東京車展綜述：趨于激烈的低燃耗競(jìng)爭(zhēng)（三）　

全球戰(zhàn)略車瞄準(zhǔn)30km/L的目標(biāo)

　　三菱汽車展出了預(yù)定于2012年上市的全球戰(zhàn)略車“MIRAGE”（圖8）。該車為排量1.0～1.2L等級(jí)的小型車，將首先在泰國(guó)上市，同年夏季將在日本上市。通過改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤改善了燃效，日本款瞄準(zhǔn)了10·15模式30km/L的低燃耗目標(biāo)。

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

　　在新開發(fā)的排量1.0L三缸發(fā)動(dòng)機(jī)“3A90型MIVEC”上，作為日本款小型車，該公司首次為其配備了怠速停止機(jī)構(gòu)和使用發(fā)電機(jī)的減速能量再生機(jī)構(gòu)。再加上減少滑動(dòng)阻力實(shí)現(xiàn)低燃耗等措施，“雖說沒有使用什么出類拔萃的技術(shù)，但通過徹底的改進(jìn)，成功提升了燃效”（該公司解說員）。生產(chǎn)將全部在泰國(guó)進(jìn)行。

精密控制發(fā)動(dòng)機(jī)氣門

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

圖9：三菱汽車的連續(xù)可變氣門升程＆正時(shí)機(jī)構(gòu)“新MIVEC”
以1根凸輪軸（SOHC）即可連續(xù)、同時(shí)改變吸氣側(cè)的氣門升程和正時(shí)。在低負(fù)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(xiàn)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正時(shí)機(jī)構(gòu)。這是因?yàn)椤霸谀承┬旭倵l件下，可以進(jìn)一步提高燃效”（三菱汽車解說員）。

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(jī)“4J10型MIVEC”。

　　新MIVEC的特點(diǎn)是能用一個(gè)機(jī)構(gòu)完成氣門的升程和正時(shí)（氣門的開關(guān)時(shí)間和時(shí)期）調(diào)整。因此使用1根凸輪軸的SOHC即可。此前，氣門的升程和正時(shí)無(wú)法用同一個(gè)機(jī)構(gòu)調(diào)整，需要可變升程機(jī)構(gòu)與可變正時(shí)機(jī)構(gòu)組合。因此要采用2根凸輪軸的DOHC。

　　三菱汽車采用新MIVEC的目的是減少怠速和低速旋轉(zhuǎn)區(qū)域等低負(fù)荷（部分負(fù)荷）下的泵吸損失。為此，在吸氣行程中，當(dāng)活塞從上死點(diǎn)開始下降后，需要讓吸氣閥略微張開〔縮小氣門升程〕，并立刻關(guān)閉。

　　為實(shí)現(xiàn)這一動(dòng)作，而改變了吸氣閥的結(jié)構(gòu)（圖11）：對(duì)通常的凸輪與搖臂（吸氣搖臂）結(jié)構(gòu)，在兩部件之間增加了“中心搖臂”和“擺動(dòng)凸輪”兩個(gè)部件。控制軸貫穿吸氣搖臂，搖臂按照凸輪型線以控制軸為中心順時(shí)針、逆時(shí)針擺動(dòng)，吸氣閥隨之運(yùn)動(dòng)。

圖11：新MIVEC的結(jié)構(gòu)
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(zhuǎn)力從中心搖臂向擺動(dòng)凸輪、吸氣搖臂傳導(dǎo)，帶動(dòng)與吸氣搖臂連接的吸氣閥。作為吸氣搖臂旋轉(zhuǎn)軸的控制軸移動(dòng)后，中心搖臂相對(duì)于凸輪的支點(diǎn)和作用點(diǎn)將隨之改變。因此，氣門升程將從低升程向高升程轉(zhuǎn)變。圖中不容易看出，氣門正時(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(duì)于凸輪的支點(diǎn)和作用點(diǎn)就會(huì)變化。氣門的升程和正時(shí)也會(huì)隨之改變。

　　在配備這種新MIVEC的發(fā)動(dòng)機(jī)上組合怠速停止機(jī)構(gòu)，車輛的燃效可提高約12％（10·15模式）。

減速能量再生使用電容器

　　馬自達(dá)開發(fā)了發(fā)動(dòng)機(jī)車用減速能量再生系統(tǒng)“i-ELOOP”（圖12）。再生的能量可供發(fā)動(dòng)機(jī)輔機(jī)、前燈、空調(diào)、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(tǒng)能夠使燃效提高約10％。

圖12：馬自達(dá)的減速能量回收系統(tǒng)“i-ELOOP”
蓄電器采用雙電層電容器。松開油門踏板后，可變電壓式發(fā)電機(jī)發(fā)電，向雙電層電容器充電。放電時(shí)，DC-DC轉(zhuǎn)換器把電壓降低到12V，供應(yīng)給各種電子部件。安裝在概念車“雄”的發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)。

　　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(dá)在內(nèi)的復(fù)雜、高成本混合動(dòng)力系統(tǒng)。而i-ELOOP是沒有馬達(dá)的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，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)稱雙電層電容器）。這是其“全球首次”（該公司）應(yīng)用于汽車減速能量再生系統(tǒng)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(shù)百萬(wàn)次充放電，壽命長(zhǎng)于汽車；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(shù)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(jī)（12～25V）和DC-DC轉(zhuǎn)換器組成。松開油門踏板后，可變電壓式發(fā)電機(jī)開始發(fā)電，為雙電層電容器充電。充滿大約需要7秒。雙電層電容器中存儲(chǔ)的電力在經(jīng)DC-DC轉(zhuǎn)換器降壓至12V后供應(yīng)給各種電子部件。該公司沒有透露靜電容量，但稱充滿電時(shí)，儲(chǔ)存的電力大約可供汽車使用1分鐘。剩余的電力將為鉛蓄電池充電。該系統(tǒng)計(jì)劃將于2012年在市售車上配備。