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涡轮增压器:从环保“反派”变身环保“王牌”【2】

2013年03月05日08:49    来源:人民网-财经频道

机械增压器不会发生响应延迟的特点获得好评,并被“超小型化”汽车所采用。最具有代表性的就是日产汽车公司全面改进、将排量从1.5升减小至1.2升的“NOTE”。该车配备了装有机械增压器的“HR12DDR”新型直喷发动机,每升燃效最高可达到25.2km(JC08模式),比上一代车型提高了四成。

对实现如此高的燃效作出贡献的是名为“米勒循环”的机制。可为防止吸气量过多而进行调节,从而成功减少了名为泵气损失的内部阻力。

另一方面,因限制了吸气量,输出功率也会降低,这是米勒循环的缺点。在日产开发HR12DDR的岸一昭强调说:“低转速区的实际排量与900cc发动机同等。”

如果吸气时送入压缩空气,会产生功率,但估计采用这一实际排量时,涡轮增压器的涡轮机无法充分转动。因此,日产采用了美国伊顿(Eaton)公司的机械增压器。机械增压器内部设有螺旋状转子,转子旋转时,会向汽缸推出空气。日产称,装载较重的行李或者爬坡时,可启动机械增压器立即增压,从而输出与1.5升发动机相当的功率。

因机械增压器从发动机取出动力,所以工作时燃效效率会降低。因此,日产还准备了不使用时可断开机械增压器和发动机动力的机构。

涡轮增压器和机械增压器虽同为增压器,但擅长领域不同。因此,大众公司还推出了同时配备机械增压器和涡轮增压器的汽车。尽管这样部件重量会增大,但可在低速区使用机械增压器,在高速区使用涡轮增压器,同时发挥二者的优势。

三菱重工及IHI等打算通过在新一代涡轮增压器上安装电动压缩机,来消除涡轮迟滞现象。不仅可产生与大众配备两种增压器的汽车相同的效果,而且能够减轻部件重量。

日本企业紧追美国厂商

涡轮增压器的全球市场一直由排名前四的企业垄断。第一位是美国霍尼韦尔公司,第二位是美国博格华纳公司。日本的IHI和三菱重工均认为自己排名第三,两公司进行着激烈的竞争。近年来,德国博世公司与德国玛勒(Mahle公司)的联合出资企业及德国大陆公司两家部件厂商也涉足了该市场,但尚无法发挥很大的影响力,日美四家公司的核心地位仍然不可动摇。

IHI部长武井称:“需要在1000度高热环境下每分钟转速最大达到20万。而且要求具备行驶20万km也不会损坏的耐久性。”较高的流体分析技术、具备较高耐久性和耐热性的材料与构造设计、降低噪声的技术、用来验证与发动机的匹配情况的模拟技术,随便拿出其中一项技术,也不可能在朝夕之间掌握,目前的涡轮增压器正是这些技术的结晶。正因为四家公司在船舶涡轮机、飞机的喷气发动机用涡轮增压器等方面积累了技术经验,才能够参与技术竞争。

而且,因为涡轮增压器与汽车的心脏部位——发动机的开发密切相关,所以还需要与汽车厂商开展长期合作。虽为模拟机械部件,但新兴市场国家的厂商却难以效仿,其原因也正在于此。

三菱重工还改进了制造技术,并开始在相模原制作所采用切削铝材料的方式生产压缩机用叶轮。通用机车与坦克事业本部涡轮事业部事业部长梶野武表示:“可以实现以前铸造工艺无法制造的复杂叶片形状,有望提高空气压缩性能。”该公司还在研究涡轮机使用的、更硬的镍合金材料的切削生产技术。

三菱重工2011年底在美国印第安纳州设立了涡轮增压器生产基地,并宣布2014年秋季开始量产。IHI打算在2013年2月底之前从德国戴姆勒公司手中收购涡轮增压器合资公司的49%股份,使其变成自己的全资子公司。还打算向戴姆勒继续供应涡轮增压器,并扩大与其他大型汽车公司的业务。

IHI表示,“目标是2015年获得25%以上的世界份额,之后获得30%的份额”。三菱重工则表示,“目标是2016年获得30%的份额”。尽管日本企业在混合动力车等环保车技术方面处于全球领先高水平,但在涡轮增压器等增压器领域还只是挑战者。因为环保性能是日本车的竞争力核心,所以日本企业也要力争在备受关注的增压器领域达到全球一流水平。(日经技术在线! 供稿) 

(责任编辑:值班编辑、庄红韬)

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