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车趣丨发动机的黑科技 可不止有HCCI

 新用户6316uSS7 2021-03-04

这几天的汽车圈儿,被一则新闻所炸裂:未来马自达汽车将推出第二代创驰蓝天汽油发动机。在燃油表现方面,新发动机将比现款发动机降低30%左右。新一代马自达3 Axela昂克赛拉车型或将率先搭载该发动机,届时新车的油耗或低至3.3L/100km,其预计将于2018年推出。


最吸人眼球的无疑是它的油耗数值:“百公里油耗3.3升”、“比上一代提升30%热效率”,这两个数字看起来着实惊人。这对于一台不借助混动动力技术的汽油发动机来说,可以说是相当的了不起了。而马自达能够实现这一数据,主要离不开第二代创持蓝天汽油发动机采用了无火花塞的HCCI燃烧技术。

所谓的HCCI 即均质充量压燃,是一种以Otto往复式汽油机为基础的一种新型燃烧模式。从下图就能看出,HCCI其实就是柴油机和汽油机的结合,也就是将汽油均匀混合后,通过压缩着火的方式压燃。


可以看出,HCCI发动机的燃油和空气的混合气是在燃烧之前是预混合的,这一点跟汽油机一样,这样能防止和柴油机一样生成碳烟;同时HCCI发动机没有火花塞等引燃装置,而是压燃的,这一点跟柴油机一样,同时HCCI发动机是稀燃并能保持比较低的燃烧温度,气缸内的温度就可以得到有效控制,氮氧化物就不存在问题。因为氮氧化物是在2000摄氏度以上高温下产生的,因此HCCI可以简单看成汽油机和柴油机的合体。


而采用这项技术的第二代创驰蓝天汽油发动机除了将降低尾气排放,同时还会提升燃油经济性。

其实在进入21世纪后,节能环保成为汽车技术发展的一个主旋律,纯电动车被众多车企看作为未来行车的终极解决方案。但不可否认的是,在实现这个终极目标之前,我们依然在很长的一段时间里还会依赖燃料。所以提高燃料的利用率,逐渐受到车企的重视,除了混动技术和小排量涡轮增压外,今天说到的HCCI只是今年来发动机黑科技技术的一种,其实还有一些已经实现的技术同样值得讨论。

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发动机闭缸技术

其实,发动机闭缸技术也不是个新技术了。在汽车发展早期,人们为了提高汽车性能,热衷于大排量提升马力。随着经济危机和能源紧缺,人们开始意识到节能减排的重要性。闭缸技术则是在节能和动力之间找到了一个平衡。应用行车电脑控制技术来调整发动机的气缸的开闭数量,对气缸停止供油和关闭气门,减少发动机工作的气缸数,从而改善汽车的燃油经济性降低能耗的一种技术。


最早的发动机闭缸技术主要用在大排量V8发动机上,之后,本田3.5升V6发动机也曾经加入了VCM闭缸技术,而大众的1.4T POLO BlueGT也有此技术,总的来说,此技术是源于对多缸数发动机的油耗控制,后来才下放到4缸。


近年来,随着小排量涡轮增压发动机的兴起,前不久,福特甚至实现了1.0T三缸发动机的闭缸技术,实现了三缸变两缸。这套技术的厉害之处在于,即使发动机在4500rpm运行,也可以立刻停止凸轮轴与1号气缸、气门的连接,而只需14毫秒,若需重新结合,以三缸工作,花费的时间是相同的,也就说,无论结合还是分离,气缸数变换的速度比我们眨眼快20倍,过程我们是无法感知的,但油耗却提升了6%。

02

发动机可变压缩比

压缩比是自然吸气发动机和增压发动机的最核心区别之一。为了克服爆震问题,增压发动机需要降低压缩比,而这一举动将会降低发动机的效率。有了VCR,就可以在低载荷时使用高压缩比提高效率,在高载荷时降低压缩比克服爆震。其实就像电喷,柴油共轨,可变气门正时等技术一样,给内燃机加入更多的智能控制系统来适应不同的场合。


有了可变压缩比技术,使用增压系统效率更高,无需担心因为压力过高导致爆震等问题,这样发动机就能够使用小排量涡轮增压来压榨出更多的性能,达到大排量的性能。

日产目前已经宣布将使用该技术的2.0升量产增压汽油机搭载于下一代的英菲尼迪QX50。这也将成为全球首款实现发动机可变压缩比的车型。


该款2.0升汽油发动机最大功率200kW,,最大扭矩390Nm,与目前英菲尼迪正在使用的3.5升V6发动机数据相当。新的2.0升产品可降低油耗27%,为此立了大功的就是可以在8:1和14:1之间随意变化的VCR技术。另外,这款发动机还将配备双喷技术(气道喷油+缸内直喷)控制颗粒物排放。


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