东京车展综述:35km/L的轻型车(二)

2012-01-10 19:15:21来源: 日经制造

35km/L的轻型车

  提出要使汽油发动机轻型车的燃效飞跃性提高目标的是大发工业。虽因是轻型车而无法直接比较,但大发此次公开了达到与上述Aqua相当的35km/L以上的双缸直喷涡轮发动机和配备该发动机的概念车“D-X”(图4)。

 
图4 :大发的概念车“D-X”与正在开发的双缸直喷涡轮发动机
D-X是双座跑车(a)。尺寸为长3395×宽1475×高1275mm。正在开发的发动机为双缸直喷涡轮式,燃效目标是35km/L。“不仅是跑车,普通轻型车的配备也在考虑之中”(该公司解说员)。

  该发动机主要面向轻型车,排量660mL,最高输出功率为47kW/6000rpm,最大扭矩为110N·m/2000rpm。该公司2011年9月推出的“Mira e:S”排量相同,燃效为30.0km/L,但最高输出功率只有38kW,最大扭矩只有60N·m,远远低于D-X。考虑到输出功率与扭矩的增加,可以说新发动机的燃效有了飞跃性提高。

  大发工业在2009年举行的上届东京车展上展出过这款发动机,当时的主要特征有:①是热损失少的双缸发动机;②增压(增加吸气量)的主要目的是增加EGR量,从而改善燃效(燃效改善);③是直喷发动机。此次,该公司首次提出了通过使用自自主开发的主动点火进一步提高燃效,使燃效达到35km/L以上的目标。

  主动点火是在通常的火花塞点火时,通过向火花塞加载高频电压,令燃烧室内产生高频电场,使混合气体成为反应性高的游离基(带有不成对电子的原子和分子等),从而更易燃烧的方法。该发动机为降低泵吸损失改善燃效,而增加了EGR量,但一味增加会使燃烧趋于不稳定*4。所以采用主动点火以使燃烧稳定。

  *4:泵吸损失:气缸在吸、排气时发生的能量损失。吸气阀和排气阀打开时吸排气的阻力会变小小,因此泵吸损失会变小,因而可以提高燃效。

  主动点火具有提高燃烧速度的效果。图5是主动点火使用的点火火花塞结构,通常的点火火花塞只有一个线圈(左侧),但主动点火需要加载高频电压,因此增加了第2个线圈。


图5:主动点火火花塞的结构
点火后,第2个线圈立即在燃烧室内形成高频电场,羟基、氮、氧会生成游离基,反应性提升从而可一举燃烧。

  点火时,从0加载到最大6kV的高频电压时,燃烧室内就会产生高频电场,羟基、氮和氧会生成游离基,反应性提高并可一举燃烧。其结果,因燃烧稳定,EGR的导入量可以增加到30~40%(Mira e:S为20~25%)。这样减少了泵吸损失,所以燃效可大幅提升。这种主动点火也可适用于三缸和四缸发动机。

  但还存在课题。实用化面临的最大障碍,据称是双缸发动机振动原理性增加的处理措施。

小型车也要达到32km/L

  铃木展示了概念车“REGINA”,配备了正在面向小型车开发的800mL排量直喷涡轮发动机(图6)。据称其燃效以32km/L以上*5为目标。并称该车采用的技术将成为力争在今后推出的市售车的基础。设想配备在比“雨燕”小一圈的小型车(A级)上。发动机的气缸数和最高输出功率等性能参数未公布。但据称其压缩比高,拥有很多可在其他排量发动机上推开的技术要素。该发动机可与新开发的无级变速箱(CVT)和具备减速能量再生功能的怠速停止机构结合使用。

  *5:欧州复合模式的二氧化碳排放量为70g/km以下。


图6:铃木的概念车“REGINA”
以新开发的发动机和彻底轻量化、降低空气阻力,配备汽油发动机的小型车,其燃效以32km/L以上为目标。发动机的详情尚未公布。车量为730kg,与轻型车相当。

  REGINA除该发动机之外,还采用了比现行底盘大约轻100kg的新底盘(包括悬挂等车轮支撑部件)。车辆重量实现了与轻型车相当的730kg,对提高燃效作出了贡献。

  铃木还展示了燃效为30.2km/L的“ALTO ECO”的低燃耗技术。该车在“ALTO”的基础上,改进了发动机,减轻了车体重量。ALTO ECO的燃效比大发工业Mira e:S的30.0km/L高出了0.2km/L。

  ALTO ECO的发动机不是ALTO配备的“K6A型”,而是从2011年1月上市的“MR Wagon”开始配备的“RO6A型”。这种新型发动机彻底减少了滑动阻力进一步提高了燃效(图7)。具体为,提高凸轮轴和曲轴轴承的表面粗糙度,把活塞裙(活塞下部的缸径内壁与滑动部分)的树脂涂层改为波状图案,使润滑油不易流失以提高润滑性。还有把曲轴轴承的宽度缩小约10%以降低摩擦等,通过细微改善的积累,ALTO ECO实现了轻型车的顶级燃效。


图7:铃木“ALTO ECO”配备的改良RO6A型发动机
RO6A型已经从2011年1月上市的“MR Wagon”开始实际配备,面向ALTO ECO的改进,彻底减少了滑动阻力。

关键字:综述

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2012/0110/article_4979.html
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