馬自達“德米歐”配備SKYACTIV技術(shù)將燃效提高三成

　　馬自達于2011年6月局部改進(jìn)了小型車(chē)“德米歐”（圖1）。亮點(diǎn)是首次配備了新一代汽油發(fā)動(dòng)機“SKYACTIV-G”，并在不使用混合動(dòng)力系統的情況下，使10·15模式燃效達到了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“SKYACTIV-G 1.3”。

　　新款德米歐配備的是新開(kāi)發(fā)的1.3L排量直噴汽油發(fā)動(dòng)機“SKYACTIV-G 1.3”（圖2）。通過(guò)配套使用CVT（無(wú)級變速箱）、采用怠速停止機構“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(chē)”相同。

圖2：SKYACTIV-G 1.3的外觀(guān)
由于是配備在現有的底盤(pán)中，因此無(wú)法配備4-2-1排氣系統，而是采用了與原來(lái)相同的4-1排氣系統。

　　SKYACTIV是包括發(fā)動(dòng)機、變速箱、車(chē)身以及底盤(pán)等在內的馬自達新一代技術(shù)的總稱(chēng)。馬自達提出了在2015年之前使平均燃效比2008年提高30％的目標，此次德米歐中配備的SKYACTIV-G 1.3發(fā)動(dòng)機是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。由于該排氣系統比原來(lái)的排氣系統占地方，SKYACTIV-G無(wú)法在原來(lái)的底盤(pán)上使用，所以業(yè)界推測馬自達會(huì )在更新底盤(pán)的時(shí)候采用這種發(fā)動(dòng)機。

　　而此次的新款德米歐卻在現行底盤(pán)上配備了SKYACTIV-G。為了能夠將SKYACTIV-G配備在現有底盤(pán)中，馬自達此次沒(méi)有采用關(guān)鍵的4-2-1排氣系統，而是與原來(lái)一樣采用了4-1排氣系統，并實(shí)現了14.0的高壓縮比。

　　普通發(fā)動(dòng)機如果提高壓縮比的話(huà)，會(huì )發(fā)生爆震。避免出現這種情況的方法一般是推遲點(diǎn)火時(shí)間。不過(guò)，推遲點(diǎn)火時(shí)間后，發(fā)動(dòng)機的爆發(fā)力就無(wú)法有效地轉換成驅動(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(wú)法采用4-2-1排氣系統，不過(guò)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(guò)，原發(fā)動(dòng)機的最大扭矩為120N·m/4000rpm，而新款發(fā)動(dòng)機僅為112N·m/4000rpm。因此，馬自達改變了CVT的控制方式，使加速時(shí)的轉數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(mén)機構

　　作為提高壓縮比以外的燃效提高技術(shù)，馬自達在吸氣和排氣側均組合使用了連續可變閥門(mén)正時(shí)機構“S-VT（SequentialValve Timing）”，從而將泵氣損失減少了約20％。特點(diǎn)是吸氣側采用了電動(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，但是具有響應速度快、閥門(mén)開(kāi)關(guān)時(shí)的變化幅度可大于液壓S-VT的優(yōu)點(diǎn)。馬自達利用這一優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)在部分負荷運轉時(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 )變得不穩定，而此次發(fā)動(dòng)機的壓縮比本來(lái)就較高，因此可在確保燃燒穩定性的同時(shí)延遲關(guān)閉時(shí)間。

　　此外，還通過(guò)將曲柄軸的曲軸頸變細、采用氣門(mén)傳動(dòng)類(lèi)滾子從動(dòng)件、提高水泵效率等，使機械阻力也比原來(lái)減少了30％。

　　通過(guò)提高壓縮比、降低泵氣損失以及減小機械阻力等措施，將發(fā)動(dòng)機本身的燃效提高了12％左右；通過(guò)采用怠速停止機構“istop”將燃效提高了約8％；發(fā)電機控制產(chǎn)生的制動(dòng)力將燃效提高了約5％；通過(guò)降低車(chē)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)現了30km/L的燃效。

圖4：安裝下部護板（Undercover）以提高氣動(dòng)特性
黃色部分是下部護板。由于追加了后擾流器等，SKYACTIV-G車(chē)型的Cd值由原車(chē)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)機重啟時(shí)的閥門(mén)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)機的振動(dòng)。

　　工作頻率也有增加。原來(lái)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(lái)的i-stop配備了用于重啟發(fā)動(dòng)機的備用電池，而新款德米歐則將其省去了，從而簡(jiǎn)化了系統。（圖5）。

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

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