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駕趣和藍天可以共存？馬自達創(chuàng)馳藍天技術解讀

2019-01-04 01:37 作者:小新車研 0人讀過 | 我要投稿

創(chuàng)馳藍天Skyactiv是馬自達最新一代技術的總稱，是馬自達對發(fā)動機、變速器、車身、底盤進行全面革新的技術。

幾乎所有汽車企業(yè)，在開發(fā)換代車型時僅對部分技術進行革新，比如只搭載了新的發(fā)動機和變速箱，車身和底盤只在上代車型上作幅度相當有限的修改。而馬自達的創(chuàng)馳藍天技術卻打破常規(guī)，推倒重來，從零開始重新設計一輛汽車。正是因為對汽車基礎技術領域的全面革新，創(chuàng)馳藍天技術給車輛帶來各方面性能質的飛躍。

創(chuàng)馳藍天發(fā)動機

馬自達認為即使混合動力汽車仍需使用內燃機，并且傳統(tǒng)內燃機仍大有潛力可挖，所以馬自達選擇了以傳統(tǒng)內燃機為基礎做出革新，而非直接切入混合動力技術。而且，跟其它日系車企紛紛轉投渦輪增壓陣營不同，馬自達仍然堅持走提升自然吸氣發(fā)動機壓縮比之路。壓燃的柴油發(fā)動機壓縮比很高，并且有極高的燃料利用率，馬自達工程師從柴油發(fā)動機上受到了啟發(fā)，決定在新的汽油發(fā)動機上也走高壓縮比之路。

創(chuàng)馳藍天發(fā)動機擁有驚人的13：1超高壓縮比，與F1賽車發(fā)動機相當，比法拉利F458的12.5：1還要高出一點。而13：1的只是馬自達鑒于國內油品而做出的妥協(xié)，海外版創(chuàng)馳藍天壓縮比達到更可怕的14：1！作為對比，大眾1.4 TSI渦輪增壓發(fā)動機壓縮比為10：1，馬自達上代產品MZR 2.0發(fā)動機壓縮比為11：1。難能可貴的是，高壓縮比如此之高的創(chuàng)馳藍天發(fā)動機，依然可以使用92/93號的汽油。

提高壓縮面臨的主要問題的爆震。單純提高壓縮比后，空燃混合物被過度壓縮后溫度升高，易發(fā)生自燃，自燃的火焰與火花塞點燃的火焰發(fā)生碰撞，發(fā)出金屬敲擊聲，就是爆震。雖然使用高標號汽油能有效抑制爆震，但創(chuàng)馳藍天發(fā)動機為了可使用92/93號汽油的前題下達到其它廠商望而卻步的高壓縮比，馬自達Skyactiv-G（第一代創(chuàng)馳藍天汽油發(fā)動機）采用了多項全新技術：

①高壓缸內直噴技術

汽油以20Mpa的噴油壓力（一般缸內直噴壓力為16Mpa左右）從極為細小的六孔噴嘴中直接噴入氣缸，汽油可以得到迅速霧化并與空氣結合，形成理想的混合氣，使燃燒更充分更理想。同時，直噴的噴油量得到精準控制，有助燃油經濟性的提升。

②凹孔活塞

采用凹孔活塞取代傳統(tǒng)汽油機的平頂活塞。Skyactiv-G的活塞頂部是凸起的，并在凸起的活塞頂部中間做成一個凹孔，被壓縮的空燃混合物集中于凹孔內，點火更迅速更集中，使火焰從中間往國家級均勻傳播，最大程度阻止爆震產生。

③4-2-1排氣管

Skyactiv-G仍使用普通92/93號汽油，所以它防止爆震的主要辦法之一是降低氣缸內溫度。普通4缸發(fā)動機的4-1排氣管會使某一排管的高溫廢氣體回流至另一排氣管，甚至進入氣缸，導致氣缸內溫度升高。

4-2-1排氣管則不同，1-3氣缸的排氣管先匯成一股，再與2-4氣缸的排氣管匯成的另一股相匯，最后匯成一股。4-2-1排氣有效解決了高溫廢氣回流導致氣缸溫度升高，從而有效防止爆震的發(fā)生。

另外，結合電控雙可變氣門正時技術（Daul S-VT），及以下的多項改進：

? 采用滾輪從動件(節(jié)氣門摩擦力減少50%以上)

? 采用電控可變油壓小型油泵(燃油泵送損失減少約45%)

? 連桿主軸頸曲軸小型化(直徑減少6%，寬度減少8%)

? 活塞&活塞銷輕量化(減少20%)

? 減少活塞環(huán)張力(減少37%))

? 連桿輕量化(減少15%)

使Skyactiv-G發(fā)動機整體減重10%，降低機械阻力損耗30%，中低轉速扭矩提升了15%，油耗降低了15%，二氧化碳排放降低了15%，且只需要喂食92/93號汽油。

創(chuàng)馳藍天變速器

創(chuàng)馳藍天變速器聽上去很玄乎，但實質上它是一個換擋迅速，并且傳動率十分高的6AT變速箱。

傳統(tǒng)AT變速箱可靠耐用、故障率低，但傳動率低，燃油經濟性不甚理想；雙離合變速箱換擋迅速，傳動率高，但低速蠕行時表現不佳，且故障率一直較高（大眾雙離合變速器就存在初期在中國市場的水土不服的問題）；CVT變速器雖然省油，但直接操控感（運動感）不強。馬自達在打造理想的發(fā)動機之余，同時也要配合理想的變速器才能實現動力性能的整體提升。馬自達給出的答案是，綜合了幾大類型變速箱優(yōu)點的增強型6AT變速器，跟創(chuàng)馳藍天發(fā)動機一樣，同樣擁有滿滿的技術亮點。

①全轉速鎖止技術

絕大多數自動變速箱都采用了液力變扭器。液力變矩器的工作原理是發(fā)動機動力帶動與液力變矩器殼體相連的泵輪旋轉，攪動內部液壓油，油液在離心作用下向外沿泵輪殼體沖向渦輪，推動渦輪旋轉后集中流向軸心位置，油液再流經具疏導作用的導輪，再次回流到泵輪，如此不斷往復循環(huán)，使動力通過與渦輪連接的輸出軸傳至齒輪箱。液壓油從渦輪流入固定不轉的導輪后，方向改變，使其流動方向與泵輪旋轉方向一致，增強了泵輪的轉動力矩，進而增大輸出扭矩，使整個機構具備變矩功能，最大可增加2倍的力矩。

當泵輪與渦輪轉速基本一致時，導輪的單向離合器釋放，導輪隨液油方向自由旋轉。當渦輪與泵輪的轉速比達到80%，也就是基本同步旋轉時，鎖止離合器接合，使輸出軸與液力變矩器殼體實現硬連接，傳動效率達到最高，適用于起步后的定速或緩加速工況。

傳統(tǒng)AT自動變速器能在轉速的50-60%的范圍內進行鎖定，但馬自達創(chuàng)馳藍天變速箱把鎖止范圍提升至89%的高水平，因鎖定區(qū)間幾乎是全轉速范圍內的，所以得名全轉速鎖定系統(tǒng)。全轉速鎖定系統(tǒng)使能量的損失更小，燃油經濟性表現自然更出色。

另外，傳統(tǒng)AT變速箱使用單片離合器對液力變矩器進行鎖止，而馬自達則采用了直徑更小的多片式離合器來對液力變矩器進行鎖止，配合加大型的減震彈簧，使換擋感受更直接且更平順。同時直徑更小的多片式離合器，加上設計更精巧的葉輪和機電一體化模塊的設計，更變速箱的體積更緊湊，也更輕量化。綜合以上的努力，可使車輛的油耗降低了4%~7%，甚至比手動擋更省油！

②更快的換擋速度

既然要綜合各種變速箱的優(yōu)點于一身，創(chuàng)馳藍天變速箱的換擋速度必須媲美雙離合變速器。這一點馬自達的確做到了，創(chuàng)馳藍天變速箱的平均換擋速度竟能超過市面上主流的雙離合產品！

雙離合變速器由于自身結構特點，升擋的速度可以達到0.15秒左右，但是降擋的速度就不那么理想了。于較高速度行駛時的降擋速度普遍會慢于0.2秒，這就有點像在思考人生了。

而馬自達創(chuàng)馳藍天變速器不論升擋降擋，不論車速快慢，換擋均可于0.15秒內完成，這就很牛逼了！

創(chuàng)馳藍天車身

很多人在談創(chuàng)馳藍天技術時容易忽略創(chuàng)馳藍天的車身和底盤技術，創(chuàng)馳藍天車身設計主要圍繞安全性和輕量化來展開。推倒重來，從零開始重新設計的車身，也有諸多技術看點。

①直線化和連續(xù)化

創(chuàng)馳藍天車身結構和普通車身結構最大的不同在于直線化和連續(xù)化。相比以往車型普通車體結構框架的不連續(xù)結構，創(chuàng)馳藍天車身讓車架結構變得更連貫，提供極高的車身剛性。在撞擊過程中，撞擊力沿著連貫的車身框架傳播，有效分散撞擊力同時令車身更堅固。

②環(huán)閉

普通車型在C柱、后備箱和車廂的連接處是不連續(xù)的，而創(chuàng)馳藍天車身在整個車身結構中做到了環(huán)閉。除了車身左右兩個側面實現環(huán)閉，車頂和底板也做到了環(huán)閉結構，極大地提高了車身剛性。

對于像飛機、潛艇等對剛性和抗壓要求異常高的物體上、同樣使用了直線化、連續(xù)化和環(huán)閉的結構設計。連續(xù)化和環(huán)閉的車身結構，令創(chuàng)馳藍天車身實現了30%的剛性提升。

③超高強度鋼材的使用

創(chuàng)馳藍天車身采用了最高達1800Mpa的超高強度鋼材，強度780Mpa以上的鋼材使用量接近全車身用鋼的20%，整車440Mpa以上的高強度鋼材使用量達到了61%，而普通車型只有40%。

超高強度鋼材的使用大幅提升車身剛性的同時，車身卻有8%的減重幅度，輕量化馳藍天車身，令整車油耗進一步降低。以下是不同車身位置的鋼材強度：

前后防撞鋼梁 1800Mpa

前后車門防撞鋼梁 1400Mpa

B柱鋼梁 980Mpa

A柱鋼梁 780Mpa

④多撞擊傳導路徑

除了超高強度鋼材的使用，創(chuàng)馳藍天車身還采用了“多撞擊傳導路徑”的設計。普通車型在發(fā)生正面撞擊時，撞擊力只通過中間和下部兩條路徑分散，而創(chuàng)馳藍天車身通過增加上位于發(fā)動機蓋兩側連通到A柱和前車門的上部力傳導路徑，使撞擊力能更分散地被車身吸收，車身安全性得到提升。

創(chuàng)馳藍天底盤

底盤與操控性能關系最為密切。一般用戶對一輛車駕駛感受的評價可能僅限在“好開”與“不好開”，其中可能會涉及到方向盤是否輕盈、乘坐是否舒適等方面；對于駕駛經驗豐富的老司機來說，可能就涉及到指向是否精準、車身動態(tài)是否靈活、高速過彎的穩(wěn)定性和人與車之間的默契如何。馬自達追求的“人馬一體”的駕駛感，對于老司機來說會有更深的體會。

不同于其它品牌小修小補的換代車型底盤升級，從零開始重新設計的創(chuàng)馳藍天底盤，帶來了全新的操控體驗。具體的改進分為以下幾個方面：

①提升高速時的穩(wěn)定性

加大前懸架的主銷后傾角，來提升車輛回正的能力，同時配合對后懸連桿位置布局的優(yōu)化及軸襯剛性分配的優(yōu)化來增加后輪抓地力，增強車輛高速行駛時的穩(wěn)定性。

我試駕過幾款創(chuàng)馳藍天技術的馬自達車型，高速彎中底盤給駕駛員非常扎實的感覺，車身穩(wěn)定性相當高，側傾程度很小，車輛輕描淡寫般快速轉過彎角，對車內駕乘人員的影響很小。其中，馬自達另一項黑科技GVC加速度矢量控制系統(tǒng)也有相當大的一份功勞，以后有機會再跟大家展開分析這套系統(tǒng)的工作原理。

穩(wěn)定性的提高就意味著靈活性的受限，但馬自達通過采用全新的轉向系統(tǒng)，并進行的一系列優(yōu)化調校解決了這一問題。

②提升高速穩(wěn)定性的同時實現中低速的輕快轉向感

創(chuàng)馳藍天采用全新設計的電動助力轉向，中低速轉向輕快靈敏，高速沉穩(wěn)扎實，中心感非常清晰，減少行駛時過多的方向修正。

這套EPAS電動助力轉向系統(tǒng)特別之處在于，方向盤的回饋力度，跟轉向角度成正比。如此一來，駕駛員就可以通過回饋力的大小，判斷方向打了多少，帶來人車一體的駕駛感覺。

同時，使用比一般家用車16：1更小的14.5：1的轉向齒比，帶來更直接的轉向反應。

③提升駕乘舒適性

不同于以往車型把懸架與車身的連接支點放在車輪中心靠下的位置，創(chuàng)馳藍天底盤將懸架與車身的連接位置提升至偏上的位置。連接點向上提升后，我們可以看到從連接點與輪胎接地點之間的連線，與地面之間的夾角更大，遇到顛簸時懸架部件受到向后的力變小，有助于減輕車輛在不平路面行駛時的顛簸。

制動時制動力通過懸架連接支點處產生一個向下的作用力，當這個支點提高后，向下的作用力會變大，增強剎車時的穩(wěn)定性，減輕了制動點頭的現象。此外，更大的向下作用力增加了輪胎的抓地力，也在一定程度上縮短了制動距離。

④底盤輕量化與高剛性的共同實現

要提升駕駛一體感，必須要提高懸架的剛性，使得懸架在受到來自各個方向的力時不易變形。但是提高懸架的剛性會使結構更復雜，伴隨懸架部件體積和重量的增加，反而導致操控性變差，這是汽車懸掛設計上一直以來都存在的一對矛盾。

基于創(chuàng)馳藍天車身與底盤的共同開發(fā)，讓懸架有足夠的自由度做出全面創(chuàng)新。前懸中心構件加寬，后懸跨距擴大，提高支撐剛性。同時對懸架管狀構件截面的形狀作出改進，采用直接的環(huán)狀連接替代以往外凸的邊緣連接，使得前懸在減重6.4kg的前題下，剛性大幅提升40%；后懸在保持剛性不變的同時取得了4.5kg的減重。（圖片來源：太平洋汽車網）

創(chuàng)馳藍天底盤通過以上幾方面的創(chuàng)新，最終將一體感、舒適性及高速穩(wěn)定性三個互相對立的性能共同提升。

馬自達第一代CX-5是首款搭載創(chuàng)馳藍天技術的車型，是一臺馬自達敢于打破常規(guī)，從零開始設計制造的車型。

在第一代創(chuàng)馳藍天技術推出8年后的今年，第二代創(chuàng)馳藍天Skyactiv-X技術已經公布，并預計首先搭載在昂克塞拉身上，于2019年在中國上市。

Skyactiv-X發(fā)動機有效結合了柴油發(fā)動機與汽油發(fā)動機的特點，采用了馬自達獨有的革命性SPCCI（Spark Controlled Compression Ignition）火花點火控制壓燃點火，SI（Spark Ignition)燃燒與CI （Compression Ignition）之間可實現無鏠切換。