東京車(chē)展綜述：趨于激烈的低燃耗競爭（三）　

全球戰略車(chē)瞄準30km/L的目標

　　三菱汽車(chē)展出了預定于2012年上市的全球戰略車(chē)“MIRAGE”（圖8）。該車(chē)為排量1.0～1.2L等級的小型車(chē)，將首先在泰國上市，同年夏季將在日本上市。通過(guò)改進(jìn)發(fā)動(dòng)機和底盤(pán)改善了燃效，日本款瞄準了10·15模式30km/L的低燃耗目標。

圖8：三菱汽車(chē)將在全球推出的“MIRAGE”與新開(kāi)發(fā)的三缸發(fā)動(dòng)機
尺寸是全長(cháng)3710×全寬1665×全高1490mm的小型車(chē)（a）。預定首先于2012年3月在泰國上市，同年夏季在日本上市。新開(kāi)發(fā)的發(fā)動(dòng)機為三缸，排量為1L（b）。進(jìn)行了細致的燃效改善。目標燃效為30km/L（10·15模式）。價(jià)格將力爭控制在100萬(wàn)日元左右。

　　在新開(kāi)發(fā)的排量1.0L三缸發(fā)動(dòng)機“3A90型MIVEC”上，作為日本款小型車(chē)，該公司首次為其配備了怠速停止機構和使用發(fā)電機的減速能量再生機構。再加上減少滑動(dòng)阻力實(shí)現低燃耗等措施，“雖說(shuō)沒(méi)有使用什么出類(lèi)拔萃的技術(shù)，但通過(guò)徹底的改進(jìn)，成功提升了燃效”（該公司解說(shuō)員）。生產(chǎn)將全部在泰國進(jìn)行。

精密控制發(fā)動(dòng)機氣門(mén)

　　并且，三菱汽車(chē)還公開(kāi)了用于提高汽油發(fā)動(dòng)機燃效的連續可變升程及正時(shí)機構“新MIVEC”（圖9）。采用該機構的1.8L排量直列四缸汽油發(fā)動(dòng)機“4J10型MIVEC”已經(jīng)在2011年10月上市的“RVR”等3款車(chē)型上配備（圖10）。

圖9：三菱汽車(chē)的連續可變氣門(mén)升程＆正時(shí)機構“新MIVEC”
以1根凸輪軸（SOHC）即可連續、同時(shí)改變吸氣側的氣門(mén)升程和正時(shí)。在低負荷時(shí)的吸氣行程中，能夠在低升程提前關(guān)閉吸氣閥。由此實(shí)現高膨脹比的（即做功大）米勒循環(huán)，從而降低了泵吸損失。但也增加了原本不需要的可變氣門(mén)正時(shí)機構。這是因為“在某些行駛條件下，可以進(jìn)一步提高燃效”（三菱汽車(chē)解說(shuō)員）。

圖10：部分改良的SUV“RVR”
配備了采用新MIVEC的1.8L排量直列四缸汽油發(fā)動(dòng)機“4J10型MIVEC”。

　　新MIVEC的特點(diǎn)是能用一個(gè)機構完成氣門(mén)的升程和正時(shí)（氣門(mén)的開(kāi)關(guān)時(shí)間和時(shí)期）調整。因此使用1根凸輪軸的SOHC即可。此前，氣門(mén)的升程和正時(shí)無(wú)法用同一個(gè)機構調整，需要可變升程機構與可變正時(shí)機構組合。因此要采用2根凸輪軸的DOHC。

　　三菱汽車(chē)采用新MIVEC的目的是減少怠速和低速旋轉區域等低負荷（部分負荷）下的泵吸損失。為此，在吸氣行程中，當活塞從上死點(diǎn)開(kāi)始下降后，需要讓吸氣閥略微張開(kāi)〔縮小氣門(mén)升程〕，并立刻關(guān)閉。

　　為實(shí)現這一動(dòng)作，而改變了吸氣閥的結構（圖11）：對通常的凸輪與搖臂（吸氣搖臂）結構，在兩部件之間增加了“中心搖臂”和“擺動(dòng)凸輪”兩個(gè)部件?？刂戚S貫穿吸氣搖臂，搖臂按照凸輪型線(xiàn)以控制軸為中心順時(shí)針、逆時(shí)針擺動(dòng)，吸氣閥隨之運動(dòng)。

圖11：新MIVEC的結構
吸氣閥上追加了“中心搖臂”、“擺動(dòng)凸輪”兩個(gè)部件。凸輪的旋轉力從中心搖臂向擺動(dòng)凸輪、吸氣搖臂傳導，帶動(dòng)與吸氣搖臂連接的吸氣閥。作為吸氣搖臂旋轉軸的控制軸移動(dòng)后，中心搖臂相對于凸輪的支點(diǎn)和作用點(diǎn)將隨之改變。因此，氣門(mén)升程將從低升程向高升程轉變。圖中不容易看出，氣門(mén)正時(shí)也會(huì )改變。

　　這樣，因新MIVEC帶有電動(dòng)致動(dòng)器，可以帶動(dòng)控制軸。于是，中心搖臂相對于凸輪的支點(diǎn)和作用點(diǎn)就會(huì )變化。氣門(mén)的升程和正時(shí)也會(huì )隨之改變。

　　在配備這種新MIVEC的發(fā)動(dòng)機上組合怠速停止機構，車(chē)輛的燃效可提高約12％（10·15模式）。

減速能量再生使用電容器

　　馬自達開(kāi)發(fā)了發(fā)動(dòng)機車(chē)用減速能量再生系統“i-ELOOP”（圖12）。再生的能量可供發(fā)動(dòng)機輔機、前燈、空調、音響、儀表等電子部件使用。在頻繁加速和減速的行駛條件下，這種系統能夠使燃效提高約10％。

圖12：馬自達的減速能量回收系統“i-ELOOP”
蓄電器采用雙電層電容器。松開(kāi)油門(mén)踏板后，可變電壓式發(fā)電機發(fā)電，向雙電層電容器充電。放電時(shí)，DC-DC轉換器把電壓降低到12V，供應給各種電子部件。安裝在概念車(chē)“雄”的發(fā)動(dòng)機艙內。

　　減速能量的再生雖然是HEV的優(yōu)點(diǎn)之一，但卻需要包含馬達在內的復雜、高成本混合動(dòng)力系統。而i-ELOOP是沒(méi)有馬達的簡(jiǎn)單結構，具有可以低成本使用的優(yōu)點(diǎn)。

　　蓄電器選擇的是低電阻雙電層電容器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)雙電層電容器）。這是其“全球首次”（該公司）應用于汽車(chē)減速能量再生系統的蓄電器。采用的理由是：①能夠短時(shí)間大容量充電；②可數百萬(wàn)次充放電，壽命長(cháng)于汽車(chē)；③材料〔鋁合金（Al）箔，粉狀碳（C），電解液（碳酸亞丙酯）〕的安全性高；④價(jià)格與數年前相比已經(jīng)可以接受。

　　i-ELOOP由雙電層電容器、可變電壓式發(fā)電機（12～25V）和DC-DC轉換器組成。松開(kāi)油門(mén)踏板后，可變電壓式發(fā)電機開(kāi)始發(fā)電，為雙電層電容器充電。充滿(mǎn)大約需要7秒。雙電層電容器中存儲的電力在經(jīng)DC-DC轉換器降壓至12V后供應給各種電子部件。該公司沒(méi)有透露靜電容量，但稱(chēng)充滿(mǎn)電時(shí)，儲存的電力大約可供汽車(chē)使用1分鐘。剩余的電力將為鉛蓄電池充電。該系統計劃將于2012年在市售車(chē)上配備。