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2017-07-25T20:27:27+00:00
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「創馳藍天」的理念最早由馬自達在2010年10月提出,計劃於2015年前針對旗下車型的汽油與柴油引擎、手動擋與自動擋變速箱、底盤、車身結構等主要部件進行優化。隨著時間進入到2016年,馬自達也開始了第二代的「創馳藍天」計劃,由於「創馳藍天」所包含的內容太多,受篇幅所限,我們今天先來聊一聊採用「創馳藍天」理念的發動機都有哪些黑科技。各大汽車品牌中,真的很少有像馬自達一樣如此偏執的,在發動機小排量渦輪化的浪潮中,只有馬自達一家在苦苦堅守自然吸氣發動機,而為了讓自然吸氣發動機擁有可以與渦輪增壓發動機相抗衡的實力,提高壓縮比就成為了一件不得不做的事情。只有法拉利458 Speciale壓縮比達到了14:1馬自達做事情有一個特點,就是不鳴則已,一鳴驚人,這樣的結果就是馬自達把發動機的壓縮比提升到了驚人的13:1,在歐洲的部分馬自達發動機壓縮比甚至達到了更變態的14:1。可能大部分朋友對這個數字沒有概念,Jeep自由光2.4L發動機的壓縮比為10:1,豐田卡羅拉的1.6L發動機壓縮比為10.2:1,大眾第二代2.0L EA888發動機的壓縮比為10.5:1,而法拉利458的壓縮比也「只有」12.5:1,只有更加變態的法拉利458 Speciale才達到了跟馬自達一樣的14:1的壓縮比。採用高壓縮比最大的好處就是保證了燃料的充分燃燒,也就是說燒同樣多的油發動機可以做更多的功。但是過高的壓縮比也會帶來很明顯的壞處,那就是發動機爆震會更加明顯。4-2-1的排氣布局是實現高壓縮比的關鍵沒想到這並沒有難倒馬自達的技術「宅男」們,他們通過4-2-1的排氣布局解決了這個問題,簡單來說就是把1號缸的排氣歧管和4號缸的排氣歧管結合在一起,2號缸和3號缸的排氣歧管結合在一起,之後再把這兩根管路連接在一起,這樣做的最大好處是有效減少了排氣干涉現象。所謂排氣干涉就是指當一個氣缸排氣行程結束后,高壓排氣壓力波會進入到準備進行吸氣行程的氣缸,這樣會增大該氣缸高溫殘留氣體的排氣量。事實上國產的馬自達「創馳藍天」發動機並非是在全部工況下都保持了13:1的壓縮比,首要的原因就是國內的油品無法適應如此高的壓縮比。為了解決這個問題,馬自達「創馳藍天」發動機採用了米勒循環與奧托循環雙模切換的方式,只有發動機進入高負載工況的時候,發動機才會切換為壓縮比達到13:1的奧托循環,而當發動機處於部分負載工況時,發動機只會運轉在米勒循環模式。在提高壓縮比,重新改造排氣布局之後,改善氣缸內的燃燒環境也是「創馳藍天」發動機的技術特徵之一,具體措施是加強空氣流動、提高噴射壓力、通過多孔噴油器改善噴霧特性等,從而生成大幅改善的勻質、流動性強的混合氣,同時採用設有凹槽的活塞,使燃燒初期的火焰接觸活塞,進一步防止了爆震的產生。第四代豐田普銳斯實現了超過40%的熱效率有一點知識我們應該明白的就是發動機燃燒的熱效率並不能夠達到100%,熱效率達到40%左右的發動機就已經算是當今的頂級水平了,這其中的原因就是發動機有泵損耗,機械阻力,以及冷卻損失。對於泵損耗馬自達採用的措施是將泵體脫離發動機驅動,加入小型電控油壓閥,這樣做的好處是成功地把泵損耗降低了20%。為了降低發動機的內部損耗,馬自達將活塞與活塞銷的重量降低了20%,連桿重量降低了15%,活塞環張力減小了37%。除此之外馬自達還採用了更小型化的曲軸主軸頸以及電控可變油壓的小型油泵,這都極大地降低了發動機的內部損耗。活塞頂部的凹槽可以在一定程度上防止爆震當發動機的熱能大部分通過冷卻被損耗的時候,馬自達的「攻城獅」們給出的解決方案就是採用小缸孔設計,減小活塞厚度,這樣減小了熱傳導的面積,儘可能地保持了燃燒室的溫度。通過以上的一系列技術方案,採用「創馳藍天」理念設計的發動機燃油經濟性提升了15%,扭矩提升了15%,二氧化碳排放量降低了15%,並且可以使用93號汽油,徹底顛覆了我們「要想讓馬兒跑得快,就得給馬兒多吃草」的傳統認知。要說馬自達實現了這樣的黑科技已經足夠「令人髮指了」,但馬自達作為偏執的技術「宅」對此並不滿意,馬自達給自己2020的發動機定下的目標為實現18:1的壓縮比和50%的熱效率。以現在的技術來看這可是非常難以實現的目標,不過馬自達似乎找到了自己的解決方案。為了解決這個問題馬自達放出了三個大招,分別是HCCI(均質稀薄壓燃技術)、燃料改質/電氣化技術、可變壓縮比。首先讓我們先了解下什麼是HCCI。簡單來說,HCCI就是一種通過壓燃點火的汽油發動機技術。好處是不再需要火花塞的點燃,使燃燒分佈更均勻,消除了火焰擴散中的能量損失。此外,由於HCCI採用壓縮點燃的方式,因此可以直接通過調節噴油量來調節扭矩,不再需要節氣門,從而使得發動機的泵氣損失顯著降低。其實HCCI技術在上世紀90年代初便被人提出並開始實驗,雖然優勢明顯,但其不足之處也很令人頭疼。綜合考量下,大部分車企均放棄了該技術。首先,這項技術容易產生爆震。其次,轉速區間狹小。第三,需要極高的電氣化配合程度。我們都知道豐田是世界上氫動力汽車的引領者,在馬自達與豐田進行合作之後,馬自達將在燃料方面得到豐田的「啟示」,要知道混合動力發動機可以實現比常規發動機更高的熱效率,這樣也讓馬自達實現50%的熱效率變為了可能。與其他車企直接採購汽車零部件製造商(如博世、德爾福)不同,「i-stop」則是由馬自達獨立開發而來,專門針對「創馳藍天」發動機配合使用。和一般「Stop&Start」發動機啟停系統最大的區別在於,「i-stop」並不是依靠電動啟動機來重新啟動發動機,而是世界首次採用預先控制活塞停止位置的電控技術,在發動機重新點火的初始階段即通過燃料噴射進行燃燒來重新啟動發動機的節能技術。這樣可以實現對燃料更加充分地利用。其實在第一代「創馳藍天」發動機上馬自達就已經通過奧托循環與米勒循環的切換實現了可變壓縮比,但是奧托循環只有極少數情況下才會用到,而在第二代「創馳藍天」發動機上這種情況將被改變。總結:經過簡短地介紹相信各位朋友對於馬自達「創馳藍天」理念的發動機部分有了初步地了解,我們也有理由相信,在馬自達對技術近乎偏執的追求下,馬自達為自己所設立的目標也終將實現。在接下來的文章中,遠光君還會帶著大家繼續了解「創馳藍天」理念的其餘部分,敬請期待。 176贊 踩 39評論 分享大家車言論APP 大家車言論官方帳號 悟空問答戰略合作夥伴07-07 17:57 關注看完你的提問,你所提及的阿特茲發動機實現高壓縮加汽油的問題,下面我為你解答一下。其實阿特茲的壓縮比之所以那麼高,是因為它是一個阿特金森循環的發動機。這樣說吧,正常的發動機在做四衝程的時候,進氣門與排氣門不可以同時開啟的,但阿特金森循環在做功的時候,就可以把兩邊的氣門同時開啟,把一些比較大的壓力通過這種方式泄出去,既能保證很高的壓縮比,也能保證在加低標號油的時候不會產生爆震。包括像豐田通用的混合動力車型,都是在使用這樣的技術,表面上的壓縮比都是很高的,但實際上可以使用低標號的汽油。(大家車問|袁啟聰)關注大家車言論APP,直接問汽車大咖

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