奔馳GLC技術剖析(一)

全新奔馳GLC將功能性與靈敏性融入了現代SUV設計之中。憑藉城市道路和越野駕駛模式以及空氣懸掛系統AIRBODY CONTROL,全新GLC在瀝青路面以外同樣能提供非凡的駕駛樂趣。與GLK相比,全新GLC的車內空間得到提升。此外行李箱通過新增加的貨運位置變得更加靈活多變。

全新奔馳GLC中除M274和OM651發動機以外,還採用了搭配M274的插電式混合動力系統(PLUG-IN HYBRID)以及新的4MATIC分動箱。

全新奔馳GLC配有第5代車載智能信息系統。除此之外,作為特殊裝置,還可以選購帶前部重低音的音響系統。

全新奔馳GLC標配有電壓降限制器。其中GLC350e4MATIC除外。

電壓降限制器的作用是防止蓄電池電壓在發動機啟動過程中降到某個規定的電壓值以下。這一點通過對啟動機電流的暫時限制而實現。

一、驅動系統

(一)發動機數據(如表1所示)

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(二)發動機M274車型 GLC2504MATIC、GLC

300/3004MATIC和GLC350e

4MATIC採用了在C級中為人所熟知的4缸汽油發動機M274,如圖1所示。

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圖1汽油發動機 M274E20 DEHLA(非混合動力)

GLC350e4MATIC作為插電式混合動力(PLUG-IN HYBRID)車型,除發動機以外還擁有一臺電動機。尾氣排放值和油耗值由此得到顯著改善。在其他車型中,優化通過調整增壓空氣冷卻系統而實現。增壓空氣不再像通常那樣藉助行駛中產生的氣流冷卻,而是擁有了同時流經變速器潤滑油冷卻器的獨立低溫迴路。

發動機M274的特點如下:

·直噴與廢氣渦輪增壓相組合

·經過進一步開發的燃燒過程和更寬廣的調節範圍

·快速開關式壓電噴油器,可實現燃油多次噴射

·根據需求多次點火

·車型GLC 250 4MATIC和GLC

350e4MATIC採用了藉助按需控制運行模式具有顯著CO,排放降低潛力的電動冷卻液泵

·通過文丘裡抽吸裝置實現滿負荷油箱再生

·滿足歐6排放標準

(三)發動機OM651久經考驗的2.2L排量4缸柴油發動機OM651在全新GLC中同樣得到採用,提供的功率型號分別為120kW

(比利時)、125kW和150kW,如圖2所示。

這款發動機的特徵如下:

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圖2柴油發動機OM651

·噴射壓力200000kPa的燃油噴油器

·兩級渦輪增壓

·高壓廢氣再循環

·增壓空氣旁通風門和額外的增壓壓力傳感器

·帶有兩個壓縮級的容量控制油泵

·可開關的冷卻液泵

·搭配AdBlue廢氣再處理系統滿足歐6排放標準

·發動機內部摩擦力優化(四)冷卻系統

全新奔馳GLC視發動機配置而定擁有不同的冷卻系統,它們由兩個獨立運行的冷卻液迴路構成。高溫迴路(HT)冷卻發動機和汽缸蓋。此外廢氣渦輪增壓器(ATL)和廢氣再循環閥也通過HT冷卻。

低溫迴路(NT)通過電動循環泵冷卻增壓空氣、自動變速器油和插電式混合動力系統(PLUG-INHYBRID)的功率電子裝置,如圖3所示。

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圖3低溫迴路視圖

B10/13.低溫迴路溫度傳感器B17/7.節氣門上游增壓空氣溫度傳感器B28/6.節氣門上游壓力傳感器M43/6.低溫迴路

循環泵19.增壓空氣冷卻器11.變速器潤滑油冷卻器 14.低溫冷卻器15.膨脹容器A.低溫散熱器B.冷卻液進流管路

C.冷卻液迴路平衡/排氣管路

配備發動機M274E20 DEHLA LS的GLC300/3004MATIC中未採用電動冷卻液泵,而是安裝了機械冷卻液泵。

發動機型號M274和OM651搭配有散熱器百葉板。其中GLC350e4MATIC例外。同時配備掛車拖掛裝置時也會取消散熱器百葉板。由於高溫/低溫冷卻迴路是隔開的,因此在維修時需要兩倍的加註和排氣。

混合動力車中隨著高電壓蓄電池、充電裝置和直流轉換器的採用,增加了其他有冷卻需求的組件。基於這些部件的要求,它們需要特別低的冷卻液溫度,甚至有可能低於環境溫度。因此高電壓蓄電池和充電裝置需要單獨的低溫迴路。它主要由以下組件組成:

·低溫冷卻器

·冷卻裝置,即製冷劑和冷卻液之間的熱交換器,用於在較高的環境溫度下冷卻高電壓組件

·電子循環泵,用於按需調節冷卻液質量流

·電子調節閥,用於在高電壓蓄電池和充電裝置之間按需分配冷卻液質量流

·電子轉換閥,用於根據溫度在低溫散熱器和冷卻裝置之間來回轉換

·膨脹容器

通過利用轉換閥將冷卻液從低溫散熱器完全導向冷卻裝置,可使冷卻液溫度保持在環境溫度以下。冷卻裝置將熱量釋放給空調製冷劑。其溫度通過製冷劑迴路保持在明顯低於環境溫度的水平。

為實現高電壓蓄電池高效冷卻,冷卻裝置的冷卻階段儘可能短。低溫迴路中的另一項節能潛力,在於電子調節閥與循環泵的相互協作。它們同樣只設定遵守溫度極限剛好所需的冷卻液質量流。

(五)排氣系統

在配備4缸汽油發動機M274的車輛中,排氣系統採用三分式設計;而配備4缸柴油發動機OM651的車輛,其排氣系統則採用四分式設計。分離點位於廢氣渦輪增壓器下游、相應的廢氣處理組件下游以及後消音器上游。

依靠BlueTEC技術,柴油發動機車輛的廢氣排放能夠顯著降低。

用於計量AdBlue*還原劑的水冷式AdBlues計量閥直接安裝在排氣管上柴油微粒濾清器的下游。

(六)燃油系統

塑料燃油箱佈置在後軸之前、後排長椅下方。為滿足防滲透要求,它帶有揮發隔離層。

小燃油箱的容積為50L,大燃油箱的容積可達66L。兩種規格的備用容積相同,均為7L。

可防止加註汽油的柴油加錯油保護裝置為新增裝備。油箱開口處設計有一個只能以直徑更大的柴油注油槍打開的專用翻蓋,可防止錯誤地加註汽油。

二、混合動力驅動

(一)混合動力組件概覽

1.設計理念

全新奔馳GLC在GLC350e中提供了一套插電式混合動力系統(PLUG-IN HYBRID)。混合動力車的識別特徵在於尾門上的附加字母“e”。混合動力驅動系統可實現連接充電插座而對高電壓蓄電池進行外部充電。

2.組件

組合式驅動系統由排量1993cm3的4缸汽油發動機M274E20 DEHLA與電動機構成,如表2、圖4所示。

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(二)智能混合動力1.智能混合動力(HYBRID)智能混合動力(IntelligentHYBRID)是針對混合動力車輛的智能運行策略。為了在行駛過程中以最高能效利用高電壓蓄電池的電能,智能混合動力會提前考慮行進路線和交通狀況。

2.預判功能

預判功能需要使用跨系統的各種信息。車輛提供的預判功能如下:

·預判駕駛策略

·雷達輔助型能量回收·基於里程的運行策略

·加速踏板觸覺反饋

3.預判駕駛策略跟隨前方行駛的車輛行駛時,升擋限制會被觸發,即阻止鬆開加速踏板後升擋。例如當有一輛速度更快的車輛經過時,隨後可以更優擋位進行加速。由此可避免鬆開加速踏板時升擋以及踩下加速踏板時降擋。如果無法超車,通過發動機推力扭矩會形成更大的車輛減速度。駕駛員必須略微制動,以避免碰撞前車。預判駕駛策略的目標是提升駕乘舒適性並優化車輛靈敏度。該功能在所有駕駛模式中均保持激活,但具體設計存在差異。

相應的轉速閥值根據各駕駛模式進行調整匹配。

4.雷達輔助型能量回收車輛能耗通過雷達輔助型能量回收功能得到優化。電量可行駛距離憑藉強度更大、時間更長的能量回收以及滑行模式進一步提升。通過在超速運行模式下對車距及車速調節提供的支持,有助於提高舒適性。

以下條件下不執行雷達輔助型能量回收:

·未識別到前方行駛車輛·前方行駛車輛距離過遠·前方行駛車輛正在加速接近速度較慢的車輛時,本車會因能量回收而發生減速。

5.基於里程的運行策略(如圖5所示)

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駕駛員可為其行駛里程手動選擇不同的PLUG-IN運行模式。他由此可以規定希望在哪裡以電動方式行駛,或者高電壓蓄電池的電量應在什麼時候耗盡。

基於路段的運行策略會替駕駛員決定運行模式的順序以獲得最佳行駛里程。

其中運行模式的選擇並非完全取決於事件,而是要同時考慮怎麼使用電能以降低消耗。

在城市以外行駛時,基於路段的運行策略根據需要有可能較少使用電能。除此之外,電量可通過推遲加載點進行有針對性的調節,以滿足剩餘里程。

駕駛室管理和數據系統以及聯網功能(COMAND online)的數據和輔助性用電器的負荷,是路線能量評價的基礎。充電控制和功率許可之後會根據能量評價做出相應調整。

6.加速踏板觸覺反饋(如圖6所示)

奔馳GLC技術剖析(一)

觸覺加速踏板可幫助駕駛員實現經濟而舒適的駕駛方式。為此提供有電動(E-MODE)運行模式中的可變壓力點以及經濟駕駛模式下的雙脈衝。

觸覺加速踏板中能夠感覺到的壓力點,代表著當時可提供的最大電動行駛功率。當觸覺加速踏板越過壓力點被繼續踩下時,發動機便會接通。

當車速高於前方行駛車輛時,駕駛員會獲得鬆開觸覺加速踏板的建議。該建議通過觸覺加速踏板中能夠感覺到的雙脈衝表示。發動機可關閉並與傳動系統斷開。車輛切換為滑行模式或者基於雷達的能量回收模式。在個性化駕駛模式中,雙脈衝可以接通或關閉。雙脈衝的觸發取決於以下條件:

·行駛速度

·與前方行駛車輛的距離

·與前方行駛車輛的相對速度(三)混合動力功能以下混合動力功能屬於基本功能:

·靜默啟動

·電動行駛

·ECO自動啟停功能

·能量回收

·滑行和雷達輔助型能量回收

·超加速

·高電壓蓄電池外部充電

1.靜默啟動

混合動力車輛通過鑰匙操縱可進行純電動行駛。當運行策略判斷純電動行駛無法再滿足駕駛員需求時,發動機便會啟動。功率需求通過加速踏板模塊識別。靜默啟動要取決於車外溫度和發動機的工作溫度。它不會對車內空間的加熱舒適性產生限制,或者給排放帶來不利影響。儀表盤中的就緒(READY)顯示,代表著混合動力系統已準備就緒。

起步與低負荷行駛視運行策略而定,有可能以純電動方式或者結合發動機共同完成。高負荷或滿負荷加速時,電動機會提供額外的加速度。

2.電動行駛

基於高電壓蓄電池較大的容量,純電動行駛的里程大約可以達到30km。純電動行駛時的最高車速約為140km/h。

當電動機的功率不足以再滿足需求時,發動機便會接入。該過程發生基於以下條件:

·達到極限車速

·猛烈加速

·功率要求高

·高電壓蓄電池電量狀態低於極限值

接合自動變速器中的溼式離合器之前,車輛電子系統會同步發動機和電動機的轉速。接入過程十分平穩,不會令駕駛員察覺到。

除此之外還有其他一些運行情況,例如接通空調器或者在較低的車外溫度下對車輛進行加熱時,發動機也會自動啟動或者不關閉。

3.ECO自動啟停功能ECO自動啟停功能會在車輛靜止時關閉發動機。電動真空泵建立制動系統必要的真空度。轉向系和製冷劑壓縮機同樣以電動方式運行。因此即使關閉發動機也同樣能實現最佳的空調舒適性。在某些特定的運行條件下,例如運動或運動增強駕駛模式中,ECO自動啟停功能會被停用。當高電壓蓄電池的電量低於特定值時,ECO自動啟停功能同樣也會停用。

4.能量回收

能量回收對於能耗降低的作用很大。在所有超速運轉階段中,發動機始終關閉,同時牽引功率被電動機的充電扭矩所取代。混合動力車輛減速時,有可能出現三種不同的運行狀態:

·以純滑行減速度滑行時能量已回收。之後電動機作為發電機運行。回收的能量存儲在高電壓蓄電池中

·輕踩制動踏板時,車輛在電動機的作用下減速更猛,同時能量回收提高

·猛踩制動踏板時,車輪制動器也會用於車輛減速。在該運行情況下,兩套系統共同運行。


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