[汽車之家 發(fā)動機技術]  馬自達此前一直堅持自家的創(chuàng)馳藍天自然吸氣發(fā)動機，在燃油經(jīng)濟性和動力性的平衡方面比小排量渦輪增壓發(fā)動機更有優(yōu)勢,。被譽為是創(chuàng)馳藍天之父的人見光夫先生不只一次地召開發(fā)布會,，以各種技術數(shù)據(jù)來印證上述觀點。馬自達在中國推出的車型也一直以配置自然吸氣發(fā)動機為主,，同時也一直宣揚企業(yè)對自然吸氣發(fā)動機的堅持,。但就在不久之前，馬自達推出了其全新2.5T渦輪增壓汽油發(fā)動機,，屬于創(chuàng)馳藍天產(chǎn)品序列,。究竟馬自達為什么放棄了以往的堅持，一個轉(zhuǎn)身便踏入了渦輪增壓發(fā)動機陣營呢,？作為創(chuàng)馳藍天之父的人見光夫在這款2.5T發(fā)動機上又應用了哪些“黑科技”呢,？本文將一一為你揭秘。

● 首款創(chuàng)馳藍天渦輪增壓汽油發(fā)動機

　　馬自達全新的2.5T發(fā)動機與新CX-9車型相伴而生,。這款全新的發(fā)動機替換了老CX-9上的那臺3.7L V6自然吸氣發(fā)動機,，在優(yōu)化動力輸出性能的同時，在燃油經(jīng)濟性上取得了較大的進步,。

　　馬自達遲遲未推出渦輪增壓發(fā)動機的原因,，我認為更多的是因為還未取得關鍵技術突破，研發(fā)階段產(chǎn)品尚未達到目標性能,，能否量產(chǎn)還存在疑問�,？湎潞,？陲@然不是馬自達這家日本企業(yè)的作風，不確定的東西自然不能大肆宣傳,，產(chǎn)品“跳票”了企業(yè)面子上可掛不住�,。〗�(jīng)歷了數(shù)年的研發(fā)時間,，馬自達最終還是把這款屬于創(chuàng)馳藍天產(chǎn)品序列的首款渦輪增壓汽油發(fā)動機投向了市場,。它能在市場上激起多少漣漪目前尚未明確，但這款發(fā)動機的誕生過程肯定不是一蹴而就的。

　　馬自達2.5T發(fā)動機是如何達成上述目標的呢,？本文將會為你深入剖析,。但在分析這款2.5T發(fā)動機之前，我們先回到30年前,，了解下當時馬自達對渦輪增壓發(fā)動機所進行過的探索,。

● 馬自達30年前對發(fā)動機小型化之路的探索

　　在30年前，人見光夫研究過通過渦輪增壓技術來實現(xiàn)發(fā)動機小型化的課題,，但以當時的技術水平（可變氣門正時技術,、缸內(nèi)直噴技術尚未興起）無法取得動力性與燃油經(jīng)濟性的平衡。而機械增壓技術能夠一定程度實現(xiàn)發(fā)動機小型化,，相比渦輪增壓技術,，能更好地平衡動力性與燃油經(jīng)濟性，成為當時人見光夫更為推薦的發(fā)動機小型化方案,。

　　馬自達KJ-ZEM發(fā)動機采用了擁有比傳統(tǒng)奧托循環(huán)更高熱效率的米勒循環(huán)來提升發(fā)動機燃油經(jīng)濟性,。同時，該發(fā)動機搭載機械增壓技術,，利用曲軸皮帶輪通過皮帶帶動機械增壓器對空氣進行壓縮后再導入氣缸,，以提升發(fā)動機低轉(zhuǎn)扭矩輸出，彌補米勒循環(huán)發(fā)動機低轉(zhuǎn)扭矩輸出弱的缺點,，從而讓發(fā)動機在整個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)都擁有較好的動力性和燃油經(jīng)濟性,。

　　馬自達的KJ-ZEM發(fā)動機由于采用了機械增壓器,，在實現(xiàn)發(fā)動機小型化的基礎上在動力輸出上超過了當時的3.0L自然吸氣發(fā)動機。

　　在30年前,，由于可變氣門正時技術（VVT）,、缸內(nèi)直噴技術還未興起，使得利用渦輪增壓技術實現(xiàn)發(fā)動機的小型化道路上產(chǎn)生了很多的阻力,。人見先生是個實用主義者,，傾向于開發(fā)在實際使用情況下效能更好的發(fā)動機，所以在當時選擇了研發(fā)采用米勒循環(huán)的機械增壓發(fā)動機,，沒有把渦輪增壓發(fā)動機的路走下去,。

● 人見光夫推崇高壓縮比自吸發(fā)動機的原因

　　21世紀之初，隨著排放法規(guī)升級對廠商的步步緊逼,，各廠商的工程師都絞盡腦汁研究節(jié)能減排的方法,。當時的主流技術路線是小排量渦輪增壓發(fā)動機路線，通過縮小發(fā)動機排量和氣缸數(shù)來縮小發(fā)動機體積,、降低發(fā)動機重量及其運轉(zhuǎn)阻力,，同時利用渦輪增壓器把小排量發(fā)動機的動力提升至更大排量發(fā)動機的水平,，最終實現(xiàn)動力性和燃油經(jīng)濟性的提升。

　　隨著直噴技術的成熟,，通過燃油加濃噴射雖然能降低氣缸溫度（汽油蒸發(fā)吸熱）從而抑制爆震現(xiàn)象,，一定程度提升了壓縮比，但用于降溫的汽油白白浪費了,，部分工況下燃油經(jīng)濟性不佳,。這也是為什么小排量渦輪增壓發(fā)動機在中高負載/扭矩輸出工況的燃油經(jīng)濟性不及創(chuàng)馳藍天自然吸氣發(fā)動機的一個重要原因，也是人見先生近年來一直推崇高壓縮比自然吸氣發(fā)動機的原因之一,。

● 2.5T橫空出世——市場競爭催生技術升級

　　搭載在2013款馬自達CX-9上的馬自達3.7L V6自然吸氣發(fā)動機在燃油經(jīng)濟性上已經(jīng)顯得有些落伍,。在2.5T發(fā)動機推出前，在創(chuàng)馳藍天產(chǎn)品序列中缺少一臺超過200馬力輸出的汽油發(fā)動機產(chǎn)品,。這意味著在中大型車/中大型SUV市場中,，馬自達產(chǎn)品力存在不足。

　　可幸的是,，在30年后的今天,，可通過發(fā)動機結(jié)構(gòu)分析來優(yōu)化發(fā)動機機械結(jié)構(gòu)從而提升發(fā)動機結(jié)構(gòu)強度以及NVH性能；通過燃燒室模擬技術能夠在設計階段就把燃燒室結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化到一個較高的水平,，加快研發(fā)速度并降低研發(fā)成本,。可變氣門正時技術,、渦輪增壓技術,、缸內(nèi)直噴技術以及各種取代機械控制的電控技術都使提升發(fā)動機的性能指標成為可能。馬自達通過上述各種技術的整合實現(xiàn)了高壓縮比渦輪增壓發(fā)動機的設計目標,。

● 馬自達2.5T發(fā)動機的黑科技

　　相比上一代CX-9采用的是3.7L V6自然吸氣發(fā)動機,，全新的創(chuàng)馳藍天2.5T發(fā)動機在性能和排放上均有所改善，同時發(fā)動機小型化帶來了約20%的燃油經(jīng)濟性提升,。此外,，這款2.5T直列四缸發(fā)動機相比3.7L V6發(fā)動機，除了氣缸數(shù)減少導致缸體體積/重量縮減外,，可變氣門正時調(diào)節(jié)器,、凸輪軸、噴油軌,、活塞,、連桿數(shù)量的減少也較大地降低了制造成本。

　　由于渦輪增壓發(fā)動機混合氣燃燒壓力更高,，產(chǎn)生的熱量更大,，使得氣缸內(nèi)溫度要比自然吸氣發(fā)動機高，所以在壓縮比絕對數(shù)值上小一些才能保證發(fā)動機的穩(wěn)定工作,。

　　馬自達創(chuàng)馳藍天2.5T發(fā)動機雖然在整體結(jié)構(gòu)上盡量保持與創(chuàng)馳藍天2.5L發(fā)動機一致,，但為了配合動態(tài)壓力渦輪，氣缸蓋已經(jīng)采用了主流的集成式排氣歧管的設計,。集成式排氣歧管能夠促進高溫廢氣與發(fā)動機冷卻液的熱交換,，提升發(fā)動機暖機性能及降低發(fā)動機高負荷時的排氣溫度。同時,，更短的排氣歧管也一定程度上減小了發(fā)動機的泵氣能量損失,。

　　當發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于1620rpm的時候，蝴蝶閥會關閉較粗的管路,，廢氣只能通過較細的管路到達渦輪,，從而加快了廢氣流速，增強推動渦輪轉(zhuǎn)動的廢氣脈沖強度,，使渦輪提速更快,，增強發(fā)動機低轉(zhuǎn)扭矩輸出表現(xiàn)。

　　創(chuàng)馳藍天2.5T發(fā)動機各氣缸的工作順序為1-3-4-2,，如上表所示,。為解析動態(tài)壓力渦輪促進掃氣的過程，我們舉個例子：1缸排氣過程初段,，2缸處于進氣行程的掃氣階段（進排氣門同時打開）,，這樣1缸的排氣氣流會把2缸的掃氣氣流從中央的排氣口“吸出”，促進了2缸的掃氣效果,，加上增壓進氣氣流的助力,，殘留廢氣的比率得到有效降低，降低了氣缸溫度,。每一個氣缸的排氣都能促進另一個氣缸的掃氣,，使得10.5:1高壓縮比的渦輪增壓發(fā)動機成為現(xiàn)實。

全文總結(jié)：

　　馬自達創(chuàng)馳藍天2.5T發(fā)動機是其在技術上不走尋常路的又一件作品,。該發(fā)動機采用的動態(tài)壓力渦輪是其最大亮點,，也是提升壓縮比的獨創(chuàng)技術。人見光夫先生以其30多年的發(fā)動機研發(fā)經(jīng)驗讓世人再一次為馬自達的研發(fā)實力而刮目相看,。該發(fā)動機以主流的動力輸出,，優(yōu)異的燃油經(jīng)濟性讓同級競品不能忽視它的存在,，也解決了馬自達在中大型車/中大型SUV市場中，動力系統(tǒng)產(chǎn)品力不足的問題,。有消息稱搭載該發(fā)動機的全新馬自達CX-9或?qū)⒂诮衲陜?nèi)引進國內(nèi),，該車動力系統(tǒng)的綜合表現(xiàn)值得期待。（圖/文 汽車之家 常慶林）

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