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電気機械式ベルトテンショナー:動作モードを動的に変更可能にするために、シェフラーはベルトテンショナー向けの新しいソリューションを開発しました。シンポジウムでは、電気的に作動するアクティブテンショナーを紹介します。

電気機械式ベルトテンショナー:動作モードを動的に変更可能にするために、シェフラーはベルトテンショナー向けの新しいソリューションを開発しました。シンポジウムでは、電気的に作動するアクティブテンショナーを紹介します。

 
 
 
 
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岩瀬 富美子

シェフラージャパン株式会社

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2018-05-15 | Yokohama

第11回シェフラーシンポジウム2018 バーデン・バーデンにて開催

内燃機関とトランスミッションの進化:「未来のモビリティ社会のための技術」を披露


自動車および産業機械分野のサプライヤーであるシェフラーは、第11回目となるシェフラーシンポジウムにおいて、内燃機関とトランスミッション向け、および費用対効果がますます高まるそれらのハイブリッド化用のいくつかの革新的なソリューションを発表しました。

同シンポジウムは今年の下半期に、北米、中国、日本での開催へと続く一連のイベントのスタートとなりました。日本では10月下旬の開催予定です。

世界中で排出されているCO2のうち、約70%が化石燃料の燃焼によるもので、その約4分の1が輸送部門によって排出されています。意欲的なパリ協定の気候目標を達成するには今後、車両のパワートレイン分野で新しい技術が望まれます。そうは言っても、高効率の電動ドライブの開発を制限するだけでは十分ではありません。事実、シェフラーの計算では、2030年には新しく製造される乗用車の約30%が完全な電動パワートレインで駆動するようになります。しかし同時に、全新車のうち40%には、内燃機関とトランスミッションが重要部品として組み入れられるハイブリッドドライブが搭載されます。そして、10年以上の時が経ってさえ、内燃機関のみを動力とする車は世界市場の30%を占めているでしょう。

1)PO駆動の進化

電気モーターをベルトで内燃機関のクランクシャフトに接続する、いわゆるP0駆動は、2030年の年間生産量がおよそ2,000万台に上ると予測されています。この種のベルト駆動式スタータジェネレータによれば、ブレーキ時に失ってしまう運動エネルギーの大部分を回収でき、回収したエネルギーは、スタート・ストップ機能やセーリングモードでエンジンを再始動する際や、さらに加速する際に利用できます。運転モードを動的に変更できるようにするために、シェフラーはベルトテンショナーの新しいソリューションを開発しました。今回のシンポジウムで、電気的に作動するアクティブテンショナーも披露しました。

2)P2駆動の進化

エネルギー回収と省燃費の運転ストラテジーは、内燃機関とトランスミッションの間に配置した48VのP2ハイブリッドモジュールによって、さらに効率が良くなります。アクスルが小型の設計要件のフロント横置きドライブ向けに、シェフラーは、ベルトまたはチェーン駆動によってトランスミッション入力シャフト上で動作するアクスルと平行に配置した改良型を開発しました。ブレーキエネルギーの回収に加え、交通渋滞にはまっているときや駐車中・発進中など、低速度での電気走行が可能になります。その上、シェフラーの48Vハイブリッドモジュールは加速と省燃費セーリングをアシストします。つまり、車両は自由に内燃機関を停止し、ドライブトレインから切り離して走ることができるのです。内蔵型の自動化クラッチによれば、エンジンが始動後に素早く回転数を上げられるようにすることで、車両が再発進する際でも優れた乗り心地を確保できます。さらに、シェフラーのP2モジュールは、費用対効果の高い形でマニュアルトランスミッションをハイブリッド化できます。

3)内燃機関のさらなる高効率化

シェフラーは、3気筒エンジンで気筒休止を行うスイッチャブルローラーフィンガーフォロワーを開発しました。今後、フォードの量産車両に搭載される予定です。加えて、ローリング気筒休止を備えたテストエンジンによる試験も実施しました。この設計では、停止するシリンダーを絶えず変更します。つまり、通常動作での4行程後、シリンダーはもう一回4行程を繰り返すのをスキップします。プロトタイプは、吸気側にフル可変バルブトレインシステムUniAir、排気側に切り替え式バルブトレイン部品を備えたことで、充填サイクルでの損失を低減することもできます。シェフラーシンポジウムで初披露されました。サイクル次第では、静的な休止と比べてさらに2%の燃料消費率を抑えることが可能なことが分かります。

4)トランスミッションシステムのさらなる高効率化

<遠心振り子式アブソーバー>

トランスミッションの効率向上を目指す技術もまた、重要な役目を担います。例を挙げると、遠心振り子式アブソーバーは、パワートレイン内のねじり振動を減衰するという点で非常に効果的ですが、アクティブセーリングのトレンドには、従来の遠心振り子式アブソーバーがもはや機能しないため、シェフラーは、ダンパーがばねによって円周方向で互いに支持し合う新しい連成振り子を開発しました。さらに、シェフラーは特に低摩擦のトランスミッションの軸受向けに、「アンギュラローラーユニット(ARU)」と呼ばれる新設計も開発しました。これは、円すいころ軸受とは異なって軸力を2方向で吸収できるため、固定側/自由側軸受どちらとしても利用できます。この配置は低摩擦を特徴とし、それによって従来のパワートレインの効率を向上させます。

<DH-ST 6+2>

プラグインハイブリッド車の市場シェア拡大を受けて、自動車メーカーはトランスミッションの設計を見直しています。シェフラーは、「ハイブリッド切り替え専用トランスミッション」という革命的なコンセプトを、今回のシンポジウムで初めて発表しました。また、「DH-ST 6+2」と220kWのシステムパフォーマンスによってスポーティな走りでのパフォーマンスが可能になるだけでなく、100kmあたり約4.5lというWLTCで極めて低い燃費も達成できることが分かっています。

5)駆動システムのさらなる効率化

シェフラーは、2011年にフロントアクスルとリアアクスルに2つの電動アクスル駆動を搭載したコンセプト車両を発表していますが、これはアクスルの車輪間でトルクを有効に配分することもできるものでした。今回のシンポジウムで発表した最新バージョンでは、電動ドライブの分野で進歩が見られます。90kgのアクスル駆動が可能な最大性能は2010年代の初めは60kWでしたが、最新世代では145kwに到達し、しかも10kg軽量化しています。

6)Schaeffler Mover

「Schaeffler Mover」はロボタクシーや都市交通車両向けの技術プラットフォームとなります。電動ホイールハブ駆動、90度のステアリングシステム、およびモジュラー設計により、このコンパクトで柔軟性があり、かつ自由に拡張可能なプラットフォームは、都市部で利用するさまざまなモビリティソリューションに幅広く適応します。シェフラーは完全自律走行を目指して設計されたこの車両に搭載する、駆動ユニットとシャーシ部品を統合した小型のホイールモジュール「インテリジェント・コーナーモジュール」を開発しました。これにより、優れた車両操縦性を確保するとともに、運転手や同乗者に高いレベルの乗り心地を提供できます。

※本リリースは、Schaeffler AG配信資料の要約版となります。

参考リリース

シェフラー、世界初披露―「未来のモビリティ社会のための技術」

未来の都市向け車両コンセプト: 革新的なホイールモジュールで動く「Schaeffler Mover」

電動ドライブとハイブリッドドライブ向けの新しい開発プラットフォーム:シェフラーはいかにして電動モビリティを加速させていくか

内燃機関とトランスミッションの進化:シェフラー、量産セグメント向けソリューションを開発中

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