本田公开新一代动力传动系统技术 进一步产品的燃效性能

2012-02-22 16:40:16来源: 日经汽车技术

  本田2011年12月公开了今后将逐步采用的新一代动力传动系统。其中包括双马达式混合动力系统、5种汽油发动机以及3种无级变速箱(CVT)等。该公司打算3年内将这些产品的燃效性能提高至最高水平。

  双马达式混合动力系统将用于FF车,计划2012年内配备于插电式混合动力车(PHEV)、2013年内配备于混合动力车(HEV)(图1)。本田在“Insight”等中小型车上采用了单马达式系统,此次的双马达式系统将配备在大中型车上。

 
图1:凭借这种混合动力系统挑战丰田
不使用行星齿轮机构,通过离合器区分使用马达与发电机。

  此次的混合动力系统由通过减速齿轮与汽油发动机相连、最大输出功率为100kW的发电机(马达),经由离合器与发动机相连、最大输出功率为120kW、最大扭矩为300N·m的马达,以及与发电机和马达进行电力交换的锂离子充电电池构成。不使用变速箱。由本田自行生产的发电机与马达“形状相似”,均采用分布卷绕式,而现行单马达式系统采用集中卷绕式。

  新系统的特点是,大多数情况下主要由马达提供驱动力,发动机基本上只用于发电用途。丰田的“THS”利用行星齿轮机构实时改变发动机与马达的驱动力分配比例,与之相比本田的系统增加了马达与电池的功率。尽管在成本方面很难与THS抗衡,但由于没有行星齿轮机构,因此机械损失小、燃效高。

  此次的系统主要分以下四种情况区分使用发动机和马达(图2)。①在不需要很高驱动力的情况下,会断开离合器,以充电电池驱动马达工作。②在需要更大驱动力的情况下,会断开离合器并启动发动机。将发动机的动力传向发电机而不是轮胎,并将发电机的电力提供给马达。


图2:混合动力系统的工作原理
断开离合器便切换为串联模式,连上离合器便切换为并联模式。结合使用图3介绍的2.0L排量汽油发动机与马达。

  ③在车速较高但匀速行驶、发动机效率较高的情况下,系统会连上离合器并将发动机的动力直接传向轮胎。据本田介绍,位于动力传动轴上的发电机和马达,可实现不妨碍发动机工作的控制。④在高速行驶时加速等需要较大驱动力的情况下,系统会连上离合器并将发动机与马达的动力一同传给轮胎。

  此次公开的锂离子充电电池由本田与GS汤浅的合资公司Blue Energy生产,容量为6kWh。电压约为300V,但可通过DC-DC转换器升压至约700V之后再提供给马达。电池组的重量约为100kg。包含逆变器等在内的“PDU”为本田自行生产的产品,重量较轻,只有17.5kg。通过以水冷方式直接冷却功率半导体元件实现了小型轻量化。

通过采用直喷技术与阿特金森循环提高了燃效

  5种汽油发动机通过采用直喷技术及阿特金森循环,使发动机单体燃效提高了5~10%(图3)。按排量不同,分为660cc、1.3~1.5L、1.8~2.0L、2.4L及3.5L五个级别。


图3:更新汽油发动机与CVT

  660cc级发动机是从轻型车“N BOX”开始配备的,通过新采用DOHC及VVT(连续可变阀门正时机构)提高了容积效率。

  1.3L以上级别机型全部采用了直喷技术。而且,2.0L以下车辆还采用了通过使用可变阀门正时提升机构“VTEC”可在中低速区切换为阿特金森循环的技术,更加注重了燃效。

  采用技术最多的是1.8~2.0L级机型,除了直喷技术与阿特金森循环之外,还同时在吸气侧和排气侧采用了VVT,并通过导入大量EGR(废气再循环)使部分废气进入吸气端,从而减少了泵吸损失。

  采用新型阀动机构的发动机是与原来同为SOHC式的V型6缸3.5L级机型。此次对以前就开始配备的基于VTEC的气缸间歇系统进行了改进,开发出了可在气缸间歇、中低速模式和高速模式三个模式下切换阀门正时与提升量的机构。

  3种CVT分别适用于轻型车、小型车(1.3~1.8L级别)及中型车(2.0~2.4L级别)。轻型车用机型已被NBOX采用。小型车用机型不仅将变速比范围由现行CVT的5.7扩大到了6.2,还提高了滑轮压的控制精度。而且,还通过提高机油泵的效率,并改进工作油,使匀速行驶时的损失减少了20%。从而使燃效比原来的CVT提高了7.5%。

  中型车用CVT也将变速比范围由现行CVT的5.5扩大到了6.5。还减少了摩擦损失,从而使燃效比原来的5速自动变速箱提高了10%。

开发出全球最轻的柴油发动机

  本田还展示了新开发的1.6L排量柴油发动机。本田表示这是“全球最轻”的1.6L柴油机型。该发动机计划于2012年底首先配备在欧洲款“思域”上。

  据本田介绍,此次将缸体构造从以往2.2L柴油发动机的封闭式水道构造改为了开放式水道构造,从而实现了大幅轻量化。而且,还通过减轻运动部件的重量,并缩小补助装置的尺寸,使摩擦损失减小到了与现有汽油发动机相当的水平。

  压缩比为16.0,燃料喷射压为180MPa。涡轮增压器通过采用比原来更小、效率更高的可变叶片式产品,提高了发动机的响应性。因此,与以往的同级别发动机相比,燃效提高5%以上,加速性能提高10%以上。

  此外,本田还公开了电动轻型货车“ACTYEV”的试制车。该车以“ACTY TRUCK”为原型,去掉了发动机等,改用马达与电池。车身重量约为900kg,增加了100kg左右。锂离子充电电池容量为10kWh,配备在行李舱下方。电池单元采用由东芝生产的、预定2012年上市的小型EV配备的“SCiB”。

关键字:技术  产品  性能

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2012/0222/article_5108.html
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