汽油车燃效堪比混合动力 马自达SKYACTIV技术全解析

 

　　马自达发布了新一代车辆技术"SKYACTIV".这是一个将发动机、变速箱、车体及底盘等汽车的基本部分全部更新的巨大项目。在无马达助推的情况下可实现30km/L的燃效、无论汽油发动机还是柴油发动机的压缩比均达到14.0、车体重量减轻100Kg等等。本文将对达成上述划时代性能的SKYACTIV技术进行一次全面剖析。

　　马自达将于2011年上半年推出的配备新一代发动机的"德米欧（Demio）",可在无马达助推的情况下实现30km/L的10·15模式燃效。马自达于10月20日发布的新一代车辆技术"SKYACTIV"在汽车业界引起了巨大反响。这是因为30km/L的燃效与在马自达发布之前的10月8日本田所发布的"飞度混合动力车"相同。

　　降低摩擦损失

　　马自达的方针是不仅改进发动机及变速箱，还将使车体重量减轻约100kg,从而在2015年之前使全球销售的马自达车的平均燃效比2008年提高30%.力争通过发动机的改进提高15~20%;通过变速箱的改进提高4~7%;通过减轻车体重量提高3~5%;另外加上怠速停止机构等合计提高30%.

　　其中最具特点的是，新型汽油发动机由于实现了14.0的压缩比，此举大幅提高了效率，将燃效及扭矩比以往提高了15%。以往汽油发动机的压缩比方面，在标准汽油规格下为10.0左右。马自达表示，如果将压缩比从10.0提高到15.0,则有望实现约9%的热效率提升。

 

图8　SKYACTIV-D与老式发动机的摩擦损失对比，与老式发动机相比

　　尽管有这些好处，此前却没有降低柴油发动机压缩比，理由是因为存在着低温起动性下降、在预热行驶过程中出现半失火等问题。为了解决这一问题，马自达采用了平均每次燃烧最多可喷射9次的高响应性压电喷嘴。凭借着利用这种喷射的自由度来实现的精密喷射控制、以及陶瓷电热塞（Ceramic Glow Plug），使低压缩比条件下的稳步起动成为可能。

　　另一项技术是装备在排气阀里的VVL（可变阀门提升机构）。该技术在低温起动时切换凸轮，在吸入工艺中略微打开排气阀。使排气孔内的高温残留气体逆流进入汽缸内，借此提高吸入空气温度，并促进点火。
　　另外，作为日本厂商的乘用车用柴油发动机首次采用了2级涡轮增压器，这一点也值得作为关键技术予以关注（图9）。2级涡轮是一种在低速时主要启动小型涡轮，高速时主要启动大型涡轮，以便从低速到高速都能充入足量空气的增压系统。  图9　2级涡轮
通过区分使用大小2个涡轮，从而在低转速区段也能确保足够的空气量。

　　为了减少NOx的发生，新型柴油采用了大量EGR（尾气再循环），但如果因此使空气量出现不足，则会成为煤烟产生的原因。2级涡轮的采用，使得在低速时确保足够的空气量成为可能。 　　集中了AT、CVT、DCT的优点 　　新型自动变速箱SKYACTIV-Drive的开发目标是，将已有的AT（自动变速箱）、CVT（无级变速箱）、DCT（Dual ClutchTransmission）的优点集于一身。 　　在日本较多采用的CVT的优点是顺畅的变速、以及低速燃效十分出色，但在高速燃效以及油门操作的直接感方面稍逊一筹。普通AT虽然在美国是主流，但在低速燃效、操作的直接感、顺畅的加速等方面还有改善的余地。相反，在欧洲日益增多的DCT虽然在燃效以及操作直接感方面具有优势，但在起动以及蠕动（Creep）的顺畅度方面还不尽如人意。

 

  来源:朦烟