【太平洋汽車網(wǎng) 技術(shù)解讀】當(dāng)今汽車技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)走到了頂峰，各種針對(duì)動(dòng)力及安全方面的研究也是各大廠商在一直努力的方向，我們今天有幸參與了馬自達(dá)汽車舉辦的創(chuàng)馳藍(lán)天技術(shù)講解會(huì)，通過(guò)馬自達(dá)專家們深入的了解，讓我們重新認(rèn)識(shí)了“創(chuàng)馳藍(lán)天”的定義。

　　創(chuàng)馳藍(lán)天技術(shù)是根據(jù)馬自達(dá)長(zhǎng)期技術(shù)開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略“Zoom-Zoom可持續(xù)宣言”，更高水平上將"駕馭樂(lè)趣"與"卓越環(huán)保、安全性能"和諧兼顧的革新性新一代技術(shù)的總稱。馬自達(dá)的技術(shù)開(kāi)發(fā)人員秉承“打破常規(guī)”的精神，拋棄固有常識(shí)和思維定式的束縛，從零開(kāi)始，同時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、車身、底盤等基礎(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行了全新的探索和研發(fā)。

● 創(chuàng)馳藍(lán)天技術(shù)之汽油發(fā)動(dòng)機(jī)

創(chuàng)馳藍(lán)天發(fā)動(dòng)機(jī)(SKYACTIV-G)的幾項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)

　　馬自達(dá)創(chuàng)馳藍(lán)天首次以量產(chǎn)方式推出了13:1的高壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)。

　　高壓縮比提供了更好的燃燒效率，在節(jié)省燃油為前提的基礎(chǔ)上，扭矩反而增加了15%以上。

　　創(chuàng)馳藍(lán)天發(fā)動(dòng)機(jī)增大低中速扭矩，使實(shí)用速域的使用方便性進(jìn)行加強(qiáng)。

　　創(chuàng)馳藍(lán)天技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)采用實(shí)現(xiàn)了高壓縮比的4-2-1排氣系統(tǒng)、帶有凹孔的活塞頭以及多孔燃油噴射裝置。

● 創(chuàng)馳藍(lán)天發(fā)動(dòng)機(jī)減少殘留氣體解決爆燃

　　近年來(lái)推出的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比一般在10～12之間。理論上當(dāng)壓縮比從10提高到15時(shí)，可提高燃燒效率約9%。盡管如此，這些年來(lái)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比提升幾乎停滯不前，原因之一就是爆震造成功率輸出大幅下降。(圖1)

　　所謂爆震，是指燃料與空氣的混合氣遇到高溫高壓時(shí)，在正常燃燒完成之前自動(dòng)點(diǎn)火造成的異常燃燒所產(chǎn)生爆震噪音。壓縮比提高后，壓縮沖程上死點(diǎn)附近的溫度會(huì)升高，容易引發(fā)爆震。

　　要降低壓縮沖程上死點(diǎn)的溫度，必須減少殘留在燃燒室內(nèi)的高溫氣體。比如，當(dāng)壓縮比為10、殘留氣體溫度750℃、新吸入氣體的溫度為25℃時(shí)，如果有10%的氣體殘留，壓縮前氣缸內(nèi)的溫度會(huì)上升約70℃，壓縮沖程上死點(diǎn)溫度約會(huì)上升160℃。即，殘留氣體對(duì)爆震的影響很大。如果將殘留氣體減少至8%～4%，即便壓縮比提高3以上，壓縮沖程上死點(diǎn)的溫度仍可維持不變。(圖2)創(chuàng)馳藍(lán)天汽油發(fā)動(dòng)機(jī)就是通過(guò)減少殘留氣體，實(shí)現(xiàn)了超高壓縮比。

● 創(chuàng)馳藍(lán)天發(fā)動(dòng)機(jī)解決爆燃的實(shí)際應(yīng)用4-2-1排氣系統(tǒng)

　　爆震發(fā)生的主要原因是殘留氣體，減少殘留氣體的方法之一是4-2-1排氣系統(tǒng)。排氣路徑若短，就會(huì)如圖3所示那樣，當(dāng)?shù)?個(gè)氣缸的排氣閥打開(kāi)后排出的高壓排氣壓力波會(huì)到達(dá)已完成排氣沖程、即將開(kāi)始吸氣沖程的第1個(gè)氣缸，這樣一來(lái)，已經(jīng)排出的氣體就會(huì)再次被吸入燃燒室，使高溫的殘留氣體增多。排氣管短時(shí)，高壓波可在短時(shí)間內(nèi)到達(dá)其他氣缸，這種不利影響會(huì)從低轉(zhuǎn)速持續(xù)至高轉(zhuǎn)速。

　　而在4-2-1的長(zhǎng)路徑排氣系統(tǒng)中，高壓波到達(dá)其他氣缸所需時(shí)間較長(zhǎng)，這種不利影響僅在極低速時(shí)存在，可在幾乎全部速域范圍減少殘留氣體。另外，為了提高實(shí)用速域的扭矩，通常需要配置超過(guò)600mm的長(zhǎng)排氣管，而采用圈型排氣管，可節(jié)省空間。

　　4-2-1排氣系統(tǒng)最大的課題是，到達(dá)觸媒的距離過(guò)長(zhǎng)，使排氣溫度降低，無(wú)法盡快激活觸媒。通過(guò)遲延點(diǎn)火時(shí)間可以提高排氣溫度，但延遲時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致燃燒不穩(wěn)定。而創(chuàng)馳藍(lán)天汽油發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后即使點(diǎn)火時(shí)間大幅遲延，也可確保穩(wěn)定的燃燒。

● 創(chuàng)馳藍(lán)天發(fā)動(dòng)機(jī)從根本上改善燃燒環(huán)境

　　在活塞頭上如圖4所示設(shè)置一個(gè)凹陷孔，可進(jìn)一步優(yōu)化燃料噴射，在火花塞附近形成疊層混合氣體，可幫助實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定燃燒。另外，通過(guò)設(shè)置凹陷孔，初期火炎接觸活塞頭，可解決冷卻損失問(wèn)題。

　　為了避免爆震，我們著手縮短了燃燒時(shí)間。燃燒時(shí)間縮短后，未混合氣體在高溫下暴露的時(shí)間也隨之縮短，有利于在爆震發(fā)生前完成正常燃燒。具體來(lái)說(shuō)，通過(guò)增強(qiáng)空氣流動(dòng)，加大噴射壓力，采用多孔噴射裝置來(lái)改善噴射性能，產(chǎn)生了比以前更均勻、流動(dòng)更強(qiáng)的混合氣體，同時(shí)，采用帶凹孔活塞頭從而避免在燃料初期火炎接觸活塞頭而妨礙燃燒的情況。另外在活塞下止點(diǎn)位置還設(shè)有機(jī)油噴嘴，通過(guò)物理手段來(lái)降低活塞頭溫度。

● 創(chuàng)馳藍(lán)天技術(shù)之自動(dòng)變速器

創(chuàng)馳藍(lán)天自動(dòng)變速箱(SKYACTIV-DRIVE)的幾項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)

　　集DCT CVT 以及傳統(tǒng)AT等變速箱的有點(diǎn)于一身。

　　大幅擴(kuò)大鎖定范圍，提升傳動(dòng)效率，實(shí)現(xiàn)媲美手動(dòng)變速器的直接驅(qū)動(dòng)感。

　　通過(guò)優(yōu)化技術(shù)與穿馳藍(lán)天發(fā)動(dòng)機(jī)的配合，降低4-7%的燃油消耗。

　　創(chuàng)馳藍(lán)天變速箱與發(fā)動(dòng)機(jī)之間有90%的時(shí)間都處在鎖合狀態(tài)。

● 集分級(jí)AT、CVT、DCT等各種類型變速器優(yōu)點(diǎn)于一身

　　目前最普及的AT(自動(dòng)變速器)，根據(jù)其結(jié)構(gòu)大致可分為以下3種：

　　通過(guò)以行星齒輪為主體的減速裝置來(lái)改變減速比的"有級(jí)式AT"

　　通過(guò)一對(duì)可變徑皮帶輪來(lái)改變減速比的"無(wú)級(jí)變速器(CVT)"

　　2系統(tǒng)的減速裝置分別裝有離合器的"雙離合器式(DCT)"

　　自動(dòng)變速器的代表性性能要求是"提升經(jīng)濟(jì)燃油性"、"起步快捷(不僅平坦路面，也包括坡道)"、"直接驅(qū)動(dòng)感"、"平順的變速"。針對(duì)這些要求，各種類型變速器的性能特點(diǎn)如圖1所示，可清晰的的看出各自的優(yōu)缺點(diǎn)。創(chuàng)馳藍(lán)天自動(dòng)變速箱變速器在分級(jí)AT的基礎(chǔ)上，努力追求"低油耗"、"直接驅(qū)動(dòng)感"、"平順的變速"，以集所有各種變速器優(yōu)點(diǎn)于一身的理想變速器為目標(biāo)。

● 全速域鎖定降低油耗，獲得直接驅(qū)動(dòng)感

　　有級(jí)式AT的液力變矩器是借助流體將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給變速器的，因此能夠?qū)崿F(xiàn)平順的起動(dòng)及變速。但是，由于流體傳遞動(dòng)力的損失，會(huì)導(dǎo)致油耗增大以及車速提升之前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速先上升的"滑齒"現(xiàn)象，因此，我們?cè)谝毫ψ兙仄鲀?nèi)設(shè)置了鎖止離合器，不通過(guò)流體，依靠機(jī)械咬合來(lái)傳遞扭力。

　　如圖1所示，為了大幅改善有級(jí)式AT的油耗及直驅(qū)感問(wèn)題，必須將鎖定速域盡可能擴(kuò)大，但如此一來(lái)，就必須解決震動(dòng)、噪音、以及離合器的可靠性等重要問(wèn)題。

　　馬自達(dá)公司針對(duì)這些課題，運(yùn)用了大規(guī)模系統(tǒng)分析方法，不僅對(duì)AT系統(tǒng)，還對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、底座、排氣系統(tǒng)、車體、控制系統(tǒng)等進(jìn)行大范圍的系統(tǒng)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(shí)發(fā)熱，確保了離合器的可靠性。