人与车科技亮点展示：如何提高发动机和变速箱

　　在日本汽车技术会主办的“人与车科技展2011”（图1）上，各公司的轻量化技术争奇斗艳。改变材料、形状和加工方法的方案层出不穷。在EV/HEV的开发中，除了乘用车之外，商用车也成了重点。除此之外，各公司还披露了旨在进一步提高内燃机构和变速箱效率的措施。

图1：会场情况
与往年一样，在横滨市的“太平洋横滨会展中心”举办。
提高发动机和变速箱的效率

　　提高动力传动系统效率的技术方面，电装展出了面向10缸以上发动机，使用离子电流的失火检测系统（图2）。该系统可以检测失火，调整燃料的喷射量和点火时机，使燃烧保持稳定。燃料点燃后，燃烧气体中会电离出离子。而失火后，离子发生量减少，传感器能够捕捉到这一现象。

图2：使用离子电流的失火检测系统
由电装开发。能够应用于10缸以上发动机。可以检测失火，使燃烧保持稳定。“雷克萨斯LFA”等已经配备。

　　恩梯恩（NTN）开发出了变速箱使用的开放式低深沟滚珠轴承（图3）。通过在保持器上设置兜孔，与喷雾润滑式的标准深沟滚珠轴承相比，摩擦阻力减少了25％。

图3：NTN的深沟滚珠轴承
（a）通过在变速箱的保持器上设置兜孔，与标准深沟滚珠轴承相比，减少了摩擦阻力。（b）因为采用冲压成形，所以保持器的外侧膨胀为与兜孔相同的形状。

　　最近，轴承的润滑方法有从“油浴”向“喷雾润滑”转移的趋势。喷雾润滑可以减少变速箱中的油量，降低搅拌阻力。由于开放式的侧面镂空，油雾可以由此进入，因此与喷雾润滑的协调性好。
爱信AI展出了配备6速变速箱的后桥实机（图4）。6速变速箱的齿轮是在制造出一侧齿轮之后，测量其尺寸，按照测定值制造另一侧的齿轮。据说这样大幅缩小了啮合传动误差。误差缩小可以降低啮合时的噪声，提高静音性。

图4：爱信AI的后桥
丰田“雷克萨斯LFA”配备。为了提高6速变速箱齿轮的啮合精度，在制造一侧齿轮后，测量尺寸，按照测定值制造另一侧的尺寸。

　　瑞典Hoganas的日本法人——Hoganas Japan开发出使用Hoganas生产的铁粉烧结制成的齿轮，展示了把该齿轮应用于变速箱后行驶了8万多公里的德国戴姆勒“smart fortwo”（图5）。其目的在于证明烧结齿轮的耐久性。烧结齿轮与锭钢（非烧结材料的普通钢材）切削制成的齿轮相比，可以大幅降低成本。其他值得关注技术如图6～14所示。

图5：面向变速箱、由铁粉烧结制成的齿轮
由Hoganas开发。（a）与锭钢（非烧结材料的普通钢材）切削制成的齿轮相比，可以大幅降低成本。（b）为了证明耐久性，该齿轮配备在戴姆勒的“smart fortwo”上，行驶了8万多公里。

图6：NTN的行星滚柱螺纹式电动剎车传动装置
在刹车钳上安装马达，可以不借助“油压”推动刹车盘，因此可以提高控制性。行星滚柱机构采用圆形滚柱代替了行星齿轮机构的轮齿。使用最大扭矩为0.8N·m的马达，可以实现30kN的推力。

图7：锂离子充电电池的集电体用PEN薄膜
由帝人杜邦薄膜开发。把铜箔和铝箔等过去的集电体基材改换为薄膜后，可以减少金属的使用量，实现薄膜化。

图8：大成PLAS厚3mm的冷却板
2块铝合金板重叠，在边缘使铝与树脂结合。向2块铝板之间的部分通入空气、水等制冷剂，可以对两面进行冷却。可以夹在功率半导体两侧，制作与电池单元相同大小的冷却板，使单元与冷却板交错排列。

图9：罗姆的SiC制MOSFET用栅极驱动IC
具备绝缘功能，可以加载高达18V的栅极电压。作为绝缘元件，内置“片上变压器”，实现了2500Vrms的绝缘电压耐量。

图10：、气压、气温、湿度传感器合为一体
日本ZMP开发出了能够检测绝对位置和周围环境的传感器“e-nuvo Position-Z”。适用于HEV和EV的再生电力回收技术的研究开发等用途。

图11：村田制作所的积层陶瓷电容器
通过安装具有弹性作用的金属端子，缓和了热和机械冲击造成的应力。有望应用于使用14V电源电压的DC-DC转换器的二次侧电路等方面。

图12：灵敏度高达0.1nT的磁传感器
由爱知制钢开发。传感器元件利用MI元件提高了灵敏度。有望应用于检测道路通行汽车的数量和尺寸的装置。

图13：在车内实现超过1Gbps的高速数据通信
住友电气工业展出了可供车载导航仪与后座配备的显示器等车载AV装置相互传输数据使用的玻璃光纤。与传统的电信号传输相比，可以减轻线缆的重量。
图14：内置PC功能的快速成型工具
dSPACE Japan展出了内置PC功能的“Micro-AutoBox II Embedded PC”。可以在PC上运行车载信息服务、数字地图以及摄像头物体检测等软件。适用于控制ECU的驾驶系统的开发。