創馳藍天

創馳藍天

創馳藍天技術(英文名稱:SKYACTIV Technology)是日本馬自達汽車公司於2010年10月提出,計畫於2015年前針對旗下車種之汽油與柴油引擎、手動擋與自動擋變速箱、底盤、車身結構等主要元件最佳化的技術。該技術以馬自達技術開發的長期目標《zoom-zoom可持續宣言》為基石,力爭將“駕駛樂趣”與“出色的環保,安全性能”和諧兼顧。該技術的首款量產車cx-5在長安馬自達網路體系下進行銷售。

基本信息

引擎分類

汽油引擎

SKYACTIV-G型引擎

創馳藍天創馳藍天
2011年6月30日在日本境內推出的小改款第三代Demio,“13-SKYACTIV”級車型搭載了採用創馳藍天技術的1.3L SKYACTIV-G型引擎。該具引擎具有下述特點:

在量產的汽油引擎里,壓縮比首度達到14.0:1。高壓縮燃燒大幅提升引擎的工作效率,油耗降低、扭力提升分別達到15%以上。

加大低、中速域的扭力。理論上將壓縮比從10.0提升至15.0,燃燒效率可提高約9%,但是高壓縮比使壓縮衝程上止點附近的溫度升高,引發爆震並使引擎輸出功率下降。因此該項技術藉由減少燃燒室內的殘留氣體,以達到高壓縮比,其主要技術為:4-2-1長路徑排氣系統:以直列四缸引擎為例,若排氣路徑太短,自第3個汽缸排氣閥排出的高壓排氣壓力波反倒會進入已完成排氣衝程、即將開始吸氣衝程的第1個汽缸。如此一來,已排出的氣體再度進入燃燒室,使高溫殘留氣體增多。不過,4-2-1排氣系統延長排氣路徑,使得高壓波花費更多時間到達其他汽缸,以減少排氣殘留的機會。但加長的路徑使排氣溫度下降,延緩觸媒催化時間。故馬自達設法在確保穩定燃燒的前提下,延遲點火時間以保持排氣溫度。

多孔噴射裝置:1.3L SKYACTIV-G型引擎裝置了6孔噴射系統,並增強空氣流動、加強噴射壓力,以便改善燃燒情況。

凹頂活塞:活塞頂部設計成一凹陷孔,使燃料噴射後在火花塞附近形成疊層混合氣體,幫助穩定燃燒。此外,這種凹孔可以解決燃燒初期火焰接觸活塞頂而發生冷卻損失的問題。

SKYACTIV-X型引擎

2017年8月8日,馬自達曾在全球範圍發布了展望2030年馬自達技術開發的長期願景——“Zoom-Zoom可持續發展戰略2030”,宣布將於2019年推出包含全新一代創馳藍天“SKYACTIV-X”發動機在內的一系列革新性技術。而在日前,馬自達在華發布了這項長期戰略,並給出了戰略在中國市場的本土化措施,並提出2018年中國市場全年銷量達到32萬輛的目標。

馬自達“Zoom-Zoom可持續發展宣言2030”具體表述為:馬自達將實現美麗地球、人心豐盈的社會形態為己任,持續通過汽車產品的本位價值,不斷追求能夠實現用戶身心愉悅的探索和努力。在產品領域,馬自達從汽車產品生產全周期著手,以“Well-to-Wheel(從燃料開採到車輛駕駛)”理念為前提,致力於從根本上實現二氧化碳排放量削減的舉措。依據“Well-to-Wheel”理念計算企業平均二氧化碳排放量,以到2050年實現比2010年減少90%為長期規劃,以到2030年實現企業平均二氧化碳排放量相對2010年減少50%為目標。此外,針對套用清潔發電技術及以控制大氣污染為宗旨對機動車實施相關限制性法規的地區,馬自達將於2019年開始引入電動車等電氣驅動技術。

柴油引擎

SKYACTIV-D型引擎

高壓縮比的柴油引擎之上止點壓縮溫度和壓力非常高,故燃料噴射後,尚未形成適當的混合氣體前便點火。在局部形成燃燒不均勻而產生氮氧化物(oxides of nitrogen,簡稱NOx),而氧化不足部位的燃燒則產生一氧化碳(carbon monoxide,簡稱CO)及微粒物(particulate matter,簡稱PM)。

創馳藍天技術將柴油引擎的壓縮比降低至14.0:1,也減輕其溫度和壓力。由於點火正時延長,有助於燃料與空氣混合而均勻燃燒,所以可以減少一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化物、固體微粒等造成空氣污染的物質。此外,由於可在燃燒室上止點附近噴射、燃燒,所以做功效率比一般高壓縮比柴油引擎還要高。相對來說,降低壓縮比可以減少汽缸厚度並將之改成鋁製,可使機械輕量化。曲軸的主軸頸直徑從60mm縮短成52mm,非但減輕了25%的重量,也降低機械阻力。

但是,過去以來其他車廠不敢降低柴油引擎的壓縮比,主要著眼於:

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低壓縮比的壓縮空氣溫度相對較低,難以發動引擎。

發動後的暖機運轉不夠穩定,容易陷入半失火狀態。

據此,SKYACTIV-D型柴油引擎採取下列技術以避免前述缺點:

可變閥門升程機構(Variable Valve Lift,簡稱VVL):雖然馬自達尚未公布此VVL裝置的具體數據參數,但這種機構配置於排氣閥,在吸氣衝程中打開排氣閥少許,讓排氣管內的廢氣逆流回汽缸以提高吸氣溫度,同時促進壓縮時的溫度上升,提高著火的穩定性。

多孔壓力噴射裝置:新型多孔燃料噴射裝置含多種噴射模式,可精準控制噴射時間與噴出量,提高燃料與空氣的混合濃度。該機構在一次燃燒中可做前噴、主噴、後噴各3次,總共9次的噴射;同時配合陶瓷點火塞,可在低壓縮比的環境中確保正常啟動。

另外,SKYACTIV-D型更裝置了雙渦輪增壓系統,目的並非提升扭矩,反而是為了清潔廢氣與降低油耗。這兩顆大小不同的渦輪隨著不同的引擎運轉速度,分別進行增壓。如此一來不但確保低速域的高扭力、高速域的高功率輸出,同時也減少NOx、CO與顆粒物質的排放。

變速箱

自動變速

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創馳藍天自動變速箱(SKYACTIV-DRIVE)的優點:

集分級AT、CVT、DCT等各種類型變速器優點於一身。目前最普及的AT(自動變速器),根據其結構大致可分為以下3種:

通過以行星齒輪為主體的減速裝置來改變減速比的"有級式AT"

通過一對可變徑帶輪來改變減速比的"無級變速器(CVT)"

系統的減速裝置分別裝有離合器的"雙離合器式(DCT)"

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自動變速器的代表性性能要求是"提升經濟燃油性"、"起步快捷(不僅平坦路面,也包括坡道)"、"直接驅動感"、"平順的變速"。針對這些要求,各種類型變速器的性能特點如圖1所示,可清晰的的看出各自的優缺點。創馳藍天自動變速箱變速器在分級AT的基礎上,努力追求"低油耗"、"直接驅動感"、"平順的變速",以集所有各種變速器優點於一身的理想變速器為目標。

全速域鎖定降低油耗,獲得直接驅動感。有級式AT的液力變矩器是藉助流體將發動機的動力傳遞給變速器的,因此能夠實現平順的起動及變速。但是,由於流體傳遞動力的損失,會導致油耗增大以及車速提升之前發動機轉速先上升的"滑齒"現象,因此,設計師們在液力變矩器內設定了鎖止離合器,不通過流體,依靠機械咬合來傳遞扭力。

如圖1所示,為了大幅改善有級式AT的油耗及直驅感問題,必須將鎖定速域儘可能擴大,但如此一來,就必須解決震動、噪音、以及離合器的可靠性等重要問題。

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馬自達公司針對這些課題,運用了大規模系統分析方法,不僅對AT系統,還對發動機、底座、排氣系統、車體、控制系統等進行大範圍的系統改善,從而解決了這些課題。另外,提升了離合器的靈敏性,使鎖定控制更精確,避免了"滑齒"時發熱,確保了離合器的可靠性。

手動變速

創馳藍天手動變速箱(SKYACTIV-MT)實現如跑車般輕快利落而有節奏感的換檔,輕量緊湊的前置前驅(FF)型新一代手動變速箱同時具備低衝程和操作輕快的雙重優點。通過調整結構,大幅實現了輕量化和緊湊化改造。體積緊湊,提高車身布局的使用效率,通過降低內部阻力,提升了燃油經濟性。

車身結構

創馳藍天車身碰撞安全性能達到頂級水平。新一代輕量型高剛性車身,更好地支撐起"駕駛樂趣"這一訴求。同時具備高剛性與輕量化的雙重優點(重量減輕8%,強度提升30%)。在基本框架上儘可能採取以直線構成的"直線結構",協調各部位連線部分使其充分發揮作用的"連續結構。

底盤

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創馳藍天底盤為了實現"駕駛樂趣"、使操作精準與乘坐舒適高度平衡的新一代高性能輕量底盤,通過使用新開發的前車支架和多鏈路後懸掛,使其同時具備高剛性與輕量化的雙重優點(重量減輕14%)。調整了懸掛、轉向各部件的功能分配,提升了中低速區域的靈活性、高速區域的穩定性以及全速度區域的舒適性,大幅提升了行駛品質。

獲獎記錄

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2010年:12月3日1.3L SKYACTIV-G型引擎獲得2011年第32屆日本年度風雲車特別獎。

2011年:11月18日1.3L SKYACTIV-G型引擎獲得2012年第21屆RJC年度風雲車年度最佳技術獎;12月7日同型引擎獲得2012年日本燃燒學會技術獎。

2012年:2月22日1.3L SKYACTIV-G型引擎獲得由一般財團法人機械振興協會頒發之第9屆新機械振興獎。

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