汽油车燃效堪比混合动力 马自达SKYACTIV技术全解析（三）

 

　　马自达发布了新一代车辆技术"SKYACTIV".这是一个将发动机、变速箱、车体及底盘等汽车的基本部分全部更新的巨大项目。在无马达助推的情况下可实现30km/L的燃效、无论汽油发动机还是柴油发动机的压缩比均达到14.0、车体重量减轻100Kg等等。本文将对达成上述划时代性能的SKYACTIV技术进行全面剖析。

　　马自达的方针是不仅改进发动机及变速箱，还将使车体重量减轻约100kg,从而在2015年之前使销售的马自达车的平均燃效比2008年提高30%.力争通过发动机的改进提高15~20%;通过变速箱的改进提高4~7%;通过减轻车体重量提高3~5%;另外加上怠速停止机构等合计提高30%.

　　其中特点的是，新型汽油发动机由于实现了14.0的压缩比，此举大幅提高了效率，将燃效及扭矩比以往提高了15%（图3、4）。以往汽油发动机的压缩比方面，在标准汽油规格下为10.0左右。马自达表示，如果将压缩比从10.0提高到15.0,则有望实现约9%的热效率提升。

　　图12为以往车体构造与SKYACTIV-Body进行的对比。举例来说，以往骨架的地板通道（Floor Tunnel）两侧的车架是在中间断开的，而前纵梁（Front Side Member）通往地板下的延长部分与后部车架是屈折后接合在一起的。

 

图12　基本骨架平直化了的SKYACTIVBody 通过减少屈折部位以及不连续部分，从而实现了轻量化。

　　与此不同，新开发车体不仅使地板通道两侧的车架一直延续到后方，还使前纵梁通往地板下的延长部分以倾斜角度穿过，从而无需屈折即可接合在后部车架上。

　　作为除此之外的特征性构造，包括可加强中央通道（Center Tunnel）的大型加强材料（图13）。实现了减小中央通道的开度、提高车体扭曲刚性的效果。

　　如上所述，作为忠实于基本要求的构造，此次车体在努力减轻重量的同时还提高了刚性，而此次改进中也有考虑到底盘的部分。为了后悬挂系统的拖曳臂（Trailing Arm）的安装而在后车架上开了一个大孔，即属此类（图14）。

　　马自达称，SKYACTIV-Chassis由新开发的前支柱悬挂系统（Front Strut Suspension）、转向系统以及后部多连杆悬挂系统（Rear Multi Link Suspension）构成，不仅比以往减轻了14%的重量，还提高了中低速区段的轻快感、高速区段的稳定感以及全部速度区段的舒适性。

　　为此，后悬挂系统将拖曳臂的车体一侧安装点定在了较高位置（图15）。这样一来，能使轮胎越过突起物时的移动轨迹倾向后方，由此可减小传导到车体上的冲击，从而提高了乘坐舒适度。将拖曳臂在车体上的安装点定在较高位置，具有抑制制动时车体后部上扬的效果。

 

图13　大型的地板通道加强材料

图14　后悬挂系统的拖曳臂安装部分 在车架上开出一个大孔，从而使拖曳臂的安装位置得以提高。

图15 后悬挂系统的构造

　　前悬挂系统方面，通过加大后倾角（Caster Angle）提高了高速行驶时的稳定感。马自达称，在此基础上，为了在中低速区段获得轻快的操控感，增加了电动助力转向系统（EPS）的助推量，同时实现了高速稳定感及中低速区段的轻快感。可实现上述性能的EPS方面，采用了新开发的立柱驱动式EPS（图16）。

 

　

　　图16 电动助力转向系统转而采用立柱驱动式EPS

　　在此之前，马自达采用立柱驱动式EPS的只有“德米欧”级车型。“Atenza”级车型一直采用齿条驱动式EPS，“Axela”级车型一直采用电动油压助力转向系统（EHPS）。这是因为，此前马自达认为，立柱驱动式EPS的性能不足以应用在车型上。然而，由于近年来其性能不断提高，因此，今后车型也将统一采用立柱驱动式EPS。
　　另一方面，轻量化方面的改进也令人瞩目。马自达透露，底盘系统14％的轻量化相当于大约50kg，占马自达100kg的轻量化目标的一半。为了做到这一点，底盘也遵守了忠实于基本要求的设计。具体来说，在前后副车架上，扩大横跨左右的横梁（Member）的前后方向间距，尽量拉近与悬臂安装点之间的距离，以便毫无损失地接收到来自悬臂的力（图17）。
 

图17　新旧副车架的对比