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创驰蓝天技术解析

创驰蓝天技术解析

2015-01-29 17:00
  • 技术
  • 解析
  • SKYACTIV
  • 中文名
  • 称为
  • 创驰
  • 蓝天
  • 责任编辑:叶小军 来源:未知
  • SKYACTIV(中文名称为创驰蓝天)是最近几年车坛非常热门的一个词汇,它是根据马自达长期技术开发战略Zoom-Zoom可持续宣言,在更高水平之上将驾驭乐趣、卓越环保与安全性能和谐兼顾的革新性新一代技术的总称。创驰蓝天可以说是一个技术平台,它对现有的汽车工

  •         SKYACTIV(中文名称为“创驰蓝天”)是最近几年车坛非常热门的一个词汇,它是根据马自达长期技术开发战略“Zoom-Zoom可持续宣言”,在更高水平之上将“驾驭乐趣”、“卓越环保”与“安全性能”和谐兼顾的革新性新一代技术的总称。“创驰蓝天”可以说是一个技术平台,它对现有的汽车工业技术进行重塑、创新与整合,秉承“打破常规”的精神,抛弃固有常识和思维定式的束缚,从零开始,同时对发动机、变速箱、车身、底盘等基础技术领域进行了全新的探索和研发。


     
            “创驰蓝天”在追求车辆经济性和环保性的同时,也着力于提升车辆的安全性,因此,除发动机、变速箱技术外,车身、悬挂等技术也同样是SKYACTIV的核心。目前阶段依然SKYACTIV技术是以内燃机为主,而到了创驰蓝天计划的后期(2015-2020年),马自达也会逐渐加大启停、能量回收等混动技术的比重,电动车也将成为发展的重点。
            马自达创驰蓝天对传统汽车技术进行系统革新,它的亮点主要表现为对三组看似不可能的矛盾价值的统一和双优化。
            高动力性与高燃油经济性双优化。马自达创驰蓝天发动机通过实现媲美F1赛车的全球最高压缩比13:1,让燃烧更为充分和彻底,其最终实现了燃油经济性改善15%、动力提升15%的双重优化。值得注意的是,这其中解决发动机的爆震问题是关键:通过采用特殊的4-2-1延长排气系统,降低排气干涉和缸内温度;应用顶部凹槽活塞,改善燃烧空间,使爆震问题被有效解决。而创驰蓝天变速箱则通过大幅加宽锁止离合器的锁止范围,也使得燃油经济性提升4%-7%。
            高安全性与高燃油经济性双优化。在车身领域,解决了动力传动系统和底盘等的配置课题,实现了车身的理想构造。在此基础上,采用焊接轨隙连接等新型工艺,通过CAE等优化材料和板厚,进一步提高了碰撞安全性能和车身刚性,使车身整体强度提升30%,重量减轻8%,让高安全性和高燃油经济性都得到优化。


     
            高操控性与高舒适性双优化。高操控性与高舒适性一般很难“鱼与熊掌”兼而得之。创驰蓝天底盘通过搭载新开发的前麦弗逊和后多连杆悬挂系统、电力转向系统,令车辆的操控性能更佳,在实现人车合一驾乘乐趣的同时,也大大提升了舒适性。同时变速箱结合了传统自动变速器、CVT、双离合变速器的综合优势,在满足起步顺畅、变速平滑需求时,由直接驱动感带来的舒适愉悦性油然而生。

    创驰蓝天发动机
            马自达基于“排除各种浪费”的目标,推出了高压缩比的创驰蓝天发动机。压缩比是指发动机燃烧室容积最大时的容量与最小时的容量的比例。当汽缸内上下运动的活塞位于最高的位置时容量最小,相反位于最低位置时容量最大。压缩比越高,向下压动活塞的力越大,相应的效率也越高,同时燃效性能也越高,这样也减少了废气中二氧化碳的含量。


     
     
           在普通汽油机压缩比仅为10左右时,创驰蓝天发动机的压缩比达到了14。其实,提升压缩比在技术上并不难实现,各厂家之所以都没有采用,原因在于采用高压缩比之后,发动机内活塞压缩冲程上止点附近温度会急剧升高,此时汽油与空气的混合气体在高温高压的双重作用下,在正常自动点火之前会产生异常燃烧,即平常所说的爆震,这将大幅降低发动机的输出功率。
           要消除爆震现象,就要减少残留在燃烧室内的高温气体,其方法就是采用较长的排气路径。马自达采用了4-2-1排气路径,这种布局方式可以减少残留废气重新被吸入燃烧室。由于废气在较长的排气路径中,需要较长时间才能达到触媒,而过低的排气温度不利于激活触媒进行有害气体转化,对于排放没有好处。虽然延迟点火时间可以提高排气温度,达到激活触媒的目的,但这也会直接导致燃烧不稳定。为此,马自达的工程师在活塞顶部平面中心挖了一个凹陷的圆孔,从而优化了燃油喷射状态,使得燃油与空气的混合气体在火花塞附近以层叠状方式形成,帮助实现稳定燃烧。解决了上述技术障碍的创驰蓝天发动机,燃油经济性提高了15%,扭矩提升了15%,削减了15%的二氧化碳排出量,并且,这种发动机无需使用高标号汽油也可稳定运转。
     
    创驰蓝天变速箱
            好的发动机,需要好的传动系统分配动力才能发挥最大的作用。由于变速箱传输动力是由输入端向输出端进行接触的,所以接触瞬间的准确性与同步速度,就成为决定一台变速箱性能的关键因素。在这方面,马自达采用内置小型圆环的全域锁定离合器,扩大锁定区域,加快锁定时间,减少打滑。与此同时,创驰蓝天变速箱还采用了控制性更好的多板离合器构造,改善油的流动,提高冷却性能,确保离合器的可靠性。
           此外,这款变速箱使用了液压控制装置和ECU一体化的“机电一体控制模块”,机电部分和控制部分形成一体,配置在AT单元内部,使液压油压的精度得以飞跃性提升,同时提高了可靠性。为了提高换挡质量,创驰蓝天变速箱在提高液压精度的同时,还采用了直接线性电磁阀,从而大幅改善变速响应性和换档质量。
           创驰蓝天变速箱结合了传统自动变速器、CVT、双离合变速器的综合优势。2012年春天,同时搭载了创驰蓝天发动机和变速箱的马自达3在日本市场推出,直接、顺畅、刺激的行驶性能和油耗的显著改善,让用户更进一步认识到了创驰蓝天技术的潜力,这也让人们对创驰蓝天发动机、变速箱、车身、底盘四种技术同时存在的产品多了几分期待。

    创驰蓝天底盘
            创驰蓝天底盘没有抛离马自达在运动性上面的传统,走了强化操控和主动安全性的路线。为了达到轻量化的底盘结构,马自达对于前、后副车架进行了结构优化,在增强这部分构件刚性的同时,还降低了重量。前副车架加宽了中间连接部位,同时缩短了下摆臂与车身连接点的纵向距离,后副车架也加宽中间部位的连接结构件,以提高整体刚性。


     
            前轮的主销后倾角对于驾驶操控有着直接的影响,为了保证车辆在高速行驶时的操控稳定性,工程师增大前轮的主销后倾角,不过相应地,在低速时你可能会感觉到方向盘比较沉。后悬挂方面,主要是提高了拖曳纵臂与车身的连接点,以此来改变后轮纵向受力方向,使得悬挂更容易吸收车辆在颠簸路面时的纵向震动,以提高乘坐舒适性。同时由于连接点位置的提升,可以很好地抑制制动时后轮向上运动,从而改善制动时的翘尾,缩短刹车距离。
            全面革新的创驰蓝天底盘在轻量化和刚性上也有大幅提升,例如阿特兹的前横梁和后横梁都比睿翼的更轻、刚性则提升了100-140%。如果一台车底盘轻刚性强,那么它在颠簸路面行驶时会给人厚实感,而驾驶起来又会给人轻巧灵活的感觉。

    创驰蓝天车身
            对于车身结构设计来说,最理想的状态是重量既轻、强度又高,但是实现起来困难很大。创驰蓝天的车身技术,在钢材部分使用270至1500兆帕的高张力钢材的比例达到了60%。为了尽量避免底盘的曲线,创驰蓝天车身由头到尾呈现一体式框架,至于需要弯曲的部分,则与横向框架连续焊接,形成密闭区域;如此一来减轻了车重。在车体上半部结构采用双支柱,直接将前、后悬吊的固定点连结底盘框架,建构出四个环状结构,以利于车身刚性的提高。这些不仅加大了车身刚性,也减轻了车身重量。


     
     
           为了改善碰撞安全性,马自达另外使用“复合式负载结构”,令碰撞冲击力朝数个方向分散。比如车头遭受撞击时,冲击力将从前车架分别扩散至B柱、车腹与A柱,其中上方的分散路径也会抵消前车架因受撞击而产生的抬升运动。而为了达到分散冲击力的目的,马自达将前架改良成十字型,故车身脊线从传统的4条增为12条。