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如何评价技术宅马自达推出的创驰蓝天2代发动机技术？

发动机,热效率,负荷如何评价技术宅马自达推出的创驰蓝天2代发动机技术？

发布时间：2019-02-08加入收藏来源：互联网点击：

如何评价技术宅马自达推出的创驰蓝天2代发动机技术？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

马自达的创驰蓝天发动机以及热效率的事情我来简单分享一下。

我们看到日本汽车公司在发动机的宣传文字中经常会提到热效率这个概念，简单理解就是燃料化学能经过发动机转化成曲轴输出的机械能的水平。

要提高发动机的热效率是比较困难的，举个丰田的例子，在2003年发布的第二代普锐斯上的1.5NA发动机热效率就已经达到了36.8%，丰田经过了近15年的不懈努力，只到2017年丰田最新的凯美瑞混动的2.0NA和2.5NA发动机的热效率才提高到41%。

15年只提高了4%。而且被认为是重大进步，可见发动机热效率提高有多困难。

首先我先简单分析一下为何欧洲公司不经常说热效率指标，而日本公司非常热衷于讲热效率。

这其实和之前双方对于发动机效率提升的技术路线是不同的。欧洲采用的是涡轮增压小排量的技术路线，用小排量涡轮增压发动机代替大排量自吸发动机，由于增压发动机尤其是直喷增压发动机可以在低转速实现很高的扭矩，通过变速箱速比的调整，在同样的整车需求功率下和自吸发动机相比增压发动机可以在更低的转速更高的负荷工作，这样通过转移发动机运行负荷点的办法来提高发动机的效率，从而降低油耗。可以很明显的看出，这种技术路线发动机整体的热效率并不需要做很大的提升，当然，不是不想提升，是提升非常困难。所以小排量涡轮增压技术路线通过转移运行负荷点巧妙的避开了直接提高热效率这一难题。下面有个图大家可以看一下如何转移运行工况点。

而日本汽车公司之前普遍是走自然吸气的技术路线，这种路线只能提升发动机的热效率来降低油耗，因此几乎所有的日本公司，丰田、本田、日产、马自达等都花了大量精力研究如何提升自然吸气发动机的热效率，但是确实是非常艰难。所以日本企业一定要宣传他们热效率上的优势，同时由于提升热效率技术上太难，日本企业从2013年开始也慢慢转向了和欧洲相同的涡轮增压直喷小排量技术方案。丰田和日产是转移了一部分，本田干脆全面转向涡轮增压小排量。其中马自达是一个另类，他还在这条艰苦的道路上前行。马自达的突破性进展我们下面会详细展开分析。

马自达的技术突破主要体现在以下几个方面：

首先说一下第一代创驰蓝天SKY ACTIVE G采用的核心技术

1、 阿特金森循环和高压缩比

阿特金森循环简单来说就是采用进气门晚关技术，在进气结束后的压缩冲程再将一部分进气压回进气管，这样的话就会实现膨胀比比压缩比高的情况。从而实现热效率的提高。所以我们看到马自达采用高达14的压缩比，由于阿特金森循环的原因，虽然根据机械结构物理计算的压缩比是14但是因为一部分空气被重新压回进气管，所以实际工作的压缩比大大负荷情况下是不大于10的，这就是为什么马自达高达14的压缩比也不会有爆震的问题，同时还可以用较低标号的燃油。不过这样的话发动机的膨胀比就是14了，这样可以充分的利用燃烧的能量来做功，所以效率比较高。也可以简单的理解为实际工作中起作用的做功冲程是大于压缩冲程的。在小负荷情况下，可以用比较高的压缩比来进一步提升热效率，因为小负荷没有爆震的问题，这时候要平衡压缩比带来热效率提高的好处和进气门晚关带来的泵气损失减少之间那个更大来选择具体的策略。

2、 优化的发动机换气过程，特殊设计的排气管

既然发动机需要将一部分进气重新压回进气管，在低转速低负荷时可以降低泵气损失，提高热效率，但是高负荷高转速怎么办呢？马自达同时想到了要提升发动机在高转速的充气效率，来避免阿特金森循环可能带来的最大功率的降低。因此，马自达专门设计了不锈钢的4-2-1的排气管，每个管子的长度都精心的进行了计算和优化，充分的利用排气的脉冲效应，同时减少不同气缸之间排气的互相干涉，提高充气效率。这就造成这个排气管又长又复杂，看起来和F1用的排气管都有点像了。也造成了发动机占用空间较大，乘员舱的空间被压缩，这也是马自达空间不大的一个重要原因。

3、 宽域控制的电动VVT

换气过程的优化除了排气管以外，就是VVT可变气门正时系统了，气门晚关的策略对全负荷性能不利，但是可以采用双VVT对进气门关闭时刻进行调整，在大负荷的时候避免功率损失。由于阿特金森循环对VVT调节角度的范围和调节速度要求很大，所以需要引入宽域控制的电动VVT，比传统机械式通过油压控制的VVT调节角度要大30%。

这个发动机已经上市好几年了，目前来看这些技术其他的公司也逐步开始使用了，比如丰田最新的ECTEC2.0NA发动机也采用了高压缩比，阿特金森循环等类似技术。马自达没有停止，它在这条道路上继续前行。我们来看看他最新发布的第二代创驰蓝天 SKY ACTIVE X的核心技术吧，绝对是石破天惊的技术方案。

1、 HCCI燃烧系统，马自达对传统HCCI的运行区间小，和大负荷火花塞点火之前切换很难控制等问题进行优化。改进了HCCI燃烧概念，使之具备量产的可能。马自达把改进的HCCI燃烧系统叫SPCCI。采用SPCCI的燃烧系统发动机的压缩比可以达到类似于柴油机的18，从而将热效率提升到48%。为了避免稀燃引起的NOX排放，SPCCI系统必须和EGR系统一起工作。这是发动机技术目前能够达到量产的最高热效率，而且还是在2000转2bar负荷下的取得的，比丰田的41%负荷更小，难度更大。

2、 马自达为了避免SPCCI在稀燃情况下引起的NOX排放超标，三元催化器无法有效工作的情况，在SKY ACTIVE X发动机上采用了废气再循环EGR系统。

3、 超高压的GDI喷射系统，马自达宣称使用了喷射压力高达1000bar,接近了柴油机的喷射压力。要知道目前主流的GDI发动机喷射压力一般在150-250bar，350bar的系统才刚刚开始进入市场。马自达1000bar的喷射压力绝对是突破性的技术，马自达采用如此高的喷射压力主要是考虑稀燃情况下喷油雾化的需求，其实HCCI系统就是类似与柴油机的压燃模式，喷射压力也是参考柴油机的经验进行开发的。

4、 机械增压器，对，你没看错，是机械增压器，一直坚持自吸路线的马自达也要增压了，不过这个增压和现在马自达量产的2.5T的涡轮增压发动机不一样。首先这个是机械增压器，其次这个增压器的主要目的是为发动机提供大量的空气，从而使稀薄燃烧成为可能,所以增压压力只有0.5bar。马自达说这个不是传统增压器，只是SPCCI燃烧系统高响应进气控制的一部分，但是不管马自达怎么嘴硬，这个增压器还是为发动机带来了更大的扭矩，发动机扭矩能够比现在的SKY ACTIVE G提高20Nm.机械增压器早就有，但是这么使用马自达算是第一人了。

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