人與車(chē)科技亮點(diǎn)展示：如何提高發(fā)動(dòng)機和變速箱的效率

　　在日本汽車(chē)技術(shù)會(huì )主辦的“人與車(chē)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(kāi)發(fā)中，除了乘用車(chē)之外，商用車(chē)也成了重點(diǎn)。除此之外，各公司還披露了旨在進(jìn)一步提高內燃機構和變速箱效率的措施。

圖1：會(huì )場(chǎng)情況
與往年一樣，在橫濱市的“太平洋橫濱會(huì )展中心”舉辦。
提高發(fā)動(dòng)機和變速箱的效率

　　提高動(dòng)力傳動(dòng)系統效率的技術(shù)方面，電裝展出了面向10缸以上發(fā)動(dòng)機，使用離子電流的失火檢測系統（圖2）。該系統可以檢測失火，調整燃料的噴射量和點(diǎn)火時(shí)機，使燃燒保持穩定。燃料點(diǎn)燃后，燃燒氣體中會(huì )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象。

圖2：使用離子電流的失火檢測系統
由電裝開(kāi)發(fā)。能夠應用于10缸以上發(fā)動(dòng)機?？梢詸z測失火，使燃燒保持穩定?！袄卓怂_斯LFA”等已經(jīng)配備。

　　恩梯恩（NTN）開(kāi)發(fā)出了變速箱使用的開(kāi)放式低深溝滾珠軸承（圖3）。通過(guò)在保持器上設置兜孔，與噴霧潤滑式的標準深溝滾珠軸承相比，摩擦阻力減少了25％。

圖3：NTN的深溝滾珠軸承
（a）通過(guò)在變速箱的保持器上設置兜孔，與標準深溝滾珠軸承相比，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(kāi)放式的側面鏤空，油霧可以由此進(jìn)入，因此與噴霧潤滑的協(xié)調性好。
愛(ài)信AI展出了配備6速變速箱的后橋實(shí)機（圖4）。6速變速箱的齒輪是在制造出一側齒輪之后，測量其尺寸，按照測定值制造另一側的齒輪。據說(shuō)這樣大幅縮小了嚙合傳動(dòng)誤差。誤差縮小可以降低嚙合時(shí)的噪聲，提高靜音性。

圖4：愛(ài)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，在制造一側齒輪后，測量尺寸，按照測定值制造另一側的尺寸。

　　瑞典Hoganas的日本法人——Hoganas Japan開(kāi)發(fā)出使用Hoganas生產(chǎn)的鐵粉燒結制成的齒輪，展示了把該齒輪應用于變速箱后行駛了8萬(wàn)多公里的德國戴姆勒“smart fortwo”（圖5）。其目的在于證明燒結齒輪的耐久性。燒結齒輪與錠鋼（非燒結材料的普通鋼材）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、由鐵粉燒結制成的齒輪
由Hoganas開(kāi)發(fā)。（a）與錠鋼（非燒結材料的普通鋼材）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(wàn)多公里。

圖6：NTN的行星滾柱螺紋式電動(dòng)剎車(chē)傳動(dòng)裝置
在剎車(chē)鉗上安裝馬達，可以不借助“油壓”推動(dòng)剎車(chē)盤(pán)，因此可以提高控制性。行星滾柱機構采用圓形滾柱代替了行星齒輪機構的輪齒。使用最大扭矩為0.8N·m的馬達，可以實(shí)現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(kāi)發(fā)。把銅箔和鋁箔等過(guò)去的集電體基材改換為薄膜后，可以減少金屬的使用量，實(shí)現薄膜化。

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(shù)脂結合。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?？梢?shī)A在功率半導體兩側，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用柵極驅動(dòng)IC
具備絕緣功能，可以加載高達18V的柵極電壓。作為絕緣元件，內置“片上變壓器”，實(shí)現了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(kāi)發(fā)出了能夠檢測絕對位置和周?chē)h(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(kāi)發(fā)等用途。

圖11：村田制作所的積層陶瓷電容器
通過(guò)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力。有望應用于使用14V電源電壓的DC-DC轉換器的二次側電路等方面。

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

圖13：在車(chē)內實(shí)現超過(guò)1Gbps的高速數據通信
住友電氣工業(yè)展出了可供車(chē)載導航儀與后座配備的顯示器等車(chē)載AV裝置相互傳輸數據使用的玻璃光纖。與傳統的電信號傳輸相比，可以減輕線(xiàn)纜的重量。