东京汽车展2011:零部件制造商篇(2)

燃油经济性・轻量化相关技术、舒适度和豪华度相关技术展出概要

2011/12/30

概 要

 这篇报告主要讲述2011年东京汽车展(2011年12月3日~12月11日举办)上各大零部件制造商推出的各种新技术,包括燃油经济性&轻量化技术、新型变速器、转向技术、提供车内舒适度和豪华度的技术&零部件、安全技术和照明器材等。
 各大整车厂商都将提高内燃机燃效作为最优先解决课题之一。这次车展上,推出了许多燃效和轻量化相关技术。如大金推出了支撑马自达SKYACTIV创驰蓝天技术一角的低速锁止式变矩器。JTEKT推出了支持大发新微型汽车低燃耗的EPS和传动轴等设备。
 变速器方面,NSK推出世界首创FF车用环形CVT,JATCO四种CVT合并成两种推出。
 构成车内舒适度和豪华度的零部件及技术方面,东海理化展出竹制方向盘,MIDORI HOKUYO展出皮革方向盘套和座椅,TS tech(台思)则参考展出了放松型座椅。
 小丝制作所推出了除转弯灯外的所有LED 前照灯(配备新型雷克萨斯GS)和两个第3代LED(单边)构成的LED前照灯。



燃油经济性技术

 针对日本和欧美市场越来越严苛的燃效规定,这次车展上推出了众多提高燃效技术。
 大金推出了支撑马自达SKYACTIV创驰蓝天技术一角的低速锁止式变矩器。NGK推出了在JC08模式检测下,比一般插头节省2.2%燃效的Premium RX插头。
 曙光制动推出开发中的低拖力制动钳。NTN推出定时链的新方案,摩擦力降低定时链在导管上的滑动速度变快。


マツダのSKYACTIVテクノロジーの一翼を担う「低速ロックアップトルクコンバータ」
支撑马自达SKYACTIV创驰蓝天技术一角的“低速锁止式变矩器”
(照片左边4片离合器由大金展出)


低フリクションチェーンレバー & チェーンガイド
低摩擦链条杆& 时规链挡板
(NTN推出的定时链新方案,摩擦力降低定时链在导管上的滑动速度变快)

燃油经济性技术

大金 低速锁止式
变矩器
 新开发液力变矩器,支撑马自达SKYACTIV创驰蓝天技术的一角。目前为止的动力传动结构都以液力耦合器(靠液体与泵轮、涡轮的叶片互相作用来传递扭矩)为主体,现在则尝试以锁止离合器为主体。
 为了增强吸收碰撞能力,采用4片离合器(通常用1片),分散加在摩擦材料上的压力,或者扩大避震弹簧的容量。经过这些变革后,锁止容量从原来的50%扩大至80%,同时提高了加速线性,减少噪音和顿挫感。
舍弗勒 电动VTC  舍弗勒展出了开发中的电动VTC(VTC即Variable Timing Control System,舍弗勒称为Electromechanical Camshaft Phasing System)。该产品有改善排气和节能作用。
UniAir
系统
 此外,舍弗勒还展出了另一种VTC系统UniAir全可变液压气门控制系统。该系统实现无节气门和持续可变,改变汽缸内的有效压缩比,保证均质燃烧。菲亚特商品名MultiAir,克莱斯勒将从菲亚特处导入该技术。
曙光制动 低拖力
制动钳
(开发中)
 制动解除时垫片与转子的轻微接触也会阻止转子旋转,从而影响燃耗。推动垫片的活塞间距只要有微小改变,垫片与转子就有可能碰触,影响制动作用,使驾驶者产生不安。
 低拖力制动钳在微米水平精确控制垫片与转子间距,减少旋转阻力,提高车辆整体的燃油经济性。
 最近,从外部可以看到轮胎内侧的部分中空式铝合金轮的结构越来越常见,人们对制动钳的设计性要求也相应增高。
日信工业 低阻力制动卡钳  日信工业开发出一种新技术,当制动器停止运作时,制动片会自动离开制动盘以提高效率。这次展出的新产品相较传统产品阻力降低85%,燃油经济性提高约1%(换算成车重相当于减轻了20~30kg)。2012年投放市场。
 另外,日信正开发应用于全速度领域的新产品,阻力无限制接近“零”,争取2015年上市。
NGK NGK
Premium RX
插头
 Premium RX插头中首次采用“新材料钌制中心电极”和“白金焊点 + 椭圆形外侧电极”。点火后火焰扩散迅速,发挥出出类拔萃的燃油经济性。2011年6月起发售。
 相较一般插头,在JC08模式下检测燃耗为2.2%,怠速时燃油经济性提高1.9%,起动时间(截至550rpm)缩短0.67,30km/h→70km/h加速度时间缩短0.50秒。
(注)火花塞方面,目前为止一般插头和高燃效铱(贵金属一种)插头主要应用于中型以上级别车型。Premium RX插头采用新材料钌(贵金属一种),进一步提高了燃油经济性。
NTN 低摩擦
杠杆链
& 时规链挡板
现在的定时链在光滑的导管上滑行,使用轴承后,摩擦力最大降低50%,平均降低22%,定时链滑行阻力变小,速度变快,可能节省约1%的燃耗。NTN已向许多整车厂商推荐过该产品,目前正与一家公司联手测试,争取在2014年完成搭配整车。
三叶电机 操控散热器前面开关的电机 (注)  三叶推出了操控散热器前面开关的电机。汽车高速行驶时,关闭散热器前开关可减少空气阻力,从而提高燃油经济性。
 主要出口欧洲。日本全年温度相对较高,长时间驾驶机会也少,散热器前开关一直打开的时间不会很多,因此该系统在日本尚未普及。

(注)散热器前设置的开关应用于通用的雪佛兰科鲁兹Eco(高速公路燃效表现达到42 mpg),其作为提高燃油经济性的一个环节,在美国也被要求使用。
资料来源:2011年东京汽车展上发布资料、展出产品等,下同。

 



轻量化技术

 丰田自动织机展出了普锐斯α的树脂制全景天窗。
 株式会社万开发的后桥横梁首次导入激光拼焊毛坯工艺,应用于本田新微型汽车N BOX。
 日发展出了中空轻量化螺旋弹簧。JTEKT则展出了供货给大发新微型汽车的轻量化电动助力转向系统、轮毂单元和传动轴。


内部を中空にして25%程度の軽量化を図るHollow Coil Spring
通过内部中空实现25%左右轻量化的Hollow Coil Spring
(照片中央的螺旋弹簧由日本发条展出)


JTEKTが出展した、軽量化したハブユニット
JTEKT展出轻量化轮毂单元(配备大发新微型汽车)

轻量化技术

丰田自动织机 树脂全景天窗  展出了Prius α配备的树脂全景天窗。在聚碳酸酯树脂表面涂硬质薄膜,相比玻璃车顶轻约8kg(40%),由此成功量产化世界最大面积(约1.6m2)树脂车窗。
树脂角窗  展出了雷克萨斯LFA配备的树脂角窗和分区。材料都是聚碳酸酯。
丰田合成 超薄轻巧
保险杠
 采用高刚性薄型材料,通过CAE设计保险杠厚度(强度),标准为3毫米,但最薄处达到1.5毫米,实现约20%的轻量化。作为可选配件,用于丰田Wish的前端保险杠。设计时尚也是一大特点。该产品生产成本较高,今后将在对应轻量化要求的同时,逐渐降低成本。
树脂制加油管  用树脂代替传统的金属材料,实现约50%的轻量化,重量降到1kg以下。高密度聚乙烯制5层构造提高了阻隔性(防止燃油气化后外漏)和耐久性,波纹管构造又增加了强度和耐冲击性。应用于丰田iQ/Vitz/Ractis等。
泰极 新型
座椅架构
 展出了新型座椅架构。电动款式和手动款式的设计大部分重叠,因此泰极零部件种类成功削减23%,重量降低30%以上。泰极还通过设置各种设备,尽可能减少零部件变更。
 2012年起在全球范围内量产。针对各种车型,或使用当地材料在新兴国生产,力争被越来越多的整车厂商所采用。
株式会社万 采用激光拼焊毛坯工艺制造的
后桥横梁
 激光拼焊毛坯工艺是将不同材料、厚度的平板材料焊接在一起后,对其进行冲压成形,使其成为所需零部件的工艺。所使用冲压模具数量减少,收益率提高。
 该工艺已经应用于生产前悬架件中,成功减轻了车身重量,降低了成本。但目前为止,该工艺都用于生产不需要承受太大压力的零部件,要生产需承受强扭力的后悬架零部件,仍旧十分困难。
 株式会社万证明,比一般弧焊时所需温度高的等离子焊接接合的部分接近原始材质,基于这点,万开发出世界首件采用激光拼焊毛坯工艺生产的后桥横梁。该工艺用于焊接本田“N BOX”后桥横梁的拖曳臂和扭杆,实现轻量化。
日本发条 Hollow Coil
Spring
 采用高强度中空管,实现25%左右轻量化的悬架螺旋弹簧。强度等同于实心管,外径略粗,成本不低。预定2015年提供样品。
Fully Stressed
Design
Coil Spring
 在Hollow Coil Spring的条件上,加上按照矩形分布改变材料管径,使受力均匀(受力大的部分管径加粗),实现15%左右的轻量化。预定2016年提供样品。
供货给大发新微型汽车
JTEKT 微型汽车用
EPS
 特别款微型汽车(简化架构,削减使用零部件数量等),因采用新技术,实现了18%的轻量化,同时降低了成本。
轻量化
轮毂单元
 通过对鼓式制动器和轮毂单元的强度分析,实现了轻量化,降低了扭矩(减少滚动损失)和成本,燃油经济性提高0.8%。
小型轻量化
传动轴
 活用分析技术,设计出最佳形状的传动轴,实现小型轻量化。其中外径减少4%,重量削减200g(8%)。

 

 



新型变速器

 爱信AI展出了丰田86、斯巴鲁BRZ配置的6速MT。
  NSK展出了配置FF车的环形CVT,这在世界上尚属首次。该产品燃油经济性表现比多段AT和带式CVT更优秀,NSK向全球整车厂商推荐。
 JATCO原来生产四种不同发动机尺寸的CVT,现在合并成两种。继2009年投产世界首款带副变速器的“Jatco CVT7”(微型汽车和小型车用)后,2012年将投产“Jatco CVT8”,配置2.0L—3.5L排量的中大型车“Jatco CVT8”。


アイシンAIが出展した、FR 6速MT
爱信AI:FR 6速MT(丰田86和斯巴鲁BRZ配置)


FF車用トロイダルCVTの試作品
燃油经济性比多段AT和带式CVT高,FF车用环形CVT试制品(NSK展出)


VWのDCT "DQ500"、NSKが金色部分の構成部品を供給する
大众DCT“DQ500”,由NSK提供金色部分的构成配件


2012年に生産開始する中・大型FF車用CVT「ジヤトコCVT8」
2012年投产的中重型FF车用CVT“JATCO CVT8”

变速器

爱信AI FR车用MT  实现了短距离活塞行程和舒适换挡。配置车型:丰田86和斯巴鲁BRZ。
爱信AW 中容量FF6速AT  配置车型:Peugeot 308、3008、 RCZ、 508、 5008、 408、 Citroen C5、DS4、 DS5、 Fiat 500 。
小容量CVT  采用新开发液力变矩器和低摩擦材料后,燃油经济性比上一代车型提高3.9%(10・15检测模式下燃耗)。配置车型:第3代丰田Vitz(2010年12月发售)、第2代Ractis(同年11月发售),Vitz的1.3L 2WD怠速停止车燃耗表现最优异,达到26.5km/L。
NSK FF车用
环形CVT
 传统环形CVT因所占空间大,只能配置大型后轮驱动车。这次新开发CVT的变速器(变速器中心部的盘和转子)速比缩短23%,重量下降27%,因此成功配置FF车,这在世界上尚属首次。
 允许扭矩从390Nm扩大至400Nm,可用于3.5L车型。速比从4.33扩大至6.5范围。多档位减少了发动机旋转次数。有比多段AT和带式CVT更优秀的燃油经济性表现。
大众DCT
“DQ500”
 展出了大众2009年投产的DCT双离合器变速器(Dual Clutch Transmission) “DQ500”的切割模型。其组成配件由NSK提供。DQ500能够承受600Nm的扭矩,针对大型车的横置发动机,配套7速湿式离合器。
JATCO 4速AT  FF小型车用4速AT刷新了21年纪录,实现全长缩短11%、重量减轻15%、零部件数量削减16%。在日本和中国生产。
 日本产4速AT主要用于微型汽车和出口全球的车型。
 中国产主要用于低成本入门级车,如日产March(中国也生产CVT,但4速AT成本更低)。

 

JATCO:四种CVT合并成两种

现有・传统型 新型
型号 主要配置车型 型号 主要配置车型
微型汽车 各种微型汽车车型 Jatco CVT7 日产March/Juke、铃木Swift、Wagon R
(应用于所有微型汽车和1.5L~1.6L驱动系统)
小型车用 日产Tiida、Cube、Wingroad
中型车用 日产Serena/Dualis、三菱RVR Jatco CVT8 应用于2.0L~3.5L驱动系统。
2012年配置日产北美发售新车型,以此为契机,在全球投产。
大型车用 日产Altima/Elgrand/Teana/Quest
(注) 1. CVT7是世界首款带副变速器的CVT,2009年起配置微型汽车及小型车。
2. CVT8应用于2.0~3.5L车。其中,2.0L~2.5L车用速比最宽,达到7.0,摩擦降低约40%。CVT8系列整体燃油经济性比同公司产传统CVT提升约10%(尚未开始量产,所以没有具体数据)。2012年初起,依次在墨西哥和日产投产。
3. JATCO在日本、墨西哥和中国生产,现正在泰国建造工厂。

 

 



转向技术

 JTEKT(捷太格特)开发出电控式齿轮比可变机构与高功率齿条式电动助力方向盘一体化的IFS智能前转向系统,其在这次车展上以产品和录像的方式介绍了该系统。
 爱信精机展出了应用于新型雷克萨斯GS的主动后轮转向装置。
 三菱电机展出了2013年发售的世界最小、最轻的EPS用电机控制单元。


アイシン精機が出展した、アクティブリヤステアリング用アクチュエーター
爱信精机:主动后轮转向系统执行器
(配置丰田新型雷克萨斯GS)


三菱電機が出展した、次世代パワーステアリング用モータコントローラユニット
三菱电机:新型助力转向系统用电机控制器单元

转向技术

智能前转向系统
JTEKT 智能前转向
(IFS)
 JTEKT(捷太格特)开发出IFS智能前转向系统Intelligent Front Steering),将电控式齿轮比可变机构(E-VGR)与高功率齿条式电动助力方向盘(RD-EPS)一体化,由此实现了产品小型化,更易配置。
 丰田汽车作为VDIM(Vehicle Dynamics Integrated Management)车辆综合控制的一环导入该系统,纠正转向不足或过度,提高了驾驶安全性。该系统配置雷克萨斯的所有车型和皇冠Majesta等。
电控式齿轮比可变机构
(E-VGR)
 可根据车速改变转向齿轮比,在高速行驶时降低,在低速行驶时则提高。
高功率齿条式电动助力方向盘
(RD-EPS)
 内置高效无刷DC马达及多分割齿,提高了线圈效率。

(注)E-VGR:Electronically Controlled Variable Ratio Steering、RD-EPS:Rack direct-drive type electric power system。

主动后轮转向系统
爱信精机 主动后轮转向用
执行器
 同时驱动前后轮。低速行驶时,后轮与前轮运动方向相反,车辆回转半径变小,更易转弯。高速变道时,后轮与前轮运动方向相同,提高驾驶安全性。
 配备雷诺Laguna和新型丰田雷克萨斯GS。有了该执行器,新型GS不再需要前一代车型配备的主动(电动)稳定杆。
动力转向技术
JTEKT
可变流量
控制泵
 大型车配备的液压式助力转向系统内通常有带小型电磁阀的液体泵,会根据车速和转向角度控制相应的液体流出量,节省50%燃耗(通常情况下,液压助力转向系统会根据发动机动力控制液体流出量)。
电动泵式液压
助力转向器
 电动泵起动、液压推动的助力转向装置。借助液压助力转向,减轻发动机负担,提高燃油经济性。将应用于日产Elgrand和马自达Axela等。
 液压助力转向器转向时强劲有力,令人难以割舍。即使在EPS普及的今天,仍旧为许多大型车所钟爱。
三菱电机 EPS用
电机控制单元
 三菱电机将电机与控制器合为一体,使产品体积缩减至传统产品的50%,重量减轻至30%。根据2010年9月末公司调查,该电机控制单元是世界上最小最轻的。三菱电机将于2013年投放市场。
 三菱电机自1988年开发出世界首款EPS用电机、作为Tier 2供货给光洋精工(现JTEKT)后,现在EPS用电机全球占有率仍为20%,排名第1。第2位是电装集团下的阿斯莫股份公司(Asmo)。

 

 



车内舒适度和豪华度

 东海理化展出竹制方向盘。皮革供应商MIDORI HOKUYO展出皮革方向盘套和门饰、座椅。丰田合成展出了加热方向盘。

 丰田纺织则展出了四人乘坐运动型座椅和相应的新造型概念车T-Brain。


東海理化が出展した、竹製ステアリングホイール
东海理化:竹制方向盘(新型雷克萨斯GS 450h的可选项目)
(照片右侧是用来制造方向盘的竹子)


ミドリホクヨーが出展した、Lexus LS用ハンドルループ
MIDORI HOKUYO:雷克萨斯LS用方向盘套
(方向盘由丰田合成生产,中央喇叭垫下内置安全气囊)


豊田合成が出展した、コックピットモジュールコンセプト
丰田合成:车内模块化概念


トヨタ紡織が出展した、移動空間モデル"T-Brain"
丰田纺织:移动车型“T-Brain”,左侧鸥翼门打开


"座ること"の理想形を追求した「リラックスシート」
TS tech:追求乘坐舒适度的“放松型座椅”

车内舒适度和豪华度相关零部件及技术

爱信精机 全景天窗  车顶全部用玻璃制成,外观漂亮。应用于普锐斯、接穗tC(北美)、雷克萨斯ES(同)。普锐斯内置太阳板,提供泊车时换气系统用电力。
东海理化 竹制方向盘  天然竹子制造的方向盘质地优良,触感舒适,成为新型丰田雷克萨斯GS 450h的可选项目。
MIDORI HOKUYO 革制方向盘套  丰田雷克萨斯LS的皮革制方向盘套(方向盘由丰田合成生产)。喇叭垫内置安全气囊,为保证其正常运作,也采用革制。
 用于丰田雷克萨斯LFA的方向盘套(方向盘由丰田合成生产)。
革制座椅  各整车厂商展出了各自的革制座椅样品。面向日本国内的中型以上级别车均采用革制座椅。出口车中,本田飞度和铃木Escudo等采用革制座椅。
丰田合成 加热方向盘  方向盘配备加热功能后,即使在寒冷季节,也能舒适操作。目前已准备配备丰田雷克萨斯LS,今后,也争取应用于EV/HV。该产品另一好处是驾驶者的手直接在方向盘上取暖后,车内暖气可适度调低,从而节省燃耗和蓄电池耗电。
车内模块化概念  提出了融IT技术与手工艺于一体的近未来车内模块化概念。触屏式高端人机界面HMI(Human Machine Interface),加上皮革・木纹・金属与LED的组合,将给车内饰带来精彩的变化。
电装 远程触屏控制器  配备中控台,驾驶者可以就近操作导航、音响、空调等功能。操作旋钮连接显示屏上指针,像鼠标一样,可以自由将指针往上下左右移动。该产品将应用于丰田雷克萨斯RX/HS/CT/LFA。
丰田纺织 移动车型
T-Brain
 这款概念车打着“一家四口共同体验刺激移动空间”的口号,提供了四人乘坐运动型座椅,增强了身体与座椅的一体感,增添了驾驶舒适性与乐趣。
TS tech 放松型座椅 一键便能体验的理想型座椅。采用手感良好的皮革材料和油漆涂料,重视细节。这款产品世界首次亮相。
智能座椅  转弯时,座椅配合驾驶者坐姿进行自动调节,带来人车一体感,能够充分享受驾驶乐趣。另外配备“侧支承功能”抑制转弯时身体的过分移动,“座椅靠背表面可变机构”又能辅助旋转方向盘时的肩部运动,从各方面辅助驾驶。世界首次亮相。

 

 



安全性技术

 德国大陆开发出一款可向驾驶者反馈信息的加速力反馈踏板Accelerator Force Feedback Pedal。当驾驶者处于危险情况或驾驶不当时,电机启动,系统会通过增加加速踏板的反作用力来提出警告。这种警告比警告灯和警报音更为有效。
 U-SHIN展出了刹车灯开关,该产品没有机械触点,通过捕捉磁通密度的变化来控制刹车灯的导通/截止。

安全性技术

德国大陆 加速力反馈踏板(Accelerator Force
Feedback Pedal)
 在过于接近前方行驶车辆时,系统反馈信息,启动电机,增加加速踏板的反作用力,来对驾驶者提出警告。该产品有助于提高驾驶安全性。此外,在加速过猛或过快时,系统也会提出警告,有助节省燃耗。经实验证明,最大可节省7%燃耗。
 实验还证明,这种警告比警告灯和警报音更为强烈有效。该系统可单独运作,也可和摄像头等驾驶辅助系统组合运作。
 日产风雅将其命名为“智能踏板”。
U-SHIN 无机械式触点
刹车灯开关
 无机械式触点,通过霍尔IC检测磁通密度变化,进行刹车灯导通/截止的切换。普通机械式触点开关通过物理动作来进行导通/截止的切换,触点反复使用容易老化,而且,由于结构上很难做到电路部分与外界的完全隔离,容易出现异物侵入,产生问题。目前正向各整车厂商推销该产品中。
无触点开关  和“无机械式触点开关”原理相同,通过金属板靠近产生磁场来切换开关,“无机械式触点开关”尚留的一处物理触点没有了。
斯坦利电气 红外线
影像输入
 利用摄像头拍摄目标物红外线影像,从中检测出轮廓,在此基础上辨别特定动作。同时,还能测量出红外线照射到目标物后的返回时间(TOF: Time of Flight),掌握单凭影像很难获取的位置与距离信息。

 

 



照明设备:小丝制作所展出All LED Headlamp

 小丝制作所展出的概念车配备全自控照明系统,车身也承担部分照明功能。
 目前为止,LED灯仅用于辅灯。这次,小丝展出了“All LED Headlamp”(转弯灯除外),配备2012年初上市的新型雷克萨斯GS 450h。
 随着LED性能提高,2011年12月微改型丰田普锐斯和新型雷克萨斯GS 450h都在单侧配备了2个LED前照灯。斯坦利电气展出了2个单侧前照灯。这样的配置进一步节省了耗电。

小糸製作所が出展した、コンセプトカー「次世代のライティング」
小丝制作所:概念车的“新型照明”


小糸製作所が出展した、All LED Headlamp(新型Lexus GS 450hが搭載)
小丝制作所:All LED Headlamp(配备新型雷克萨斯GS 450h)

照明设备

小丝制作所 新型照明  展出了带新型照明系统的概念车。全自动调节车灯的开/关、亮度、辅灯/远光灯切换等。另外汽车各部分经照明导通后都可显示汽车状况,如电池的充电状况等。
远光灯可调
前照灯
(ADB)
 展出了新型前照灯系统ADB(Adaptive Driving Beam Headlamp)。在远光灯照射状态下,通过摄像头检测到前方同向及对向车辆接近时,配合车速传感器和转向角传感器,自动切换配光,防止同向及对向车辆的驾驶者产生炫目感,同时扩大前方驾驶视野。
 在已经投入使用的适应性前灯照明系统(AFS)中,辅灯配合转向角切换照明方向。ADB比AFS对系统的精确度要求更高,技术难度也更大。
All LED
Headlamp
 2011年东京汽车展上展出的这款All LED Headlamp将搭配2012年初上市的新型雷克萨斯GS 450h。除了转弯灯外,远光灯、夜视用红外线灯全部LED化。
 目前为止,只有辅灯采用LED。随着LED性能提高,采用为数不多的LED就能达到照明标准,因此才实现了ALL LED headlamp配置。
2个LED
前照灯
 小丝制作所在2007年发售的雷克萨斯LS 600h单边配备了5个LED前照灯(小丝称作第1代),2009年起换作3个第2代LED前照灯。2011年12月,微改型普锐斯和2012年初上市的新型雷克萨斯GS450h将配备2个第3代LED前照灯。
斯坦利电气 LED前照灯
(量产)
 现使用3个LED,LED前照灯模块重量1,000g,配套给三菱i-MiEV(通过显示面板介绍,下同)。
LED前照灯
(开发)
 正在开发更高效的LED,2个LED,LED前照灯模块轻量化,重量只有400g。

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