創(chuàng)馳藍天技術(shù)(SKYACTIV Technology)并不是單純的某一項汽車技術(shù)名詞,它是日本馬自達汽車公司于2010年10月提出,計劃于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(jié)構(gòu)等主要元件優(yōu)化的技術(shù)總稱。該技術(shù)以馬自達技術(shù)開發(fā)的長期目標《zoom-zoom可持續(xù)宣言》為基石,力爭將“駕駛樂趣”與“出色的環(huán)保,安全性能”和諧兼顧。
創(chuàng)馳藍天技術(shù)(SKYACTIV Technology)并不是單純的某一項汽車技術(shù)名詞,它是日本馬自達汽車公司于2010年10月提出,計劃于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(jié)構(gòu)等主要元件優(yōu)化的技術(shù)總稱。該技術(shù)以馬自達技術(shù)開發(fā)的長期目標《zoom-zoom可持續(xù)宣言》為基石,力爭將“駕駛樂趣”與“出色的環(huán)保,安全性能”和諧兼顧。
創(chuàng)馳藍天汽油發(fā)動機(代表機型:SKYACTIV-G型引擎)
● 高壓縮比
高壓縮比對于活塞式內(nèi)燃機而言是把雙刃劍,提高壓縮比能提升發(fā)動機的效率,進而提升發(fā)動機性能并降低油耗。但是過高的壓縮比會引起“爆震”,反而會降低發(fā)動機的效率。所以大部分的乘用車上發(fā)動機的壓縮比一般控制在9:1-11:1的范圍內(nèi),高性能車上有12.5:1(如法拉利的V12發(fā)動機),但是馬自達的創(chuàng)馳藍天發(fā)動機壓縮比最高可達到14:1(進入國內(nèi)的發(fā)動機控制在13:1),換之而來的是發(fā)動機效率的大幅提升。
● 4-2-1排氣系統(tǒng)
高的壓縮比容易引起發(fā)動機“爆震”現(xiàn)象,處理不好將得不償失。馬自達工程師怎樣做到的?方法是采用重新設(shè)計的4-2-1排氣系統(tǒng),降低氣缸的工作溫度。所謂4-2-1排氣系統(tǒng),即首先將四條獨立排氣歧管交匯成兩條排氣歧管,然后再匯集成一條排氣總管的方式。
高壓縮比使壓縮沖程上止點附近的溫度升高,引發(fā)爆震并使引擎輸出功率下降。而氣缸的殘留氣體是導(dǎo)致高溫的重要因素,數(shù)據(jù)表明如果將殘留氣體從8%減半至4%,即使壓縮比提高3,爆震也是不會發(fā)生的。因此該項技術(shù)借由減少燃燒室內(nèi)的殘留氣體以達到高壓縮比。
一般發(fā)動機的排氣氣管都是比較短的,由于受到排氣諧波的影響,已經(jīng)被排出的氣體又被壓回燃燒室內(nèi),增大了高溫殘留排氣量。而4-2-1排氣系統(tǒng),一方面增加了排氣管的長度,另一方面將點火時刻相鄰的兩個氣管相隔開來,基本上能夠在全速范圍內(nèi)減少廢氣殘留量,從而防止爆震的發(fā)生。而增長了排氣管的長度,也提高了發(fā)動機常用區(qū)域的扭矩,不過為了空間布局,工程師把排氣管設(shè)計成了環(huán)形。另外,由于長的排氣管會導(dǎo)致催化器升溫較慢,馬自達的解決方法是通過推遲點火時間來解決。
● 多孔噴油嘴、凹頂活塞
除此之外,工程師們還通過采用多孔噴嘴、凹頂活塞等措施來改善氣缸燃燒環(huán)境,進一步防止爆震的發(fā)生。采用高壓噴射的多孔噴油嘴,來改善噴霧特性,形成更勻質(zhì)的混合氣,同時也相應(yīng)縮短混合氣形成的時間。另外,采取凹頂活塞(活塞頂部設(shè)計成一凹陷孔),可以在火花塞周圍形成較濃的混合氣,即使推遲點火時間仍可保持燃燒穩(wěn)定的性能。
● 輕量化、降低機械阻力
結(jié)構(gòu)輕量化,減少內(nèi)部摩擦是提高發(fā)動機效能非常有效的手段之一。創(chuàng)馳藍天汽油發(fā)動機通過對氣門傳動機構(gòu)的改進降低了50%的機械阻力,同時減少活塞環(huán)張力降低機械阻力37%,最終實現(xiàn)發(fā)動機整體的機械阻力降低30%。而對活塞、連桿曲軸等位置的輕量化,以降低運動機件的運動慣量,其中活塞和活塞銷減重20%,連桿軸減重15%,曲軸主軸頸減重6-8%,最終發(fā)動機減重10%。
2)創(chuàng)馳藍天柴油發(fā)動機(代表機型:SKYACTIV-D型引擎)
創(chuàng)馳藍天柴油發(fā)動機
● 降低壓縮比
柴油發(fā)動機與汽油機的火花塞點火不同,由于是缸內(nèi)壓燃式,所以它的壓縮比本來就很高。高壓縮比的柴油發(fā)動機的上止點壓縮溫度和壓力非常高,故燃料噴射后,尚未形成適當(dāng)?shù)幕旌蠚怏w前便點火。在局部形成燃燒不均勻而產(chǎn)生氮氧化物(oxides of nitrogen,簡稱NOx),而氧化不足部位的燃燒則產(chǎn)生一氧化碳(carbon monoxide,簡稱CO)及微粒物(particulate matter,簡稱PM)。
創(chuàng)馳藍天技術(shù)將柴油引擎的壓縮比降低至14.0:1,也減輕其溫度和壓力。由于點火正時延長,有助于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(zhì)。此外,由于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并將之改成鋁制,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。
●全新機電一體控制模塊
變速器什么時候該升檔,什么時候該降檔,靠的就是機電控制模塊去完成。變速器的機電控制模塊猶如人的“大腦”,很大程度上決定了其換擋質(zhì)量的好壞。創(chuàng)馳藍天自動變速箱采用了全新的機電一體控制模塊,可以實現(xiàn)對各個檔位的精準控制,以達到順暢平滑的換擋性能。
● 創(chuàng)馳藍天自動變速箱
AT變速箱是技術(shù)最為成熟也是時下應(yīng)用最為廣泛的變速箱,不過相對于其他形式的變速箱AT變速箱也有自身的一些劣勢,如直接驅(qū)動感不如DCT或手動變速箱,平滑變速及油耗不及CVT變速箱等。那創(chuàng)馳藍天變速箱又有怎樣的技術(shù)特點?
創(chuàng)馳藍天自動變速箱
1)擴大鎖止范圍
液力變矩器由于允許發(fā)動機輸出端與變速箱輸入端的相對滑動,相比之下沒有手動或DCT變速箱給人很好的直接驅(qū)動感,同時這也是變速器耗能最多的地方。馬自達工程師通過全新設(shè)計的液力變矩器鎖止離合器大幅度擴大鎖止范圍,從現(xiàn)款5AT產(chǎn)品的64%擴大到89%。
鎖止范圍擴大了,也就是說發(fā)動機與變速箱之間的硬連接的范圍擴大了,換之而來的是更為直接的駕駛驅(qū)動感和燃油經(jīng)濟性的提高??此坪唵危贿^液力變矩器鎖止范圍的擴大,所面臨的最大挑戰(zhàn)就是換擋的平順性以及振動。那工程師門又是怎么樣做到的?通過縮小液力變矩器、采用多片式離合器、大型減震彈簧。
由于離合器鎖止范圍的擴大,那么對鎖止離合器的工作環(huán)境和要求就更高。創(chuàng)馳藍天自動變速箱采用了油液控制的多片離合器作為液力變矩器的鎖止離合器,這樣結(jié)合電子控制系統(tǒng),就能更為精準地控制離合器鎖止時刻。
同時為了降低離合器鎖止時的噪音和震動(尤其是低速時的鎖止),新的變速箱還采取了更大的減震彈簧。由于液力變矩器只是在汽車起步或低速行駛很小的范圍內(nèi)才工作,同時為了保持變速箱的緊湊型,設(shè)計了體積更小葉輪渦輪組,同時優(yōu)化其機構(gòu),以提高低速時的傳動效率。
2)全新機電一體控制模塊
變速器什么時候該升檔,什么時候該降檔,靠的就是機電控制模塊去完成。變速器的機電控制模塊猶如人的“大腦”,很大程度上決定了其換擋質(zhì)量的好壞。創(chuàng)馳藍天自動變速箱采用了全新的機電一體控制模塊,可以實現(xiàn)對各個檔位的精準控制,以達到順暢平滑的換擋性能。
● 創(chuàng)馳藍天手動變速箱
相對于以往的手動變速箱,創(chuàng)馳藍天手動變速箱通過全新設(shè)計以實現(xiàn)提升換擋手感、小型輕量化的目的。創(chuàng)馳藍天手動變速箱的換擋行程也短了。要實現(xiàn)輕盈的換擋操作感,就要解決換擋行程與操作力度是相互沖突的問題。馬自達工程師通過改進變速箱內(nèi)部換擋行程以及縮小花鍵等構(gòu)件來實現(xiàn)。
另外在輕量化方面,創(chuàng)馳藍天手動變速箱較之前減輕了16%的重量,同時降低機械內(nèi)耗,燃油經(jīng)濟性提升了1%。重量減輕了16%,究竟減在那些地方?由于一擋和倒車檔共用齒輪軸,所以取消原來的倒檔齒輪軸。同時采用2速3速輸入齒輪兼用的結(jié)構(gòu),將第二輸出軸的長度縮短了20%。
● 創(chuàng)馳藍天車身
(1)優(yōu)化車身結(jié)構(gòu)
創(chuàng)馳藍天采用直線化的縱梁,同時底部結(jié)構(gòu)件銜接更為連貫,如地板中央通道兩側(cè)的縱梁直接貫穿到后部,與前縱梁連接的底部縱梁通過斜角度與后部直接連接,盡量避免彎曲處的應(yīng)力集中,提高車身吸收能量的同時,還能減少部分重量,實現(xiàn)輕量化。
增加點焊和焊接膠使用率
在車身焊接方面,為提高連接剛性,創(chuàng)馳藍天車身較現(xiàn)款車型增加了點焊和焊接膠的使用率,如在交叉梁、門框部位、車身底板等部位增加了焊點。而在環(huán)形封閉環(huán)部位,使用了焊接膠以增強環(huán)形結(jié)構(gòu)的強度。
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(2)碰撞力多路徑分散
在發(fā)生碰撞時,可以引導(dǎo)碰撞沖擊力沿各個方向進行分散轉(zhuǎn)移,有利于提升碰撞安全性。如車頭位置發(fā)生碰撞時,沖擊力可以通過上、中、下三個路徑進行分散轉(zhuǎn)移。
十字梁結(jié)構(gòu)
為了有效地吸收和分散碰撞力,馬自達工程師將前縱梁吸能盒位置的結(jié)構(gòu)改進為“十字梁”(即橫切面為十字形),也就是說由傳統(tǒng)的4條線面增加為12條。
創(chuàng)馳藍天底盤
(1)前后副車架的結(jié)構(gòu)優(yōu)化?
(2)為了達到輕量化的底盤結(jié)構(gòu),工程師對于前、后副車架進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化,增強這部分構(gòu)件剛性的同時,還降低了重量。前副車架加寬了中間連接部位,同時縮短了下擺臂與車身連接點的縱向距離。后副車架也加寬中間部位的連接結(jié)構(gòu)件以提高整體剛性。
增大前輪主銷后傾角
前輪的主銷后傾角對于駕駛操控有著直接的影響,為了使車輛在高速行駛時的操控穩(wěn)定性,工程師增大前輪的主銷后傾角,不過相應(yīng)地,在低速時你可能會感覺到方向盤比較沉。
● 提高后拖曳縱臂與安裝位置
后懸掛方面,主要是提高了拖曳縱臂與車身的連接點,以此來改變后輪縱向受力方向,使得懸掛更容易吸收車輛在顛簸路面時的縱向震動,以提高乘坐舒適性。同時由于連接點位置的提升,可以很好地抑制制動時后輪向上運動,從而改善制動時的翹尾,減少剎車距離。
采用高轉(zhuǎn)向齒輪比
好的駕駛操控感離不開方向盤的轉(zhuǎn)向精度以及敏捷性,工程師采用了較高的轉(zhuǎn)向比率,同時采用電子助力轉(zhuǎn)向。前面提到前輪增大了主銷后傾角以提高高速時的穩(wěn)定性,但是低速行駛時,方向盤會很沉。為此馬自達采用了全新的電子助力系統(tǒng)(EPAS),同時結(jié)合較高的轉(zhuǎn)向齒輪比,可以實現(xiàn)更為直接的方向盤回饋,即中低速輕快,高速穩(wěn)定的方向盤手感。
總結(jié):馬自達的創(chuàng)馳藍天技術(shù)是通過對汽車發(fā)動機、變速器、車身、底盤的一系列優(yōu)化,使汽車在發(fā)動機性能、燃油經(jīng)濟性以及汽車的操控、安全性方面達到了一個完美的提升,是馬自達工程師順應(yīng)時代而做出的努力與探索。
變速器什么時候該升檔,什么時候該降檔,靠的就是機電控制模塊去完成。變速器的機電控制模塊猶如人的“大腦”,很大程度上決定了其換擋質(zhì)量的好壞。創(chuàng)馳藍天自動變速箱采用了全新的機電一體控制模塊,可以實現(xiàn)對各個檔位的精準控制,以達到順暢平滑的換擋性能。
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