SAE 2013 World Congress (2): 零部件厂家的展会采访

动力总成系统・零部件及模拟器的展出

2013/05/15

概 要

 以下为在美国底特律举行的SAE 2013 World Congress (2013年4月16日~18日)中,汽车零部件供应商及素材厂商的出展概要。

 今年该展会以“Achieving Efficiency”为主题,展出了汽车轻量化及提高动力总成效率、通过汽车的电动化削减燃耗的相关技术和零部件。今年整车厂的展位数量与去年、前年相同,为6家,观展人数则从去年的9,000人增加至约10,000人,零部件及素材厂家的展位数量也较去年略微增加至170家。

 以生产、销量均从雷曼危机中恢复的美国汽车行业为背景,今年1月底特律车展呈现出一派繁荣的景象。对比之下,同在Cobo Hall举行的SAE会场则氛围安静,与6~7年前SAE World Congress人、参展车辆众多、展出零部件纷呈的热闹景象相去甚远。

 
相关报告: SAE 2013 World Congress (1): 整车厂展示的采访报告

          2013年底特律汽车展: 美国整车厂的展出采访日韩中整车厂的展出采访



采埃孚展出复合树脂制动器踏板及使用树脂和铝材质的滑柱

 担任今年SAE World Congress干事公司的克莱斯勒旁边的较大展位,同为干事公司的采埃孚集团展出了使用树脂和铝的轻量化零部件。

轻量滑柱模块

 采埃孚展出轻量滑柱・车轮・承架・模块的试作品。目前,将使用铁和铝制造的滑柱转换为GFRP(玻璃纤维强化树脂)、铝、高拉力钢,使重量减轻约一半,并通过减少弹簧重量,提高燃效和驾驶性能。滑柱支承和螺旋弹簧使用GFRP成型、滑柱部位为铝一体铸造。

 目前,公司正在设计将为整车厂分别配套的零部件,以组装好的状态交付。

軽量ストラット・ホイール・キャリアー・モジュール
轻量滑柱・车轮・承架・模块
軽量ストラット・ホイール・キャリアー・モジュールの樹脂製スプリング部
轻量滑柱・车轮・承架・
模块的树脂制弹簧部位

 

树脂制动踏板

 采埃孚作为材料制造商展出了通过玻璃纤维和聚酰胺纤维片强化的复合树脂制动踏板。重量为铁制踏板的约50%,另外由于可1次射出成型生产,所以生产成本较低。

樹脂製ブレーキペダル
树脂制动踏板

 

8速AT和9速AT

 采埃孚还展出用于FR的8速AT和用于横置发动机的9速AT。用于FR的8速AT目前在与采埃孚签订许可协议的克莱斯勒的美国工厂生产,计划搭载于克莱斯勒 300、Dodge Charger、Jeep Grand Cherokee。CO2排放量与传统的6速AT相比减少6%~11%。

 9速AT在采埃孚的南卡罗来纳州工厂生产,将搭载于2014年款Jeep Cherokee等车型中。该9速AT开发用于横置发动机,可搭载于FF、4WD车,使用带锁止的液力变矩器。采埃孚的该9速AT获得了2013年SAE World Congress的10佳技术奖。

ZF製FR用8速AT
采埃孚产用于FR的8速AT
ZF製9速AT
采埃孚产9速AT

 

 



美国日立金属展出削减稀土使用量的电机部材等

省稀土的发动机用钕磁铁

 用于HV、EV、电动动力转向等的电机中采用磁力较强的钕磁铁,为了提高其耐热性,需添加价格高昂的稀土-。日立金属与整车厂共同开发出名为DDMagic的技术,可将高效蒸发扩散至磁铁的微细结晶中,以减少稀土的添加量。

 另外,作为汽车启动电机及家电电机的钕粉末磁铁的替代材料,开发出叫做NMF12的粉末铁素体磁铁,1989年起在美国生产,更新一代的铁素体磁铁还在开发中。目前仅在日本生产的可减少添加量的钕磁铁将从2013年开始在美国生产,为电机制造商配套。REMI及东芝等厂家已开始在北美生产汽车电机,但日立金属尚未明确。

 日立金属通过蒸发扩散,以减少其使用量的技术获得2013年SAE World Congress的10佳技术奖。

レアアースのジスプロシウム添加量削減技術の説明パネル
削减稀土添加量技术的解说板
レアアースのジスプロシウムが使われているネオジム磁石
使用稀土的钕磁铁

 

涡轮增压机壳体及用于排气歧管的耐热铸钢

 日立金属还展出可承受1050℃高温的发动机尾气的耐热铸钢的解说板。由于各整车厂为了提高燃效均在推动发动机的小型化,因此涡轮增压机的产量增加。该耐热铸钢(奥氏体不锈钢铸钢)用于高温化涡轮发动机的排气歧管、涡轮机壳体、涡轮机的废气旁通中。

 据日立金属预测,全球生产的汽车发动机(包含柴油发动机),其涡轮安装率将从2012年的22%到2015年增加至近50%,预计今后耐热铸钢的需求还将进一步扩大。(Marklines注:2012MY北美生产车的涡轮发动机比例为11.3%)

アルミホイールや耐熱鋳鋼の説明パネル
铝制车轮及耐热铸钢的解说板
ピストンリング、CVTベルト用材料の説明パネル
活塞环、CVT带材料的解说板
ターボチャージャーのタービン翼などの説明パネル
涡轮增压的涡轮机翼等的解说板

 

 

 



SL展出Around View Monitoring系统

 SL Corporation为生产大灯、AT换档杆、制动踏板等产品的全球企业,在韩国、中国、美国、印度、斯洛伐克设有工厂。现代汽车的卡车QZ采用了SL的Around View Monitoring系统,在左右后3处安装摄像头,可通过仪表板上的监控画面,确认车辆周围的行人及障碍物。

 SL目前正在为美国整车厂的乘用车开发可对前后左右进行监控的由4个摄像头组成的Around View Monitoring系统,考虑采用高画质的HD监控器。该系统不仅可以确认车辆周围的状况,还拥有在纵列・横向停车时提供支持、检测盲区行驶车辆、记录前方区域图像的功能。

Around View Monitoringシステムの説明パネル
Around View Monitoring系统的解说板

 

 



Jatco展出2款CVT

 Jatco展出带副变速器的CVT7、和用于2.0L~3.5L发动机搭载FF车的CVT8。 2款CVT均为与日产共同开发,拥有2段副变速器的CVT7通过扩大速比范围,减少发动机的旋转,提高燃效。CVT7除在日本和中国生产外,2012年下半年还开始在墨西哥生产。另外泰国目前正在建设中的新工厂也将从2013年开始生产,计划搭载于在泰国生产的日产MARCH。

副変速機の付いた小型車用のCVT7
带副变速器的小型车用CVT7
CVT7の概要
CVT7的概要

 

 CVT8对应2.0L到3.5L发动机,搭载于美国日产生产的Altima。CVT8除在日本还在Jatco的墨西哥工厂生产,另外2013年起还在中国生产。CVT7和CVT8的主要特征如下。

2.0Lから3.5Lエンジン搭載FF車用CVT8
2.0L到3.5L发动机搭载FF车用CVT8
CVT8の概要
CVT8的概要

 

特征 搭载车型 生产国家
CVT7 ・ 通过增加副变速器扩大速比范围,同时改善启动时的响应和高速行驶时的安静性
・ 较传统产品实现全长10%、重量13%的小型化、通过确保油面与皮带与滑轮的距离,降低机油搅拌阻力30%
日产、三菱、铃木的日本生产微型及小型车、泰国生产的日产MARCH 日本
中国
墨西哥
泰国(2013~)
CVT8 (2.0~2.5 L发动机级别)
・ 速比范围扩大17%,6.0→7.0
・ CVT的摩擦降低约40%(CVT8整体)
・ 扩大锁止范围(采用低刚性锁止阻尼器)
・ 通过机油泵的小型化扩大滑轮的受压面积,减少漏油量
・ 设置挡板,降低机油搅拌阻力
・ 通过采用低粘度机油,提高燃效10%以上
2.0~3.5L发动机搭载FF车、美国日产生产的ALTIMA等 日本
墨西哥
中国(2013~)

 

 



德尔福展出手机的车载无线充电系统等

手机的车载无线充电系统

 德尔福与手机制造商三星共同开发手机等的车载无线充电系统。该系统无需电线及适配器,设备置于车内的任何地方均可安全充电,可同时为若干设备充电。该无线充电系统利用电磁场的共鸣技术,在标准规格的制定等方面还存在课题。目前处于开发阶段,计划搭载于2015年款车辆中。

Wireless Consumer Device Chargingの概要
Wireless Consumer Device Charging的概要
センターコンソールなどに置くだけで充電可能なシステム
只要放置在中控台等位置即可充电的系统
写真上側の携帯電話がワイアレス充電対応。市販の携帯電話(下)よりもやや厚い。
图片上侧的手机对应无线充电。
较市售的手机(下)略厚。

 

重卡用柴油发动机搭载的超高压共轨系统

 德尔福展出为重卡用柴油发动机开发的称为F2e的超高压共轨系统。有传统的“Non-pumping” Injector和利用凸轮轴驱动的Pumping Injector 2种喷射器,区分使用。燃压最大为2,500到3,000气压。搭载于发动机排放量为9L到16L的大型柴油发动机(1气缸的排放量为1.5L到2.6L),2012年开始生产。目标为应对欧洲的尾气排放标准Euro VI等。

F2e超高圧コモンレールシステム
F2e超高压共轨系统
F2e超高圧コモンレールシステムの高圧燃料ポンプ
F2e超高压共轨系统的高压燃料泵
F2e超高圧コモンレールシステムのNon-pumping Injector
F2e超高压共轨系统的Non-pumping Injector

 

Delphi Multec Diesel Common Rail System

 此外,德尔福还展出于2010年起搭载于大众小型乘用车1.2L、3缸柴油发动机的叫做Multec的共轨系统。加压至2000气压的柱塞式燃料泵可覆盖至2.2L的发动机。搭载Multec共轨系统的VW Polo的CO2排放量为87g/km。

Multecコモンレールシステム
Multec共轨系统
Multecコモンレールシステムのプランジャー式燃料ポンプ
Multec共轨系统的柱塞式燃料泵
Multecコモンレールシステムのインジェクター
Multec共轨系统的喷射器

 

 



Parker Hannifin展出永磁交流电机及高压车载逆变器

 Parker Hannifin展出永磁交流电机及高压车载逆变器。均使用于建设重卡及配送厢型车、F1赛车、燃料电池车、PHV(Terex公司)等。

DCモーター
永磁交流电机
DC-DCコンバーター
高压车载逆变器

 

 



Pyung Hwa Industrial展出阻尼系统

 Pyung Hwa与Pavco为集团公司,Pyung Hwa生产、销售加油软管及防止气体蒸发的燃管类,Pavco生产、销售发动机悬置等缓震零部件。在韩国、中国、印度设有生产基地、在美国乔治亚州设有仓库,除为现代・起亚、通用配套外,还为大众及宝马进行欧洲出口。为美国现代・起亚配套的产品主要从韩国及印度出口。Pavco的销售额(约200亿日元)中,现代・起亚占61%、通用占19%、欧洲出口占20%。

エンジンマウント
发动机悬置
ダンパープーリー
阻尼器滑轮
ホース類
软管类

 

 Pyung Hwa目前正在开发叫做Active Dynamic Mount System的利用电子控制的车身缓震系统。该系统通过介入可制造出与发动机震动相反相位的电制发动机悬置,将发动机搭载于车身,切断发动机震动的传播,预计今年或明年搭载于现代汽车的高级4门车型中。

Active Dynamic Mount Systemの概要
Active Dynamic Mount System的概要
Active Mount の断面
Active Mount 的截面

 

 



Core Molding Technologies实现复合树脂挡泥板的进一步轻量化

 从事重型及中型卡车车身外板等产品成型的Core展出了正在开发中的前挡泥板。该零部件使用GFRP(玻璃纤维强化树脂)之一的叫做Sheet Molding Compound(SMC)的玻璃纤维用于辅助强化材料,对热硬化性树脂压缩成型,较PP及通用挡泥板等热可塑性树脂相比,刚性及拉伸强度较高,且比铁板轻,因此可用于车身外板及轻型皮卡的载货台等,为轻量化做出贡献。

 Core开发叫做Ultra Low Density SMC的低比重1.18 的SMC材料,用于中型卡车前挡泥板的成型,并与比重1.9的SMC成型现行量产品进行了比较展示。使用低比重SMC材料的零部件重量为10Lbs,与既存品减轻6Lbs(约3kg)。外观品质几乎没有变化。


 为了应对美国严格化的燃效标准,整车厂及卡车制造商在扩大铝材料使用范围的同时,还将车身外板的树脂化及复合材料的应用作为车身轻量化的项目进行探讨。据Core宣传,Ultra Low Density SMC的物理性质几乎与SMC相同,前挡泥板在Core压缩成型后涂上底漆,配套给卡车制造商。轻量化挡泥板若通过品质确认,将于今年内开始量产。

左は従来の比重1.9のSMCで、右が新開発の低比重1.18の新SMC材で成形したフロントフェンダー。
左边为传统的比重1.9的SMC、右边为新开发的低比重1.18的
新SMC材料成型的前挡泥板。

 

 



复合材料制造商BMCI展出包胶模传感器

 Bulk Molding Compounds, Inc. (BMCI)展出利用玻璃纤维强化热硬化树脂的复合材料进行包胶模处理的传感器。该转子位置传感器用于变速器中,可在高温机油的恶略环境中使用。BMCI使用具有优良耐热性、尺寸稳定性、耐腐蚀性的热硬化性树脂复合材料(该材料名与公司名同为BMC),通过射出成型对传感器进行包胶模(Capsulate)处理。

 利用BMC材料进行零部件成型时,对传感器本身及电子回路不造成损坏,另外由于BMC材料在低温到超过150℃的高温下尺寸变化较小,因此机油及水分不会进入传感器内部。BMCI目前与10家左右公司共同开发预计用于发动机及变速器等产品的使用BMC材料的传感器。将传感器等电子零部件利用BMC材料进行包胶模处理的零部件,目前还用于HV及EV的电机中。

T/Mに使うローターポジションセンサーをオーバーモールドした部品
将用于T/M的转子位置传感器进行包胶模处理的零部件

 

 



FEV展出应对EURO6开发的发动机等

应对EURO6的柴油发动机

 FEV展出正在开发中的对应欧洲EURO6及美国称为TIER2BIN5的尾气排放标准、且CO2排放量较少的柴油发动机。装备2,000气压的共轨系统、提升量可切换为4.8mm和8.0mm的2-STEP可变气门升程(VVL)、水冷式低压EGR和高压EGR、带中央制冷的2级涡轮、可变气门正时器(VVT)等。最高输出功率为220hp或相当每1.0L排放量为100kW、燃料消耗量FEV较以前试作的发动机减少17%。2及涡轮还用于量产发动机中,但柴油发动机的进气侧VVL及排气侧VVT为较新技术。

 FEV还在开发安装相同新装备的1.8L汽油发动机(2级涡轮),输出功率可进一步提高至120kW/L。

EURO6対応のクリーンディーゼルエンジン
对应EURO6的清洁柴油发动机
EURO6対応のクリーンディーゼルエンジン
对应EURO6的清洁柴油发动机

 

尾气排放的离线标定装置 MicroHiL

 FEV开发出叫做MicroHiL的装置,无需使用实车,在计算机上使用模块化的发动机及车载ECU,即可边模拟高地及寒冷地区等环境下的行驶模式及实车行驶,边进行ECU数据的最优化匹配作业。该系统原来开用用于OBD(Onboard Diagnostics:车载自动诊断)系统,目前改良用于尾气排放的标定。

 目前的作法为基于环境试验室及实车行驶取得的基础数据,通过环境试验室及实车行驶对ECU的详细参数进行各种匹配作业,并最终进行实车确认。而使用MicroHiL时,可在计算机上运行假想的发动机,同时根据各种发动机转数、燃料喷射量、传感器等的假想输入信号对发动机的最佳状态匹配及尾气排放的优化作业进行半自动作业,可对ECU的数据输入错误进行修正(调试),最大可削减工数40%。

 该便携式MicroHiL重30~40Lbs,获得2013年SAE的10佳技术表彰。

排気エミッションのオフラインキャリブレーション装置 MicroHiL
尾气排放的离线标定装置 MicroHiL

 

 



AVL展出蓄电池测试机及动力总成模拟器

蓄电池测试的模拟器

 AVL展出无需实车,可在桌子上进行蓄电池本体环境试验的模拟装置。蓄电池的试验设备目前设在AVL的欧洲和美国设施内,可对热环境对蓄电池性能等产生的影响进行评价。今后,将增加可模拟汽车实际行驶状态的车型、道路条件、驾驶习惯等各种参数,在温度可从低温到高温进行变化的试验室内,开发将车体变形也考虑在内的试验装置,作为包括装置和软件的整套系统出售。


 AVL为梅赛德斯奔驰的EV、Coup-e 800开发过锂离子电池组。

バッテリーテストの台上試験装置
蓄电池测试的桌上试验装置
シミュレーションの状態を表示するモニター画面
显示模拟状态的监控画面

 

动力总成的模拟器

 AVL展出了无需使用底盘测功机,在车辆车轴处直接连接电机,可边吸收发动机驱动力边测定尾气排放及燃耗等数据的模拟器。不同于底盘测功机将驱动轮搭载于设置于车底的转子上运行汽车,该模拟器将4个电机直接连接至前后车轴上,通过计算机操作油门。与测功机不同,无需通过外接风扇对发动机进行冷却。


 使用该模拟器,除可对尾气排放及燃效进行测定外,还可将实际在测试场行驶得到的发动机转数、车速等条件通过计算机操作进行再现,目前欧洲的整车厂已开始使用。

シャシーダイナモを使わないパワートレーンのシミュレーター
无需使用底盘测功机的动力总成模拟器

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