人與車科技亮點展示：如何提高發(fā)動機和變速箱的效率

　　在日本汽車技術(shù)會主辦的“人與車科技展2011”（圖1）上，各公司的輕量化技術(shù)爭奇斗艷。改變材料、形狀和加工方法的方案層出不窮。在EV/HEV的開發(fā)中，除了乘用車之外，商用車也成了重點。除此之外，各公司還披露了旨在進(jìn)一步提高內(nèi)燃機構(gòu)和變速箱效率的措施。

圖1：會場情況
與往年一樣，在橫濱市的“太平洋橫濱會展中心”舉辦。
提高發(fā)動機和變速箱的效率

　　提高動力傳動系統(tǒng)效率的技術(shù)方面，電裝展出了面向10缸以上發(fā)動機，使用離子電流的失火檢測系統(tǒng)（圖2）。該系統(tǒng)可以檢測失火，調(diào)整燃料的噴射量和點火時機，使燃燒保持穩(wěn)定。燃料點燃后，燃燒氣體中會電離出離子。而失火后，離子發(fā)生量減少，傳感器能夠捕捉到這一現(xiàn)象。

圖2：使用離子電流的失火檢測系統(tǒng)
由電裝開發(fā)。能夠應(yīng)用于10缸以上發(fā)動機?？梢詸z測失火，使燃燒保持穩(wěn)定?！袄卓怂_斯LFA”等已經(jīng)配備。

　　恩梯恩（NTN）開發(fā)出了變速箱使用的開放式低深溝滾珠軸承（圖3）。通過在保持器上設(shè)置兜孔，與噴霧潤滑式的標(biāo)準(zhǔn)深溝滾珠軸承相比，摩擦阻力減少了25％。

圖3：NTN的深溝滾珠軸承
（a）通過在變速箱的保持器上設(shè)置兜孔，與標(biāo)準(zhǔn)深溝滾珠軸承相比，減少了摩擦阻力。（b）因為采用沖壓成形，所以保持器的外側(cè)膨脹為與兜孔相同的形狀。

　　最近，軸承的潤滑方法有從“油浴”向“噴霧潤滑”轉(zhuǎn)移的趨勢。噴霧潤滑可以減少變速箱中的油量，降低攪拌阻力。由于開放式的側(cè)面鏤空，油霧可以由此進(jìn)入，因此與噴霧潤滑的協(xié)調(diào)性好。
愛信AI展出了配備6速變速箱的后橋?qū)崣C（圖4）。6速變速箱的齒輪是在制造出一側(cè)齒輪之后，測量其尺寸，按照測定值制造另一側(cè)的齒輪。據(jù)說這樣大幅縮小了嚙合傳動誤差。誤差縮小可以降低嚙合時的噪聲，提高靜音性。

圖4：愛信AI的后橋
豐田“雷克薩斯LFA”配備。為了提高6速變速箱齒輪的嚙合精度，在制造一側(cè)齒輪后，測量尺寸，按照測定值制造另一側(cè)的尺寸。

　　瑞典Hoganas的日本法人——Hoganas Japan開發(fā)出使用Hoganas生產(chǎn)的鐵粉燒結(jié)制成的齒輪，展示了把該齒輪應(yīng)用于變速箱后行駛了8萬多公里的德國戴姆勒“smart fortwo”（圖5）。其目的在于證明燒結(jié)齒輪的耐久性。燒結(jié)齒輪與錠鋼（非燒結(jié)材料的普通鋼材）切削制成的齒輪相比，可以大幅降低成本。其他值得關(guān)注技術(shù)如圖6～14所示。

圖5：面向變速箱、由鐵粉燒結(jié)制成的齒輪
由Hoganas開發(fā)。（a）與錠鋼（非燒結(jié)材料的普通鋼材）切削制成的齒輪相比，可以大幅降低成本。（b）為了證明耐久性，該齒輪配備在戴姆勒的“smart fortwo”上，行駛了8萬多公里。

圖6：NTN的行星滾柱螺紋式電動剎車傳動裝置
在剎車鉗上安裝馬達(dá)，可以不借助“油壓”推動剎車盤，因此可以提高控制性。行星滾柱機構(gòu)采用圓形滾柱代替了行星齒輪機構(gòu)的輪齒。使用最大扭矩為0.8N·m的馬達(dá)，可以實現(xiàn)30kN的推力。

圖7：鋰離子充電電池的集電體用PEN薄膜
由帝人杜邦薄膜開發(fā)。把銅箔和鋁箔等過去的集電體基材改換為薄膜后，可以減少金屬的使用量，實現(xiàn)薄膜化。

圖8：大成PLAS厚3mm的冷卻板
2塊鋁合金板重疊，在邊緣使鋁與樹脂結(jié)合。向2塊鋁板之間的部分通入空氣、水等制冷劑，可以對兩面進(jìn)行冷卻。可以夾在功率半導(dǎo)體兩側(cè)，制作與電池單元相同大小的冷卻板，使單元與冷卻板交錯排列。

圖9：羅姆的SiC制MOSFET用柵極驅(qū)動IC
具備絕緣功能，可以加載高達(dá)18V的柵極電壓。作為絕緣元件，內(nèi)置“片上變壓器”，實現(xiàn)了2500Vrms的絕緣電壓耐量。

圖10：GPS、氣壓、氣溫、濕度傳感器合為一體
日本ZMP開發(fā)出了能夠檢測絕對位置和周圍環(huán)境的傳感器“e-nuvo Position-Z”。適用于HEV和EV的再生電力回收技術(shù)的研究開發(fā)等用途。

圖11：村田制作所的積層陶瓷電容器
通過安裝具有彈性作用的金屬端子，緩和了熱和機械沖擊造成的應(yīng)力。有望應(yīng)用于使用14V電源電壓的DC-DC轉(zhuǎn)換器的二次側(cè)電路等方面。

圖12：靈敏度高達(dá)0.1nT的磁傳感器
由愛知制鋼開發(fā)。傳感器元件利用MI元件提高了靈敏度。有望應(yīng)用于檢測道路通行汽車的數(shù)量和尺寸的裝置。

圖13：在車內(nèi)實現(xiàn)超過1Gbps的高速數(shù)據(jù)通信
住友電氣工業(yè)展出了可供車載導(dǎo)航儀與后座配備的顯示器等車載AV裝置相互傳輸數(shù)據(jù)使用的玻璃光纖。與傳統(tǒng)的電信號傳輸相比，可以減輕線纜的重量。