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Skyactiv-X的黑科技 Mazda日本MINE賽道試駕 【科技理念篇】

Skyactiv-X的黑科技 Mazda日本MINE賽道試駕 【科技理念篇】

isCar!本次受Taiwan Mazda邀請參加Mazda亞洲技術論壇2018,各種未來將搭載於品牌車款上頭的新科技,包含全新世代Skyactiv引擎、底盤、車體技術都在這場盛會中一次亮相,不只要讓讀者們了解新一代Skyactiv方向,也讓我們提前一覽大改款Mazda 3有何深厚的底蘊!

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Mazda從根本出發的節能觀點

環保要求日益嚴格下,世界各大車廠都在尋找更節能的動力選項,以目前的趨勢看來,有不少車廠都致力於提升電氣化比例提升,也就是將技術資源放在油電與純電車型上頭,然而,全新電氣化車款推出能否帶動普及,還需關乎週邊硬體的建設腳步,就算將時間推移來到電氣化目標的2035年,預估到時燃油、混合動力車款的販售比例仍會佔84%之多。

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Mazda對於未來綠能優化方向,是以整體環境改善為目標,舉例來說,就算是現在立刻將電動車普及,對於總體二氧化碳排放量幫助相當有限,原因是電動車上路就算達到零排放,但生產過程也同樣會需要石油運作,更遑論是用電量需求大幅增加下,各種形式發電廠(尤其是火力發電)同樣會對環境帶來影響。因此在目前條件下想要立即達到普及、節能、綠化環境等目的,針對現行成熟的燃油引擎進一步精進效率,不僅能將既有能源妥善運用、對用車人來說也更直接有感!

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Skyactiv-X 首創融合柴油特性的變種汽油引擎

Mazda在現有技術資源進行最大發揮的前題下,未來至少20年的時間裡,會以提升燃油引擎效率、研發新混合動力為目標,而繼續強化自然進氣引擎就像是Mazda的堅持,至於目前市場主流的小排量渦輪增壓設定則非Mazda所期望,原因在於出力受到先天硬體的限制外,燃油效率在人為、環境等因素影響下,實際駕駛時相當難以達到官方公告的油耗水準。

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目前普遍汽油引擎架構是採用火星塞點火燃燒,在此架構下增加空燃比是提升效率最有感的方式,但要實際做到可不容易,尤其當汽油引擎在稀薄燃燒狀態下,引擎會出現明顯爆炸不完全的問題;因此Mazda便借鏡自家開發柴油引擎的經驗,結合汽油火星塞點火與柴油壓縮點火兩種特性,創造出獨門SPCCI(Spark Controlled Compression Ignition)火星塞控制壓燃點火技術,來達到超乎現行汽油引擎空燃比的目標,也就是下一代汽油引擎「Skyactiv-X」的動力核心精神!

SPCCI運作過程

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SPCCI技術空燃比依運作狀況不同空燃比可於29:1~40:1間變化,跨過汽油引擎稀薄燃燒的門檻,而為了能讓Skyactiv-X可以順利運作,最關鍵處在於使用火星塞來控制壓縮點火,同時搭配上16:1壓縮比的驚人水準,在凸頂活塞達到升程極限點火時,其火花型態就像是瞬間膨脹的火焰球般,瞬間填滿氣室,提供更優異的活塞推送力道。另一點特別之處,則是Skyactiv-X引擎配有一具小型機械增壓系統,其目的並非以強力增壓值來優化動力輸出,它只有在約莫中轉速域做動,用來獲取更多空氣達到稀薄燃燒效果。

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稀薄燃燒的狀態下,整體的燃燒溫度其實是降低的,因此Skyactiv-X額外用上EGR廢氣回收系統提升燃燒效率,在另外藉由「水冷系統」來進行溫控,整體看來雖引擎運作壓力極高,不過在極佳的溫控管理下,卻可同時達到節能效果,引擎本體負擔也不會較同級渦輪增壓引擎來的大。而「火星塞點火」與「壓縮點火」共存的Skyactiv-X,在不同的油門訊號反應下,也會自主調配兩者做動的時機,其主要目的是要讓各種油門回饋、轉速,都能達到較以往更為節能的引擎輸出,結合汽油、柴油兩種動力特性之下,低速扭力與高轉延伸性也將同步提升。

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由於汽油、柴油引擎特性共生的設計,在燃油使用部分也與一般汽油引擎的概念不同,一反鋅烷值越高越平順且出力越好的理論,Skyactiv-X反而需要更多的「爆震」來增加動能,因此本次前往日本的原型測試車,便是添加91汽油進行路試,而原廠表示,未來引進台灣的話,維持現行2.0升Skyactiv-G標準加95無鉛汽油即可。

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動力新成員Skyactiv-X將首先應用在2019年大改款Mazda 3上頭,此具引擎因應集團模塊化策略,未來也會進一步搭配Hybrid油電混合模組,來創造更加節能的動力編成,而現行款的SKY-G引擎則會視車型繼續沿用,至於柴油車迷也別擔心,全新一代SKY-D GEN 2預計於2020年發表!

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Skyactiv-Vehicle Architecture新一代車體結構

這一次在技術論壇中見到的新科技,近乎可以確定是下一代Mazda 3的雛型,除了世界首創的壓燃引擎之外,底盤更以人馬一体的概念再次精進,強調在優異的操控本質卻有平易近人的駕控特性。Mazda強調好的操控就像是人走路般自然,在底盤開發過程中,秉持以人為本的設計思維,從地面反饋到懸吊、車體甚至是座椅按造做動順序優化反饋,才是Skyactiv-Vehicle Architecture精隨之處。

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先以車體來說,高張力鋼板的比例與位置都經過重新計算,針對車體開口較大如車側、尾門之處,不僅用上1800mpa係數鋼材,周圍所用上的強化件還內藏橡膠吸震材質,可有效解決車體震動及異音,整體來說,新世代底盤的強度比現行款Mazda 3強上50%,但重量卻削去10%左右,在車體強化工事更加繁複的前題下,實屬相當不易的成果。

底盤1

底盤3

底盤四

在強化鈑件交錯堆疊下,讓下一代Mazda 3的車體結構猶如虛擬防滾籠護體,不僅能夠承受更多衝擊力道,對於四輪對角扭曲抗性也更提升。

底盤五

在新底盤車體剛性大增的前題下,路面震動傳導也勢必會增加,為此Mazda開發出全球首創的鋼板夾層吸震層來確保行路寧靜感受。

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全新的懸吊系統則以「舒適」為開發方向,先以前懸結構來說,透過懸吊幾何改變及支臂支點位置優化,確保路面力矩傳遞可被良好吸收,而後懸吊由原本的多連桿改為拖曳臂,中央的扭力橫桿經過精密計算,讓後軸在保有運動性的前提下,讓路感與車體平衡性更精進。

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雖然Mazda原廠對全新馬3的扮相保密到家,就連測試車都要披上現行款的鐵皮,不過可以肯定的是,這次Mazda亞洲技術論壇2018所發表的新一代Skyactiv技術,在全新馬3身上將毫無保留呈現!這次重頭戲就是開著原型測試車飆上Mazda測試賽道,究竟Skyactiv-X引擎實際運作情況如何,全新底盤能耐與現行款的差異,都會在下篇為您解答!

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