牧野茂雄
編者按:對于日本企業來說,日本本土可能并不是他們最大的市場,而恰恰這個市場的消費者對于車的喜好與其他更大市場的消費者并不相同,這就苦惱了日本的汽車企業。對于發動機和變速箱的不同喜好,正是這不同文化造成的一個問題。
鈴 木汽車最新開發完成了排量為1.0升的4缸增壓汽油機,將與已經量產的1.4升4缸增壓發動機一起搭載在鈴木汽車的主力車型上。采用缸內直噴與增壓方式進氣的發動機,生產成本比普通進氣管噴射自然吸氣發動機要高20-40%。7、8年前,我曾經向豐田汽車的技術人員咨詢為什么不開發直噴增壓發動機,他的回答是“已經在開發中,但日本市場最受歡迎的是自然吸氣發動機和CVT的組合,必須投入市場上需求最大的發動機。現在日本國內還不需要直噴增壓發動機。”即使如此,豐田汽車、日產汽車、本田汽車、馬自達汽車、鈴木汽車都完成了自己增壓發動機的量產化,這是為什么呢?
現在使用增壓器是為了取得經濟的油耗。在減小氣缸容積的同時使用增壓器,提高發動機的進氣量。氣缸容積減小后機械摩擦損失也會減小,為了減少發動機高轉速運行的時間,在中低轉速增加增壓壓力,使發動機主要工作在這段工況,就能降低發動機的轉速工況。發動機在高轉速工作時機械損失是非常大的,降低轉速有利于改善油耗水平。
日本乘用車市場上混合動力汽車的銷售比例已經超過了20%。乘用車中采用CVT的大概有一半,采用自動變速箱的占另一半,而使用手動變速箱的只占1%左右。在城市內行駛時汽車速度在60km/h以下,高速公路的限制速度為100km/h,基本上不需要發動機的高轉速工況。同時由于堵車很多,大家都不喜歡用手動變速箱。和美國一樣,許多日本人也喜歡液力自動變速箱。豐田汽車設計的強混合動力方式中,電機與發電機和發動機通過一個行星齒輪連接,減少發動機的工況波動,在使用混合動力的同時還采用了電動CVT。
以前,日本也有幾款追求高輸出、高性能的增壓發動機,但是在排放法規強化后基本都消失不見了。在2007年前后,日本國內汽車制造企業都在計劃開發新世代增壓發動機,但受2008年經濟危機的影響,基本都停止了開發。接下來2011年大地震引起的經濟惡化導致人們對節油的需求大為增強,選購汽車的最優先條件是油耗低。汽車制造企業判斷不需要生產成本高的增壓發動機。
即使如此,2014年開始新開發的增壓發動機也逐漸在日本登場了,這是為了應對歐洲對增壓發動機的需求。歐洲法規對二氧化碳的排放提出了嚴格要求,對自然吸氣發動機十分不利。馬自達汽車和豐田汽車投入了新一代的柴油發動機,有利于應對歐洲的排放法規。日本國內采用增壓柴油發動機的很少,但在歐洲是必須的。
換句話說,日本的一部分車型上搭載了面向歐洲開發的發動機。面向日本國內的乘用車,還是以自然吸氣匹配CVT變速箱的多。而面向歐洲的車型則以手動變速箱和行星齒輪自動變速箱的為主,日本市場和國際市場需求的不同,讓汽車制造企業很苦惱。
馬自達汽車沒有使用CVT,在日本銷售的車型與國外保持一致。馬自達的海外銷量超過其總銷量的80%,不需要為日本市場專門推出CVT車型。即使如此,馬自達也是去年唯一一家銷售業績比前一年增長的日本汽車制造企業。鈴木汽車新開發的1.0升增壓發動機也沒有搭配CVT。現在鈴木汽車在印度的產量超過總產量的50%,加上歐洲和中國的話則超過了70%。鈴木汽車也想和馬自達汽車一樣,將全球車型統一為一個標準。
說起日本國內搭載增壓發動機的汽車,主要都是大眾汽車與奔馳、標致汽車等歐洲車型。這些車占日本國內乘用車銷量的8%左右,選擇這些歐洲車的消費者希望在不降低動力、駕駛性能的情況下改善油耗,而CVT不能夠隨心所欲地加減速。但是在日本,大多數消費者對CVT和自然吸氣發動機并沒有什么不滿。
日本汽車制造企業在進行次世代變速箱和發動機研究的過程中,探索進一步充分利用自然吸氣發動機特征的方法。其中進展最大的是豐田汽車。采用進氣管噴射和自然吸氣的方式,使發動機熱效率達到了40%。日本有句話叫“必要是發明之母”,就是對豐田汽車發動機的真實寫照。