发动机老戏骨,取柴油与汽油发动机之精华

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如果说发动机技术咖里面也有像娱乐圈的明星一样争议漫天的存在的话,那一定是马自达压燃发动机,而且它一定不是“小鲜肉”而是“老戏骨”,何出此言呢?对于马自达这个品牌来说,市场环境表现如何似乎并不是最重要的,最重要的是如何能够将一款产品开发到极致,可能是最重要的,可不就像一些不重名利,重演技的老戏骨吗?
研发背景
 
由于生态环境的恶劣趋势,整个社会以及政府都对环保有了更高的要求,为了兼顾“驾驶乐趣”与“出色的环保,安全性能”,在2010年马自达提出了创驰蓝天技术,并推出了第一代搭载创驰蓝天技术的发动机;2019年发布创驰蓝天汽油发动机压燃点火技术,并开发出新一代创驰蓝天发动机(SKYACTIV X),即e-创驰蓝天汽油压燃发动机。
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SKYACTIV-G,这款发动机在马自达旗下的多款车型都有搭载,包括1.5L版本的马自达3 昂克赛拉、马自达CX-5、马自达CX-8等车型。
技术原理
 
SPCCI,英文为spark controlled compresssion ignition,直译就是火花点火控制压燃点火技术,这项技术是这款发动机的精髓所在,综合了汽油发动机和柴油发动机的优点。
内燃机根据燃料的不同,点火方式也就不同,如果是汽油发动机通常使用火花塞点火,柴油发动机为压燃,由于柴油的蒸发性和流动性都比汽油差,因此柴油机不能像汽油机那样在气缸外部形成可燃混和气体从而用火花塞一点就燃烧,所以通过压力将燃料集中在一起,才能点燃。
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另外,由于火花塞点火受到空燃比的限制,所以点火的效率会受到一些影响,汽油发动机的油耗表现没有柴油发动机的节省。还有柴油发动机油耗低但容易产生更多的噪音,而汽油发动机噪音小,而SKYACTIV-X发动机就是结合了汽油发动机与柴油发动机的优点,通过提高发动机本身的压缩比(压缩比高达16.3:1)来压燃点火,在启动的时候,发动机依旧采用火花塞进行点燃,随后靠着缸内活塞压缩时所产生的高温余热,来“压”燃气缸内的可燃混合气,逐步从火花塞点火转换成压缩点火。
硬件配置
 
1.高压燃油喷射系统:燃油压力可以达到70MPa(一般汽油发动机的最高燃油压力可以达到35MPa),并且采用10个喷射口的喷油器。
2. 91个传感器及执行器:为了实时监控发动机相关参数,根据马自达官方披露的信息,e-创驰蓝天汽油压燃发动机配置了多达91个传感器及执行器,而普通发动机大概40个左右。
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3.机械增压系统:由于压燃“需要”相对更多的空气,为了实现快速的进气响应,配置了机械增压系统。
4.发动机NVH静音装置:压燃的副产品之一,就是发动机的工作噪声相对较大。外部,e-创驰蓝天汽油压燃发动机,在发动机的下面和背面,配置了聚氨酯材料罩板,用于隔绝噪音;内部,在活塞销上安装避震器,降低发动机连杆带来的震动。
技术亮点
 
e-创驰蓝天汽油压燃发动机的压缩比可以达到15:1,而普通汽油发动的压缩比一般不高于12:1;e-创驰蓝天汽油压燃发动机可以实现的更高的空燃比,最高可以达到36.8:1,而汽油的理论空燃比是14.7:1。
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换言之,在SPCCI技术的加持下,e-创驰蓝天汽油压燃发动机,实现了柴油发动机的优点。据官方介绍,e-创驰蓝天汽油压燃发动机比上一代SKYACTIV-G发动机,扭矩输出性能提高了10%-30%,油耗表现提升了20%-30%。
小结:
 
话说回来,在进入国内市场之前,人们对马自达的压燃发动机技术可谓是关注度满满,甚至认为它可能会成为颠覆行业的一项技术,但是现实就是搭载在汽车上面之后,因为其高昂的价格劝退不少用户,所以到现在马自达的压燃发动机这个技术研究方向到底如何一直受到争议。