東京車展綜述：35km/L的輕型車（二）

35km/L的輕型車

　　提出要使汽油發(fā)動(dòng)機(jī)輕型車的燃效飛躍性提高目標(biāo)的是大發(fā)工業(yè)。雖因是輕型車而無(wú)法直接比較，但大發(fā)此次公開了達(dá)到與上述Aqua相當(dāng)?shù)?5km/L以上的雙缸直噴渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)和配備該發(fā)動(dòng)機(jī)的概念車“D-X”（圖4）。

圖4 ：大發(fā)的概念車“D-X”與正在開發(fā)的雙缸直噴渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)
D-X是雙座跑車（a）。尺寸為長(zhǎng)3395×寬1475×高1275mm。正在開發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī)為雙缸直噴渦輪式，燃效目標(biāo)是35km/L。“不僅是跑車，普通輕型車的配備也在考慮之中”（該公司解說員）。

　　該發(fā)動(dòng)機(jī)主要面向輕型車，排量660mL，最高輸出功率為47kW/6000rpm，最大扭矩為110N·m/2000rpm。該公司2011年9月推出的“Mira e：S”排量相同，燃效為30.0km/L，但最高輸出功率只有38kW，最大扭矩只有60N·m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于D-X。考慮到輸出功率與扭矩的增加，可以說新發(fā)動(dòng)機(jī)的燃效有了飛躍性提高。

　　大發(fā)工業(yè)在2009年舉行的上屆東京車展上展出過這款發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)時(shí)的主要特征有：①是熱損失少的雙缸發(fā)動(dòng)機(jī)；②增壓（增加吸氣量）的主要目的是增加EGR量，從而改善燃效（燃效改善）；③是直噴發(fā)動(dòng)機(jī)。此次，該公司首次提出了通過使用自自主開發(fā)的主動(dòng)點(diǎn)火進(jìn)一步提高燃效，使燃效達(dá)到35km/L以上的目標(biāo)。

　　主動(dòng)點(diǎn)火是在通常的火花塞點(diǎn)火時(shí)，通過向火花塞加載高頻電壓，令燃燒室內(nèi)產(chǎn)生高頻電場(chǎng)，使混合氣體成為反應(yīng)性高的游離基（帶有不成對(duì)電子的原子和分子等），從而更易燃燒的方法。該發(fā)動(dòng)機(jī)為降低泵吸損失改善燃效，而增加了EGR量，但一味增加會(huì)使燃燒趨于不穩(wěn)定*4。所以采用主動(dòng)點(diǎn)火以使燃燒穩(wěn)定。

　　*4：泵吸損失：氣缸在吸、排氣時(shí)發(fā)生的能量損失。吸氣閥和排氣閥打開時(shí)吸排氣的阻力會(huì)變小小，因此泵吸損失會(huì)變小，因而可以提高燃效。

　　主動(dòng)點(diǎn)火具有提高燃燒速度的效果。圖5是主動(dòng)點(diǎn)火使用的點(diǎn)火火花塞結(jié)構(gòu)，通常的點(diǎn)火火花塞只有一個(gè)線圈（左側(cè)），但主動(dòng)點(diǎn)火需要加載高頻電壓，因此增加了第2個(gè)線圈。

圖5：主動(dòng)點(diǎn)火火花塞的結(jié)構(gòu)
點(diǎn)火后，第2個(gè)線圈立即在燃燒室內(nèi)形成高頻電場(chǎng)，羥基、氮、氧會(huì)生成游離基，反應(yīng)性提升從而可一舉燃燒。

　　點(diǎn)火時(shí)，從0加載到最大6kV的高頻電壓時(shí)，燃燒室內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生高頻電場(chǎng)，羥基、氮和氧會(huì)生成游離基，反應(yīng)性提高并可一舉燃燒。其結(jié)果，因燃燒穩(wěn)定，EGR的導(dǎo)入量可以增加到30～40％（Mira e：S為20～25％）。這樣減少了泵吸損失，所以燃效可大幅提升。這種主動(dòng)點(diǎn)火也可適用于三缸和四缸發(fā)動(dòng)機(jī)。

　　但還存在課題。實(shí)用化面臨的最大障礙，據(jù)稱是雙缸發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)原理性增加的處理措施。

小型車也要達(dá)到32km/L

　　鈴木展示了概念車“REGINA”，配備了正在面向小型車開發(fā)的800mL排量直噴渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)（圖6）。據(jù)稱其燃效以32km/L以上*5為目標(biāo)。并稱該車采用的技術(shù)將成為力爭(zhēng)在今后推出的市售車的基礎(chǔ)。設(shè)想配備在比“雨燕”小一圈的小型車（A級(jí)）上。發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸數(shù)和最高輸出功率等性能參數(shù)未公布。但據(jù)稱其壓縮比高，擁有很多可在其他排量發(fā)動(dòng)機(jī)上推開的技術(shù)要素。該發(fā)動(dòng)機(jī)可與新開發(fā)的無(wú)級(jí)變速箱（CVT）和具備減速能量再生功能的怠速停止機(jī)構(gòu)結(jié)合使用。

　　*5：歐州復(fù)合模式的二氧化碳排放量為70g/km以下。

圖6：鈴木的概念車“REGINA”
以新開發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī)和徹底輕量化、降低空氣阻力，配備汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的小型車，其燃效以32km/L以上為目標(biāo)。發(fā)動(dòng)機(jī)的詳情尚未公布。車量為730kg，與輕型車相當(dāng)。

　　REGINA除該發(fā)動(dòng)機(jī)之外，還采用了比現(xiàn)行底盤大約輕100kg的新底盤（包括懸掛等車輪支撐部件）。車輛重量實(shí)現(xiàn)了與輕型車相當(dāng)?shù)?30kg，對(duì)提高燃效作出了貢獻(xiàn)。

　　鈴木還展示了燃效為30.2km/L的“ALTO ECO”的低燃耗技術(shù)。該車在“ALTO”的基礎(chǔ)上，改進(jìn)了發(fā)動(dòng)機(jī)，減輕了車體重量。ALTO ECO的燃效比大發(fā)工業(yè)Mira e：S的30.0km/L高出了0.2km/L。

　　ALTO ECO的發(fā)動(dòng)機(jī)不是ALTO配備的“K6A型”，而是從2011年1月上市的“MR Wagon”開始配備的“RO6A型”。這種新型發(fā)動(dòng)機(jī)徹底減少了滑動(dòng)阻力進(jìn)一步提高了燃效（圖7）。具體為，提高凸輪軸和曲軸軸承的表面粗糙度，把活塞裙（活塞下部的缸徑內(nèi)壁與滑動(dòng)部分）的樹脂涂層改為波狀圖案，使?jié)櫥筒灰琢魇б蕴岣邼?rùn)滑性。還有把曲軸軸承的寬度縮小約10％以降低摩擦等，通過細(xì)微改善的積累，ALTO ECO實(shí)現(xiàn)了輕型車的頂級(jí)燃效。

圖7：鈴木“ALTO ECO”配備的改良RO6A型發(fā)動(dòng)機(jī)
RO6A型已經(jīng)從2011年1月上市的“MR Wagon”開始實(shí)際配備，面向ALTO ECO的改進(jìn)，徹底減少了滑動(dòng)阻力。