在嚴苛的排放法規下不走尋常路——創馳藍天
隨著歐美國家的排放法規日益嚴苛,馬自達以當時的發動機技術必然無法滿足這些主流市場對于排放的要求。嗅覺敏銳的豐田最早走上了混合動力這條路,面對混合動力的技術壁壘和高昂的研發成本,一向特立獨行的馬自達則認為混合動力并非唯一的發展方向,雖然內燃機被很多人視為不環保,但內燃機在熱效率上依然有著很大的優化空間,最終由從事發動機研發及發動機新技術研究的人見光夫提出改善內燃機技術,馬自達將該項目命名為“SKY”。馬自達管理層認為,馬自達發展過程中層幾度處于危機邊緣,只要全公司凝聚一心、朝著一個目標不斷拼搏一定能擺脫困境、重塑輝煌。SKY的項目名稱此后演變成了SKYACTIV,也就是我們所熟知的創馳藍天了。
管理層對創馳藍天寄予了厚望,即使當時的馬自達經營狀況并不理想,但該項目的研發經費也沒有被縮減,項目2006年被敲定前,超高壓縮比的汽油發動機就已經制作出了試驗用發動機,研究方向就是通過提高發動機的壓縮比來提高汽油發動機的熱效率。那臺試驗用發動機將壓縮比提升到了15:1,測試結果表明扭矩的降低相當有限,要知道內燃機的工作原理是扭矩輸出會隨著壓縮比的提升而降低的。為何會得到這樣的試驗結果呢?火花塞在點火之前混合氣體已經被壓燃了,可以看作為提前點火,從而避免了扭矩因為壓縮比的提高而明顯下降。
被稱為“創馳藍天之父”的人見光夫在看過試驗結果后認為,4-2-1排氣布局能有效避免排氣相互干涉的現象,從而使排氣更加暢順,再加上進排氣氣門正時系統實現的大氣門重疊角掃除高溫廢氣,從而達到降低氣缸內的溫度的作用,能夠有效避免爆震現象的產生。2010年10月,馬自達正式提出SKYACTIV創馳藍天技術,公司計劃在2015年以前對旗下汽油和柴油發動機、手動擋與自動擋變速箱以及車身和底盤等重要部件進行優化。
2011年6月,日本本土第三代Demio改款車型上市,這款車配備了1.3L SKYACTIV-G發動機,加強燃油噴射壓力改善了燃燒效率。凹頂活塞設計使燃料噴射后在火花塞附近形成疊層混合氣,起到穩定燃燒的作用,而這臺汽油發動機更是將壓縮比提升到了14:1,發動機工作效率、扭力和燃油經濟性均提升了15%以上。
由于這臺1.3L發動機所擁有的技術亮點,2012年4月20日,五名馬自達工程師被授予日本機械工程師學會獎章,以表彰他們開發出具有超高壓縮比且實現每升30公里(約為3.33L/100km)燃油效率的汽油發動機,其油耗水平和同時期的第二代飛度混動車型一致。隨后馬自達2.0L SKYACTIV-G汽油發動機開始配備在第二代Axela上,這臺發動機自投放于北美市場以來就廣受好評,第一年就入選沃德十佳發動機行列,可見馬自達又一次憑實力證明了自己的固執是正確的。
不過由于4-2-1排氣體積較大,與防火墻沖突使得馬自達不得不改用了傳統的4-1排氣布局,盡管北美版馬自達3的壓縮比下調為12:1,但仍然屬于當時市場上的高壓縮比量產車型。真正意義上完全采用SKYACTIV技術的汽油發動機在2012年被用于北美市場的馬自達CX-5上,壓縮比增至13:1,當發動機轉速在6000rpm時可達到157馬力的最大功率,4600rpm時可達到200N·m的峰值扭矩。
出于經濟性的考慮,馬自達認為發動機內部結構的部件輕量化程度越高,做功也相對更省力。因此馬自達對2.0L SKYACTIV-G發動機的曲軸和連桿等部件,在保證強度足夠的前提下都盡可能輕量化處理。根據馬自達的說法,與2011年同排量的馬自達3自動擋車型相比,城市綜合油耗從10.2L/100 km優化到了8.4L/100 km,而高速油耗從7.1L/100公里優化到了5.8L/100公里。前面提到過,創馳藍天技術是一套完整的技術體系,它包含了汽油發動機、柴油發動機、變速箱、車身以及底盤,SKYACTIV-D柴油發動機與我們關系不大,因此在這里就不過多闡述了。
2013年,馬自達SKYACTIV-G系列發動機相繼推出了2.5L和1.5L兩個排量的機型,和此前的創馳藍天發動機一樣,13:1的高壓縮比仍然是其最大的技術亮點。此外,馬自達工程師也開始理性地看待油品對高壓縮比的創馳藍天發動機帶來的影響,要知道最初2.0L SKYACTIV-G發動機的壓縮比為14:1,這種面相日本及歐美等油品質量相對較好的國家來說,高壓縮比的發動機特性能更好的發揮出來。然而即便是在海外市場,2.5L的SKYACTIV-G發動機壓速比也被設定在13:1,說明固執的馬自達工程師也不得不向現實妥協了,國內推出的CX-5所搭載的2.5L SKYACTIV-G發動機與海外市場車型保持一致,最大功率196馬力,最大扭矩252N·m,油耗相比同排量發動機降低了約15%。
1.5L SKYACTIV-G發動機則是馬自達小型車和緊湊型車的主力機型,搭載缸內直噴和進排氣氣門可變正時技術的它,6100rpm時可達到117馬力的最大功率,3500rpm時峰值扭矩148N·m。馬自達一直堅持自家的創馳藍天發動機以自然吸氣的形式呈現,力求在燃油經濟性及動力方面與小排量渦輪增壓發動機相比更具優勢,馬自達在中國推出的車型也一直秉承著不“T化”的宗旨。馬自達固執的認為,駕駛樂趣并非僅僅是快,快車很多但并非都能讓消費者感受到駕駛的趣味性,因此在盡可能滿足環保法規和追求燃油經濟性的同時,馬自達所追求的是駕駛質感……
不過馬自達從未公開表示創馳藍天發動機不打算開發渦輪增壓版本,之所以一直自然吸氣或許和技術未取得突破性進展有關,畢竟如果馬自達創馳藍天發動機在燃油經濟性和動力性尋求到平衡點時,為何不推出渦輪增壓發動機以提升自己的產品競爭力呢?否定某條技術路線一向不是馬自達的套路,作為“工程師樂園”樂園的馬自達僅僅是喜歡不走尋常路而已。2016年,馬自達認為終于可以把自己的技術成果展現在世人面前了,2.5T創馳藍天發動機來了。和此前的創馳藍天系列一樣,這臺渦輪增壓發動機同樣是通過提高發動機壓縮比實現燃效提升的。
不過相比創馳藍天自然吸氣發動機,由于渦輪增壓發動機氣缸的工作溫度較高,因此10.5:1的壓縮比自然不能和同門NA兄弟們相比了。那這臺發動機到底有什么技術亮點呢?這臺2.5T發動機是馬自達用來替換CX-9的那臺3.7L V6自然吸氣發動機的,作為馬自達首款創馳藍天渦輪增壓發動機,動態壓力渦輪技術、廢棄冷卻再循環技術和控制發動機小型化比率讓它在壓縮比提升的同時,從而能實現性能和油耗的平衡。創馳藍天系列汽油發動機動力參數此前始終未到200馬力,它的到來彌補了空白,最大功率253馬力、最大扭矩420N·m,這也讓馬自達在中大型轎車和SUV市場上具備了一定的競爭力。
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