解读“创驰蓝天”发动机技术 原来这就是马自达对自吸倔强的理由

在众多汽车制造商纷纷投身涡轮增压技术的大潮中,马自达却独树一帜,数年前便推出了创驰蓝天技术。这并非因为马自达无法研制涡轮增压发动机,实际上,马自达在MPS高性能车系、CX-7等车型中早已运用了DISI缸内直喷、涡轮增压技术。只不过,这些技术并未引进至中国市场,而CX-7上市时,创驰蓝天技术已蓄势待发。

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那么,马自达为何投入大量精力研发动力输出似乎不及某些小排量涡轮增压发动机的产品呢?难道仅仅是为了彰显与众不同?小排量涡轮增压发动机的确能够实现较高的能量密度或升功率,但这并不等同于拥有卓越的燃烧效率,即以最少的燃油产生最大的动力。此外,小排量涡轮增压技术在不同转速下的动力和扭矩分布仍存在不均衡的问题,尤其是中、高转速时,常表现为后劲不足。

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然而,这些恰恰是自然吸气发动机的优势所在,且其潜力远未挖掘殆尽。汽车之所以得名,源于世界上第一辆汽车搭载了一台采用四行程做功循环(又称奥托循环)的汽油发动机。尽管四行程汽油发动机的热效率和能量密度并不高,但在汽车发展的百余年历史中,人们直到较晚时期才开始关注提高升功率,于是机械或涡轮增压技术应运而生,却忽视了热效率的提升。

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实际上,提高热效率与升功率之间存在一定矛盾。当进、排气门数量成倍增加后,进、排气效率确实得到提升。通过提高压缩比、增大气门重叠角、增加发动机转速等方法,自然吸气发动机的升功率显著提高,但这却牺牲了中、低转速下的动力和扭矩输出。尽管可变气门正时及升程技术能够带来一定程度的改善,但仍未从根本上解决问题。可以说,自然吸气发动机的发展尚未触及极限,但基于奥托循环的自然吸气发动机确实已走到尽头。

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尽管美国工程师Ralph Miller在1957年就申请了米勒循环原理的专利,这种在奥托循环基础上增加一个行程,使空气和燃油更充分混合,从而提高发动机热效率的技术,却长期未受重视。直到1995年,马自达才重拾这项“新技术”,并在如今鲜为人知的Millenia S汽车上首次应用米勒循环发动机。然而,尽管连续四年获得沃德十佳发动机殊荣,这项技术却未能持续发扬光大,马自达的米勒循环发动机在世纪之交逐渐淡出人们视线。

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随着马自达的独立发展,创驰蓝天技术在近20年后崭露头角。此时,米勒循环已不再是新技术,而创驰蓝天的诸多创新科技才是其真正优势。例如,电子可变气门正时系统相较于传统的油压驱动,不仅结构更为紧凑,控制精准度和反应速度也更为出色,在延后进气门关闭时间的控制上更为得心应手。

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特殊的活塞顶设计不仅有助于高压、高速喷入气缸的燃油与空气更充分混合,还能有效降低活塞顶温度,对抑制爆震更为有利。日系汽车品牌一直强调提高热效率,但及时且彻底地排出高温废气同样至关重要,因为热量的过度积聚对发动机而言也是一大敌。

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创驰蓝天发动机的等长排气歧管设计灵感来源于赛车发动机,但考虑到中、低转速动力和扭矩的输出,其设计与赛车发动机截然不同。

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在排气歧管与缸盖集成为一体的设计已成为主流的背景下,马自达仍不惜投入研发等长排气歧管,展现了其对精湛技术的执着追求。这一设计确保了每个气缸排出的废气互不干扰,从而解决了热量积聚的问题。结合更顺畅的排气通路和4-2-1的管路排布方式,不仅改善了低转速扭矩不足的问题,还消除了后劲不足的困扰。

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尽管创驰蓝天发动机尚未达到可变压缩比的先进技术水平,但米勒循环确实降低了超高压缩比汽油发动机发生烧穿铝制活塞的风险。值得一提的是,在发动机点火时,气门完全关闭,13:1的超高压缩比确有其事。这不得不让人佩服马自达在发动机管控软件开发方面的能力,尤其是能够完美兼容价格低廉的92号汽油,既无动力损失之虞,也无积碳过多之忧。

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随着新一代创驰蓝天发动机技术的惊艳亮相,压燃辅助点火式汽油内燃机足以让任何非马自达的发动机工程师感到震惊。在为这一壮举叹为观止的同时,我们不禁产生一个疑问:这项技术是否会引入中国市场?如果引入,是否还能兼容92号汽油?这些问题的答案只能等待一汽马自达和长安马自达未来的动作来揭晓了。

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