全新一代君越30H全混动车型技术亮点解读（上）

2016-07-31 18:12于长明

汽车与驾驶维修(维修版) 2016年12期

文：于长明

文：于长明

2016年8月29日，上汽通用汽车别克全新一代君越30H全混动正式上市。作为上汽通用汽车“绿动未来”战略下的重磅产品，全新一代君越30H全混动采用领先业界的高效HEV混合动力系统，搭载通用汽车最新一代模块化智能电驱系统、1.8 L缸内中置直喷发动机以及高性能三元锂离子电池组，实现能效最大化。该混合动力系统最大输出扭矩达到380 Nm，拥有出色的起步与加速性能。其0～100 km/h加速仅8.9 s ，百公里综合油耗低至4.7 L，与上一代君越eAssist混合动力车型相比，油耗降低35%。

全新一代君越30H全混动汇集了通用汽车最新一代新能源核心技术，秉承智能电气化、高效、节能、环保的开发理念，带来在节油环保、驾控乐趣及安全舒适三方面出色性能表现的全新EVness电气化驾乘体验。本文着重对该车领先的动力驱动系统技术亮点进行分析，以便广大专业读者更深入地了解这款车型。

一、发动机

全新一代君越30H全混动车型采用排量1.8 L 的SIDI智能直喷发动机（图1），发动机型号为LKN，其主要参数如表1所示。

图1 LKN发动机

表1 LKN发动机主要参数

LKN发动机采用中置缸内直喷技术，拆卸喷油器及燃油轨时需要使用专用工具，高压燃油泵在断电时采用低压输出控制。下面对该发动机的技术特点进行详细介绍。

1.机械部分

LKN发动机为铸铁缸体，无缸套，在缸体中集成大部分冷却液通道和油道并预留中置平衡轴安装孔。曲轴是由一体式大瓦盖紧固到缸体上，由此提高支撑强度。曲轴位置传感器信号盘采用磁环式，安装在飞轮后部。

LKN发动机缸盖采用双顶置凸轮轴的设计，凸轮轴则采用空心加工工艺，缸盖内部集成了排气歧管。另外，气门驱动机结构采用了液压挺柱和随动滚指（图2）。

图2 气门驱动机构

2.润滑系统

机油泵安装在曲轴前端（图3），由曲轴直接驱动。该机油泵采用双级变排量控制，可以有效降低燃油消耗.

图3 机油泵位置

图4 机油压力控制电磁阀

机油压力控制电磁阀安装在机油滤清器上方的缸体上（图4），由发动机控制单元（ECM）控制。机油压力控制电磁阀使机油压力两级可调，形成高压和低压模式。如图5a所示，当电磁阀断电时，仅A腔供油，油泵此时保持大排量输出，机油压力保持高压状态，从而确保发动机的润滑。当电磁阀通电时，A腔和B腔都与压力油相通，在油压的作用下油泵定子逆转，油泵排量减少，输出油压低（图5b）。

图5 机油压力控制

3.曲轴箱通风系统

曲轴箱通风系统集成在气门室罩盖内，其作用是控制曲轴箱窜气量进行油气分离，其特点是内部设置有单向阀和曲轴箱窜气调节阀。

曲轴箱窜气进入油气分离器后，经单向阀进入回油腔室。机油流回油底壳，窜气压力与弹簧弹力的合力克服大气压力并推开曲轴箱通风调节阀（PCV），进入进气歧管（图6a），曲轴箱窜气进入进气歧管后，在曲轴箱内产生真空。当曲轴箱内的真空与弹簧弹力的合力不足以克服大气压力时，PCV阀关闭，窜气不再进入进气歧管（图6b）。

图6 曲轴箱通风示意图

4.水冷式废气再循环（EGR）

LKN发动机采用外置式EGR系统，可通过发动机冷却液进行冷却。EGR系统位于发动机排气歧管上部（图7），可在大负荷时降低燃油消耗。其结构包括：EGR阀（图8a），用于控制废气再循环的工作时刻和工作量；EGR阀冷却器（图8b），可对参与废气再循环的排气进行冷却；排气温度传感器，用于监测冷却前后的排气温度。

图7 水冷式EGR系统

图8 EGR阀和EGR阀冷却器

当发动机处于中、低负荷时，EGR系统能够通过可变正时系统（VVT）实现内部EGR功能，减少NOX的排放。在高负荷时，外部冷却型EGR进入工作，通过排气介入，降低燃烧温度。原本用于为了降低燃烧温度而多喷的部分汽油则不再需要，从而减少燃油消耗。

图9 排气热交换器位置

5.排气热交换器

排气热交换器置于三元催化器后方（图9），可提升暖机速度并加热驾驶室。当排气热交换器处于加热模式时，旁通门打开，排气经过热交换器，对热交换器内的冷却液进行加热（图10a）。当排气热交换器处于旁通模式时，旁通门关闭，排气不经过交换器，也就不会对冷却液加热（图10b）

图10 排气热交换器工作示意图

排气热交换器的工作状态是由ECM根据环境温度、冷却液温度、发动机转速、变速器挡位和发动机运行时间等数据发出指令，由混合动力控制单元2（HPCM2）通过LIN网络执行控制（图11）。

图11 排气热交换器工作执行

6.主动进气格栅

该车装备了主动进气格栅（图12），当对冷却液、空调冷凝器散热要求不高时，进气格栅会主动关闭以降低风阻。同时，ECM会根据车辆速度、冷却液温度、风扇速度、空调管路压力、压缩机状态及环境温度来调整格栅状态。

图12 主动进气格栅

主动进气格栅的2个格栅可以单独控制打开或者关闭。当车辆以高于42 km/h的车速行驶超过13 min后，格栅就可以进入工作状态；当温度过低时，格栅将保持关闭（图13）。

图13 主动进气格栅控制

7.辅助加热器

该车装备了12 V电辅助加热器，位于驾驶舱内的暖水箱旁（图14）。其功能是在环境温度过低时启动，帮助发动机冷却液快速升温，有助于提升燃油经济性。

辅助加热器是由空调控制单元通过PWM信号控制其运行的。当环境温度低于7℃，冷却液温度低于75℃，并在温度风门转置最热模式时，辅助加热器开始运行。

图14 辅助加热器

二、变速器

全新君越30H全混动车型搭载了全新的通用5ET50电控变速器（图15），该变速器是一款机械驱动和电机驱动混合的无级变速器。其结构上采用了2组行星齿轮和3组离合器，在2个驱动电机的驱动下，从而实现4种驱动模式，即纯电动模式、低速模式、固定传动比模式和高速模式。以下对5ET50进行详细的介绍。

图15 5ET50电控变速器

1.5ET50变速器结构

图16 5ET50结构示意图

5ET50结构示意图如图16所示。

（1）扭转减振器和旁通离合器

5ET50变速器与发动机之间设置了扭转减振器及旁通离合器（图17），其作用主要是连接发动机驱动盘与输入行星齿轮组的内齿圈。其中，旁通离合器包含在扭转减振器总成内，当发动机起动时，将减振器旁通。

图17 扭转减振器和旁通离合器

（2）行星齿轮组

图18 输入行星齿轮组

5ET50变速器有2组行星齿轮，分别为输入行星齿轮组和输出行星齿轮组。输入行星齿轮组的太阳轮、内齿圈和行星架结构如图18所示。其中，输入太阳轮是直接与驱动电机A相连，输入内齿圈是通过扭转减振器总成与发动机相连。而输入行星架则一方面可以通过链条与主减速器输入齿轮连接，从而直接输出动力；另一方面可以直接与输出行星齿轮组的行星架直接连接。