今年5月,馬自達在“Zoom-Zoom可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略2030說明會”發(fā)布了第二代創(chuàng)馳藍天“SKYACTIV-X”發(fā)動機,,該發(fā)動機熱效率達到驚人的50%,,據(jù)悉,搭載該發(fā)動機的馬自達3百公里油耗僅3升左右,! 新一代馬自達3預(yù)計于今年11月開幕的2018洛杉磯車展上進行全球首發(fā),有望在2019年后全球上市,。圖為采用了第二代魂動設(shè)計語言的馬自達魁(Kai)概念車,,新一代馬自達3的外觀從這款概念車上可見一斑。 新技術(shù)的亮相,,讓馬自達創(chuàng)馳藍天技術(shù)之父人見光夫曾經(jīng)炮轟電動汽車的話語顯得更加擲地有聲——“如果按照現(xiàn)在的發(fā)電方式進行計算,,(從CO2減排的角度)電動汽車幾乎沒有意義”,。當(dāng)今,先進的火力發(fā)電熱效率接近60%,,若從整個能源循環(huán)結(jié)構(gòu)角度考慮,,創(chuàng)馳藍天的碳排放水平已確實經(jīng)可以媲美很多電動車了。 那么,,這個創(chuàng)造出逆天熱效率的“SKYACTIV-X”發(fā)動機究竟是何方神社呢,? 馬自達“SKYACTIV-X”發(fā)動機 “汽油機學(xué)柴油機” 中學(xué)物理課本告訴我們,柴油機比汽油機省油,,為何,?這與柴油機的工作特點關(guān)系緊密。 一是柴油機壓縮比大,,一般的汽油機壓縮比在10:1左右,,而柴油機卻能達到16:1以上,一般的,,壓縮比越高,,發(fā)動機熱效率越高。 二是柴油機混合氣濃度更低,,汽油機理想空燃比為14.7:1,,而柴油機空燃比高于20:1,有更多的空氣陪著燃料玩,,燃燒當(dāng)然更充分,。 所以,馬自達工程師要做的,,就是從柴油機那里找靈感,,讓汽油發(fā)動機獲得柴油機油耗低的優(yōu)點,又規(guī)避柴油機振動大,,高速性差的缺點,。 可能有看官會有疑問,那既然柴油機那么好,,能不能直接讓柴油機燒汽油呢,?別說,好奇心重的老外們早就做過這種作死的實驗,,結(jié)果是加了汽油的柴油機依然能湊合著運轉(zhuǎn),,但汽油與柴油畢竟物理性質(zhì)不同,最終導(dǎo)致發(fā)動機受到損害,。 柴油燃點低,,也就是對高溫特別敏感,而汽油則是閃點低,,火星一撩就著,,而對于溫度卻沒有那么敏感,。(柴油的閃點52 °C左右,自燃溫度 256 °C,;汽油的閃點-38 °C,,自燃溫度210 °C)所以將汽油加到部分型號的柴油機里確實可以湊合著工作,但汽油的燃燒將變得非常不安分,。總之一條,,柴油、汽油千萬別加錯,。 所以,,為了“照顧”好汽油的脾氣,馬自達在其“Skyactiv-X”發(fā)動機中,,祭出了獨門秘籍SPCCI ,。 SPCCI是什么鬼? 燒腦警告,,以下這部分內(nèi)容如果看官不是對發(fā)動機技術(shù)特別感興趣,,可忽略。 SPCCI全稱是Spark Controlled Compression Ignition(火花塞控制式均質(zhì)燃燒),,在“Skyactiv-X”發(fā)動機中,,其大致工作流程為: 進氣沖程,“Skyactiv-X”的機械式進氣壓縮機將大量空氣壓入氣缸中,,與此同時,,缸內(nèi)的噴油嘴開啟噴油,在活塞頂與燃燒室構(gòu)成空間內(nèi),,氣體產(chǎn)生繞流,,燃油和空氣充分混合,形成均質(zhì)混合氣,,該混合氣濃度較低,,無法通過火花塞點燃。 壓縮沖程,,活塞接近上止點時,,噴油嘴再次開啟,在火花塞的周圍形成較濃的混合氣,。 做功沖程,,火花塞點燃壓縮沖程中形成的較濃混合氣,火焰前鋒面向氣缸底部作用,,形成SPCCI獨有的“沖擊活塞”,,在高溫高壓力作用下,氣缸內(nèi)的均質(zhì)混合氣發(fā)生壓燃式燃燒。 而要實現(xiàn)對SPCCI的控制,,最困難之處在于實現(xiàn)火花塞點火與“壓燃”的銜接,即準確控制“沖擊活塞”的形成時機,。 為此,,SKYACTIV-X發(fā)動機中增加三個主要部件:缸內(nèi)壓力傳感器、高壓燃料系統(tǒng),、高響應(yīng)空氣供應(yīng)器,,根據(jù)發(fā)動機實時工況對點火和噴油時刻進行閉環(huán)控制,實現(xiàn)理想化的“CI”工作狀態(tài)(即使吸氣溫度發(fā)生劇烈變化,,仍然能夠?qū)崿F(xiàn)在指定位置點火燃燒),。 總而言之,SPCCI就是在汽油壓燃過程中,,巧妙的運用了火花塞讓汽油變得服服帖帖,。 通過SPCCI,“Skyactiv-X”發(fā)動機可謂把柴油機省油的本事學(xué)到手了: 它空燃比極高:能達到36.8:1,; 壓縮也很高:“Skyactiv-X”發(fā)動機通過電動可變氣門正時,,讓發(fā)動機在米勒/奧托循環(huán)之間互切,實現(xiàn)發(fā)動機壓縮比變化,。在穩(wěn)定工況下,,Skyactiv-X發(fā)動機的壓縮比為16: 1; 另外,,柴油機壓縮比大導(dǎo)致了噪聲較大,,而馬自達“Skyactiv-X”發(fā)動機在大部分情況下壓縮比為16: 1,比一般的柴油機低,,引起的噪聲也更小,。加上隔音材料的使用,大部分人無法察覺“Skyactiv-X”發(fā)動機有什么不同,。 “不成魔,,無以活”的馬自達 早在2007年的法蘭克福車展,奔馳和通用就曾展出過采用類似技術(shù)的概念車,。然而十年過去,,這些大腕兒級的先行者面對這其中的技術(shù)瓶頸都不了了之,轉(zhuǎn)而將精力放在更容易成功的新能源車方面,。 相比大眾,、豐田與通用,年產(chǎn)銷量160萬左右的馬自達在全球任何一個地方都顯得有些小眾,,而相對于巨無霸車企的循規(guī)守舊,,馬自達擁有獨特的“任性”——在廣島廢墟里絕處逢生,一種不管不顧任性在馬自達身上彰顯的淋漓盡致。正如令馬自達始終割舍不下的轉(zhuǎn)子發(fā)動機,,縱然小眾,,但馬自達始終引以為傲。而在全球新能源汽車快速崛起的當(dāng)下,,馬自達或許又將帶著“Skyactiv-X”發(fā)動機續(xù)寫自己“任性”的傳奇,。 |
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