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创驰蓝天

创驰蓝天技术(SKYACTIV-VEHICLE ARCHITECTURE)是日本马自达汽车公司提出的,旨在实现马自达以人为本的设计理念——将人体本身具有的保持平衡的能力发挥到极限。它能灵活迅速地适应各种驾驶环境的变化,带给您舒适、不易疲劳的乘驾体验。当您在驾驶时,由于可以自然的保持身体的平衡,您将更加轻松、稳定的感受到车随意动、人马一体的顶级驾驶乐趣。

创驰蓝天底盘配备了全新的第6代电动助力转向系统EPAS,转向助力与车速之间的关系更加线性,在不同车速下都能提供大小合适的转向助力,车速低时可以增加助力,使掉头停车入库更轻松;车速高时可以减少助力,防止方向太轻造成转向过度。创驰蓝天底盘前后副车架的结构也进行了重新设计,在保证底盘刚性的同时降低重量,实现轻量化与动态操控性能之间的和谐统一。由此,全新设计的SKYACTIV-底盘新一代高性能、轻量化创驰蓝天底盘确保了车辆在全速域都达到了车随意动、人马一体的操控境界。

创驰蓝天底盘中后悬架中的纵拖臂与车身连接点位置向上提升了43毫米,有效降低路面不平所造成的车身纵向振动。车轮在经过减速带时,障碍物对车轮的冲击,不仅会使车辆产生上下震动,另外也会造成车身的前后震动,该设计可以减少减速带施加在车轮向后方向上的纵向力,从而减少了纵向震动;在制动时,车内人员由于惯性会向前倾,汽车同样也会向前倾(点头),该设计在制动时提供汽车后部一个向下的力,从而抑制车辆点头现象,减少刹车距离。

引擎分类

汽油引擎

SKYACTIV-G型引擎

2011年6月30日在日本境内推出的小改款第三代Demio,“13-SKYACTIV”级车型搭载了采用创驰蓝天技术的1.3L SKYACTIV-G型引擎。该具引擎具有下述特点:

在量产的汽油引擎里,压缩比首度达到14.0:1。高压缩燃烧大幅提升引擎的工作效率,油耗降低、扭力提升分别达到15%以上。

加大低、中速域的扭力。理论上将压缩比从10.0提升至15.0,燃烧效率可提高约9%,但是高压缩比使压缩冲程上止点附近的温度升高,引发爆轰并使引擎输出功率下降。因此该项技术借由减少燃烧室内的残留气体,以达到高压缩比,其主要技术为:4-2-1长路径排气系统:以直列四缸引擎为例,若排气路径太短,自第3个汽缸排气阀排出的高压排气压力波反倒会进入已完成排气冲程、即将开始吸气冲程的第1个汽缸。

如此一来,已排出的气体再度进入燃烧室,使高温残留气体增多。不过,4-2-1排气系统延长排气路径,使得高压波花费更多时间到达其他汽缸,以减少排气残留的机会。但加长的路径使排气温度下降,延缓触媒催化时间。故马自达设法在确保稳定燃烧的前提下,延迟点火时间以保持排气温度。

多孔喷射装置:1.3L SKYACTIV-G型引擎装置了6孔喷射系统,并增强空气流动、加强喷射压力,以便改善燃烧情况。

凹顶活塞:活塞顶部设计成一凹陷孔,使燃料喷射后在火花塞附近形成叠层混合气体,帮助稳定燃烧。此外,这种凹孔可以解决燃烧初期火焰接触活塞顶而发生冷却损失的问题。

柴油引擎

SKYACTIV-D型引擎

高压缩比的柴油引擎之上止点压缩温度和压力非常高,故燃料喷射后,尚未形成适当的混合气体前便点火。在局部形成燃烧不均匀而产生氮氧化物(oxides of nitrogen,简称NOx),而氧化不足部位的燃烧则产生一氧化碳(carbon monoxide,简称CO)及微粒物(particulate matter,简称PM)。

创驰蓝天技术将柴油引擎的压缩比降低至14.0:1,也减轻其温度和压力。由于点火正时延长,有助于燃料与空气混合而均匀燃烧,所以可以减少一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、固体微粒等造成空气污染的物质。此外,由于可在燃烧室上止点附近喷射、燃烧,所以做功效率比一般高压缩比柴油引擎还要高。相对来说,降低压缩比可以减少汽缸厚度并将之改成铝制,可使机械轻量化。曲轴的主轴颈直径从60mm缩短成52mm,非但减轻了25%的重量,也降低机械阻力。

但是,过去以来其他车厂不敢降低柴油引擎的压缩比,主要着眼于:

低压缩比的压缩空气温度相对较低,难以发动引擎。

发动后的暖机运转不够稳定,容易陷入半失火状态。

据此,SKYACTIV-D型柴油引擎采取下列技术以避免前述缺点:

可变阀门升程机构(Variable Valve Lift,简称VVL):虽然马自达尚未公布此VVL装置的具体数据参数,但这种机构配置于排气阀,在吸气冲程中打开排气阀少许,让排气管内的废气逆流回汽缸以提高吸气温度,同时促进压缩时的温度上升,提高着火的稳定性。

多孔压力喷射装置:新型多孔燃料喷射装置含多种喷射模式,可精准控制喷射时间与喷出量,提高燃料与空气的混合浓度。该机构在一次燃烧中可做前喷、主喷、后喷各3次,总共9次的喷射;同时配合陶瓷点火塞,可在低压缩比的环境中确保正常启动。另外,SKYACTIV-D型更装置了双涡轮增压系统,目的并非提升扭矩,反而是为了清洁废气与降低油耗。这两颗大小不同的涡轮随着不同的引擎运转速度,分别进行增压。如

此一来不但确保低速域的高扭力、高速域的高功率输出,同时也减少NOx、CO与颗粒物质的排放。

变速箱

自动变速

创驰蓝天自动变速箱(SKYACTIV-DRIVE)的优点:

集分级AT、CVT、DCT等各种类型变速器优点于一身。目前最普及的AT(自动变速器),根据其结构大致可分为以下3种:

通过以行星齿轮为主体的减速装置来改变减速比的"有级式AT"

通过一对可变径带轮来改变减速比的"CVT(CVT)"

系统的减速装置分别装有离合器的"双离合器式(DCT)"

自动变速器的代表性性能要求是"提升经济燃油性"、"起步快捷(不仅平坦路面,也包括坡道)"、"直接驱动感"、"平顺的变速"。针对这些要求,各种类型变速器的性能特点如图1所示,可清晰地看出各自的优缺点。创驰蓝天自动变速箱变速器在分级AT的基础上,努力追求"低油耗"、"直接驱动感"、"平顺的变速",以集所有各种变速器优点于一身的理想变速器为目标。

全速域锁定降低油耗,获得直接驱动感。有级式AT的液力变矩器是借助流体发动机的动力传递给变速器的,因此能够实现平顺的起动及变速。但是,由于流体传递动力的损失,会导致油耗增大以及车速提升之前发动机转速先上升的"滑齿"现象,因此,设计师们在液力变矩器内设置了锁止离合器,不通过流体,依靠机械咬合来传递扭力。

如图1所示,为了大幅改善有级式AT的油耗及直驱感问题,必须将锁定速域尽可能扩大,但如此一来,就必须解决震动、噪音、以及离合器的可靠性等重要问题。

马自达公司针对这些课题,运用了大规模系统分析方法,不仅对AT系统,还对发动机、底座、排气系统、车体、控制系统等进行大范围的系统改善,从而解决了这些课题。另外,提升了离合器的灵敏性,使锁定控制更精确,避免了"滑齿"时发热,确保了离合器的可靠性。

手动变速

创驰蓝天手动变速器(SKYACTIV-MT)实现如跑车般轻快利落而有节奏感的换档,轻量紧凑的前置前驱(FF)型新一代手动变速箱同时具备低冲程和操作轻快的双重优点。通过调整结构,大幅实现了轻量化和紧凑化改造。体积紧凑,提高车身布局的使用效率,通过降低内部阻力,提升了燃油经济性。

车身结构

创驰蓝天车身碰撞安全性能达到顶级水平。新一代轻量型高刚性车身,更好地支撑起"驾驶乐趣"这一诉求。同时具备高刚性与轻量化的双重优点(重量减轻8%,强度提升30%)。在基本框架上尽可能采取以直线构成的"直线结构",协调各部位连接部分使其充分发挥作用的"连续结构。

底盘

创驰蓝天底盘为了实现"驾驶乐趣"、使操作精准与乘坐舒适高度平衡的新一代高性能轻量底盘,通过使用新开发的前车支架和多链路后悬挂,使其同时具备高刚性与轻量化的双重优点(重量减轻14%)。

调整了悬挂、转向各部件的功能分配,提升了中低速区域的灵活性、高速区域的稳定性以及全速度区域的舒适性,大幅提升了行驶品质。

获奖记录

2010年:12月3日1.3L SKYACTIV-G型引擎获得2011年第32届日本年度风云车特别奖。

2011年:11月18日1.3L SKYACTIV-G型引擎获得2012年第21届RJC年度风云车年度最佳技术奖;12月7日同型引擎获得2012年日本燃烧学会技术奖。

2012年:2月22日1.3L SKYACTIV-G型引擎获得由一般财团法人机械振兴协会颁发之第9届新机械振兴奖。

2013年:1月31日采用SkyACTIV技术的马自达6获得绿色汽车技术奖。

参考资料

SKYACTIV-VEHICLE ARCHITECTURE 创驰蓝天车辆构造技术.长安马自达.2024-03-26

SKYACTIV-CHASSIS 新一代高性能・轻量化创驰蓝天底盘.长安马自达.2024-03-26