设计,双平衡轴设计稳定性更好,但结构复杂成本高。以上介绍完发动机特点后,接下来,我们继续介绍全车“血管”的布局与防护。

宝沃BX7拆解之

宝沃BX7拆解之

  整车线缆防护

  整车电缆布局犹如“血管”,它们的布局合理性和防护等级直接影响到整个产品的可靠性。不同区域电缆的“生存环境”也不同。汽车上存在高温、寒冷、摩擦、振动、有机溶剂、易燃品和噪音等因素。综合大体分为高温湿区、低温干区、低温湿区。机舱内部工作环境最恶略,该区域出于高温高湿,同时伴有震动和有害气体、液体多,所以在管线电路防护方面的要求是最高的,一般原材料要求耐温等级达到-40℃-130℃之间。驾驶室工作环境最为舒适,出于低温干燥区,电缆防护方式要注重耐磨和减震。车门和前后防护杠电缆出于低温高湿区,电缆防护设计时着重需要防水、耐磨和减震。所以,根据环境的不同,管线、电缆防护的方式,以及材料的使用会有差别。

宝沃BX7拆解之

  前后杠电缆防护

  车辆在日常驾驶过程中,会经常面临涉水、泥泞等路况,防护杠内线缆的工作环境出于低温湿区,该区域电缆防护尽可能做到防潮、防水、防剐蹭所造成的损伤。前后雾灯、雷达、摄像头电缆使用了波纹管进行防护,并且使用塑料卡扣固定在防护杠外皮内侧,以防止线缆出现震动噪音。

宝沃BX7拆解之

  发动机内部工作环境最为恶略,发动机的高温、震动、机舱液体渗漏等,所造成高温高湿环境。所有品牌汽车中,发动机舱内电缆防护等级是最高的,发动机、变速箱、进气排气、谐振腔、电瓶等零件的布局位置,电气管线的走线方式非常有讲究,BX7机舱零件分布比较工整,各部件之间距离较远,先天具备较好的散热环境。气路管线、电气管线大多使用波纹管、PVC管、防割布缠裹。直观很难看到裸露的电缆。空调高低压管线使用铝箔进行隔热处理。接下来,我们再来看看车内电缆的布局和防护。

宝沃BX7拆解之

  车内电缆防护

  车内电缆工作环境相对比较舒适,属于低温低湿区,由于工作环境所致,大多车型在车内电缆防护等级方面会低于发动机和前后防护杠内电缆。宝沃BX7在A/B/C柱电缆防护等级仍然比较高,使用绒布胶带进行全程缠裹。胶带是最基本,最常用的防护材料,全车线束都需要靠胶带进行固定成型。胶带具备较好的耐腐蚀、耐油污以及绝缘特性。根据线束防护等级的不同,胶带包扎方式分为全缠、局缠、花缠。胶带的分类也很多,大体分为PVC胶带、耐高温PVC胶带、布基胶带、绒布胶带等。PVC侧重于耐磨和阻燃,该材料降噪性能差,价格便宜。布基胶带耐高温、耐磨性能较高。绒布胶带降噪性能突出,可消除异响。

宝沃BX7拆解之

  车门电缆防护

  门板电缆内部工作环境也属于低温干区,前后门电缆使用塑料卡扣固定于车门上,也是用绒布胶带缠裹,缠裹的面积和密度比较稀疏。后备箱电缆线束相对较粗,中间局部区域使用布基胶带缠裹,并且分段固定于白车身上,以减少共振异响。

宝沃BX7拆解之

宝沃BX7拆解之

  中控电缆防护

  中控电缆贯穿机舱和驾驶室,所以工作环境比较复杂。机舱内侧属高温高湿区,驾驶室内侧属低温干区。虽然工作环境不同,但在电缆防护方面并没有分类,均按照高等级防护标准。线缆40%区域使用波纹管防护,60%区域使用布基带缠裹防护,整套线缆基本看不到裸露部分。总体来说,宝沃BX7在整车电缆防护方面还是比较重视的。

宝沃BX7拆解之

  车辆安全之主动安全配置-ESP

  ESP是Electronic Stability Program的英文缩写,直译车身电子稳定系统。可以说ESP是车辆主动安全系统的终极设备,它替驾驶员完成很多不可能的动作,让车能够更加易于控制。一些发达国家,ESP的安全性逐渐提升到了法规高度,如欧洲和美国市场上大多车型都强制安装ESP系统,可见其重要性。但可惜的是,由于国内要求并不严格,所以很多厂商将ESP作为配置进行选装件,出现高配车型标配ESP而低配车型没有配备的现象。宝沃BX7在主动安全配置方面比较厚道,全系标配了ESP系统。

宝沃BX7拆解之

  ESP系统相信很多消费者非常熟悉,车辆行驶在麋鹿工况下或高速转弯工况下,如果车辆没有ESP系统,就容易出现上图蓝色黑车所标注情况,出现过度转弯或转弯不足的现象,造成车辆失控。而配备了ESP系统的车辆,如上图白色车辆所标注,可维持车辆驾驶轨迹,避免出现失控现象。总体来说,ESP系统是车辆主动安全中不可或缺的重要配置。

  车辆安全之主动安全配置-EPS

  我们介绍完ESP之后,我们再来聊聊宝沃BX7另一个系统-EPS。EPS和ESP长得很像,但它们完全是两个不同的系统,EPS全称叫(ElectricPowerSteering)。它是由机械助力转向系统基础上升级而来,使用输入轴扭矩信号和汽车行驶速度信号控制助力电机,使之产生相应大小和方向的助力,获得最佳的转向特性。EPS相比机械助力转向系统优点众多,EPS效率可高达90%,工作所需能耗也会减少,而且路感优秀,不同速度下可得到不同力度的转向力。回正性能也远超机械式助力,最关键的是它可脱离发动机,仅依靠电源就能进行工作。

宝沃BX7拆解之

  总结:本篇我们介绍了宝沃BX7的发动机和整车电缆防护方面的内容,宝沃BX7发动机将缸内直喷、可变进气歧管、进排气可变正时、可变流量机油泵、双平衡轴等多项技术为一身。在提高动力的同时还具备低油耗的表现,正时链条设计降低了用户后续维修保养费用。整车电气管线防护主次明确,机舱、前后防护杠等高温高湿区和低温高湿区电缆使用级别最高的防护等级,车内电缆工作环境较为舒适,属低温低湿区,该区域电缆使用PVC胶布进行防护。如果说发动机是一辆车的生命,那么白车身和底盘结构就是一辆车的灵魂,车辆被动安全的优劣,完全取决于白车身的结构与强度。车辆开起来的“整”和“散”,由底盘结构和强度所决定。下一篇,我们就一起了解宝沃BX7白车身结构和底盘结构。

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