馬自達的創馳藍天技術是一種什麼樣的技術?有什麼特點?
看到長安馬自達發布新車CX5,說搭載"創馳藍天"技術,所以想了解一下詳情,請高手專家回答,謝謝!
1. 創馳藍天(SKYACTIV)是馬自達對一系列汽車優化技術的統稱,包括發動機、變速箱、底盤、車身結構等主要元件。
2. 發動機:
包括柴油發動機(SKYACTIV-D)和汽油發動機(SKYACTIV-G)
2.1 柴油發動機:
我不是很了解,對它的印象僅限於壓縮比14:1,是柴油發動機里最低的。而且目前國內上市的車型沒有配備柴油發動機,所以這裡就不說了。
2.2 汽油發動機:
創馳藍天汽油發動機最顯著的特點就是超高的壓縮比——14:1(北美和中國銷售的車型是13:1)。提高壓縮比可以顯著提高發動機的燃燒效率,但提高壓縮比很容易導致爆震,即由於氣缸內溫度過高,混合氣在正常燃燒完成之前自動燃燒造成的缸內壓力異常。
為了在提高壓縮比的同時防止爆震,就要盡量降低點火前氣缸內的溫度。當壓縮比為10、殘留氣體溫度750℃、新吸入氣體的溫度為25℃時,如果有10%的氣體殘留,壓縮前氣缸內的溫度會上升約70℃,壓縮衝程上死點溫度約會上升160℃。即,殘留氣體對爆震的影響很大。如果將殘留氣體減少至8%~4%,即便壓縮比提高3以上,壓縮衝程上死點的溫度仍可維持不變。所以問題轉化為如何提高排氣效率。
圖1 配氣相位
為了提高排氣效率,排氣時間需要延長,排氣門會在排氣衝程之前打開,在排氣衝程結束後一段時間關閉(圖1)。
任意時刻4缸發動機的每個氣缸都是處於不同衝程的,如圖2所示,在常見的4-1排氣系統中,當某個處於做功衝程的氣缸3的排氣門打開時,必有另外一個氣缸1處於排氣衝程,這時氣缸3的高壓氣波會通過較短的排氣管倒灌進氣缸1,導致氣缸1排氣效率的降低。當發動機轉速較低時這種現象尤甚。
4-2-1排氣系統解決了這個問題,兩個可能發生倒灌現象的氣缸之間的通路變長了,高壓氣波需要更長的時間來傳遞到另一個氣缸的排氣門,這樣一來排氣效率就得到了提高。
圖2 4-2-1排氣系統
4-2-1排氣系統最大的課題是,廢氣到達三元催化器的距離過長,使其溫度降低,無法儘快激活三元催化器。通過延遲點火時間可以提高排氣溫度,但延遲時間過長會導致燃燒不穩定。在活塞頭上設置一個凹陷孔,可進一步優化燃料噴射,在火花塞附近形成疊層混合氣體,可幫助實現穩定燃燒。另外,通過設置凹陷孔,初期火焰接觸活塞頭,可解決冷卻損失問題。
未完待續
馬自達說:
當我第一次知道要用14的壓縮比的時候,其實我是拒絕的!
因為我覺得,呀呀,你不能叫我用14,我就隨便用14,。第一,14壓縮比雖然熱效率高,但易爆震。我又不想說,其實我是用了米勒循環的....你搞一個skyactiv,完了以後其實加了很多特技(米勒循環),那熱效率啊,duang,duang啊,很高,很大,很上!結果其他廠商拆我的機子出來罵我,根本沒有那麼高壓縮比。那skyactiv那個是假的!我說要先給我解釋一下。
後來我跟別人說,我是用了米勒循環的,實際上壓縮比是沒有那麼高。那...實際壓縮比呢,是要小於理論壓縮比的,這裡就是用了可變氣門控制系統來實現可變壓縮比的。這幾年研發下來,工程師也讓我知道,這種循環膨脹比是大於壓縮比的,所以做功行程延長,熱效率有所提高;當然氣體經過過膨脹,排氣溫度會降低.........
聽了這些下來,我頓時就舒服了,我還讓我家Atenza 用,來來來,大家都試試看。那我跟工程師講,拍宣傳片的時候就不要加特效,拍完之後,這個效果就是我馬自達的效果,你們買馬自達開的時候,也是這個樣子。3.創馳藍天(SKYACTIV)之發動機
創馳藍天不單只是針對發動機的,而是對變速箱,底盤和車身結構的優化技術。先來解釋那個頗負盛名的壓縮比(13:1)
創馳藍天汽油發動機實際是存在兩種循環模式,分別是:奧托循環和米勒循環。奧托循環是壓縮比等於膨脹比的循環模式,而米勒循環是壓縮比小於膨脹比的模式。高負載工況,發動機是奧托循環,而其餘工況下發動機是米勒循環。上圖解釋奧托循環和米勒循環 4-2-1排氣歧管盡量避免了高壓縮比帶來的爆震現象。 4.創馳藍天之變速箱傳統的AT變速箱是依靠液力變矩器來傳遞動力,這也是自動變速箱被黑得最多的地方之一,因為這樣將無法避免的導致傳遞效率降低,目前通行的辦法就是在液力變矩器裡面再加一個鎖止離合器,就是液力變矩器相當於兩組風扇,而鎖止離合器就相當於一些螺栓把兩組風扇固定在一起——也就是說當換擋完成之後,鎖定液力變矩器,這個時候相當於發動機和變速器齒輪組是硬連接, 馬自達不但優化了液力變矩器內部的鎖止離合器,同時還儘可能擴大了離合器鎖止的工況範圍。5.創馳藍天之車身又輕又耐撞。(碰撞測試成績好)1提高壓縮比,將汽油發動機的壓縮比提高至13:1,普通自吸很多都是10:1,甚至有些小排量增壓都是10:1,。提高了壓縮比,就可以帶來更顯著的動力提高,這裡說的提高並非全部指賬面數據,而是駕駛過程中,發動機的存在感。(高的壓縮比意味著在容積一定的氣缸內你壓的氣增加了,那麼這些燃氣產生的熱能就增加了,熱能增加了,功率就提高了)2延長排排氣行程,提高壓縮比之後,對於普通發動機而言會帶來爆震,簡單地說就是壓縮衝程還沒做完,氣缸內先自燃了,為什麼自燃?因為剛排的尾氣溫度忒高。那麼怎麼解決?於是採用了4-2-1這種改裝車式的排氣,排氣行程長了,更舒暢了,單缸之前的排氣干涉阻力就小了,戲謔的說有種治便秘的感覺。3優化變速器,如何優化的,怎麼做到的我不知道,這得問工程師,具體做法有兩個,其一是優化手動、自動變速器的結構,實現緊湊、輕量化,因為創馳藍天最終的目的是「藍天」倆字,是低排放和省油。其二是自動變速器液力變矩器內設計了鎖止離合器,這就是要提升液力變矩器的工作效率,降低傳動過程中的動力損失而已!4優化底盤,剛才說過,創馳藍天主要是藍天倆字,所以馬自達首先把底盤做了輕量化處理,用官方話講就是採用了高性能輕量化的底盤,但是作為馬自達這個品牌來講,底盤意味著操控,不可以實現省油但是丟了操控,所以創馳藍天技術下的底盤設計非常的平衡,同時重力減輕近乎15%。
5優化懸掛,還創馳藍天技術下的懸掛都是帶橫向穩定桿的前麥弗遜+後多連桿。所以馬自達很清楚,不需要其他懸掛種類,要強調操控的話,只需要提高操控敢就可以了。那麼問題來了,什麼叫操控感?普通老百姓所接觸到的操控感就是中低速下的方向盤指向性,根本就不是快速過彎時車輪的循跡性,如果將曠量、指向性做一個平衡,保證60km/h以下的「指哪打哪」的感覺,就是提高了所謂的操控感,同時將過彎時的循跡性保持在馬自達一如既往的水平就足夠了。
以上就是淺見,3Q提高壓縮比,提升燃油效率。創馳藍天技術【圖】打破神秘 馬自達SKYACTIV創馳藍天技術
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