抢先体验马自达继转子后,拿来“与世界为敌”的新技术

唐朝 编辑
2017-09-07 06:00 / 浏览

■ 灵活变通的广岛工程师

    一般而言,工程师给人的印象都逃不出木讷、无趣等关键词,实际上那仅仅是表象。想要解决技术难题,依靠的不能光是一股蛮力,还要具有灵活转变解决问题角度的能力,马自达的工程师就是其中典型的代表。既然无法单纯使用压燃,那么能否既不放弃点燃,又使用压燃呢?这就是他们放弃激进思想,退一步后给出的解决方案。虽然也被称为HCCI,但却代表了不一样的技术路线。

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   与此前的分工况,决定是采用火花塞点燃还是压燃的工作方式不同,马自达的SPCCI在绝大部分工况区间都采用火花塞先点燃局部可燃气,随后均质压燃的燃烧方式,这样就减少了因为切换不同点火模式造成的衔接困难情况的发生。同时,也更容易处理发动机振动、噪声。

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    理论确实容易让人听起来昏昏欲睡,那就让我们看看摆在德国法兰克福郊外马自达欧洲研发设计中心内的展示发动机吧。当然,这仅仅是早期的展示用品,2019年推向市场时的状态很可能会发生改变。

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- 不再坚守自然吸气

  远处观察发动机,最显而易见的就是新增的空气供给单元。与此前猜测的其可能采用电动增压器不同,现场的展示机采用的是动力来自曲轴,经过皮带带动的类似机械增压器的传统模式。因此,严谨的说,未来的SKYACTIV-X发动机将不再是自然吸气的进气形式,具体动力表现我们会在后面的实验车上感受到。

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    现款2.0L创驰蓝天发动机为了实现14:1(我国为13:1)的高压缩比,采用了包括电机调节气门正时系统在内的众多技术。高负载工况下,使用奥托循环保证14:1的高压缩比;另外一部分负载工况区采用米勒循环优化油耗表现。不过人见光夫表示,未来进排气均使用电机调节正时系统的第二代发动机将只采用一种奥托循环。新机型压缩比将进一步提高,目前实验开发阶段压缩比为16:1,不排除未来量产进一步提升的可能性。

- 进排气门电控调节正时

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- 取消4-2-1排气

    第一代创驰蓝天的发动机压缩比达到了14:1,但需要解决爆震隐患。通过增大进排气门重叠角扫清燃烧后的废气可以一定程度上防患于未然。但进排气门重叠角增大遇上排气干涉现象,就不能保证良好的“扫气”效果了。此时,来自其他气缸的排气高压波会影响相邻气缸的排气节奏,反而增大了爆震几率,上面提到的4-2-1排气歧管就能很好解决排气干涉的问题。当然,这种排气结构也有着其自身的问题,那就是过长的管路不利于三元催化器尽快升温,面对下阶段测试项目更多的排放法规,尾气处理又变成了难题。权衡了升级三元催化器的利弊后,4-2-1排气将不会再搭载在新一代发动机上。

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- 引入EGR废气再循环

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- 超高喷油压力

    为了令汽油与空气混合更均匀,喷油压力将从现阶段的206Bar,猛增至超过1000Bar,这也是目前为止,量产发动机中的新纪录。不过就像刚才说到的,目前仅仅是开发早期阶段,一切参数均未最终敲定。

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- 热型火花塞

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    热值是评估火花塞散热能力的一把标尺,火花塞也需要散热?没错,这是因为发动机运转时,燃烧产生的热量会随之扩散至众多部位,暴露在燃烧室中的火花塞绝缘体和电极就是其中之一。如果不能将这部分热量进行有效地控制,也就是散热性能不好,那么在活塞压缩过程中,燃油混合气进入到气缸,会被散热性能较差,表面温度较高的火花塞提前点燃。未来,第二代发动机就将采用热值更高的火花塞,这多少能看出新发动机的取向。

- 更多动力总成形式

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关于SKYACTIV-X这里还有些信息点

☆ 目前新发动机具体排量未定,但工程师表示现有机型的排量成功“升级”,搭载新技术的难度不大。

☆ 同压缩比一样,目前新发动机热效率数值也还未公布,人见光夫先生透露新发动机不会用某种工况挑战热效率极限,开发目标是提高平均值。

☆ 新发动机将比现款更“挑油”,使用过低标号的燃油,压燃系统将停止工作,整台发动机会变回单一的火花塞点燃。

☆ 相比第一代机型结构简单的油气分离器,新一代机型将使用更加复杂的结构,保证油气分离效果。

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1 /目标:开发出和纯电动一样环保的汽油机 2 /点燃与压燃并举 3 /不为提升零部件通用率开发的平台 4 /抢先体验全新技术