|
马自达绝对是全球最为偏执的车企之一，而所有车企都在向涡轮增压、混动技术以及新能源方向发展之时，马自达依旧深耕自吸发动机，对于混动技术也是过的且过，并且在新能源技术如火如荼之际，马自达依旧对转子发动机念念不忘。但不得不说，马自达在燃油动力方面的发展绝对独树一帜。  第一代创驰蓝天发动机将汽油发动机压缩比直接提高至14:1，而在当时，业内主流的压缩比为10:1，作为一个合格的“技术宅”当然不能满足于此。随着创驰蓝天-X（Skyactiv-X）正式量产，其压缩比高达18:1，足以让后来者望而兴叹。  Skyactiv-X采用了均质压燃（HCCI）技术，使其可以像柴油机一样工作，也可以以火花塞点火方式运行，可无缝切换压燃与点燃的运行方式，热效率更是达到50%，而此前热效率最高的发动机为丰田的阿特金森循环2.5L发动机，为41%。通过HCCI技术，该发动机燃油效率提升了20%—30%，这也使其油耗最低可达百公里3.3L，其数据表现甚至超越了许多混合动力车型，放眼全球，Skyactiv-X也难以寻觅同级对手。 HCCI并非你想的那么容易 其实HCCI技术并不是什么新的概念，在上世纪70年代就已经被提出，但也仅限于实验室中，其量产难点重重，基于此，马自达开发了自己的火花控制压燃点火（SPCCI）技术。  想要理解Skyactiv-X原理，我们先从HCCI说起，HCCI全称HomogeneousCharge Compression Ignition，翻译过来就是均质充量压燃，其原理非常简单，就是柴油机的运行原理。 我们都知道，柴油机和汽油机不同，柴油机没有火花塞，采用高压缩比压缩缸内油气混合物，使其达到燃烧临界点，继而压缩空气多点同时燃烧，燃烧时间短而充分，热效率高。而汽油机则采用火花塞点燃油气混合物，采用单点引燃，燃烧时间以及效率明显不如柴油机。而HCCI如果直接应用到汽油机上，既可以保证燃烧时间以及效率，又可有效控制排放。  一切看似完美，但HCCI移植到汽油机中就明显出现水土不服的症状，首先是“爆震”问题。我们都知道，汽油是一种易挥发物质，其燃点要比柴油更高，如果采用压燃方式，其燃烧速度极快，燃烧过程不易控制，容易产生“爆震”。也就是说，在活塞运行过程中，可能尚未达到上止点的位置，缸内就开始燃烧产生下推力，与在曲轴带动下的活塞发生“撞车”，容易导致“缸毁车亡”。 此外，由于HCCI属于低温燃烧技术，对于取消了火花塞的汽油发动机而言，其冷启动成功率会明显下降，尤其是在较为恶劣的环境下。 榨干汽油机潜力 从马自达Skyactiv-X发动机运行原理来看，有三个工作状态，分别是SI模式、火花塞辅助点燃的SPCCI模式、压燃CI模式。其中SI模式仅在启动以及急加速时采用；而CI模式参与度也不高，虽然其压缩比高达30：1，但使用范围仅限于转速和动力需求都很低时候；最常用的属于火花塞辅助点燃的SPCCI模式。为了便于理解，我们先从SPCCI中的爆震问题解读一下。  那么，马自达是如何应对HCCI爆震这个技术难点呢，从Skyactiv-X运行方式来看，最初只让发动机喷射很少的一部分燃料，确保稀薄到无论如何都不会被引燃，而在压缩过程中，其高达1000bar的喷油嘴，喷射出大量的雾化燃料，但同样没有预热，也就达不到自动压燃的温度阈值。 采用这种方式虽然可以避免爆震，但同时缸内压力也达不到压燃的阈值，而此时缸内压缩比为大约16:1，这不仅与Skyactiv-X的18:1的压缩比不符，那么，如何再继续增加缸内压缩比呢？此时，火花塞的作用就体现出来了，火花塞通过引燃稀薄的空气，形成一个点燃的小火球，增加了整个燃烧仓的压力，有效地提高压缩比，使缸内的压缩比达到了压燃的阈值，继而使缸内多点同时燃烧。也就是说，火花塞在此时的作用不是点火，而是助燃以及增加缸内压力。  从这里来看，不得不佩服马自达工程师的巧妙构想，其实说起HCCI+SI（火花塞）并不是马自达首先想到的，其实通用早在2008年就采用过这一构想，并且造出了原型机，不过通用后来宣称，其发动机振动太大，结构也太过复杂而终止了此项研究。  从体量相比，马自达与通用跟不在一个数量级，而从技术上来看，马自达也似乎不太可能成为内燃机的引领者，但马自达曾经唯一一家将转子活塞发动机投入量产的制造商，而在后来，又独创性的开发了增压米勒循环发动机，而此次Skyactiv-X发动机的上市，又将马自达在燃油动力系统的地位提高了一个量级。或许，在汽车制造行业，偏执一些也不错。 |
|
|
