Loading article…
スカイアクティブ（SKYACTIVと表記）は、マツダが燃費とエンジン出力を向上させるために開発した一連の自動車技術のブランド名です。スカイアクティブ技術の最初の発表には新しいエンジンが含まれていましたが、トランスミッションや車両プラットフォーム全体にまで拡大し、2011 年以降のマツダ車に採用されています。[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]
スカイアクティブの前身となるマツダ スカイG 2.3リッター直噴ガソリンエンジン、マツダ スカイD 2.2リッターディーゼルエンジン、スカイドライブ自動変速機、スカイG 1.3エンジンとスカイドライブ自動変速機を搭載したマツダ キヨラは、2008年の第40回東京モーターショーで発表された。[ 4 ] [ 5 ]スカイアクティブ コンセプトは、サスペンション ジオメトリーの見直し、自動変速機とマニュアル変速機の改良、直噴、排気マニホールドのアップグレード、よりクリーンな燃焼と熱効率の向上のための圧縮比の向上など、マツダのL型エンジンに対するさまざまな改良を特徴としている。マツダの以前のマツダ3とマツダ6のシャシーは、新しい車両に引き継がれた。
Skyactiv -G [ 6 ]は、ガソリン直噴と高圧縮比を特徴とするガソリンエンジンのファミリーです(「G」はガソリンを表します) 。このファミリーのエンジンの圧縮比は最大 14:1 ですが、米国ではレギュラー ガソリンの使用を可能にするために 13:1 となっています。圧縮比が低いと、トルクと燃費が 3 ～ 5 パーセント低下します。[ 7 ]高圧縮でのエンジン ノッキングを抑制するために、4-2-1 排気システム、最適化されたピストン キャビティ、および燃料噴射制御を使用して残留ガスが低減されます。空気流量の増加、噴射圧力の上昇、およびマルチ ホール インジェクターの使用により、燃焼期間が短縮されます。
Skyactiv-Gエンジンは、オールアルミニウム構造、チェーン駆動のデュアルオーバーヘッドカムシャフト、可変バルブタイミングを採用し、米国のULEV排出ガス基準を満たしています。
Skyactiv -G 1.3 (エンジンコードP3-VPS ) は、1,298 cc (79.2 cu in)の自然吸気直列 4 気筒エンジンで、ボアは71 mm (2.8 in) 、ストロークは82 mm (3.2 in)です。2011 年の自動車技術博覧会で発表されました。[ 8 ] [ 9 ]
マツダのエンジニア5名が、このエンジンの開発における功績により、2012年4月20日に日本機械学会の2011年度メダルを受賞した。[ 10 ]
最初に採用されたのはマツダ デミオ/マツダ2で、 CVTと組み合わされた唯一のスカイアクティブ エンジンです。[ 11 ] [ 12 ]このエンジンは62 kW (83 hp)の出力と113 N⋅m (83 lb⋅ft)のトルクを発生します。[ 13 ]
アプリケーション:
Skyactiv -G 1.5（エンジンコードはRWD用がP5-VP（RS） 、 FWD用がP5 VPS F-P5 ）は、ボア74.5 mm（2.93インチ）、ストローク85.8 mm（3.38インチ）の1,496 cc（91.3立方インチ）自然吸気直列4気筒エンジンです。2014年にアジアおよびヨーロッパ市場向けに発売されたMazda3に搭載され、6,000 rpmで85 kW（114 hp）の最高出力、 4,000 rpmで150 N⋅m（111 lb⋅ft）の最大トルクを発揮します。このエンジンは、従来のMZR 1.5エンジンと比較して、性能と燃費が大幅に向上しています。
アプリケーション:
Skyactiv -G 2.0（エンジンコードPE-VPS）は、1,998 cc（121.9 cu in）の自然吸気直列4気筒エンジンです。ボアは83.5 mm（3.29 in）、ストロークは91.2 mm（3.59 in）です。
米国では、このエンジンは圧縮比13:1で、6,000rpmで116kW （155hp ）の出力、 4,600rpmで200N⋅m （148lbf⋅ft）のトルクを発生します。 [ 14 ]フレキシブル燃料仕様では、 E85燃料で走行すると出力が121kW （162hp ）、トルクが210N⋅m （155lbf⋅ft）に増加します。
2011年型マツダ3 （オートマチックトランスミッション搭載）の従来型エンジンと比較すると、市街地走行時の燃費は10.2L /100kmから8.4L /100km （23mpgから28mpg - US）に、高速道路走行時の燃費は7.1L/100kmから5.8L /100km （33mpgから41mpg - US）に向上した。[ 15 ]
アプリケーション:
Skyactiv -G 2.5（エンジンコードPY-VPS）は、 2013年型マツダ6に搭載された、排気量2,488cc （151.8立方インチ）の自然吸気直列4気筒エンジンです。ボアは89.0mm （3.50インチ） 、ストロークは100.0mm （3.94インチ）です。
米国では、圧縮比13:1のバージョンは、6,000 rpmで139 kW (187 hp)の出力、4,000 rpmで252 N⋅m (186 lb⋅ft)のトルクを発生します。 [ 16 ] 2023年には出力が142 kW (191 hp)に引き上げられましたが、トルクは変更されていません。[ 17 ] 2018年以降、このエンジンは燃費向上のためにシリンダー休止機能も備えています。 [ 18 ]
このエンジンは、マツダのプラグインハイブリッド（PHEV）モデルにも使用されており、 e-Skyactiv PHEVとして販売され、エンジンとトランスミッションの間に搭載された電気モーターと組み合わされています。CX -60では、100 kW（134 hp）の電気モーターと17.8 kWhのリチウムイオンバッテリーと組み合わされ、合計で241 kW（323 hp）と500 N⋅m（369 lb⋅ft）を発揮します。[ 19 ] CX-70、CX-80、CX-90 PHEVでは、 129 kW（173 hp）のモーターと同一のバッテリーと組み合わされ、プレミアム燃料では241 kW（323 hp）と500 N⋅m（369 lbf⋅ft） 、レギュラー燃料では238 kW（319 hp）を発揮します。[ 20 ] 2026 CX-90 PHEV は 68kW の電気モーターと組み合わされ、合計 323 hp になります[ 21 ]
アプリケーション:
ターボチャージャー付きのSkyactiv-G 2.5（エンジンコードPY-VPTS）は、圧縮比が10.5:1です。[ 23 ]プレミアム燃料では、5,000 rpmで190 kW（255 hp）の出力、2,500 rpmで430 N⋅m（317 lb⋅ft）のトルクを発生しますが、レギュラー燃料では、出力は5,000 rpmで169 kW（227 hp）、2,000 rpmで420 N⋅m（310 lbf⋅ft）に低下します。[ 24 ]最大ブースト圧は120 kPa（17 psi）です。ターボラグを低減するために、このエンジンは、低回転時にガスをより小さなオリフィスに通すように特別に設計された排気通路とバタフライバルブを使用しており、ターボチャージャーがより速く回転します。また、独自の4-2-1排気マニホールドを採用して排気掃気を改善し、冷却排気ガス再循環システムも採用しています。どちらも燃焼室温度を下げ、ブースト圧を高めて燃費を向上させるように設計されています。[ 25 ]インタークーラーの構成は用途によって異なり、CX-5とCX-9は空冷式インタークーラーを使用していますが、Mazda3とCX-30はスペースを節約するために吸気マニホールドに統合された空冷式インタークーラーを使用しています。
アプリケーション:
Skyactiv -G 3.3（エンジンコードH3T）は、 2023年型マツダCX-90に搭載された、縦置き3,283cc （200.3立方インチ）ターボチャージャー付き直列6気筒ガソリンエンジンです。ボアは86.0mm （3.39インチ）、ストロークは94.2mm （3.71インチ）で、圧縮比は12:1です。
エンジンは 2 つのバージョンで提供されています。低出力バージョンは、209 kW (280 hp)の出力と450 N⋅m (332 lb⋅ft)のトルクを発生します。高出力バージョンは、プレミアム燃料で254 kW (341 hp)と500 N⋅m (370 lbf⋅ft)を、レギュラー燃料で238 kW (319 hp)を発生します。[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]
アプリケーション:
Skyactiv-Xは、均質混合気圧縮着火（HCCI）を採用した初の商用ガソリンエンジンです。HCCIでは、少量の燃料を別途着火して圧縮すると、燃料と空気の混合気が自然発火します。これにより、Skyactiv-Gの14:1よりも優れた16:1の圧縮比を実現しています。このエンジンは、従来の火花点火エンジンよりもはるかに希薄な燃焼で運転できるため、燃料消費量と排出ガスを削減できます。[ 29 ] [ 30 ]
このエンジンは、HCCI技術を利用することで、20～30%の燃費向上を目指しています。圧縮着火による着火の問題に対処するため、各シリンダーには、スパーク制御圧縮着火（SPCCI）技術を採用したスパークプラグも組み込まれています。[ 31 ]小型のルーツ式スーパーチャージャーは、エンジンにより多くの空気を供給することで圧縮着火の動作範囲をさらに拡大し、高速でも圧縮着火に十分なほど混合気を希薄化します。[ 32 ]
SPCCIは、希薄で均質な空気燃料混合気を吸入し、その混合気を圧縮して自然発火する点に近づけることで機能します。次に、2番目のインジェクターがスパークプラグに直接二次燃料を噴射します。この二次燃料はスパークプラグによって点火され、シリンダー圧力が非常に速く上昇し、残りの燃料が圧縮着火する点に達します。スパークプラグの存在により、高速高負荷などの運転条件下では、エンジンは火花点火エンジンとしても動作します。2019年6月5日に発表された出力は132 kW (179 PS; 177 hp)、トルクは224 N⋅m (165 lb⋅ft)です。[ 31 ]
マツダは、排気量3.0リットルと3.3リットルの直列6気筒スカイアクティブXエンジンと後輪駆動レイアウトを開発している。この新型エンジンの生産は2022年にマツダCX-60で開始されると考えられていた。しかし、ロード＆トラック誌によると、オートカー誌2022年3月号でマツダヨーロッパの開発・エンジニアリング担当シニアマネージャー、ヨアヒム・クンツ氏は、マツダはSUVの販売を優先しているため、マツダの後輪駆動セダンの計画はないと述べた。[ 33 ]
アプリケーション:
Skyactiv-Dは、世界の排出ガス規制に準拠するように設計された、ターボチャージャー付きディーゼルエンジンのファミリーです。
現代のディーゼルエンジンにおけるNOxおよび粒子状物質処理の必要性を排除するため、シリンダー圧縮比は14.0:1に低減されています。冷間始動は、3つのプログラム可能な噴射パターンを備えたマルチホールピエゾインジェクターとセラミックグロープラグの採用によって実現されています。エンジンの失火は、排気バルブの可変リフトによって防止されます。これは、吸気行程中に排気バルブを開き、結果としてエンジン吸気温度を上昇させるものです。スカイアクティブDは、走行条件に応じて小型ターボと大型ターボを切り替えて作動させる2段式ターボチャージャーも採用しています。
Skyactiv-D 1.5 (S5-DPTS/S5-DPTR)は、 4代目マツダ デミオ/マツダ2に初めて搭載された1,497 cc (91.4 cu in)エンジンです。圧縮比は 14:1 です。[ 34 ]
アプリケーション:
Skyactiv-D 1.8 (S8-DPTS/S8-DPTR)は、2018 年にマイナーチェンジされたマツダ CX-3に搭載された1,759 cc (107.3 cu in)エンジンです。[ 35 ]
アプリケーション:
Skyactiv-D 2.2 (SH-VPTS/SH-VPTR)は、2,191 cc (133.7 cu in)のエンジンで、量産車に使用された最初の Skyactiv-D エンジンです。最初に使用されたのはマツダ CX-5 です。[ 36 ] [ 37 ]マツダ6 では、129 kW (173 hp)と420 N⋅m (310 lb⋅ft)を発生します。[ 38 ] Skyactiv-D のアップグレード版は、2013 年のロレックス スポーツカー シリーズ シーズンで使用され、マツダが GX マニュファクチャラーズ チャンピオンシップを獲得するのに役立ちました。このエンジンは、ユナイテッド スポーツカー シリーズで 2 台のローラ LMP2 に再び使用される予定です。
アプリケーション:
Skyactiv-D 3.3は、縦置きの直列6気筒3,287cc （200.6立方インチ）エンジンで、 2022年にマツダCX-60に導入されました。[ 39 ]
アプリケーション:
Skyactiv-Dは、市販車としては初の低圧縮ディーゼルエンジンであり、第1世代では圧縮比が14:1と、一般的な16:1以上の圧縮比に比べて大幅に低くなっています。[ 41 ]数十年にわたり、多くの大学で低圧縮ディーゼルエンジンの利点が調査されてきました。単気筒の大学試験で指摘された主な利点は、NOx排出量の大幅な削減と、粒子状物質および燃焼騒音の低減です。[ 42 ] [ 43 ]これらの研究はすべて、排出量の顕著な削減はあったものの、冷間始動が困難になるという代償を伴うという結論に至りました。マツダは、Skyactiv-Dで、運転条件に応じてパターンが変化する複数のノズルを備えた圧電式燃料インジェクターを使用することで、この問題を解決しました。さらに、エンジン始動時に排気バルブがわずかに開いたままになっているため、排気ガスがシリンダーに吸い込まれ、エンジンの暖機が早まります。[ 41 ]
Skyactiv-Dエンジンを搭載したCX-5は、発売当初、予想よりも早くオイルレベルが上昇するという報告があり、オーナーは1000キロメートルごと、または1か月ごとにエンジンオイルをチェックし、オイルがディップスティックのレベルを超えている場合はディーラーに戻る必要がありました。[ 44 ]この手順は、予防措置としてマツダが世界中で開始しました。マツダは、エンジンが利用可能になってから数か月以内に、ソフトウェアの改訂と修正されたレベルの新しいディップスティックによってこの問題を解決しました。
後にこれは誤りであることが判明した。根本的な問題はインジェクターシールにあった。マツダが採用したシール固定方法では、低温ディーゼル微粒子フィルター再生サイクルが作動するたびに十分な締め付け力が得られず、排気ガスがバルブカバーに漏れてオイルを汚染していた。さらに、エンジンブロック内の圧力が過剰になり、計量されていない燃料／オイル混合気が大量に燃焼室に再流入していた。
その結果、オイルピックアップが詰まってエンジンが故障するか、あるいはシリンダー内圧の極端な上昇、吸気マニホールドの詰まり、灰で満たされた微粒子フィルター、排気マニホールドと吸気マニホールドの圧力センサーの故障、そしてほぼ絶え間ない再生サイクルによる燃料消費量の急増といった、非常にコストのかかる悪循環に陥るかのどちらかだった。
マツダは、オーストラリア市場を除いて、この問題を公式には認めていません。[ 45 ]この問題とその解決策に関するさまざまなマツダ サービス情報文書が複数存在します。特に、新しい SHY1-13-148A インジェクター ナット/ワッシャーの固定手順を文書化した M001/007A があります。
2012年の発売当時、マツダはスカイアクティブDエンジンはユーロ5排出ガス基準（NOx 0.18g/km）にしか適合しないと主張し、より厳しい排出ガス基準を達成するにはさらなる開発が必要だと述べていた。
フォルクスワーゲンの排ガス不正問題を受けて、日本政府はフォルクスワーゲンが行ったように日本のメーカーが排ガスを偽っていないことを確認するため、日本で生産されたすべてのディーゼルエンジンの検査を実施した。その結果、スカイアクティブDエンジンだけが基準値と同等かそれに近い値を示したことが判明した。[ 46 ]
2019年のニューヨークモーターショーで、マツダはスカイアクティブD 2.2Lエンジンを搭載した2019年型CX-5の先行販売を開始すると発表した。[ 47 ]しかし、米国EPA排出ガス基準を達成するために必要な変更により、以下に示すように、ユーロ5準拠エンジンと比較して、性能と燃費が大幅に低下した。
ユーロステージVに準拠したオーストラリアのSkyactiv-D 2.2Lの仕様は次のとおりです。[ 48 ]
米国EPA準拠の米国スカイアクティブD 2.2lの仕様は以下のとおりです。[ 49 ]
2016年9月、マツダはディーゼルエンジンの故障につながる可能性のある欠陥のため、日本国内で13万台の車両をリコールした。[ 50 ]
ほとんどの問題は後に解決されたものの、2.2リッターエンジンは吸気マニホールドを詰まらせるほどのカーボン堆積に悩まされていた。その他の不具合としては、ターボダイバーションバルブの故障があり、ツインターボユニット全体の交換が必要となった。
マツダは、カーボン堆積物の蓄積のため、2012年から2018年モデルのディーゼルエンジン搭載のマツダ3、マツダ6、CX-5をリコールした。[ 51 ]
スカイアクティブハイブリッド技術は、トヨタのハイブリッドシナジードライブの技術を使用したスカイアクティブGエンジンを使用した電気ハイブリッドエンジン技術であり、元々は2013年に販売された車両用のスカイエンジンで使用するためにライセンス供与されたものです。[ 52 ] [ 53 ]
マツダ初の市販スカイアクティブハイブリッド車である、圧縮比14:1のスカイアクティブG 2.0エンジンを搭載したマツダ3スカイアクティブハイブリッドは、2013年の東京モーターショーで発表された。[ 54 ] [ 55 ]
スカイアクティブCNGエンジンは圧縮天然ガスで駆動します。マツダ初の市販スカイアクティブCNGプロトタイプ車両であるマツダ3スカイアクティブCNGコンセプトは、2013年の東京モーターショーで発表されました。[ 54 ] [ 55 ] [ 56 ] [ 57 ]
Skyactiv-Rエンジンは、マツダの新世代ロータリーエンジンです。
スカイアクティブRロータリーエンジンを搭載したマツダRX-Visionコンセプトは、2015年の東京モーターショーで発表された。[ 58 ]
2023年、マツダはこの世代のロータリーエンジンの最初の量産バージョンを発表した。マツダMX-30 R-EVに搭載されたこのエンジンは、シングルローター設計で、4500rpmで56kW （75hp ）の出力を発揮し、排気量は830ccである。[ 59 ]
e-Skyactivはバッテリー式電気パワートレインです。[ 60 ]
アプリケーション:
e-Skyactiv-Gは、初のマイルドハイブリッドパワートレインです。
アプリケーション:
Skyactiv-Zエンジンは、Skyactiv-GおよびSkyactiv-Xエンジンの後継として開発されました。これは、ユーロ7や北米のLEV4およびTier 4規制を含む厳しい排出ガス基準を満たすように設計された、2.5リッター直列4気筒ハイブリッドガソリンエンジンです。このエンジンは、燃費効率の向上と性能強化を実現しつつ、量産車向けの価格帯を維持することを目指しています。
エンジンタイプ：2.5リッター直列4気筒ガソリンハイブリッド
排出ガス基準：ユーロ7、LEV4、ティア4
性能目標：燃費向上、走行性能向上
アプリケーション:
スカイアクティブ・ドライブは、SKY-Drive と呼ばれるオートマチックトランスミッションのファミリーです。マツダは、特定の状況でのデュアルクラッチの動作が最適ではないため、オートマチックトランスミッションにデュアルクラッチ技術を採用しませんでした。 [ 61 ]代わりに、マツダは従来のオートマチックトランスミッションを再設計し、マルチプレートクラッチがほとんどの場合トルクコンバーターを切り離すため、トルクコンバーターの負荷を軽減することを選びました。新しいスカイアクティブオートマチックトランスミッションは、前進6速または8速、後退1速、短いトルクコンバーター、およびトルクコンバーターに統合されたクラッチを備えるように設計されています。[ 62 ] [ 19 ]
Skyactiv-MTはマニュアルトランスミッションのファミリーです。シフトレバーのストロークを短くしてシフト操作を軽くするために、レバー比を大きくしています。しかし、内部ストロークが短いことを補うために、小モジュールスプラインを使用しています。シフトストロークは15パーセント短縮され、乗用車の中で最も短いシフト操作を実現しています。[ 63 ]
軽量化のため、3軸式ギアトレインは、リバースギアとファーストギアを同じ軸上に配置し、より短いセカンダリーシャフトを使用するように設計されている。
Skyactiv Multi-Solution Scalable Architectureは、横置きエンジンレイアウトのFFモデル（小型製品グループ）と縦置きエンジンレイアウトのFR車（大型製品グループ）の両方をサポートする自動車プラットフォームです。 [ 64 ]
小型製品グループは、横置きエンジンレイアウトのフロントホイールドライブ車と全輪駆動車を支えています。 [ 65 ] [ 66 ] 用途:
大型製品グループは、縦置きエンジンレイアウトの後輪駆動車と全輪駆動車を支えている。 [ 67 ]
アプリケーション:
しかし、最も大胆な進歩は2リッターのスカイアクティブGガソリンエンジンだ。この4気筒エンジンは2012年型マツダ3で北米デビューを果たし、2リッターエンジン搭載の2011年型セダンの24/33から、市街地で8.5L/100km、高速道路で5.8L/100km（オートマチックトランスミッション搭載）へと燃費を向上させた。…
エンジニアリング チームは早い段階で CVT オプションを却下し、その後、計画プロセスの少し後にデュアル クラッチ タイプも却下しました。理由は次のとおりです。デュアル クラッチの自動マニュアルはスポーティなパフォーマンスを提供しますが、マツダは日常の都市運転には少し唐突だと感じました。結果として、新しい自動変速機は従来の自動変速機で、上位グレードではパドル シフトが利用可能です。