[汽車之家 發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)] 他沒(méi)有食言,,新一代創(chuàng)馳藍(lán)天SKYACTIV-X發(fā)動(dòng)機(jī)即將面世!就像迷戀轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)那般,,馬自達(dá)對(duì)汽油機(jī)HCCI均質(zhì)充氣壓燃技術(shù)也同樣“執(zhí)迷不悔”,。被譽(yù)為創(chuàng)馳藍(lán)天發(fā)動(dòng)機(jī)之父的人見光夫,,曾不止一次地闡明驚世駭俗的理論——自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)能夠達(dá)到50%的熱效率,其二氧化碳排放水平甚至與純電動(dòng)汽車相當(dāng),!而這僅僅是馬自達(dá)的一小步,,未來(lái)我們會(huì)看到怎樣的一個(gè)馬自達(dá)?下面來(lái)一起揭曉,。
就連馬自達(dá)自己也承認(rèn)它只是一家“小廠”,,相比同為日系品牌的豐田和本田來(lái)說(shuō),它的全球銷量與后兩者差了不止一個(gè)Level,,可它從來(lái)不缺少關(guān)注度,,“轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)”、“創(chuàng)馳藍(lán)天技術(shù)”,、“魂動(dòng)設(shè)計(jì)理念”等等吸引了一波又一波的目光,。最近這家日本“小廠”又要搞一個(gè)大事情了——即將發(fā)布汽油機(jī)HCCI均質(zhì)充氣壓燃技術(shù)。
● 汽油機(jī)壓燃很牛嗎,?
什么是壓燃?其實(shí)這并不是什么新鮮科技,,大家去看柴油機(jī)的原理就明白了,。所謂壓燃就是說(shuō),燃油混合氣的燃燒不需要火花塞點(diǎn)火,,而是直接靠氣缸活塞運(yùn)動(dòng)將其壓縮至燃燒(壓縮體積能夠使混合氣溫度上升),。
壓燃曾經(jīng)是用來(lái)區(qū)分柴油機(jī)與汽油機(jī)的一項(xiàng)特征,而如今它不再適用了,。或許,,我們也能將擁有HCCI技術(shù)的汽油機(jī)看成是汽油機(jī)與柴油機(jī)的結(jié)合體。
壓燃帶來(lái)的直接好處是能夠實(shí)現(xiàn)超高的空燃比,,達(dá)到稀薄燃燒,,正如“既要牛干活,還能少喂草”的例子,,噴入更少的燃油就能讓發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái),。HCCI技術(shù)打破了曾經(jīng)被認(rèn)為金科玉律的“黃金空燃比”14.7:1(空燃比是指氣缸內(nèi)泵入空氣和燃油的比值),以馬自達(dá)為例,,其表示新一代創(chuàng)馳藍(lán)天發(fā)動(dòng)機(jī)能夠在750rpm運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),,空燃比能夠達(dá)到36.8:1。一句話來(lái)形容馬自達(dá):太摳了,!
基于HCCI技術(shù),,馬自達(dá)稱發(fā)動(dòng)機(jī)的燃效理論上能達(dá)到50%!稀薄燃燒能夠更節(jié)省燃油,,沒(méi)錯(cuò),,但這不是HCCI技術(shù)實(shí)現(xiàn)超高燃效的全部因素,。壓燃過(guò)程中,混合氣幾乎是同時(shí)燃燒釋放能力,,免去了火花塞點(diǎn)火時(shí)火焰擴(kuò)散燃燒的能力損失,,這也是其提升燃效的秘籍。雖然這項(xiàng)技術(shù)很難實(shí)現(xiàn),,但全球很多車企并沒(méi)有放棄探索,,因?yàn)榇蠹叶贾浪芎艽蟪潭壬咸嵘l(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。
● 馬自達(dá)并不是第一個(gè)提出HCCI的車企
早在兩年前,,馬自達(dá)就對(duì)外公布了他們?cè)谘邪l(fā)HCCI技術(shù)的消息,,但它并不是第一個(gè)萌生如此新奇想法的車企。再早之前通用,、奔馳,、現(xiàn)代等車企也都對(duì)HCCI技術(shù)進(jìn)行了研發(fā),可他們都只停留在了概念車或者試驗(yàn)原型機(jī)上,。
● 汽油機(jī)實(shí)現(xiàn)壓燃會(huì)遇到哪些問(wèn)題,?
雖然燃油經(jīng)濟(jì)性提升的很明顯,但實(shí)現(xiàn)HCCI技術(shù)也面臨著諸多問(wèn)題,,例如,,通用的HCCI試驗(yàn)樣機(jī)怠速轉(zhuǎn)速最低只能下探到800rpm(一般乘用車在600-700rpm左右),并且發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速到達(dá)3000rpm后,,噪音會(huì)非常巨大,。相比傳統(tǒng)汽油機(jī),其顆粒物排放會(huì)增加,,需要加裝專門的顆粒物捕捉器,;需要進(jìn)一步強(qiáng)化廢氣再循環(huán)系統(tǒng)EGR等等。
面對(duì)未來(lái)逐漸嚴(yán)苛的排放法規(guī),,很多車企都知道HCCI是節(jié)能減排的一項(xiàng)“黑科技”,,它在傳統(tǒng)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上能壓榨出更多的燃效。不過(guò),,由于壓燃控制穩(wěn)定性,、NVH問(wèn)題、顆粒排放物,、廢氣進(jìn)行再循環(huán)等等一籮筐的問(wèn)題,,HCCI一直是讓車企們望而卻步的高冷科技。
● 馬自達(dá)如何實(shí)現(xiàn)了汽油機(jī)壓燃,?
就在大家對(duì)HCCI的技術(shù)已經(jīng)快喪失信心的時(shí)候,,馬自達(dá)站了出來(lái)說(shuō):“2019年,新一代的SKYACTIV-X發(fā)動(dòng)機(jī)將會(huì)實(shí)現(xiàn)HCCI汽油機(jī)壓燃技術(shù)!”
前面我們提到過(guò),,通常說(shuō)的HCCI全稱是Homogeneous Charge Compression Ignition,,然而馬自達(dá)對(duì)“HCCI”的解釋有所不同,他把其中的“CCI”解讀為Controlled Compression Ignition,,即可被控制的壓燃點(diǎn)火燃燒技術(shù),。這其中又有什么“講究”呢?
- 火花塞是秘密,!
通用和奔馳的HCCI技術(shù)方案是可行性相對(duì)較高的一種,,也就是保留原先的火花塞,在適合汽油壓燃的工況下進(jìn)行壓燃點(diǎn)火,,而在冷啟動(dòng)和高轉(zhuǎn)速等工況下,,采用火花塞點(diǎn)火,這就像兩名接力跑隊(duì)員,,分別負(fù)責(zé)不同的賽程,。
馬自達(dá)的SKYACTIV-X發(fā)動(dòng)機(jī)也是基于上述同樣的原理,拓寬了壓燃本身有限的工作區(qū)間,。在此基礎(chǔ)上,,馬自達(dá)進(jìn)一步挖掘了火花塞的潛能,使之成為壓燃點(diǎn)火的控制器,,從而更好地實(shí)現(xiàn)了火花塞點(diǎn)火與壓燃點(diǎn)火之間的無(wú)縫切換,,因此馬自達(dá)也稱之為SPCCI(Spark Controlled Compression Ignition)火花控制壓燃技術(shù)。
- 是否還能叫“自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)”,?
前面提到,壓燃汽油機(jī)實(shí)現(xiàn)稀薄燃燒需要更大的空燃比,,也就是說(shuō)要泵入更多的空氣,,然而目前的創(chuàng)馳藍(lán)天發(fā)動(dòng)機(jī)大多為自然吸氣形式,很難在全部工況下都能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)所需的空氣量,,怎么辦,?馬自達(dá)選擇加裝了專門的空氣供給單元(air supply unit),所以某種意義來(lái)說(shuō),它已不再是自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)了,。
電動(dòng)增壓器似乎在汽車上應(yīng)用的越來(lái)越多,,例如奧迪SQ7上的4.0T V8柴油機(jī)和奔馳最新一代的3.0T直六發(fā)動(dòng)機(jī)(M256)上均加裝了電動(dòng)增壓器,但它們的作用更多的是為了消除渦輪遲滯現(xiàn)象,。奔馳M256發(fā)動(dòng)機(jī)的電動(dòng)增壓器來(lái)自于供應(yīng)商博格華納,。
- 比小排量渦輪增壓車型有更強(qiáng)的加速性?
創(chuàng)馳藍(lán)天之父人見光夫曾用幾頁(yè)P(yáng)PT論證了自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)的潛能還很大(馬自達(dá)幾頁(yè)P(yáng)PT吊打小排量渦輪和電動(dòng)車),,雖然后來(lái)馬自達(dá)生產(chǎn)了2.5T汽油發(fā)動(dòng)機(jī),,打破了不做渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的誓言,但對(duì)于新一代的創(chuàng)馳藍(lán)天發(fā)動(dòng)機(jī),馬自達(dá)仍舊不會(huì)走小排量增壓的路線,。
馬自達(dá)官方技術(shù)視頻解析如下:
● 汽油機(jī)壓燃技術(shù)只是馬自達(dá)的一小步
雖然馬自達(dá)一直堅(jiān)信內(nèi)燃機(jī)還有很大的開發(fā)潛力,尤其是對(duì)自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)癡迷,,但它并不是毫無(wú)創(chuàng)新性的守舊派,,這家日本企業(yè)必然能感知到未來(lái)的能源危機(jī),依賴傳統(tǒng)燃油肯定不是長(zhǎng)久之計(jì),,因此汽油機(jī)壓燃技術(shù)只是現(xiàn)階段的一種解決方案,。未來(lái)馬自達(dá)該何去何從?一紙《Zoom-Zoom可持續(xù)發(fā)展宣言》給出了他的答案,。
馬自達(dá)思考了“地球”,、“社會(huì)”、“人”三方面的問(wèn)題,。節(jié)能減排并不是說(shuō)采用新能源動(dòng)力就夠了,,還要從汽車制造、使用,、回收的整個(gè)生命周期中減少溫室氣體排放,,制定了從燃料開采到車輛行駛(Well-to-Wheel)這一宏觀的減排理念。
未來(lái)馬自達(dá)會(huì)不斷更新汽油機(jī)和柴油機(jī)技術(shù),,升級(jí)i-ACTIVSENSE系統(tǒng),,并堅(jiān)持發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)啟停和制動(dòng)能力回收技術(shù)。說(shuō)未來(lái)太遠(yuǎn),,那么我們來(lái)看看即將到來(lái)的2019年,。2019年將會(huì)是馬自達(dá)的一個(gè)大爆發(fā):
- 量產(chǎn)新一代創(chuàng)馳藍(lán)天SKYACTIV-X發(fā)動(dòng)機(jī);
- 推出混動(dòng),、純電動(dòng)車型,;
- 推出新的智能互聯(lián)系統(tǒng);
- 推出新一代魂動(dòng)設(shè)計(jì)理念,;
- 量產(chǎn)新一代創(chuàng)馳藍(lán)天車身和底盤技術(shù),。
2020年是馬自達(dá)誕辰的100周年,屆時(shí)馬自達(dá)會(huì)推出自家的CO-PILOT CONCEPT自動(dòng)駕駛理念,。不用說(shuō),,其自動(dòng)駕駛技術(shù)一定是基于目前的馬自達(dá)i-ACTIVSENSE系統(tǒng)而衍生出的。馬自達(dá)的部分車型上已經(jīng)具備了SCBS(Smart City Brake Support低速剎車輔助系統(tǒng))和SBS(Smart Brake Support中高速剎車輔助系統(tǒng)),。
面對(duì)未來(lái)的自動(dòng)駕駛時(shí)代,,和很多運(yùn)動(dòng)品牌一樣,一直強(qiáng)調(diào)運(yùn)動(dòng)感和駕駛樂(lè)趣的馬自達(dá),,該如何平衡自動(dòng)駕駛與駕駛樂(lè)趣之間的矛盾,,是值得探究的一件事,。
總結(jié):
馬自達(dá)量產(chǎn)HCCI均質(zhì)充氣壓燃技術(shù)的汽油機(jī)絕對(duì)是讓全球車企震驚的一件事,車企的老板們或許都不淡定了,,因?yàn)轳R自達(dá)還宣稱要實(shí)現(xiàn)50%的熱效率,,甚至要達(dá)到純電動(dòng)的二氧化碳排放水平。我們知道,,豐田最近又進(jìn)一步拉近與這家“小廠”的關(guān)系,,雙方增持交叉股份,不過(guò)馬自達(dá)還是表示,,現(xiàn)階段HCCI技術(shù)只會(huì)出現(xiàn)在自家的車型上,。
關(guān)于未來(lái)愿景,馬自達(dá)依舊會(huì)不斷開發(fā)內(nèi)燃機(jī)的潛力,,同時(shí)也會(huì)發(fā)展純電動(dòng),、混動(dòng)、燃料電池等新能源技術(shù),�,?傊鎸�(duì)節(jié)能減排的壓力,,馬自達(dá)不會(huì)一邊倒地將重心轉(zhuǎn)移到新能源技術(shù)上,,因?yàn)樗鼘?duì)內(nèi)燃機(jī)保留了充分的自信!另外,,它也會(huì)跟隨時(shí)代的步伐,,拿出升級(jí)的智能互聯(lián)和CO-PILOT CONCEPT自動(dòng)駕駛等技術(shù)。
據(jù)稱,,8月底馬自達(dá)會(huì)在德國(guó)法蘭克福正式發(fā)布搭載HCCI技術(shù)的新一代創(chuàng)馳藍(lán)天發(fā)動(dòng)機(jī),,屆時(shí)我們會(huì)第一時(shí)間感受這款新動(dòng)力的魅力,并為大家?guī)?lái)更多的技術(shù)細(xì)節(jié),。一起期待吧�,。ㄎ�/圖 汽車之家 夏志猛 部分圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò))
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