汽油車燃效堪比混合動力 馬自達(dá)SKYACTIV技術(shù)全解析

 

　　馬自達(dá)發(fā)布了新一代車輛技術(shù)"SKYACTIV".這是一個將發(fā)動機、變速箱、車體及底盤等汽車的基本部分全部更新的巨大項目。在無馬達(dá)助推的情況下可實現(xiàn)30km/L的燃效、無論汽油發(fā)動機還是柴油發(fā)動機的壓縮比均達(dá)到14.0、車體重量減輕100Kg等等。本文將對達(dá)成上述劃時代性能的SKYACTIV技術(shù)進(jìn)行一次全面剖析。

　　馬自達(dá)將于2011年上半年推出的配備新一代發(fā)動機的"德米歐（Demio）",可在無馬達(dá)助推的情況下實現(xiàn)30km/L的10·15模式燃效。馬自達(dá)于10月20日發(fā)布的新一代車輛技術(shù)"SKYACTIV"在汽車業(yè)界引起了巨大反響。這是因為30km/L的燃效與在馬自達(dá)發(fā)布之前的10月8日本田所發(fā)布的"飛度混合動力車"相同。

　　降低摩擦損失

　　馬自達(dá)的方針是不僅改進(jìn)發(fā)動機及變速箱，還將使車體重量減輕約100kg,從而在2015年之前使全球銷售的馬自達(dá)車的平均燃效比2008年提高30%.力爭通過發(fā)動機的改進(jìn)提高15~20%;通過變速箱的改進(jìn)提高4~7%;通過減輕車體重量提高3~5%;另外加上怠速停止機構(gòu)等合計提高30%.

　　其中最具特點的是，新型汽油發(fā)動機由于實現(xiàn)了14.0的壓縮比，此舉大幅提高了效率，將燃效及扭矩比以往提高了15%。以往汽油發(fā)動機的壓縮比方面，在標(biāo)準(zhǔn)汽油規(guī)格下為10.0左右。馬自達(dá)表示，如果將壓縮比從10.0提高到15.0,則有望實現(xiàn)約9%的熱效率提升。

 

圖8　SKYACTIV-D與老式發(fā)動機的摩擦損失對比，與老式發(fā)動機相比

　　盡管有這些好處，此前卻沒有降低柴油發(fā)動機壓縮比，理由是因為存在著低溫起動性下降、在預(yù)熱行駛過程中出現(xiàn)半失火等問題。為了解決這一問題，馬自達(dá)采用了平均每次燃燒最多可噴射9次的高響應(yīng)性壓電噴嘴。憑借著利用這種噴射的自由度來實現(xiàn)的精密噴射控制、以及陶瓷電熱塞（Ceramic Glow Plug），使低壓縮比條件下的穩(wěn)步起動成為可能。

　　另一項技術(shù)是裝備在排氣閥里的VVL（可變閥門提升機構(gòu)）。該技術(shù)在低溫起動時切換凸輪，在吸入工藝中略微打開排氣閥。使排氣孔內(nèi)的高溫殘留氣體逆流進(jìn)入汽缸內(nèi)，借此提高吸入空氣溫度，并促進(jìn)點火。
　　另外，作為日本廠商的乘用車用柴油發(fā)動機首次采用了2級渦輪增壓器，這一點也值得作為關(guān)鍵技術(shù)予以關(guān)注（圖9）。2級渦輪是一種在低速時主要啟動小型渦輪，高速時主要啟動大型渦輪，以便從低速到高速都能充入足量空氣的增壓系統(tǒng)。  圖9　2級渦輪
通過區(qū)分使用大小2個渦輪，從而在低轉(zhuǎn)速區(qū)段也能確保足夠的空氣量。

　　為了減少NOx的發(fā)生，新型柴油采用了大量EGR（尾氣再循環(huán)），但如果因此使空氣量出現(xiàn)不足，則會成為煤煙產(chǎn)生的原因。2級渦輪的采用，使得在低速時確保足夠的空氣量成為可能。 　　集中了AT、CVT、DCT的優(yōu)點 　　新型自動變速箱SKYACTIV-Drive的開發(fā)目標(biāo)是，將已有的AT（自動變速箱）、CVT（無級變速箱）、DCT（Dual ClutchTransmission）的優(yōu)點集于一身。 　　在日本較多采用的CVT的優(yōu)點是順暢的變速、以及低速燃效十分出色，但在高速燃效以及油門操作的直接感方面稍遜一籌。普通AT雖然在美國是主流，但在低速燃效、操作的直接感、順暢的加速等方面還有改善的余地。相反，在歐洲日益增多的DCT雖然在燃效以及操作直接感方面具有優(yōu)勢，但在起動以及蠕動（Creep）的順暢度方面還不盡如人意。

 

  來源:朦煙