新款smart fortwo技术亮点解读

文：魏川音

新款smart fortwo技术亮点解读

文：魏川音

2015年7月，新款smart fortwo上市，先期推出了搭载1.0 L自然吸气发动机的车型，在2016年2月又后续推出了0.9 T涡轮增压车型。自然吸气发动机依然是1.0 L3缸发动机，最大功率51 kW，较前代车型有所提升。新车型采用了全新的6速双离合器变速器，车轴和悬架系统也有所改良。此外，新车还配备了自动启动/停止功能，舒适性和安全性配置也有很大提升。为了方便广大读者对该车的深入了解，本文将对新款smart fortwo的主要技术亮点进行详细介绍。

一、发动机

新款smart fortwo 搭载最新研发的 3缸汽油发动机M281（图1），包括3种功率版本：功率降低的自然吸气式发动机（45 kW）、自然吸气式发动机（52 kW）和增压发动机（66 kW）。新款汽油发动机M281 全部基于同一个发动机平台，不同的功率版本通过使用不同的软件版本以及增压系统实现。

1.增压装置

新款 smart fortwo 增压发动机上使用了带有增压限制阀（排气泄压阀）的涡轮增压器。增压压力调节通过一个电控排气泄压阀实现，而后者则由发动机控制单元根据特征曲线和负荷变化进行控制。

2. 冷却系统

根据装备版本的不同，新款 smart fortwo中最多有2个独立运作的冷却液回路（图2）。其中一个是高温（HT-）回路，用于冷却发动机、气缸盖以及涡轮增压器；另一个是低温（NT-）回路，用于增压空气的温度控制。未搭载涡轮增压器的车辆只有一个高温（HT-）回路。此外，车辆的后部还有一个辅助风扇。

3. 排气系统

M281发动机使用了2种版本的排气系统：自然吸气式发动机排气系统和涡轮增压发动机排气系统。这两种版本排气系统的内部和外部结构均不相同（图3、图4）。排气系统的组成部分包括：催化转换器、隔离单元和后消音器。搭载运动套件的车辆拥有一个带镀铬尾管罩的排气系统。

4. 燃油系统

M281发动机中的燃油供给使用非循环燃油系统（图5）。燃油通过燃油箱中内置的输送模块输送至发动机。在该系统上，燃油泵提供具有燃油喷射系统（油轨）所需压力（最大520 kPa）的足够量的燃油。燃油箱的燃油液位通过杠杆式传感器测量并在仪表板中分析和显示。

5. 燃油箱

燃油箱布置在后轴前方（图6），采用共挤压工艺制造的燃油箱拥有6层高密度聚乙烯（HDPE）以及1层乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）。燃油箱的容积为 28 L，其中 5 L为备用。此外也可以选装容积为 35 L的燃油箱。补偿容积位于燃油箱本身。

二、变速器

新款smart fortwo搭载了新研发的twinamic 6 挡双离合器变速器（图7）。该双离合器变速器采用三轴变速器的结构，三轴变速器由2个分别带有独立离合器的分变速器构成，具有6个前进挡和1个倒挡。twinamic变速器的特点包括：采用干式、电动机械操纵的双离合器； 集成锥齿轮差速器；换挡时没有力量中断；线控换挡，拉线制动；选择了行驶程序“手动”（选装装备）时，可使用转向盘换挡按钮挂入不同档位；变速器控制单元集成于变速器外壳。

1. 换挡机构

在 twinamic 6挡双离合器变速器中，发动机转矩从内燃机曲轴传递至双质量飞轮上。在此处，动力传输根据所连接的离合器被传导至双离合器变速器的内轴或外轴。第1、3、4挡和倒挡使用单锥碳同步器。第2挡使用了双锥烧结同步器。从第5挡进入第6挡的同步则通过单锥烧结同步器实现。变速器不需要额外的油液冷却装置。

2.换挡过程

车辆行驶期间会分别挂入2个副变速器的一个挡位（图8）。变速器控制系统会在第2个副变速器中预先挂入下一个预计切换的挡位。当前所控制挡位的离合器接合，而预期接通挡位的离合器则分离。换挡时，当前控制的离合器 1 分离，而离合器 2 接合。

双离合器变速器工作时不会出现动力中断。电子控制单元根据需要跳过个别挡位，而不是依次降低挡位。这样可以将自动变速器的舒适与手动变速器的效率相结合。

三、车轴和悬挂系统

1.前轴

与前代车型相同，新款smart fortwo的前轴采用了经典的麦弗逊设计。这种前轴结构的主要优点是：较少的空间需求、较低的非簧载质量、较大的底座和较低的受力。在车轮中部下方各有一个横向控制臂、一个悬架挂减振柱和一个转向横拉杆负责车轮导向（图9）。

新款smart fortwo创新重点是更高的驾驶安全性、更高的机动性和比前代车型系列更优良的驾乘舒适性。更高的行驶安全性通过适当的车轴运动学设计以及对调校方式的调整来实现。而为了改善驾乘舒适性，前轴和后轴的弹簧行程均得到了增大。新款前轴中使用了带有一个导向轴承和一个舒适支承的横向控制臂，从而增加了纵向弹性并因此改善了感测性能。为了实现预期的转向半径减小，前轴采用了能够确保极大车轮转向角的设计。这就意味着相应的整体式托架设计以及长齿条行程和转向横拉杆运动学。

相对于前代车型系列来说，前轴整体式托架更大；此外，其延长的底座不仅承载了横向控制臂的导向和舒适轴承，还承载了转向系并被用作第三（下部）层的防撞元件。部件根据载荷设计。

2. 后轴

与前代车型相同，新款smart fortwo拥有一个直接安装在白车身上的 De-Dion 后轴并通过横向支承吸收横向力。基于重量优化的原因，前代车型系列中所采用的后轴支架在新车型中被集成在白车身中（图10）。因此，新款smart fortwo 的迪氏后轴直接固定在车身上。

3. 悬架挂系统和减振系统

新款 smart fortwo 的悬架系统由前轴上的麦弗逊双管悬架减振柱和后轴上配备单独布置弹簧的双管式减振器组成。

（1）前轴悬架

前轴采用车轮导向式麦弗逊悬架减振柱，它由经过横向力优化的带辅助弹簧的螺旋弹簧、双管气压式减振器和紧凑型支撑轴承组成。支撑轴承设计为3条路径，即减振器、弹簧和辅助弹簧的力量传导是相互分离的（图11）。减振器支承在与减振器响应特性完美匹配的内部橡胶轴承上。

带有便利导向型部件且刚度递增的聚氨酯辅助弹簧通过轴承壳体支承在车身上，而螺旋弹簧的力则通过球轴承传递至车身。

通过弹性体中的弹簧下部支座实现噪声隔离。为了减少减振器密封导向组件中的摩擦，螺旋弹簧采用了侧载弹簧的几何形状设计，这种形状能够补偿密封导向组件中车轮垂直力对横向力的影响。由此产生了更加优良的减振器响应特性。

基于装配方面的考虑，减振柱被设计为带有一个夹紧支架并拥有一个带弹簧扣功能的大弹簧盖和一个重量减轻的空心活塞杆。基于重量原因，扭杆同样采用了管状设计且拥有一个硫化扭杆轴承。

（2）后轴悬架

De-Dion 后轴上的创新在于采用了双管式减振器和单独布置的桶状螺旋弹簧（图12）。其中，车身和后轴之间有效的螺旋弹簧噪声隔离通过2个弹性体衬垫实现。

减振器与车身的连接通过一个销轴承实现，该支撑采用柔性万向架支座，以降低减振器中的摩擦，从而有助于改进响应特性。减振器的位置和传递比使底盘调校能在侧倾和俯仰减振之间达成最合理的折衷方案。另外，还可通过选择减振器的倾斜位置，实现车轴的纵向缓冲。

四、转向系统

新款 smart fortwo 标配一个位于车轮中心前方的机械式齿条齿轮式转向机。带有可变转向助力的电动转向助力系统作为选装装备提供。新设计的电动转向助力系统被设计为带有可变啮合齿的直接转向系统（图13）。针对小的转向运动采用间接转向的方式，从而改善直线行驶稳定性。针对典型市区行驶时的中等转向角区间，转向速比更大，此时在转弯或慢速移车时所需的转向角度也就更小。

五、制动系统

新款smart fortwo制动系统被设计为采用 X 形布置的双回路制动系统。制动系统的制动控制系统（图14）包括很多众所周知的功能，例如 ABS、ESP、ASR、BAS、GMR 和上坡起动辅助系统。侧风稳定控制辅助系统则是该部分新增加的功能。

与前代型号系列相同，新款smart fortwo上使用了作用于后轴鼓式制动器上的驻车制动器。拉索长度补偿可在驻车制动器饰板下方手动完成。

六、车身电器系统

1.网络连接

在新款 smart fortwo中，车辆电子系统的网络连接是通过以下数据总线系统实现的：车载智能信息系统控制器区域网络（CAN）、车内控制器区域网络（CAN）、传动系控制器区域网络（CAN）、底盘控制器区域网络（CAN）、前部控制器区域网络（CAN）、空调操作局域互联网（LIN）、雨量/光线传感器局域互联网（LIN）和辅助仪表局域互联网（LIN）。

新款smart fortwo的总体网络布局如图15所示，网络连接框图如图16所示。

2. 自动起动/停止功能

为了减少车辆的燃油消耗和废气排放，新款smart fortwo 配备了自动启动/停止功能。如果满足相关条件，则自动启动/停止功能在车辆停止时自动关闭发动机。重新起步时发动机自动重新起动。自动启动/停止功能的主控制单元是驾驶员信号采集及促动控制模组（SAM）控制单元。信号采集及促动控制模组（SAM）控制单元根据收到的传感器数据以及来自中部信号采集及促动控制模组（SAM）控制单元、电控车辆稳定行驶系统控制单元、智能气候控制系统控制单元或辅助防护装置控制单元的数据，促使发动机电子设备（ME）控制单元停止或启动发动机。启动/停止系统信息的输出设备是仪表盘。

3.驾驶辅助系统

新款smart fortwo中应用了有助于驾驶员安全驾驶、减轻驾驶员负担和提高驾乘舒适性的驾驶辅助系统。

（1）带限速器的定速巡航控制

新款smart fortwo配备了能够保持选定速度的定速巡航功能，以及能够帮助驾驶员不超过某个特定速度的附加限速功能。限速功能可通过多功能转向盘设置。

（2）侧风稳定控制辅助系统

侧风稳定控制辅助系统能够显著削弱强侧风对车辆直线行驶性能的干扰，从而辅助驾驶员。在这种情况下的车道偏移以及所需转向力会明显减少。ESP系统现有的传感器也被用于识别侧风干扰。侧风稳定控制辅助系统在车速超过70 km/h时激活并能够在直线行驶或轻微转弯行驶时发挥作用。侧风干扰由通过 ESP激活的单侧制动干预来抵消。

（3）车道保持辅助系统

车道保持辅助系统（LDW）通过车内后视镜区域内的一个摄像头识别到车辆已超过车道标志线（图17），然后警告驾驶员已经无意中离开了已识别的车道。警告通过声讯报警和仪表板中的光学反馈（Telltale）实现。车道保持辅助系统（LDW）在车速超过 70 km/h时启用。

除此之外，新款smart fortwo的驾驶辅助系统还包括我们所熟知的轮胎压力监测、后部驻车辅助、后视摄像头和车距警告等功能。