汽油车燃效堪比混合动力 马自达SKYACTIV技术全貌(二)

2010-12-28 21:17:15来源: 技术在线 关键字:马自达  SKYACTIV
降低摩擦损失

  由于局部性高温燃烧、以及氧气不足的燃烧得以避免,因此可降低NOx及煤烟的产生。由于是在上止点附近进行喷射及燃烧,因此,活塞的冲程全都用于产生驱动力,由此带来了热效率的提升。

  降低压缩比的第二个好处是,发动机各部件的轻量化以及摩擦损失的降低。由于筒内最大燃烧压力降低了,因而可降低发动机构造体的所需强度。汽缸体(Cylinder Block)方面,结合利用铝(Al)合金,从而减轻了25kg的重量。

  汽缸盖罩(Cylinder Head)方面,通过薄壁化以及排气歧管的一体化,减轻了3kg的重量。运动类部件中,活塞及曲柄轴(Crank Shaft)的重量减轻了25%。上述运动类部件的轻量化有助于摩擦损失的降低,马自达称,实现了几乎与汽油发动机相同的摩擦损失(图8)。摩擦损失的降低带来了2~5%的燃效提升。

图8 SKYACTIV-D与老式发动机的摩擦损失对比
与老式发动机相比,SKYACTIV‐D由于筒内最大燃烧压力下降,因而可实现运动部件的轻量化及小型化,可将摩擦损失减小到与汽油发动机相当的水平。


  尽管有这些好处,此前却没有降低柴油发动机压缩比,理由是因为存在着低温起动性下降、在预热行驶过程中出现半失火等问题。为了解决这一问题,马自达采用了平均每次燃烧最多可喷射9次的高响应性压电喷嘴。凭借着利用这种喷射的自由度来实现的精密喷射控制、以及陶瓷电热塞(Ceramic Glow Plug),使低压缩比条件下的稳步起动成为可能。

  另一项技术是装备在排气阀里的VVL(可变阀门提升机构)。该技术在低温起动时切换凸轮,在吸入工艺中略微打开排气阀。使排气孔内的高温残留气体逆流进入汽缸内,借此提高吸入空气温度,并促进点火。

图9 2级涡轮
通过区分使用大小2个涡轮,从而在低转速区段也能确保足够的空气量。

  另外,作为日本厂商的乘用车用柴油发动机首次采用了2级涡轮增压器,这一点也值得作为关键技术予以关注(图9)。2级涡轮是一种在低速时主要启动小型涡轮,高速时主要启动大型涡轮,以便从低速到高速都能充入足量空气的增压系统。

  为了减少NOx的发生,新型柴油采用了大量EGR(尾气再循环),但如果因此使空气量出现不足,则会成为煤烟产生的原因。2级涡轮的采用,使得在低速时确保足够的空气量成为可能。

集中了AT、CVT、DCT的优点

  新型自动变速箱SKYACTIV-Drive的开发目标是,将已有的AT(自动变速箱)、CVT(无级变速箱)、DCT(Dual ClutchTransmission)的优点集于一身。

  在日本较多采用的CVT的优点是顺畅的变速、以及低速燃效十分出色,但在高速燃效以及油门操作的直接感方面稍逊一筹。普通AT虽然在美国是主流,但在低速燃效、操作的直接感、顺畅的加速等方面还有改善的余地。相反,在欧洲日益增多的DCT虽然在燃效以及操作直接感方面具有优势,但在起动以及蠕动(Creep)的顺畅度方面还不尽如人意。

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关键字:马自达  SKYACTIV

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2010/1228/article_3015.html
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