变速箱涡轮转速传感器 把油耗降到极致!沃尔沃FH高效版连“废气”都能再利用
把油耗降到极致!沃尔沃FH高效版连“废气”都能再利用
【卡车之家原创】 沃尔沃FH车型作为一台百万级别的进口卡车,在配置、可靠性、安全性方面都达到了目前商用车行业的顶尖水平。同时,油耗也是它引以为豪的一大特点。通过实际油耗的降低,每年为各大公司带来的收益也收获了一致好评。
2021年,沃尔沃在国内全新上市了新一代的FH和FM车型。全新的外观和全新的动力链搭配让沃尔沃卡车在国内的产品力进一步加强。
2022年,沃尔沃在现有新款FH车型的基础上,推出了全新的沃尔沃FH TC版本车型。全新的TC版发动机搭载了废气驱动曲轴技术,可以使车辆用更少的油耗实现更高效的运营。
2023年,基于沃尔沃 FH TC全新打造的沃尔沃FH高效版正式与大家见面。新车在保留了TC版高效发动机的优势之外,又做出了很多从硬件到软件的提升。今天,我们就一起来盘一盘这台集所有最新技术于一身的沃尔沃FH高效版,看看它到底有哪些特别之处。(以下简称FH高效版)
车辆外观为风阻让路 细节决定成败
FH高效版在外观上大体上没有做出过多的改变,只是通过一些细节的提升让车辆高速行驶时的气流走向更合理,同时降低风通过车辆时产生的风阻。
1、后视镜造型优化:
FH高效版在后视镜造型上进行了优化,使用了造型更为圆滑的后视镜支架,并做出了进一步的支架尺寸减小。气流通过后视镜时的风阻更小,有效降低撞风阻力。
2、车门导流槽加长 :
除了在后视镜上的造型升级,车门下方增加了全新的导流罩。在车头方向过来的风能够更好地被梳理到车辆侧面,不被轮拱、蹬车梯位置进行抵消,也可以对油耗起到正向帮助。
3、车辆密封填充:
如果说前两项配置大家觉得并不意外,那第三项配置就真的是有点技术了。得益于对于车辆高速行驶状态下的气流分析,车辆高速行驶过程中前面罩内部以及车门缝隙位置也比较吃风。如果将这些位置进行密封填充,也会对油耗进行降低。
FH高效版通过在车门缝隙增加密封胶条,将可见缝隙尽量填平,使车身外侧没有明显凹槽。并在前面罩内部也增加了大面积密封措施,确保撞风散热不受影响的同时,降低风阻。这些措施实在是相当新颖。
全新TC-E版发动机 节油科技的双重优化
沃尔沃FH高效版的外部设计变化展示了一种全新的解决方案,用于降低平头卡车的风阻。如果说外观的改变只是冰山一角,那么发动机的升级无疑是黑科技的绝佳展示。
我们实拍的这款车搭载了沃尔沃全新推出的TC版发动机,代号为D13TC460E。接下来,我将简单解释一下沃尔沃的TC技术。
普通版车型的发动机在排出废气时,一部分废气会推动涡轮增压,另一部分则直接排出车外,这是常规操作。然而,在TC车型上,由于全新的复合涡轮增压器的应用,废气在进入涡轮后会有一部分用于发动机的增压,同时另一部分废气通过涡轮及传动机构驱动曲轴。
这种设计的优点在于,曲轴本身获得了额外的动力补偿,减少了发动机驱动曲轴所需消耗的燃料,实现了节油的目的。同时,在使用了TC技术后,FH高效版还能获得更多的扭矩,使得在发动机马力不变的情况下,车辆可以达到扭矩增大的效果,可额外提供多达300牛米的扭矩,达到2600牛米。
这样的动力水平已经完全可以媲美不带有TC功能的D13 540马力发动机,所以说TC对于扭矩的增强效果还是相当明显。并且据沃尔沃介绍,D13TC发动机的Turbo Compound技术可以将曲轴输出的动力提高50马力,燃油效率提高6.5%。
可以说,TC发动机本身就已经足够黑科技了,但在TC技术的加持下,这款发动机还有更多的内部升级。
波浪形活塞+全新喷油控制器 实现控制的精确化
活塞是决定发动机工作效率的关键部分。在FH高效版车型上,活塞采用了全新的波浪形设计,能够实现更优的几何构型,满足单次喷油燃烧效率的最大化需求,使燃烧更充分,更节能,后处理压力更小。使用全新的活塞可以为高效版FH带来节油1.5%的显著效果。
除了活塞,对于喷油系统部分,FH高效版换装了全新的一毫米喷油器控制器,可以对喷油器的喷油量进行更精确的调控。如果说之前的车型的喷油器只能调控开和关,那么全新的控制器能使喷油器实现从1到0.1的精细化调控,减少燃油的浪费。
复合涡轮增压器的升级 快速响应与优化保养
涡轮增压器在沃尔沃FH高效版中扮演着重要角色。相比于上一代车型,新款的复合涡轮增压器尺寸增加了10%,并通过电脑调控优化,显著减少了大涡轮增压器的迟滞问题,从而提供更好的车辆动力响应。
此外,涡轮增压器的润滑性能也得到了提升。内部轴承的润滑优化使得涡轮运行阻力更小,提供更流畅的驾驶体验,同时也确保了车辆的燃油经济性。
值得一提的是,这款涡轮增压器还创新地设置了涡轮速度传感器。这种传感器使得发动机电脑能更准确地确定涡轮增压的工作时长和工作状态,从而做到延长或缩短车辆保养时间。同时,速度传感器也能帮助发动机电脑更准确地判断工作状态,对发动机工况进行更精准的掌握。
双核发动机ECU科技赋能 驾驶更加高效
当然,上述配置的升级也是为了更好地配合全新发动机的发动机控制单元(ECU)。沃尔沃FH高效版在发动机ECU部分采用了全新的双核发动机ECU,其运算能力相较于目前现有车型的单核ECU提升了整整三倍。
这款双核ECU对驾驶员的意图理解更为清晰,且带有自学习功能,能更精准地根据车辆姿态、油门开度和路面状况调整发动机喷油量。这不仅在需要动力时提供更快的响应速度,还能提升发动机的燃烧效率。
得益于电脑运算能力的升级,沃尔沃FH高效版还升级了I-see的预见性巡航系统。它不仅能满足对前方较长区间的道路预判,即使在看似平坦的道路上行驶,也能优化车辆在带挡行驶和空挡滑行之间的比例,通过增加滑行的比例来降低油耗。这都是全新电脑所带来的赋能。
平顺性与速度并存 第七代I-shift变速箱
此次新车的升级不仅在发动机上,沃尔沃FH高效版还搭载了第七代I-shift变速箱。这款全新变速箱在电控和内部结构上进行了升级,电控部分换装了全新的GCU,并进行了全新的电控匹配,使得整体换挡速度更快,确保发动机始终处于最佳经济转速区间。
在大油门提速阶段,变速箱降档也会更为及时,很好地在高速燃油经济性以及瞬时动力响应上达到平衡。
通过实际体验,这款变速箱的换挡平顺性也有了较大提升。虽然其本质上是一款AMT变速箱,但经过优化后,给人的感觉更像一款大型的AT变速箱。在抑制驾驶室晃动和提升驾乘舒适性方面,第七代变速箱也展现出了优秀的性能。
节能多面手 配套设备同样关键
1. 空气压缩机
空气压缩机是保障车辆气源需求的关键部件。然而,它的材质、重量以及工作方式实际上与发动机的油耗有着密切关系。若能让空压机更轻且实现变频管理,便能有效节省发动机燃油,进一步提升空压机的使用寿命。
沃尔沃FH高效版卡车采用了铝合金双缸两级空压机,其重量相较于铸铁材质减轻了5kg。新款空压机还能根据气压和实际用气量调整工作状态,避免长时间满负荷运转导致发动机燃油消耗过高。同时,由于内部结构的优化,空压机的运行噪音更低,使得驾驶体验更加舒适。
2. 电控机油压力泵
全新的电控机油压力泵也是新车型的设计重点之一。配合全新双核发动机ECU的精准控制,它能自动调配发动机机油压力。经过更为准确的机油压力调整后,车辆发动机可以有效提升动力,并节约燃油。这种设计使得油耗降低了1%,在之前的车型上是罕见的。
3. 滤芯细节升级
沃尔沃FH高效版发动机的机滤和柴滤通过增加滤芯表面积和滤芯大小,提升了整体过滤能力。这种改善使得滤芯更耐用,过滤效果更好。同时,在后期使用中,也可以降低因频繁更换滤芯带来的维护成本,从而提升车辆的总体运营成本(TCO)效益。
黑科技赋能的卡车,专为更高效的节油而生!
沃尔沃卡车此次推出的全新FH高效版,让国内用户深度体验TC版本车型。这款车型在硬件和软件上都实现了科技的深度融合,提升了产品的精细度。这些改进使得新车型相较于普通版在节油效果和可靠性上都有了显著提升。
实际上,在当前的行业环境中,购买进口卡车的用户更多的关注点在于车辆的经济性以及全生命周期成本。我们相信,沃尔沃FH高效版车型的上市,能更好地满足进口车队或个人用户的需求,帮助他们实现更大的节约和省钱。(文/图 吴昊宸)
ZF采埃孚4X4四轮驱动路虎6HP2628自动变速器维修注意事项
捷豹路虎6速手自一体变速箱
捷豹路虎和宝马定位的运动豪华型轿车一样,捷豹路虎的轿车系列定位运动豪华轿车,SUV系列定位是豪华SUV。两个品牌的车不约而同的选择了德国采埃孚的变速箱,寄希望于这款变速箱能带给驾驶者更运动、舒适、平顺、可靠的驾驶感受。
路虎ZF6HP28型自动变速器具有以下几个特点:液力变矩器具有带电子调节锁止功能的控制滑动功能,能平稳转换至完全锁止状态;ASIS (自适应换挡策略)能提供持续的换挡自适应,以适应驾驶人的驾驶方式(涵盖从动力换挡至经济换挡模式范围内的所有模式);系统连接到发动机控制模块(ECM)通过高速CAN总线进行通讯;如果自动变速器发生严重故障,自动切换至默认模式;故障诊断由TCM通过高速CAN总线执行。
捷豹路虎是英国血统的豪华车,2000开始被罗浮卖到宝马再到福特,最终被现在的塔塔集团收购,捷豹路虎几经周折。在未搭载采埃孚8HP系列变速箱之前的02-10年间,路虎发现者、路虎揽胜、路虎揽胜运动,捷豹XJ、捷豹XF、捷豹XK、捷豹S-Type等车型选择的是德国采埃孚的6HP变速箱系列,这款变速箱和上一代的宝马家族的变速箱系列是一样的。许多欧系豪车搭载采埃孚的6/8速变速箱,可见这款变速箱是被广泛认可的。
捷豹路虎车型变速箱年款
ZF变速器技术应用成熟,产品自身的能量损失大幅减小并获得持续优化,可满足汽车市场对产品轻量化、小型化和节能减排的需求。ZF变速器扭矩适用范围很广,不仅适用于传统内燃机汽车,而且能够配套混合动力车型,对全轮驱动、启停功能都有良好的兼容性。
捷豹路虎6HP系列变速箱常见问题/故障原因
①故障现象:升档打滑报警锁档,大油门更易出现并伴随里程而急剧增加;加速时耸车(低速中油门明显);换挡冲击,尤其2-1冲击较为多
故障原因:变速箱内部机械部件磨损泄压,烧灼相关离合器;阀体电脑模块工作不良/发生故障,或变速箱内部机械部件磨损综合所致
②故障现象:变速箱异响,行车困难,可能报故障码;升档打滑报警后锁档
故障原因:变矩器/油泵等部件损坏;变速箱内部机械执行部件磨损失效导致泄压
变速箱换油量
6HP:变速箱总油量12L,换油量:拆油底壳换油,6L;循环机换油12L
外观
油泵和输入轴
变速机构
阀体
变速器结构讲解
ZF 6HP自动变速器是一个电控液动的六速自动变速器。该变速器的液压和电子控制部件整合在一个单元内,该单元包括变速器控制模块(TCM),位于变速器内部,被称为机电一体化单元。系统具有自适应换挡程序(ASIS),提供持续的换挡自适应,以适应驾驶者的驾驶方式(涵盖从动力换挡至经济换挡模式范围内的所有模式)
油底壳用垫圈密封到主壳体。拆下油底壳,能够对机电一体化阀块进行检修。油底壳在放油塞附近有一块磁铁,以吸集变速器油液中的金属碎屑。
油液滤清器位于油底壳内侧。如果变速器油液被污染,或者进行过任何维修工作,那么油底壳必须连同整体式滤清器一起更换掉。
变速器主壳体内部包括输入轴、输出轴、机电一体化阀块(包括电磁阀、转速传感器和变速器控制模块)、单排行星齿轮传动装置、双排行星齿轮传动装置、3个多片离合器、2个多片制动器等部件。
(一)变矩器
ZF 6HP自动变速器的变矩器结构
1.叶轮
当发动机运转时,旋转的叶轮充当离心泵,在其中心收集油液并通过其外缘高速排出。叶片的设计和形状以及叶轮主体的曲线使得油液在离开叶轮时顺时针旋转。这种旋转使得油液得以与涡轮上的外圈叶片相接触,从而提高了油液的效率。
2.涡轮
油液从叶轮通过叶片的顶端进人涡轮,并沿着涡轮的曲状体流向叶片的底部。弯曲表面将油液反向重新导回至其进人的涡轮,有效增大了叶轮作用到涡轮的力矩(变矩原理)。
3.定子
定子上有许多叶片,这些叶片与叶轮和涡轮上的叶片反向对齐。油液从定子流向叶轮的内圈叶片,以协助发动机转动叶轮,从而增大变矩器的变矩效应。
4.单向离合器
单向离合器又称为超越离合器,它可保持定子不动或驱动定子和飞轮。单向离合器包括内、外圈滚道和斜撑与保持架总成。内、外圈滚道都按压在与其旋转的相关部件中。斜撑和保持架总成位于内、外圈滚道之间。
5.变矩器锁止离合器
变矩器锁止离合器(TCC)由一个活塞和一块离合器摩擦片组成。变矩器锁止离合器由EPRS(电子压力调节电磁阀)采用液压方式控制,EPRS则由变速器控制模块控制。这使得变矩器具有三种运行状态,即完全接合、受控可变滑动接合、完全分离。
变矩器锁止离合器是一种液压机械装置,可消除变矩器打滑,改善油耗合器的接合和分离过程由变速器控制模块控制,且允许一定量的受控打滑。轮在旋转速度上存在细微差别,提高了换挡质量。
(二)油泵
ZF 6HP自动变速器的油泵是一种新月形泵,位于中间板和变矩器之间。该泵的供油量为16 cm 3 /r。
(三)机电一体化阀块
机电一体化阀块由变速器控制模块、手动控制的变速杆阀、温度传感器、涡轮转速传感器、输出轴转速传感器、6个压力调节器电磁阀、1个换挡控制电池阀、1个减振器和21个液压滑阀组成。
1.机电一体化阀块组成
2.阀壳体部件组成
3.阀板部件组成
4.电子压力调节器电磁阀
6个电子压力调节器电磁阀(EPRS)安装在阀块内。这些电磁阀由PWM信号控制,信号来自变速器控制模块。这些电磁阀将电信号转换为与信号成比例的液压控制压力,以启动滑阀来实施精确的变速器操作。
电磁阀EPRS 1、3和6随信号电流值增大提供较低的控制压力,可通过黑色接头盖来辨认。变速器控制模块监测发动机负荷和离合器打滑,以改变电磁阀控制信号的占空比。电磁阀的工作电压为12V,压力范围为0~460kPa。
电磁阀EPRS 2、4和5随信号电流值增大提供较大的控制压力,可通过绿色接头盖来辨认。变速器控制模块根据离合器压力需要改变电磁阀控制信号的占空比。电磁阀的工作电压为12V,压力范围为0~460kPa。
在20℃的情况下,以上这些电磁阀的电阻均为26. 0~30. 4Ω。
5.换挡控制电磁阀
换挡控制电磁阀由变速器控制模块控制,它将电信号转换成为液压控制信号,从而执行离合器的控制程序。
换挡控电磁阀是一种通/断型电磁阀,由变速器控制模块通过接地信号线来控制。变速器控制模块同时对该电磁阀提供电源。变速器控制模块按照编程设置的顺序对该电磁阀通电,以启动离合器控制程序,改变传动比变和进行换挡控制。
在20℃的情况下,换挡控制电磁阀的电阻应为26. 0~30.4Ω。
6.转速传感器
涡轮转速传感器和输出轴转速传感器都是霍尔传感器,均位于机电一体化阀块中,属于非耐用件。变速器控制模块根据这两个传感器的信号来确定输入轴(涡轮)转速和输出轴转速。
涡轮转速信号用于计算变矩器离合器的滑移和离合器内部滑移,使变速器控制模块能够准确地控制换挡过程中的移滑时间,并调整离合器控制程序或释放压力,从而实现重叠换挡控制功能。
输出轴转速由变速器控制模块监测,并通过CAN总线与来自发动机控制模块的发动机转速信号进行比较。通过比较两个信号,变速器控制模块计算变速器滑动率的合理性,并保持自适应压力控制状态。
7.温度传感器
变速器控制模块使用温度传感器信号来确定变速器油液的温度,控制变速器的工作过程,在低温条件下加快预热速度,或在出现油液温度过高的情况下通过控制变速器运行来帮助油液冷却。如果该传感器出现故障,那么变速器控制模块将使用默认值,并存储相关故障码。
8.减振器
阀体内有1个减振器。该减振器用于调节和缓冲由电磁阀EPRS5提供的调节压力。
9.滑阀
阀块包括21个滑阀,这些阀门执行变速器的各种功能。这些滑阀均为传统设计形式的滑阀,需要通过油液压力才能工作。
(四)离合器与制动器
离合器片通过隔膜簧实现机械式分离,通过液压油实现液压式分离。液压油来自润滑通道,该通道将油液供向轴承等部件。油液通过输出轴上的钻孔流人挡板和活塞之间的腔室。为防止由于离心力所产生的压力增大而造成离合器接合,动压力均衡室内的油液在活塞室内克服压力并使活塞离开离合器片总成。
(五)行星齿轮传动机构
ZF 6HP变速器上使用的行星齿轮传动机构包括单排行星齿轮传动机构和双排行星齿轮传动机构。这些齿轮传动机构为Lepelletier型齿轮传动机构,并共同作用产生6个前进挡和1个倒挡。
1.单排行星齿轮传动机构
单排行星齿轮传动机构包括太阳轮、行星齿轮架(星形轮)、环形齿轮(或内齿轮)和4个行星齿轮。
2.拉维娜式双行星齿轮传动机构
拉维娜式双行星齿轮传动机构包括行星齿轮架、环形齿轮(或内齿轮)、2个太阳轮、3个短行星齿轮和3个长行星齿轮。
(六)变速器控制模块
变速器控制模块处理来自变速器的转速传感器信号、温度传感器信号以及发动机控制模块和其他控制模块的信号,经过计算之后得出正确的挡位控制、变矩器离合器设置以及最佳压力设置数据,从而对换挡过程和锁止离合器进行控制。
三、控制原理
(一)电控流程图
(二)挡位传动
变速器的挡位传动过程由变速器控制模块控制,变速器控制模块启动各种电磁阀,控制变速器的挡位。电磁阀的启动顺序基于变速器控制模块内存中的编程信息和变速器的实际工作条件,如车速、节气门位置、发动机负荷、变速杆位置等。
ZF 6HP自动变速器的挡位传动比
ZF 6HP自动变速器系统的变速单元结构
换挡元件是3个离合器(A、B和E)和2个制动器(C和D)。所有挡位的实现都是通过这些执行器相应组合工作方式来实现的。执行器的切换过程可在通电叠加控制方式下进行。这样,某个执行器可在低压情况下继续传输驱动力,直至下一个执行器能够接受扭矩为止。
1.一挡传动原理
2.二挡传动原理
3.三挡传动原理
4.四挡传动原理
5.五挡传动原理
6.六挡传动原理
7.倒挡传动原理
变速器结构
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