下一代馬3? 新世代Skyactiv-X科技問與答

ca汽車頻道 陳郁翔 2018-06-11 15:43:15

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雖然披覆上現行版本的Mazda3的外觀,但Skyactiv-X prototype原型車已完整搭載新世代的底盤與動力系統。

Q1. 後懸吊真的變成扭力樑了嗎?為什麼?

是的,這具全新的Skyactiv-X底盤確實將後懸吊系統由現行的多連桿改為扭力樑設計,當然也引來了全球車迷的熱烈討論,認為Mazda是為了降低開發成本而走回頭路。但這其實是個天大的誤會啊!

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由照片可發現全新Skyactiv-X底盤的後懸吊採用扭力樑結構。

由於新世代的〝人馬一體〞概念,主要強調的是人車駕馭時的和諧反饋,並非追求極端敏銳的操控或是瀕臨極限的動態,因此改良的主軸在於舒適性與NVH隔音工程方面的強化,也讓駕駛更能以輕鬆無壓力的方式掌握車輛動態。

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Skyactiv-X在NVH工程方面應用了許多巧思,例如這塊B柱結構,透過內藏樹酯塊的方式,有效降低噪音,並提供更多韌性抑制結構形變。

然而若以原先的多連桿結構為基礎進行調校,由於多連桿懸吊在行駛時的能量傳遞特性與幾何變化非常多,雖然在先天結構上能帶來較佳的操控性,但若想達到Mazda預期中的舒適性、易操控性以及NVH等等達成〝人馬一體〞的重要元素,目前仍有許多技術有待克服,因此決定採用構造相對簡單的扭力樑結構,並從本體鋼材與製程方面著手,再加上最重要的〝調校〞,達到Mazda所期望的〝人馬一體〞精神。

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新世代扭力樑結構透過Toe與Camber個別強化,達到更佳的行路感受與NVH效果。

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扭力樑鋼材的製程也有所改變,將鋼板削切後再沖壓的新製程除了強化結構之外,也解決了接合段差的問題。

而Mazda原廠也表示,多連桿結構的能量傳遞特性等技術問題克服之後,未來也有機會再度出現在產品線當中,並沒有放棄研發,這點相當值得期待。

Mazda Asian Tech Forum (79)

嚴格來說,現階段Mazda追求人馬一體、NVH工程等方面的條件,在多連桿結構上遇到瓶頸,但並未放棄研發,扭力樑結構是目前的最佳解決方案,也令人期待未來將有表現更優異的多連桿底盤出現。

Q2. HCCI引擎是什麼?Mazda所研發改良的SPCCI又是什麼?比起傳統火星塞點火的汽油引擎有何優點?

均質充壓點火技術(Homogeneous charge compression ignition, HCCI)簡單來說就是以類似柴油引擎壓縮點火的方式作動的汽油引擎,也就是所謂的稀薄燃燒技術。傳統噴射引擎的理論空燃比為14.7:1,並靠火星塞所迸發的火花點火爆炸,而HCCI技術則是將理論空燃比拉高至30.0:1以上,將空氣對燃料的比率加大,也就是在燃料中注入更多的空氣,除了達到節省燃油的目的之外,在中低轉速域就如同柴油引擎一般,能獲得更佳的扭力反應。

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HCCI引擎採壓縮點火,類似柴油引擎的作動原理。

而Mazda所採用的改良方式則是在現有的壓燃點火技術上,加入了傳統的火星塞做為控制壓燃時機的因子,成為了新世代Mazda獨門的SPCCI(Spark plug controlled compression ignition)技術,並能依照行車當時的氣溫、氣壓以及速度等條件自動切換空燃比,最高甚至可達35.0:1以上的超級稀薄燃燒境界,而且切換的過程幾乎完全無法察覺。

SPCCI_01

而Mazda獨家改良的新技術SPCCI則是在壓縮點火的基礎原理上加入了可控制點火時機的火星塞,可有效克服以往稀薄燃燒引擎的技術問題。

這項技術除了能發揮優異的中低轉速域扭力之外,更擁有同樣採用壓縮點火的柴油引擎所沒有的高轉速域延展性,雖然目前在prototype階段仍有超稀薄燃燒時的爆震問題有待解決,但已令人見識到Mazda成功挑戰別家車廠不願投入的科技領域的驚人實力。

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由於是prototype測試車,原廠在車內裝上了監控用的平板電腦,可藉由燈號切換來瞭解目前的燃燒狀況,若非燈號提示,人體幾乎完全感受不到壓縮點火與SPCCI、超稀薄燃燒之間的切換。

Q3. 聽說SPCCI引擎對燃油品質的要求很高,火星塞也須採用特殊規格,這是真的嗎?

其實目前的Skyactiv-X prototype車輛都是以歐規RON 91等級的汽油進行測試,而火星塞雖然是特殊規格沒錯,但並非特別稀有或特別昂貴,只需依照原廠保養規範即可。

Mazda Asian Tech Forum (19)

所有的skyactiv-X prototype測試車均使用歐規RON 91燃油。

Q4. 為何採用機械增壓?而不是時下流行的小排氣量渦輪增壓?

這個問題相當有趣,根據Mazda原廠資料,這具機械增壓器被命名為〝Air Supply〞,並非〝Supercharger〞,因為它最主要的功能是在車輛在中、高轉速域進入空燃比35.0:1以上的超稀薄燃燒模式的時候,為了能夠即時補充新鮮空氣混入燃料而設計,功能並非傳統的機械增壓強制進氣系統。

Mazda Asian Tech Forum (91)

此機械增壓非彼機械增壓,而是提供超稀薄燃燒模式時即時且充沛新鮮空氣的〝Air Supply〞。

Q5. 比起上一代車型,扭力樑後懸吊對於操控性是否有影響?

根據筆者於測試場中試駕後的感受,全新Skyactiv-X底盤在調校方面屬於舒適取向,但仍帶有韌性,感覺上對比現行車款其實阻尼特性是變硬的,在試車時我曾刻意挑幾個刁鑽的角度扭動方向盤過彎,並在直線加速到底時刻意重踩煞車,現行Mazda3於高速過彎時,車尾預期外的跳動較多,而重踩煞車時點頭情形也相當明顯。

然而Skyactiv-X prototype雖然改採扭力樑後懸吊,過彎時卻非常穩定,且側傾抑制更佳,雖然車尾動態少了一些〝好玩〞的調性,但整體回饋確實兼顧到舒適性與操控性,對於一般用車族群而言,大概只會有〝操控變好了〞、〝好開又舒適〞的感受,並無法直接辨認扭力樑與多連桿的差異。

Mazda Asian Tech Forum (76)

Skyactiv-X底盤的特性由活潑變為沉穩且舒適,但並未犧牲操控表現,扭力樑結構的操控就是比較弱?拜託,一般用車族群真的分不出來啦!

Q6. Mazda不斷強調人馬一體,這次在Skyactiv-X概念車上有何具體表現嗎?

這部分我想強調兩個重點項目,第一是NVH工程,第二則是座椅的人體工學。首先在NVH靜音工程的部分,Mazda認為不只是噪音本身,包含車內噪音大小聲變動的幅度,都會影響駕駛專注力與疲勞程度,進而影響〝享受駕馭〞,因此本次的NVH工程除了降低噪音之外,更著重於控制各種不同噪音的變化量。

以往當車輛以一定速度行經減速塊或跳動路面時,車內可明顯聽到跳動聲和來自底盤的噪音,然而駕駛Skyactiv-X prototype在測試道內高速經過一連串跳動路面時,可發現噪音的變化量降低了,是項相當貼心的細節進化,也是〝人馬一體〞哲學的體現之一。

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根據Mazda工程團隊的研究,除了車內噪音本身所帶來的震動與不安感之外,噪音變化量的差異也是影響駕駛的因素。

而座椅方面則可說是這次新車內裝最大的工程,由於駕駛座姿是影響〝人馬一體〞駕駛感受的最大因素,Mazda研發團隊花費相當大的心力,應用運動科學,從人體的骨盆與脊椎構造開始分析。全新Skyactiv-X座椅能將脊椎的坐姿維持在自然的S型曲線,以達到最佳的骨盆支撐力,並透過改良後可獨立上下調整的椅面,讓骨盆和上半身朝相反方向活動,就如同自然而然地行走一般,也有助於保持頭部是線能永遠穩定朝向目標。

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全新設計的座椅可說是為〝人馬一體〞畫龍點睛的重點,不過造型調整與泡棉設定尚未定案,仍有待工程團隊持續修正中。

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椅面多了可獨立調整高低的功能,規格較高的車型更將配備有電動調整。

Q7. 如此創新的動力科技,日後維修與後勤是否會更加困難?

相信這點是許多潛在車主們最大的疑惑,根據我們對研發團隊進行的訪談,Skyactiv-X並不需要進行特別的保養流程,雖然火星塞與車胎將採用特殊規格,只要如一般車輛回原廠養護即可。未來原廠將加強保修廠教育訓練,讓各廠都能以最快的速度熟悉全新科技。

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其實Skyactiv-X是以許多現有的科技加以改良精進而成,理論上來說並不會造成養護後勤上太大的負擔,原廠也表示將加強保修體系的教育訓練為主。

Q8. Mazda除了堅持優化內燃機引擎的效能之外,是否有考慮量產其他混合動力或替代能源系統?

以往Mazda最廣為人知的技術便是rotary轉子引擎,然而根據目前原廠的產品規劃,並沒有任何使轉子引擎復活的計畫。而前陣子曾透露消息的Mazda氫燃料電池研發計畫,目前原廠也表示〝技術封存〞,也代表暫時不會有相關產品問世。

不過原廠則透漏,根據未來的產品進程,2019年將會有首款採電力驅動的Mazda車型亮相,在未來將會與原本的Skyactiv-G汽油引擎、Skyactiv-D柴油動力,以及最新的Skyactiv-X科技動力並行銷售,擁有完整且多元的產品線,相當值得期待。

2019

Mazda在簡報中公布的次世代技術發展計畫時程表,相當令人期待!雖然沒有rotary就是了。

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