馬自達“德米歐”配備SKYACTIV技術將燃效提高三成

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

圖1：局部改進的“德米歐”
配備了新一代技術“SKYACTIV”的首款商品化產品——新型汽油發(fā)動機“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)動機“SKYACTIV-G 1.3”（圖2）。通過配套使用CVT（無級變速箱）、采用怠速停止機構“i-stop”、減小空氣阻力以及采用低滾動摩擦輪胎，將此前1.3L發(fā)動機配套使用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)動機、變速箱、車身以及底盤等在內的馬自達新一代技術的總稱。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)動機是SKYACTIV的首款商品化產品。

　　SKYACTIV-G的最大特點在于量產汽油發(fā)動機中全球最高的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)界推測馬自達會在更新底盤的時候采用這種發(fā)動機。

　　而此次的新款德米歐卻在現(xiàn)行底盤上配備了SKYACTIV-G。為了能夠將SKYACTIV-G配備在現(xiàn)有底盤中，馬自達此次沒有采用關鍵的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)，并實現(xiàn)了14.0的高壓縮比。

　　普通發(fā)動機如果提高壓縮比的話，會發(fā)生爆震。避免出現(xiàn)這種情況的方法一般是推遲點火時間。不過，推遲點火時間后，發(fā)動機的爆發(fā)力就無法有效地轉換成驅動力，扭矩會下降。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，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)動機的最大扭矩為120N·m/4000rpm，而新款發(fā)動機僅為112N·m/4000rpm。因此，馬自達改變了CVT的控制方式，使加速時的轉數(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。

采用可變閥門機構

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

　　雖然電動S-VT的成本高于液壓S-VT，但是具有響應速度快、閥門開關時的變化幅度可大于液壓S-VT的優(yōu)點。馬自達利用這一優(yōu)點，通過在部分負荷運轉時將吸氣閥關閉時間延遲至ABDC（下止點后）105度的“遲閉”米勒循環(huán)，減小了泵氣損失。

　　普通發(fā)動機如果關閉時間延遲這么久，有效壓縮比就會下降，燃燒會變得不穩(wěn)定，而此次發(fā)動機的壓縮比本來就較高，因此可在確保燃燒穩(wěn)定性的同時延遲關閉時間。

　　此外，還通過將曲柄軸的曲軸頸變細、采用氣門傳動類滾子從動件、提高水泵效率等，使機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械阻力等措施，將發(fā)動機本身的燃效提高了12％左右；通過采用怠速停止機構“istop”將燃效提高了約8％；發(fā)電機控制產生的制動力將燃效提高了約5％；通過降低車身空氣阻力（圖4）和減小輪胎滾動摩擦等將燃效提高了約5％，由此實現(xiàn)了30km/L的燃效。

圖4：安裝下部護板（Undercover）以提高氣動特性
黃色部分是下部護板。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。

　　新款德米歐還改進了i-stop。利用電動S-VT延遲發(fā)動機重啟時的閥門關閉時間、減少空氣吸入量，從而降低了燃燒壓力，由此抑制了發(fā)動機的振動。

　　工作頻率也有增加。原來只采用自動變速箱的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)動機的備用電池，而新款德米歐則將其省去了，從而簡化了系統(tǒng)。（圖5）。

圖5：還改進了怠速停止機構“i-stop”
原來配備了用于重啟發(fā)動機的備用電池，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，馬自達還宣布將在年內局部改進美國款“MAZDA3”，組合使用2.0L排量的“SKYACTIV-G”以及新開發(fā)的6速自動變速箱“SKYACTIV-Drive”，從而使燃效大幅提高21％。