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本田INSPIRE:活用废弃技术、降低燃耗

  在当今时代呼唤环保与安全的大背景下,经日本技术人员执着而细致的开发努力,一度曾遭弃用的技术终于起死回生。本田6月份发表的轿车“INSPIRE”就充分证明了这一事实。

  INSPIRE最大的特点之一就是“可变汽缸系统”。发动或加速时,横置的V6引擎中的6个汽缸全部燃烧。而巡航等不需要动力时,就停止向靠近驾驶席的后3个汽缸供给 燃料、关闭吸排气阀,活塞进入空转状态。

  采用3L引擎的INSPIRE在3个汽缸停止工作时依靠另一半的1.5L行驶,以此来降低燃耗。以11.5km/l实现了与排量2.4L车同等的燃效。

  必要时通过停用几个活塞来降低燃效——这种思路并不新颖。此前已经有很多汽车厂商尝试过,但都先后失败了。就连本田曾经有一段时间也设立了汽缸间歇项目,展开技术攻关。德国戴姆勒·克莱斯勒和美国通用汽车都曾在部分车型中使用过汽缸间歇引擎,但技术问题颇多,远远称不上成功。

  正因为如此,本田做出开发决策时遭到了公司内部的强烈反对。也有人提议使用直喷引擎,这样做虽然有利于提高燃效,但尾气净化却比较困难。今后燃耗与尾气排放方面的限制将更加严格,即便是大排量引擎也必须在低燃耗的同时保证尾气达标。

  更何况在需求低迷的轿车市场上,新车开发一般都要采用新技术来作为卖点。本田却一头扎进了其他公司已放弃的“气缸间歇”技术中。

  以往向这一技术挑战时,令研究人员苦恼的是气缸停止与恢复工作时吸排气阀的控制,切换为三个气缸时所产生的震荡,以及以三个气缸行驶时的震动问题。

  本田新引擎的开发团队对气阀的控制充满自信。本田拥有“可变气门正时系统(VTEC)”技术,可根据引擎的旋转数改变气门打开量与时间,从而控制吸排气。在此之前,把部分使用弹簧的VTEC结构全部改进为使用液压发动,因此在所有的引擎转数下都可以自如地控制气门。切换为三个气缸时产生的震荡,随着汽车的电子化发展得到解决。加速器踏板与气门开关都使用了电控节气阀。可以进行精细的节气控制,准确地控制切换时的空气流入量,尽可能减轻震荡。

  最难解决的是震动。在三个气缸停止工作的状态下,呈V型排列的活塞中,只有一侧的三个气缸燃烧,因此必然会产生巨大的震动。“震动仅靠引擎工程师是无法解决的”,负责INSPIRE引擎开发的本田技术研究所E1研究小组主任浅木泰昭回顾说。没有专门研究减低声音与震动的部门协助,就无法完成气缸间歇引擎的开发。

一般在车辆开发中,引擎开发与声音·震动部门是水火不相容的关系。对于想减轻声音与震动的研究组来说,引擎才是罪魁祸首,是产生声音和震动主要根源。另一方面,从引擎部门来说,要想设计出满意的决定汽车性能的心脏部件——引擎,就不会那么简单地接受声音与震动部门的意见。在本田,引擎部门与声音·震动部门之所以史无前例地形成相互协助关系,就是为了能够成功开发出其他汽车厂商相继折戟的气缸间歇技术。

  解决方案是在安装引擎的部分采用新技术“主动控制引擎架(Active Control Engine Mount)”。一般引擎被安装在橡胶材料的引擎架上,橡胶可以吸收引擎的震动。在INSPIRE中,在引擎架上安装了驱动装置,通过设置在引擎上的传感器,检测三个气缸停止工作时曲轴(Crank Shaft)的旋转。然后由驱动装置伸缩引擎架来消除可能出现的震动,把仅靠橡胶无法吸收的震动消除掉。

  此外,还设置了“主动噪音控制系统(Active Noise Control System)”,通过扬声器发出与震动反相位的信号音,消除驾驶室内由震动引起的噪音。凭借上述匠心独具的技术,“基本上感觉不到气缸间歇”(浅木主任),乘坐起来感觉很自然。

  要说是曾经被弃用的技术,“预防碰撞安全系统(Pre-crash Safety System)”也是其中之一。

  这是一种在发生撞车危险时,提高刹车制动力、事先收紧安全带、发生冲撞时将乘客受害降至最低的事先预防装置。自从在丰田汽车2月份开始销售的新款“猎犬(Harrier)”上使用以来,各厂商已将其作为最新的安全技术相继采用。

  在INSPIRE上首次配备的本田系统的特征是:全球率先引进了临近冲撞时,车辆自动刹车的制动装置。本田开发的系统,通过毫米波雷达和传感器测量与前方车辆之间的距离与相对速度,再由内部计算机判断发生冲撞的可能性。如果很有可能与前方车辆发生冲撞,第一阶段在速度表上显示警告信号,并发出警报音。如果前方车辆靠近,除警告信号与警报音之外,安全带开始收紧,轻微刹车。如果进一步接近,无法避免发生冲撞时,安全带会收得很紧,并紧急刹车。

  不过,即使是自动刹车,也不会自动停车。能够停住车的,还是司机。“收紧安全带与自动刹车所起的作用,是为了减轻冲突时的受害程度,同时向司机告知危险”,负责系统开发的本田技术研究所C4开发小组研究员小高贤二这样说。

  自动刹车与气缸间歇一样,也是以前曾经考虑过的技术之一,其开发历史甚至可以追溯到上世纪70年代。

  当时用于测量与前方车辆之间距离的一台雷达就要几千万日元,而且体积大得连轿车的引擎仓都放不下。与久未攻克的气囊合称为“永远无法实用的两大技术”,本田技术研究所负责安全技术的高级研究员杉本富史半开玩笑地说。

  后来,尽管自动刹车的研究一度中断,由于安全意识的提高又重新开始研究。雷达与车载计算机的飞速发展也使自动刹车技术唤发了青春。被笑称为永远无法实用的另一顶技术气囊如今也成为汽车必备之物。今后安全性能将成为影响汽车产业发展的决定因素,“预防碰撞安全系统”也极有可能成为未来汽车的标准装备。

  本田之所以能将一项被埋没的技术发展为最先进的技术,公司的开发实力自不用说,与实力雄厚的日本零部件产业也有很大的关系。尤其是日本的汽车厂商与零部件厂商之间存在着联手研发的密切关系,为新技术提供了滋生繁衍的土壤。今后,如饥似渴追求新技术的日本汽车厂商,与支撑这些厂商的零部件厂商,将成为全球汽车产业的领先力量。


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