馬自達(dá)“德米歐”配備SKYACTIV技術(shù)將燃效提高三成

　　馬自達(dá)于2011年6月局部改進(jìn)了小型車“德米歐”（圖1）。亮點(diǎn)是首次配備了新一代汽油發(fā)動(dòng)機(jī)“SKYACTIV-G”，并在不使用混合動(dòng)力系統(tǒng)的情況下，使10·15模式燃效達(dá)到了30km/L。

圖1：局部改進(jìn)的“德米歐”
配備了新一代技術(shù)“SKYACTIV”的首款商品化產(chǎn)品——新型汽油發(fā)動(dòng)機(jī)“SKYACTIV-G 1.3”。

　　新款德米歐配備的是新開發(fā)的1.3L排量直噴汽油發(fā)動(dòng)機(jī)“SKYACTIV-G 1.3”（圖2）。通過配套使用CVT（無級(jí)變速箱）、采用怠速停止機(jī)構(gòu)“i-stop”、減小空氣阻力以及采用低滾動(dòng)摩擦輪胎，將此前1.3L發(fā)動(dòng)機(jī)配套使用CVT的老款德米歐在10·15模式下的23km/L燃效提高到了約30％。30km/L的燃效與本田“飛度混合動(dòng)力車”相同。

圖2：SKYACTIV-G 1.3的外觀
由于是配備在現(xiàn)有的底盤中，因此無法配備4-2-1排氣系統(tǒng)，而是采用了與原來相同的4-1排氣系統(tǒng)。

　　SKYACTIV是包括發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、車身以及底盤等在內(nèi)的馬自達(dá)新一代技術(shù)的總稱。馬自達(dá)提出了在2015年之前使平均燃效比2008年提高30％的目標(biāo)，此次德米歐中配備的SKYACTIV-G 1.3發(fā)動(dòng)機(jī)是SKYACTIV的首款商品化產(chǎn)品。

　　SKYACTIV-G的最大特點(diǎn)在于量產(chǎn)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中全球最高的14.0壓縮比，由此可以提高熱效率，從而成功地將燃效和扭矩分別提高了15％。

　　要實(shí)現(xiàn)這一高壓縮比，就需要有效地將燃盡的高溫氣體排出。因此，SKYACTIV-G一直采用4-2-1排氣系統(tǒng)。由于該排氣系統(tǒng)比原來的排氣系統(tǒng)占地方，SKYACTIV-G無法在原來的底盤上使用，所以業(yè)界推測(cè)馬自達(dá)會(huì)在更新底盤的時(shí)候采用這種發(fā)動(dòng)機(jī)。

　　而此次的新款德米歐卻在現(xiàn)行底盤上配備了SKYACTIV-G。為了能夠?qū)KYACTIV-G配備在現(xiàn)有底盤中，馬自達(dá)此次沒有采用關(guān)鍵的4-2-1排氣系統(tǒng)，而是與原來一樣采用了4-1排氣系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)了14.0的高壓縮比。

　　普通發(fā)動(dòng)機(jī)如果提高壓縮比的話，會(huì)發(fā)生爆震。避免出現(xiàn)這種情況的方法一般是推遲點(diǎn)火時(shí)間。不過，推遲點(diǎn)火時(shí)間后，發(fā)動(dòng)機(jī)的爆發(fā)力就無法有效地轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)力，扭矩會(huì)下降。在SKYACTIV-G中，采用了可有效冷卻吸氣的燃料噴射方式并設(shè)置凹槽以及提高了燃燒速度的活塞形狀等，由此在提高壓縮比的同時(shí)提高了扭矩。

　　此次的新款德米歐無法采用4-2-1排氣系統(tǒng)，不過卻配備了其他核心技術(shù)，而且還采用了可降低再循環(huán)廢氣溫度的EGR冷卻器，由此抑制了扭矩的下降（圖3）。不過，原發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩為120N·m/4000rpm，而新款發(fā)動(dòng)機(jī)僅為112N·m/4000rpm。因此，馬自達(dá)改變了CVT的控制方式，使加速時(shí)的轉(zhuǎn)數(shù)稍微高于老款德米歐，由此確保了相同的加速性能。

圖3：EGR冷卻器
冷卻回到燃燒室的廢氣，從而抑制燃燒溫度的上升。

采用可變閥門機(jī)構(gòu)

　　作為提高壓縮比以外的燃效提高技術(shù)，馬自達(dá)在吸氣和排氣側(cè)均組合使用了連續(xù)可變閥門正時(shí)機(jī)構(gòu)“S-VT（SequentialValve Timing）”，從而將泵氣損失減少了約20％。特點(diǎn)是吸氣側(cè)采用了電動(dòng)S-VT，而非普通的液壓S-VT。

　　雖然電動(dòng)S-VT的成本高于液壓S-VT，但是具有響應(yīng)速度快、閥門開關(guān)時(shí)的變化幅度可大于液壓S-VT的優(yōu)點(diǎn)。馬自達(dá)利用這一優(yōu)點(diǎn)，通過在部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)將吸氣閥關(guān)閉時(shí)間延遲至ABDC（下止點(diǎn)后）105度的“遲閉”米勒循環(huán)，減小了泵氣損失。

　　普通發(fā)動(dòng)機(jī)如果關(guān)閉時(shí)間延遲這么久，有效壓縮比就會(huì)下降，燃燒會(huì)變得不穩(wěn)定，而此次發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比本來就較高，因此可在確保燃燒穩(wěn)定性的同時(shí)延遲關(guān)閉時(shí)間。

　　此外，還通過將曲柄軸的曲軸頸變細(xì)、采用氣門傳動(dòng)類滾子從動(dòng)件、提高水泵效率等，使機(jī)械阻力也比原來減少了30％。

　　通過提高壓縮比、降低泵氣損失以及減小機(jī)械阻力等措施，將發(fā)動(dòng)機(jī)本身的燃效提高了12％左右；通過采用怠速停止機(jī)構(gòu)“istop”將燃效提高了約8％；發(fā)電機(jī)控制產(chǎn)生的制動(dòng)力將燃效提高了約5％；通過降低車身空氣阻力（圖4）和減小輪胎滾動(dòng)摩擦等將燃效提高了約5％，由此實(shí)現(xiàn)了30km/L的燃效。

圖4：安裝下部護(hù)板（Undercover）以提高氣動(dòng)特性
黃色部分是下部護(hù)板。由于追加了后擾流器等，SKYACTIV-G車型的Cd值由原車型的0.32大幅改善至0.29。

　　新款德米歐還改進(jìn)了i-stop。利用電動(dòng)S-VT延遲發(fā)動(dòng)機(jī)重啟時(shí)的閥門關(guān)閉時(shí)間、減少空氣吸入量，從而降低了燃燒壓力，由此抑制了發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)。

　　工作頻率也有增加。原來只采用自動(dòng)變速箱的D檔，而此次還利用了N檔和L檔等。另外，原來的i-stop配備了用于重啟發(fā)動(dòng)機(jī)的備用電池，而新款德米歐則將其省去了，從而簡化了系統(tǒng)。（圖5）。

圖5：還改進(jìn)了怠速停止機(jī)構(gòu)“i-stop”
原來配備了用于重啟發(fā)動(dòng)機(jī)的備用電池，而新款德米歐則將其省去了，從而簡化了系統(tǒng)。

　　除了德米歐外，馬自達(dá)還宣布將在年內(nèi)局部改進(jìn)美國款“MAZDA3”，組合使用2.0L排量的“SKYACTIV-G”以及新開發(fā)的6速自動(dòng)變速箱“SKYACTIV-Drive”，從而使燃效大幅提高21％。