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马自达跑不过思域?开玩笑!这台发动机说:我不服!

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来源:改装车(微信号:iModifiedCar)

作者:龙文哲(转载请保留该段文字,否则必举报抄袭者)

马自达,从来不缺话题性,但销量呢,也是从来没上去。身为汽车、改装的爱好者,MAZDA 什么脾性,大家应该都懂。执拗,不理性,我行我素,技术疯子等等等等 ~

然而这个疯子还真的 " 疯 " 出来了一个,世界上从来没人做到过的东西:量产级压燃汽油引擎,第二代创驰蓝天发动机 SKYACTIV-X。

公司规模来说,别说对比丰田、日产这些大咖,就和本田比,马自达都是个小公司。

但即便如此,马自达依然拥有着同级中领先的自研发动机,以及世界级别的技术储备。小编一个字形容:我去屌 x 了!

9 年前,第一代创驰蓝天诞生,到现在已经过去了 10 年,也真的需要找个接班的了。环保法规,消费需求,行业方向都通通都不一样了。所以,搞台新发动机,顺理成章。

但谁都没想到,马自达直接不讲理地把汽油压燃给捣腾了出来,不鸣则已啊 ~ 好了不废话,这台汽油压燃机器,小编带大家一探究竟。

因为 SPCCI(Spark Controlled Compression Ignition),也就是火花塞控制压燃点火,这项技术还非常新,而且有点打破教科书的意味,现在资料和文献都不多,小编定当知无不言,言无不尽。如有纰漏,也请见谅。

在创驰蓝天技术的开初,马自达就提出过他们的理想燃烧进化计划。高热效率被设定为最终目标,在这个绝对前提下,马同学找到了影响热效率的 7 大 Boss:

1. 压缩比 2. 比热比

3. 热损失 4. 燃烧速度

5. 点火时刻 6. 泵气损失 7. 机械阻力

在第一代 SKYACTIV-G 发动机上,马自达主要通过:世界最高压缩比、米勒循环和降低机械阻力,去提高热效率。你别说,最后的成绩是挺不错的,动力和油耗都给干到了国际领先。

不过捏,图里表达得也很明显,在比热比和热损失几个地方,还不是绿色,也就是和理想目标还有那么一段路啦。

于是马兄弟二话不说,决定熬掉所有工程师的头发,在稀薄燃烧、压燃和热管理几个地方不断地翻云覆雨,还真的又给他找到了,通往理想燃烧的秘密小径。

7 个 Boss 里 ,我想最眼生的,就是这个 " 比热比 " 童鞋了。也是他,把马同学带进了超稀薄燃烧这个大坑。

比热比,气体热力学的重要参数。气一变热,压力和体积都会跟着一起变,所以自然就要分为两种情况来说啦。好,分你看!

1. Cp,定压比热。压强不变,单位质量的物质升高 1 ℃或 1K 所需热量;

2. Cv,定积比热。体积不变,单位质量的物质升高 1 ℃或 1K 所需热量。

而这上面两个东东的比例,就是 " 比热比 " 本人啦,这里用 k 表示啦,k=Cp/Cv

跟着老师看图片。图的左边是奥托循环的热效率公式,右边是热效率和压缩比的比例图。

第一代创驰蓝天的设计思路,公式里就有所体现,提高压缩比,从而提高热效率。

而在右边的图里可以看到,前期拔一下压缩比,挺有效,热效率是跟着升挺快。不过后期就开始痿了,压缩比再怎样继续飙,热效率都不怎么鸟你了。就像去两次厕所,却只能拉一次的屎,事倍功半。也就是图中的 "1st Step"

于是第二代的创驰蓝天开始了 "2nd Step" 方向。因为马同学摸着自己稀疏的头发,在研究中发现,提高比热比,能更大幅度地提高热效率,这可是比继续搞那个什么鬼压缩比,值得太多了。

那要怎样提高比热比呢。

1. 提高燃料对应的空气比例;

2. 降低燃烧温度。

其实就是要扩大不燃烧的,又能够吸热的气体。对,就是废气!

到这里就要引出一个概念,稀薄燃烧。稀薄,就是混合气中汽油少,空气多。稀薄燃烧得越好,比热比就会越高。

整天听到稀薄燃烧,究竟是啥呢。我一步步和大家解释。大家都知道空气和汽油混合的最佳比例是 14.7 : 1。接着我们又可以分两种情况说了:

1. 油给喷多了,混合气太浓

缺点:油太多了,空气又不够,油会烧不完,然后就会跟着排气被排走,先不说浪费,也会搞到排放变差。

优点:油多了燃烧速度会变快,多出来的油也能给缸内降温,发动机性能倒是可以得到提高的。

2. 空气吸多了,混合气过稀

缺点:空气多了,缸内等于是富氧环境,这样排放也会变差,因为会生成大量的 NOx(氮氧化物,汽车排放主要污染物之一)。

优点:在空气量足够多,燃烧在燃油经济性上会体现出巨大的优势,也就是大家都很关心的省油啦。

虽然稀薄燃烧现在被炒得很火,但实际上呢,这玩意儿只能在非常个别的条件下才能用。

比如像,低温冷启动,不容易形成 NOx 的工况;还有就是分层燃烧了。分层燃烧也是个会经常听到的名词,到底是啥?究竟它和稀薄燃烧是如何相辅相成的呢?

我们下回分解!说到这,整个逻辑顺序和信息量,都是需要大家慢慢消化哈,大家不妨多看几次,聪明的你一定能捋顺哒 ~

发动机是艺术品。对它有足够充分的了解,不但能充实自己爱车的头脑,让自己改车玩车能有更好、更正确的思路,对自己的驾驶,甚至保养计划,都会很有裨益。

说到保养下面欢迎大家光临我们的 " 自力更生区 ",别让我们都只能 " 用爱吃饭 " 哦 ~

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责任编辑 / 文哲

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