汽油車燃效堪比混合動力 馬自達SKYACTIV技術全貌（二）
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
由于局部性高溫燃燒、以及氧氣不足的燃燒得以避免，因此可降低NOx及煤煙的產生。由于是在上止點附近進行噴射及燃燒，因此，活塞的沖程全都用于產生驅動力，由此帶來了熱效率的提升。
降低壓縮比的第二個好處是，發(fā)動機各部件的輕量化以及摩擦損失的降低。由于筒內最大燃燒壓力降低了，因而可降低發(fā)動機構造體的所需強度。汽缸體（Cylinder Block）方面，結合利用鋁（Al）合金，從而減輕了25kg的重量。
汽缸蓋罩（Cylinder Head）方面，通過薄壁化以及排氣歧管的一體化，減輕了3kg的重量。運動類部件中，活塞及曲柄軸（Crank Shaft）的重量減輕了25％。上述運動類部件的輕量化有助于摩擦損失的降低，馬自達稱，實現了幾乎與汽油發(fā)動機相同的摩擦損失（圖8）。摩擦損失的降低帶來了2～5％的燃效提升。
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| 圖8 SKYACTIV-D與老式發(fā)動機的摩擦損失對比 與老式發(fā)動機相比，SKYACTIV‐D由于筒內最大燃燒壓力下降，因而可實現運動部件的輕量化及小型化，可將摩擦損失減小到與汽油發(fā)動機相當的水平。 |
盡管有這些好處，此前卻沒有降低柴油發(fā)動機壓縮比，理由是因為存在著低溫起動性下降、在預熱行駛過程中出現半失火等問題。為了解決這一問題，馬自達采用了平均每次燃燒最多可噴射9次的高響應性壓電噴嘴。憑借著利用這種噴射的自由度來實現的精密噴射控制、以及陶瓷電熱塞（Ceramic Glow Plug），使低壓縮比條件下的穩(wěn)步起動成為可能。
另一項技術是裝備在排氣閥里的VVL（可變閥門提升機構）。該技術在低溫起動時切換凸輪，在吸入工藝中略微打開排氣閥。使排氣孔內的高溫殘留氣體逆流進入汽缸內，借此提高吸入空氣溫度，并促進點火。
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| 圖9 2級渦輪 通過區(qū)分使用大小2個渦輪，從而在低轉速區(qū)段也能確保足夠的空氣量。 |
另外，作為日本廠商的乘用車用柴油發(fā)動機首次采用了2級渦輪增壓器，這一點也值得作為關鍵技術予以關注（圖9）。2級渦輪是一種在低速時主要啟動小型渦輪，高速時主要啟動大型渦輪，以便從低速到高速都能充入足量空氣的增壓系統。
為了減少NOx的發(fā)生，新型柴油采用了大量EGR（尾氣再循環(huán)），但如果因此使空氣量出現不足，則會成為煤煙產生的原因。2級渦輪的采用，使得在低速時確保足夠的空氣量成為可能。
集中了AT、CVT、DCT的優(yōu)點
新型自動變速箱SKYACTIV-Drive的開發(fā)目標是，將已有的AT（自動變速箱）、CVT（無級變速箱）、DCT（Dual ClutchTransmission）的優(yōu)點集于一身。
在日本較多采用的CVT的優(yōu)點是順暢的變速、以及低速燃效十分出色，但在高速燃效以及油門操作的直接感方面稍遜一籌。普通AT雖然在美國是主流，但在低速燃效、操作的直接感、順暢的加速等方面還有改善的余地。相反，在歐洲日益增多的DCT雖然在燃效以及操作直接感方面具有優(yōu)勢，但在起動以及蠕動（Creep）的順暢度方面還不盡如人意。
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