副车架总成技术条件的标准号_前副车架总成

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1、动力总成和传动系统：

上图显示了柯尼塞格Gemera的动力系统和传动系统布局。 纵向安装在后轴上方的是一台600马力、443 磅-英尺的三缸内燃机，带有一个400马力、369 磅-英尺的电动机，用螺栓固定在后面，同轴围绕发动机的曲轴。

曲轴周围的圆环是电动机位置传感器，确保与引擎的工作同步。

来自内燃机和直列电动“轴向通量”电机（其转子始终与内燃机曲轴一起旋转）的动力通过包含在碳纤维扭矩管内的长传动轴共同驱动车轮。 该扭矩管连接到后部的电动机箱和一个特殊的变矩器，被柯尼塞格称之为“HydraCoup”系统。 动力从HydraCoup传递到前差速器，每侧都有一个液压离合器组（通过“扭矩矢量分配单元”、液压泵和存储压力的液压蓄能器操作），当两个组件分配动力时便产生扭矩矢量能力，最终操控前轮间的差速器，使前轮具有扭矩矢量。能力

稍后我们将更多地讨论前轮的发动机和传动系统，但现在让我们来分析后轴的动力系统。如上图所示，有两个“轴向通量”电动机，每个额定功率为500马力，扭矩为738 lb-ft，每个都通过橡胶衬套安装到汽车的后铝合金副车架上。

这些电机每个都通过平行排列的齿轮箱来传输扭矩，这意味着输出轴——车轴——平行于电机转子的轴线，就像所有特斯拉的后驱动单元中的齿轮箱一样。柯尼塞格的每个并联变速箱都包含3.3:1的齿轮减速，这比在纯电动汽车中使用的还要高（它们通常在 8:1 和 10:1 之间徘徊）。尽管如此副车架总成技术条件的标准号，这家瑞典超级跑车制造商声称其汽车能够在 1.9 秒内完成 0 到 60 英里/小时的加速，并且最高时速可达 250 英里/小时。当被问及高传动装置时，柯尼塞格表示“轴向磁通电机是‘扭矩’”，并指出 Gemera 特别是在相对较低的10000转/分（电机转速）时的最大输出。这就是传动比的决定因素。

后电机/齿轮箱

由于前传动系统中没有变速箱，后电机改变其旋转方向使 Gemera 能够反向行驶。这几乎是前部的基本动力传动系统布局：一个 400 马力安装在曲轴上的电动机（它也充当启动器，并提供再生制动能力）也与 600 马力的内燃机协同工作，并通过一个驱动器向前轮发送动力。 传动轴通过扭矩管连接到变矩器，变矩器连接到 2.7:1 前差速器系统，该前差速器具有两个湿式离合器组件（如下图所示），可在该轴上分配左右功率。

在后部，扭矩矢量得以实现，因为柯尼塞格可以精确控制两个 500 马力电动机，每个电动机通过直接驱动变速箱为车轮提供动力，减速比为 3.3:1。在纯电动模式下，整个前传动系统关闭，只有后电机提供动力和再生制动。

该系统的 1700 马力输出小于内燃机最大马力和三个电动机各自最大马力输出的总和。（将所有这些加起来将产生 2000 马力，而不是 1700马力。）出现这种情况的主要原因有两个。首先，电动汽车的功率输出主要由电池放电能力驱动，而不仅仅是电机能够产生的功率。其次，ICE（引擎）和三台电机的传动方式使其产生了宽阔的扭矩曲线。这意味着车轮上的扭矩——它最终为加速提供推力，而这辆车在 ICE 发动机 4000转/分时的最大扭矩为 8113 英尺-磅——不仅在低车速下很高，而且一旦你开到高速公路（反之亦然）。相反，为了获得更好的驾驶性能，科尼赛克希望无论驾驶员是低速还是高速行驶，车辆都具有很大的推力。该公司声称：“Gemera 在217英里/小时时甚至会有超过1180 lb-ft的扭矩。下面的图表显示车辆扭矩图。

扭矩表

科尼赛克表示，将所有电动机相加将获得 1400 马力的理论功率输出，但作为具有电池限制和传动装置考虑的组合系统，最大输出为 1100 马力，或约 820 千瓦，如“上图中的最大电力”点，发生在大约 220 公里/小时的速度下。

上图您会看到 ICE 的最大功率输出（标记为“最大 ICE 功率”，即 600 马力）发生在大约 7500 转/分钟时，这（因为前差速器的传动装置如此之高）对应于车速约 360 公里/小时。这比电力输出最大化时的速度要高得多，这是因为 ICE 和电力峰值功率点不会出现在相同的车速下，所以整体组合输出没有最大化。尽管如此，车辆在其速度范围内仍具有很宽的扭矩曲线。

您还会在上图中注意到 ICE 扭矩曲线（灰色）有一条虚线，称为“TC Torque ICE”。这考虑了来自“HydraCoup”的扭矩倍增，我将稍后对其进行描述。科尼赛克实际上将 HydraCoup 变矩器计入了 引擎在3500转/分钟 (2,581 lb-ft) 的“最大可实现组合扭矩”，该公司在其所有媒体文献中都引用了这一点。 “总输出功率为1700马力以及最高3500牛米的扭矩，这同时也包括 Hydracoup系统。

液力偶合器

柯尼塞格 Gemera 没有使用多速变速器。 如前所示，后电机具有单个 3.3:1 平行齿轮减速器，三缸发动机和安装在其曲轴上的电动机将动力传输到前差速器中的单齿轮减速器中。 就在动力到达前差速器之前，它通过一个长传动轴被送到科尼赛克所谓的 HydraCoup系统中。

液力变矩器就是一种液力偶合器，允许其输入和输出之间存在不同的转速和不同的扭矩。

在 Gemera 的情况下，来自发动机的驱动轴及其连接的电动机是输入端。它使变矩器的叶轮侧旋转，该变矩器由一组专门设计的叶片（如上图所示）组成，可将流体泵送到涡轮机叶片上。来自叶轮的粘性力使涡轮旋转，涡轮机械连接到输出轴，或者在这种情况下，连接到后差速器。

叶轮（即输入，以与驱动轴相同的速度旋转）和涡轮机（输出，与差动输入以相同的速度旋转）之间的定子用于战略性地引导两半之间的流体流动到液力变矩器，以最大限度地提高液力变矩器的效率。

使用变矩器有很多好处。 首先，它允许在低车速（发动机转速高达 3000转/分钟）下实现 2:1 的扭矩倍增。 这很关键，因为 Gemera 的 2.7:1 前轴比非常高，如果不提供来自发动机和曲轴电机的扭矩，车轮扭矩和启动加速度会相当低。

在某些方面，这与多速传输系统完成了相同的任务。除了短的第一档增加扭矩以增加低速时的加速度之外，Gemera 使用的是液力偶合器，正如柯尼塞格所描述的：扭矩至关重要，尤其是在一档加速到极速时。在 Gemera 中，扭矩转换 HydraCoup系统促进了这一点，它将来自 TFG 和前电机的 1100 牛米组合转换为几乎两倍的扭矩，此时引擎最高转速可达 3000 转/分钟。这就是为什么 Gemera 在静止状态下具有 3500 牛米的扭矩以及为什么它可以在一个档位下就能完成从 0-400 km/h 的加速。

由于与流体剪切相关的损失，使用液力偶合器而不是短齿轮来缓解扭矩效率较低的问题，但柯尼塞格却表示效率下降很好，因为它仅在低速、短时间加速条件下使用。在高速公路上或当驾驶员不需要快速加速时，情况就不同了。与传统汽车可能使用的更高的齿轮比不同，Gemera 只是锁定变矩器，这样输入（叶轮）的旋转速度不再高于后差速器（涡轮机）的输出速度。它们一起旋转，柯尼塞格声称这种设置实际上比通过变速器中的高齿轮组发送动力产生的损失更少。锁止离合器值得一提的是，在标准自动变速器中很常见——它允许通过变矩器向曲轴上的电动机进行再生制动。

“以单齿轮直接驱动的形式提供从静止到最高速度的终极响应，与任何其他混合动力车解决方案相比，重量更轻、效率更高副车架总成技术条件的标准号，”是科尼赛克对 HydraCoup 系统优于传统变速箱的理由。

例如，在高速公路行驶期间，与传统变速器或 CVT 相比，KDD系统减少了 3-5% 的传动系统损失，因为没有与终传动串联工作的升挡或降挡齿轮，只是直接从发动机提供动力到带有扭矩转换 HydraCoup 的车轮锁定。

柯尼塞格Regera混合动力系统

这种与齿轮减速器串联使用的变矩器设置被称为“Koenigsegg Direct Drive”。该系统也用于柯尼塞格 Regera 车型上。

2、强大的三缸引擎

让我们仔细了解三缸 Tiny Friendly Giant，这款发动机以其紧凑的尺寸但相对巨大的功率输出而得名。 TFG 是一款 2.0 升铝合金直列三缸发动机。根据科尼赛克的传统，它每缸配备四个气门和两个涡轮增压器，在引擎盖上面还有一个小幽灵。

引擎下面的黄色小幽灵

这些涡轮增压器中的每一个都从三个气缸中的每一个接收废气，但这并不意味着每个排气口都分成两个排气管。实际上，有六个排气口——每个排气阀一个——并且每个排气口都有自己的出口管。

如果你对上面涡轮增压器的工作原理没有了解的话，这个动图来详细描述

柯尼塞格描述了这种“两级涡轮增压系统”（它可以建立高达 29 psi 的增压下），如何关闭所有为其中一个涡轮增压器供气的排气阀（我稍后会描述它是如何完成的）产生的流量基本上是另一个涡轮增压器的两倍，允许发动机在低发动机转速下更快地建立增压。

一个涡轮增压器连接到三个排气门， 每个气缸一个。第二个涡轮连接到其他三个排气门。在低转速和部分到高负载期间，通过每个气缸只打开一个排气门，所有废气都被推到只有一个涡轮增压器——从而使进入该涡轮机的废气增加一倍。当达到足够的增压时，第二个排气门打开以启动第二个涡轮。

2.0L 3缸引擎

结果不言自明。干式油底壳润滑线圈点火（这在大多数汽车上并不罕见）2.0 升发动机的长缸体——这是完整的旋转组件加上缸体、缸盖和气门机构，减去进气和排气系统之类的东西、燃油系统组件和配件——最终仅重 154 磅。

不同之处在于，虽然柯尼塞格的发动机具有三缸发动机的所有轻量化和小尺寸优势，但它具有更大发动机的动力。尽管尺寸很小，但它仅在1700转/分钟时产生 295 lb-ft 的扭矩，并在 2000转/分钟和 7000转/分钟之间最大输出 443 lb-ft的扭矩，然后在 7500转/分钟时达到 600 马力的峰值功率，并且引擎的红线转速高达8500转/分钟。

在自然吸气模式下，发动机只产生300马力的动力，以及不到184 lb-ft 的扭矩，所以很明显，增压产生了很大的不同。这也是被柯尼塞格称 Tiny Friendly Giant的系统，也是“迄今为止每缸和体积最强大的发动机”。

这辆车真的很有趣，我甚至要谈谈发动机上的皮带。上图中的照片显示的附件驱动器很小。这是一个双平面设置，一条皮带连接到一个油泵，作为干油底壳扫气泵和主油泵，另一个连接到压缩机。您可以在上图中看到，该压缩机将压缩空气送入计算机控制的无凸轮气门驱动系统的盖子中，下文将对其进行详细描述。

尽管引擎排量只有 2.0 升，但气缸本身实际上相当大。 Tiny Friendly Giant 具有略微超方形的配置，孔径为 95 毫米，行程为 93.5 毫米。柯尼塞格声称，这一点，尤其是特殊的钛合金排气管，显然有助于让小电机发出更大的声音。

柯尼塞格对钛合金排气管以及三缸引擎声的探索：

车辆上方两侧的排气口

TFG 的 2 升三缸发动机配备了定制的钛合金 Akrapovič 排气装置，可提供无滞后响应，并带有令人回味的深喉咆哮声。 TFG 可能是一个小型发动机，但由于其大缸径和冲程，再加上 Freevalves 的“打开”声音，它具有大而“砰砰”的声音。结果是一个深沉、嘶哑、反应灵敏且引人入胜的发声引擎。由于可以通过 Freevalve 系统调整和平衡排气音，因此声音也可以很平滑。

“Freevalve”无凸轮轴发动机：

科尼赛克 Gemera 没有凸轮轴。这是一个大问题，因为几乎所有设计生产的四冲程活塞发动机都使用凸轮来控制气门正时。

柯尼塞格的Freevalve技术，也称为“全可变气门驱动”，不同之处在于计算机控制执行器来改变凸轮轴的形状/角度以改变气门的运动，计算机控制气动执行器直接作用于每个执行器。 这使柯尼塞格能够精确快速地改变每个单独阀门的升程、持续时间和正时 。 “进气门和排气门都可以在任何所需的曲轴角度和任何所需的升程高度下打开和关闭。

对引擎技术进一步分析：

对于任何发动机负载标准，进气和排气的正时都可以独立调整。然后，系统可以根据驾驶条件“决定”如何操作阀门——使用哪种组合来最大化性能、最小化油耗或调节排放。 Freevalve 允许对发动机进行更大程度的控制，从而提供显著的性能和环境效益。

Freevalve系统

柯尼塞格声称其油耗比“典型的带有直喷和可变凸轮轴的现代四缸 2 升发动机”低 15% 至 20%。部分原因是不需要节气门（因此没有与节气门相关的泵气损失）来调节发动机的气流，因为阀门本身现在可以精确地做到这一点。通过柯尼塞格介绍说，Freevalve系统帮助降低油耗的另一种方式是，它允许Tiny Friendly Giant系统使用称为“调频扭矩”的东西停用某些气缸。

然而柯尼塞格并没有详细说明这是什么，但我确实在 Freevalve 的这项技术专利中找到了更多信息。 （Freevalve 是柯尼塞格的姊妹公司，以前称为 Cargine Engineering AB），通过Freevalve 解释说，它的系统使用发动机的进气门和排气门来精确地改变哪个气缸点火以及何时点火，以便以平稳有效的方式产生所需的扭矩。

柯尼塞格还提到了冷启动的好处，称传统在汽车运行的前 20 秒内会产生相当多的污染，因为催化转化器在寒冷条件下燃料难以混合。

然而TFG在启动时直接克服了三个问题中的两个，通过加热和引起燃料混合物在进气门和排气门来回的湍流。这种大大改进的冷燃烧还导致催化转化器升温更快，从而与具有凸轮轴的同等尺寸的传统发动机相比，冷启动排放减少了约 60%。

柯尼塞格进一步详细介绍了 Freevalve 如何帮助冷启动，尤其是在使用酒精燃料时（这种混合动力车的一大卖点是它的环保性，包括其使用“可再生酒精燃料”的能力），这显然更难以汽化，通常需要混合汽油才能获得良好的冷启动。具体来说，该公司提到了内部废气再循环（在进气冲程期间打开排气门将热废气吸入气缸）改变压缩比的能力、特殊的气门驱动以促进混合，以及一种“加热模式”多次启动发动机以使用活塞作为泵来增加进气温度。

Freevalve 系统通过在初始启动和首次燃烧时采用预启动加热模式，克服了这种冷启动问题。使用一个进气阀并延迟打开以实现最大的湍流和汽化。气缸停用用于在启动和预热期间增加每次燃烧中的空气和燃料量。内部废气再循环 (EGR) 在随后的燃烧循环中被激活，使用来自先前燃烧的热残余物来蒸发燃料。最后，发动机的可变压缩比通过米勒循环进行调整。

此外，TFG 可以在打开点火之前多次转动，使用活塞在“加热模式”循环中来回泵送空气到进气口。致使入口空气温度在 10 个循环（大约需要 2 秒）内增加 30˚C，并且不再需要向燃料中添加汽油或启动循环，使 TFG 化石燃料独立于任何气候条件下正常运行。