东京车展综述:趋于激烈的低燃耗竞争(三) 

2012-01-11 15:38:08来源: 日经制造

全球战略车瞄准30km/L的目标

  三菱汽车展出了预定于2012年上市的全球战略车“MIRAGE”(图8)。该车为排量1.0~1.2L等级的小型车,将首先在泰国上市,同年夏季将在日本上市。通过改进发动机和底盘改善了燃效,日本款瞄准了10·15模式30km/L的低燃耗目标。

 
图8:三菱汽车将在全球推出的“MIRAGE”与新开发的三缸发动机
尺寸是全长3710×全宽1665×全高1490mm的小型车(a)。预定首先于2012年3月在泰国上市,同年夏季在日本上市。新开发的发动机为三缸,排量为1L(b)。进行了细致的燃效改善。目标燃效为30km/L(10·15模式)。价格将力争控制在100万日元左右。

  在新开发的排量1.0L三缸发动机“3A90型MIVEC”上,作为日本款小型车,该公司首次为其配备了怠速停止机构和使用发电机的减速能量再生机构。再加上减少滑动阻力实现低燃耗等措施,“虽说没有使用什么出类拔萃的技术,但通过彻底的改进,成功提升了燃效”(该公司解说员)。生产将全部在泰国进行。

精密控制发动机气门

  并且,三菱汽车还公开了用于提高汽油发动机燃效的连续可变升程及正时机构“新MIVEC”(图9)。采用该机构的1.8L排量直列四缸汽油发动机“4J10型MIVEC”已经在2011年10月上市的“RVR”等3款车型上配备(图10)。


图9:三菱汽车的连续可变气门升程&正时机构“新MIVEC”
以1根凸轮轴(SOHC)即可连续、同时改变吸气侧的气门升程和正时。在低负荷时的吸气行程中,能够在低升程提前关闭吸气阀。由此实现高膨胀比的(即做功大)米勒循环,从而降低了泵吸损失。但也增加了原本不需要的可变气门正时机构。这是因为“在某些行驶条件下,可以进一步提高燃效”(三菱汽车解说员)。
 
图10:部分改良的SUV“RVR”
配备了采用新MIVEC的1.8L排量直列四缸汽油发动机“4J10型MIVEC”。

  新MIVEC的特点是能用一个机构完成气门的升程和正时(气门的开关时间和时期)调整。因此使用1根凸轮轴的SOHC即可。此前,气门的升程和正时无法用同一个机构调整,需要可变升程机构与可变正时机构组合。因此要采用2根凸轮轴的DOHC。

  三菱汽车采用新MIVEC的目的是减少怠速和低速旋转区域等低负荷(部分负荷)下的泵吸损失。为此,在吸气行程中,当活塞从上死点开始下降后,需要让吸气阀略微张开〔缩小气门升程〕,并立刻关闭。

  为实现这一动作,而改变了吸气阀的结构(图11):对通常的凸轮与摇臂(吸气摇臂)结构,在两部件之间增加了“中心摇臂”和“摆动凸轮”两个部件。控制轴贯穿吸气摇臂,摇臂按照凸轮型线以控制轴为中心顺时针、逆时针摆动,吸气阀随之运动。


图11:新MIVEC的结构
吸气阀上追加了“中心摇臂”、“摆动凸轮”两个部件。凸轮的旋转力从中心摇臂向摆动凸轮、吸气摇臂传导,带动与吸气摇臂连接的吸气阀。作为吸气摇臂旋转轴的控制轴移动后,中心摇臂相对于凸轮的支点和作用点将随之改变。因此,气门升程将从低升程向高升程转变。图中不容易看出,气门正时也会改变。

  这样,因新MIVEC带有电动致动器,可以带动控制轴。于是,中心摇臂相对于凸轮的支点和作用点就会变化。气门的升程和正时也会随之改变。

  在配备这种新MIVEC的发动机上组合怠速停止机构,车辆的燃效可提高约12%(10·15模式)。

减速能量再生使用电容器

  马自达开发了发动机车用减速能量再生系统“i-ELOOP”(图12)。再生的能量可供发动机辅机、前灯、空调、音响、仪表等电子部件使用。在频繁加速和减速的行驶条件下,这种系统能够使燃效提高约10%。


图12:马自达的减速能量回收系统“i-ELOOP”
蓄电器采用双电层电容器。松开油门踏板后,可变电压式发电机发电,向双电层电容器充电。放电时,DC-DC转换器把电压降低到12V,供应给各种电子部件。安装在概念车“雄”的发动机舱内。

  减速能量的再生虽然是HEV的优点之一,但却需要包含马达在内的复杂、高成本混合动力系统。而i-ELOOP是没有马达的简单结构,具有可以低成本使用的优点。

  蓄电器选择的是低电阻双电层电容器(以下简称双电层电容器)。这是其“全球首次”(该公司)应用于汽车减速能量再生系统的蓄电器。采用的理由是:①能够短时间大容量充电;②可数百万次充放电,寿命长于汽车;③材料〔铝合金(Al)箔,粉状碳(C),电解液(碳酸亚丙酯)〕的安全性高;④价格与数年前相比已经可以接受。

  i-ELOOP由双电层电容器、可变电压式发电机(12~25V)和DC-DC转换器组成。松开油门踏板后,可变电压式发电机开始发电,为双电层电容器充电。充满大约需要7秒。双电层电容器中存储的电力在经DC-DC转换器降压至12V后供应给各种电子部件。该公司没有透露静电容量,但称充满电时,储存的电力大约可供汽车使用1分钟。剩余的电力将为铅蓄电池充电。该系统计划将于2012年在市售车上配备。

关键字:综述  竞争

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2012/0111/article_4987.html
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