能做到比混动还省油,第二代创驰蓝天是如何实现的?

上一期,我们讲了关于汽车发动机压缩比(点文章直达),里面提到发动机压缩比越高,意味着发动机的燃油效率越高,目前来看,量产且在售的所有品牌里,能将汽油机的压缩比做到13以上的仅有马自达的创驰蓝天(14:1)、丰田TNGA(13:1)以及法拉利 LaFerrari(13.5:1),不过,这并不是汽油机压缩比的极限,“技术疯子”马自达已经宣布,它的第二代创驰蓝天发动机已经将压缩比提高到了恐怖的18:1,所以这期,我们就来讲讲马自达的第二代创驰蓝天发动机。 

一些朋友可能不了解18:1的压缩比意味着什么。在上篇文章中我们提到过,发动机压缩比越高,越容易产生爆震,要想实现使用低标号汽油又解决爆震是一项极其考验车企功力的复杂的工程。像上文提到的马自达的第二代创驰蓝天动力已经基本上是当前汽油机的极限了,而像18:1的超高压缩比,熟悉的朋友会知道它只会出现在截然不同的柴油机上面,也就是说,第二代创驰蓝天已经达到了柴油机的压缩比,这对于一压就爆的汽油机来说,几乎是想都不敢想的。 

创驰蓝天能把压缩比和燃油经济性提高到如此变态的层次,与它的一项关键技术密不可分,就是HCCI(Homogeneous Charge Compression Ignition)均质充量压燃燃烧技术,其核心在于将气缸内混合的油气通过应用在柴油机上的压燃点火进行点燃(要让汽油自行燃烧,压缩比必须提高以使混合气温度升高至自行燃烧燃点),简单理解就是将汽油和柴油机融为一体,通过采用均质压燃技术,将汽油的热效率发挥到极致。 

当然,凡事都有两面性,采用压燃燃烧,势必就会在冷启动时因燃烧温度过低而造成碳氢化合物排放超标,并且在高负载时因为燃烧室温度过高易发生爆震且需要压榨动力输出,所以依然还是保留了传统的火花塞点火,在冷启动和高负载时使用传统的循环模式(具体使用哪种循环未知,但考虑到因为需要压榨动力,极有可能为奥拓循环)并适当降低压缩比保证排放和动力输出,进入到中低负载后便切换到压燃模式。

其实早在2007年时,通用就研制出了第二代创驰蓝天所使用的HCCI技术并搭载在GM OPEL Vectra和Saturn Aura的 2.2L汽油机上,其油耗仅为4.3L/100km(可见HCCI技术燃油经济性之高),但由于未能解决压燃模式和传统模式之间的瞬时切换,只能遗憾停留在实验阶段,至于马自达如何实现火花点火和压燃点火之间的快速和无缝切换以及解决即使是中低负载也依旧高达18:1的压缩比带来的爆震问题,马自达暂时还没有给出技术解释,不过马自达宣称第二代创驰蓝天已能量产,想必技术上的难题已经解决。 

而18:1的压缩比带来的最终结果就是动力和燃油经济性的显著提升,根据马自达官方表示,第二代创驰蓝天发动机的平均燃油消耗将比没有使用创驰蓝天技术的发动机降低50%,比现在的创驰蓝天发动机降低30%。发动机的热效率也将逼近50%,这一数值已经远超目前全球热效率最高的丰田TNGA架构下的2.5L发动机(41%)。 

按照现在工信部公布的搭载创驰蓝天的昂克赛拉和阿特兹的油耗来算,第二代创驰蓝天1.5L发动机的油耗将降低至4L,2.0L发动机降低至4.4L,2.5L发动机将低至5.1L。这个油耗已经等同于或低于当前主流油电混动车型的油耗。而此前外媒所披露的数值更是仅为3.3L/100KM,远远低于当前混动车型油耗,不可谓不让人惊讶,当然,与此同时还有在动力性能上也得到提高。 

在涡轮增压大行其道的今天,马自达依然坚守着它对自然吸气发动机的固执,正如当年对转子发动机的执着一样,他们相信并且一次次用行动证明,很多人已经不看好的自然吸气发动机并没有输给涡轮增压发动机,甚至做到了涡轮增压做不到的事情,对新技术的坚持与追求,让人为之尊重,也让马自达多了份偏执的可爱。


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