創馳藍天

日本馬自達汽車公司於2010年10月提出

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,計劃於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優化的技術。

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。

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,使燃料噴射后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。

柴油引擎

SKYACTIV-D型引擎
創馳藍天
創馳藍天
高壓縮比的柴油引擎之上止點壓縮溫度和壓力非常高,故燃料噴射后,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:
低壓縮比的壓縮空氣溫度相對較低,難以發動引擎。
發動后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、后噴各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
創馳藍天
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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

創馳藍天
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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)"
創馳藍天
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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,可清晰地看出各自的優缺點。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置了鎖止離合器,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。
創馳藍天
創馳藍天
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",協調各部位連接部分使其充分發揮作用的"連續結構。

底盤


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后懸掛,使其同時具備高剛性與輕量化的雙重優點(重量減輕14%)。
創馳藍天
創馳藍天
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


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。
2013年:1月31日採用SkyACTIV技術的馬自達6獲得綠色汽車技術獎。