◆文/江蘇 高惠民

3.擺動式漲緊器 (去耦環(huán)漲緊器)

(1)功能

傳統(tǒng)發(fā)動機輪系，通常由曲軸皮帶輪、壓縮機皮帶輪、水泵皮帶輪、發(fā)電機皮帶輪、漲緊輪、惰輪、皮帶等組成。其中，曲軸皮帶輪為主動輪，其他皮帶輪為從動輪。所以在輪系運轉(zhuǎn)時，皮帶松邊始終位于離開曲軸帶輪的一端，只需要在松邊安裝一個漲緊器，即可提供輪系所需漲緊力。相對于傳統(tǒng)發(fā)動機輪系，B-ISG混合動力發(fā)動機附件輪系最大的不同就是用B-ISG (皮帶驅(qū)動式啟動、發(fā)電一體機)取代了傳統(tǒng)發(fā)電機。B-ISG既可以同傳統(tǒng)發(fā)電機一樣發(fā)電時作從動輪，又可以為電動機時作主動輪，啟動發(fā)動機或者為發(fā)動機提供輔助扭矩。B-ISG附件輪系運轉(zhuǎn)時存在以下四種工況：第一種工況，啟動模式下，由B-ISG電機啟動發(fā)動機，電機皮帶輪為主動輪，其他皮帶輪均為從動輪，皮帶順時針轉(zhuǎn)動，B-ISG右邊的皮帶為松邊，左邊的皮帶為緊邊；第二種工況，再生制動模式下，當(dāng)車輛制動或減速時，B-IS作為發(fā)電機發(fā)電回收制動能量，此時曲軸皮帶輪為主動輪，其他皮帶輪為從動輪，皮帶順時針轉(zhuǎn)動，B-ISG左邊為松邊，右邊為緊邊；第三種工況，電機助力模式下，B-ISG作為驅(qū)動電機為發(fā)動機提供輔助扭矩，提高發(fā)動機的驅(qū)動力，此時電機皮帶輪為主動輪，其他皮帶輪為從動輪，皮帶順時針轉(zhuǎn)動，B-ISG右邊為松邊，左邊為緊邊；第四種工況，傳統(tǒng)發(fā)電模式下，B-ISG作為發(fā)電機發(fā)電，為整車電器系統(tǒng)供電，此時曲軸皮帶輪為主動輪，其他皮帶輪為從動輪，皮帶順時針轉(zhuǎn)動，左邊為松邊，右邊為緊邊。由此可見，帶有B-ISG輕混合動力系統(tǒng)的發(fā)動機輪系運轉(zhuǎn)，皮帶上松邊和緊邊是在交替變化的。這就要求曲軸帶輪兩側(cè)的皮帶均要有一個漲緊輪，實現(xiàn)雙邊自動漲緊。

馬自達SKYACTIV-X發(fā)動機與B-ISG電機組成的輕混合動力系統(tǒng)，采用前后兩個曲軸皮帶輪，前曲軸皮帶輪上的皮帶用于連接機械增壓器、水泵。并用液壓漲緊器漲緊皮帶。后曲軸皮帶輪上的皮帶連接空調(diào)壓縮機、B-ISG電機和設(shè)置于B-ISG電機殼體上擺動式漲緊器的漲緊輪，構(gòu)成B-ISG混合動力發(fā)動機附件輪系，皮帶環(huán)繞方向與漲緊器安裝位置如圖94所示。通過擺動式漲緊器上的兩個漲緊輪以預(yù)緊力交替地加載在皮帶的當(dāng)前松邊上。這種輕混合動力發(fā)動機附件輪系，具有更低的、均衡漲緊力的設(shè)計，有利于減少部件磨損、降低摩擦、提高燃油經(jīng)濟性。同時還能防止皮帶打滑和抖動，降低發(fā)動機NVH。兩種漲緊器的皮帶受力情況對比如圖95所示。

(2)擺動式漲緊器結(jié)構(gòu)

擺動式漲緊器結(jié)構(gòu)如圖96所示。

擺動式漲緊器總成通過其背板與B-ISG殼體組裝在一起。兩個漲緊輪分別支承在漲緊器殼體和漲緊臂上，漲緊輪沿皮帶環(huán)繞方向布置在B-ISG電機旋轉(zhuǎn)軸線的皮帶輪左右方，并且以預(yù)緊力交替地加載皮帶的當(dāng)前的松邊。皮帶預(yù)緊力通過弧形螺旋彈簧產(chǎn)生，該彈簧由兩個串聯(lián)連接的圓弧形螺旋彈簧構(gòu)成。嵌入在圓環(huán)形的漲緊器殼體與圓弧形的漲緊臂上的彈簧座之間夾緊,從而使兩個漲緊輪相互地以力加載。隨著B-ISG運行模式切換以及皮帶中的緊邊和松邊相應(yīng)地切換，漲緊器殼體與兩個漲緊輪一同繞發(fā)電機旋轉(zhuǎn)軸線樞轉(zhuǎn)。例如，當(dāng)B-ISG從啟動運行模式切換到發(fā)電機運行模式時，那么在擺動式漲緊器左邊漲緊輪處皮帶邊從緊邊切換到松邊，右邊漲緊輪處皮帶邊從松邊切換到緊邊，然而，這種運行模式切換使得漲緊器殼體由一個漲緊輪壓向正處于當(dāng)前的松邊，另一個漲緊輪隨螺旋彈簧壓力加載漲緊臂，使其從漲緊器殼體中伸出離開處于正當(dāng)前的緊邊，也就是說，兩個漲緊輪沿皮帶環(huán)繞方向的情況中逆時針地樞轉(zhuǎn)。在此，皮帶的預(yù)緊力始終通過螺旋壓力彈簧來保持，使B-ISG皮帶輪上的皮帶松邊和緊邊上的漲緊力相互平衡。

4.DC/DC轉(zhuǎn)換器

(1)功能

新能源汽車(包括混合動力汽車)需要將動力電池組的高電壓轉(zhuǎn)換為12V低電壓電源系，持續(xù)向低壓電氣系統(tǒng)供電。這個功率轉(zhuǎn)換器件稱為降壓直流轉(zhuǎn)換器。又叫BUCK型DC/DC開關(guān)電源。馬自達M-HYBRID系統(tǒng)采用了松下的DC/DC轉(zhuǎn)換器，把鋰離子電池和B-ISG產(chǎn)生的24V電壓被降低到12V，并給車輛電氣部件供電(部分元件由24V電壓供電)。

圖97是馬自達M-HYBRID系統(tǒng)DC/DC轉(zhuǎn)換器的電路框圖。其中采用了兩路電壓轉(zhuǎn)換模塊的可靠性設(shè)計，另外新的DC/DC轉(zhuǎn)換器在電源輸入側(cè)和輸出側(cè)增加了4個安全開關(guān)(繼電器形式),如圖98所示。其作用在電源電路出現(xiàn)故障時，如電源欠壓、過壓、短路的情況下，安全開關(guān)自動斷開，轉(zhuǎn)換器能進入保護狀態(tài)，故障消失后，安全開關(guān)接通，轉(zhuǎn)換器自動恢復(fù)正常工作。

(2)DC/DC轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)

如圖99所示，DC/DC轉(zhuǎn)換器有4個電纜連接接口，DC/DC轉(zhuǎn)換器以總成安裝，不允許拆解。

5.鋰離子電池模組

(1)功能

①存儲B-ISG產(chǎn)生的24V電壓 。

②通過DC/DC為電氣元件供電 。圖100是鋰離子電池模組控制框圖。

(2)鋰離子電池模組組成

如圖101所示鋰離子電池模組組成。安裝在車輛地板下方(發(fā)動機左后方)。鋰離子電池采用自燃冷卻。

(3)拆卸負極接地板(鋰離子電池接線柱)

拆卸負極接地板安裝位置如圖102所示。拆卸下列零件時(B-ISG、DC-DC轉(zhuǎn)換器、熔絲盒、兩側(cè)前排座和帶座椅加熱器或位置記憶的控制單元)，需要確保未存儲故障碼P0AA1(斷路繼電器卡在開位)，或者確保鋰離子電池接線柱的負極接地板已拆下。

(4)鋰離子電池處理

①存儲

?存放在35℃以下的陰暗處，避免陽光直射(要防止冷凝) ；

?在接線柱上貼上絕緣膠帶。

② 充電

?不要使用外部電源給鋰離子電池充電/放電。

③不要擱置3個月以上

?如果發(fā)動機超過三個月未使用，鋰離子電池退化情況將惡化，建議發(fā)動機怠速運行至少10min(手冊中有說明)。

6.電控制動再生制動協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)

(1)功能

①減速再生制動輔助下產(chǎn)生必要的液壓制動力。

總制動力＝液壓制動力＋再生制動力，總制動力合成曲線如圖103所示。圖104所示為電控制動再生制動協(xié)調(diào)控制框圖。

②模擬駕駛員的剎車感覺和踏板反饋。在電動汽車和混合動力汽車上，由于電機再生制動力的加入，會影響原來制動踏板力和踏板行程的關(guān)系，導(dǎo)致給駕駛員錯誤的制動意圖識別，即制動系統(tǒng)不能提供給駕駛員良好的制動踏板感覺，影響制動的安全性。為了實現(xiàn)制動踏板的良好感覺，需要在再生制動系統(tǒng)中加裝制動踏板行程模擬器，模擬如傳統(tǒng)制動踏板的踩踏度。在馬自達減速能量回收制動(i-ELOOP)系統(tǒng)中，踏板行程模擬器與輪缸液壓制動管路相連接。再生制動工況時，液壓可隨駕駛員操作而波動。造成踏板反作用力的弧線波動。而新型馬自達3/CX-30，行程模擬器與輪缸液壓制動管路不相連接。在不受液壓波動影響的情況下，可以提供理想的良好踏板反作用力。圖105是新馬自達3/CX-30電控制動再生制動協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)液壓油路圖。制動踏板行程模擬器工作油路圖如106所示。

當(dāng)駕駛員踩下制動踏板，制動ECU根據(jù)制動踏板行程傳感器信號，判斷駕駛員需求的制動強度，在小強度制動時，只有電機制動力，液壓制動系統(tǒng)不工作，此時左右TMC開關(guān)電磁閥關(guān)閉，制動液不能進入輪缸，制動踏板行程模擬開關(guān)閥打開，主缸中的制動液進入制動踏板行程模擬器，使行程模擬器內(nèi)活塞滑動發(fā)生彈性變形，產(chǎn)生對于制動踏板的操作相應(yīng)的反作用力，模擬制動踏板感覺。當(dāng)進行大強度制動時，TMC開關(guān)電磁閥仍然關(guān)閉，主缸中的制動液進入制動踏板行程模擬器，模擬踏板感覺，并且制動ECU指令線性執(zhí)行器內(nèi)液壓泵把儲液杯中的制動液泵入高壓蓄能器，然后通過壓力供應(yīng)閥進入輪缸，產(chǎn)生液壓制動力，與電機產(chǎn)生再生制動力共同作用。使車輛減速。當(dāng)制動系統(tǒng)的電器元件失效時，由于制動踏板行程模擬器開關(guān)閥是一個常閉閥，此時它會關(guān)閉，兩個TMC開關(guān)電磁閥是常開閥，此時兩個開關(guān)閥都打開，制動主缸中的制動液不進入制動踏板行程模擬器而是直接進入制動輪缸，只產(chǎn)生液壓制動力，再生制動不工作。故障模式液壓油路如圖107所示。

電控制動再生制動協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)協(xié)同ABS、EBD、DSC模式下的液壓操作油路如圖108和109所示。

(2)電子控制制動單元組成

如圖110所示電子控制制動單元組成。

①制動ECU：根據(jù)電控制動系統(tǒng)相關(guān)傳感器信號，計算產(chǎn)生控制。

各輪缸的制動液壓；發(fā)送ABS、EBD、DSC協(xié)同控制功能以及故障保護模式執(zhí)行指令。

制動主缸(內(nèi)置)：將駕駛員踩下制動踏板產(chǎn)生的液壓發(fā)送給行程模擬器；故障模式下，直接將制動液壓輸送給輪缸。

②兩個制動液壓力傳感器(內(nèi)置)：檢測制動主缸和線性執(zhí)行器產(chǎn)生的制動液壓。

③制動踏板行程傳感器(內(nèi)置)：計算駕駛員的制動踩踏度。

④踏板行程模擬器：模擬制動踏板對駕駛員的反作用力。

⑤執(zhí)行器：根據(jù)制動ECU指令，操作各電磁閥與線性執(zhí)行器內(nèi)油泵，將高壓制動液輸送給輪缸，以液壓操作制動鉗。

⑥儲液罐：檢查制動液量/狀況。

(3)更換制動液

兩種更換制動液方法 如圖111所示。

(全文完)