马自达 X 到底有多牛? 奔驰都无法量产,堪称再一次发明内燃机

汽车已经诞生百年有余,而作为汽车“心脏”的内燃机其实要比汽车拥有更加悠久的历史。从蒸汽机时代,到汽油发动机、柴油发动机,发动机技术经历了一次又一次技术革命,发动机性能也一次次往前跃进。到如今,在发动机技术很难有重大突破,而且排放法规日益严苛的背景下,大部分车企转而去追逐电气化。 

当然,这个世界也并不是人人都会去走捷径,马自达就是典型的代表,它也一直是笔者心中最独特和值得钦佩的一家汽车制造商。面对电动化浪潮,马自达并没有盲目跟从,而是坚定内燃机技术的极致探索,这才有了这款革新性的 e-创驰蓝天汽油压燃发动机。而这款发动机究竟厉害在哪,笔者就为您详细解析。 


压燃技术这么神,为什么只有马自达实现量产? 

我们知道柴油发动机与汽油发动机最大的不同就是在点火方式上,汽油机是用火花塞点燃的,而柴油机是压燃的,使用压燃技术的发动机能够实现超稀薄燃烧和匀质燃烧。二者相比较而言,柴油机压缩比和空燃比更大,热效率更高,油耗也更低,经济性和扭矩都优于汽油机。


既然压燃技术这么好,为什么不应用到汽油发动机上呢?事实上,奔驰、通用此前也尝试过将这项技术引入到汽油发动机中,但是由于汽油的燃烧速度很快,燃烧过程不可控,而且采用高压缩比后极易形成爆震,发动机运转的稳定性无法得到保证,因此没法做到量产。 

所以压燃技术的难点在于如何实现超稀薄燃烧,如何控制高压缩比带来的爆震,如何实时控制气缸内的压力等。而作为“技术狂人”的马自达向来喜欢做别人都不敢轻易尝试的技术,而且愿意花大功夫去攻坚,此前的转子发动机如此,如今的压燃发动机亦然。正是带着这种罕见 的专研精神,使得e-创驰蓝天X汽油压燃发动机打破了技术的壁垒,用创新性的 SPCCI 火花点火控制压燃点火技术成为全球首款可量产“采用压燃点火技术”汽油发动机。

马自达全球首创的 SPCCI 是什么? 

SPCCI是马自达独有的技术,英文全称为“Spark Controlled Compression Igniton”,意思就是“火花点火控制压燃点火技术”,通过整合汽油发动机与柴油发动机的技术优势特点,将火花点火与压燃点火技术完美结合。

与一般柴油机略有不同的是,这套系统是先通过火花塞点燃部分混合气,压缩燃烧室内的混合气体,使其瞬间达到压燃点火所需的温度和压力,通过控制火花塞的点火时间,扩大压燃点火的工况范围,与火花点火顺利切换,从而实现行程急速的多点均质燃烧。


采用传统火花塞点火,缸内混合气的燃烧是慢慢传导的,而采用压燃点火是混合气体自燃点火,燃烧室内混合气是在短时间内同时爆发性燃烧,对活塞的推动作用时间长,推动力更大,可节省燃料,实现动力强劲的行驶。打一个简单的比方,就像放在纸板上的多米诺骨牌,火花塞点火是推倒第一个后,后面是一个接一个倒下,而压燃点火是抽掉下面的纸板,骨牌会同时倒下,谁造成的动静更大一目了然。

另一项不得不提的技术是“超稀薄燃烧”,马自达的压燃技术使得这项技术成为可能。因为一般汽油机,在燃料混合气过于稀薄的情况下,燃料粒子间距增大,火花点火后的火焰无法传播,不易引发煅烧。但是,在火花点火后无法燃烧的过于稀薄的混合气,通过压燃点火却能迅速燃烧,这也是这款发动机的空燃比高达36.8:1的原因。

为了达到更高的空燃比,即为了实现稀薄燃烧,需要增加空气的量,而且空气和汽油也需要进行更充分的混合。为此,马自达为这款发动机增加了超高压燃油喷射系统和高响应性进气辅助系统,其中超高压燃油喷射系统甚至实现了世界最高的700气压喷射。

基于SPCCI,使得马自达的这款发动机在动力和燃油经济性上都有了大幅的提升。其中发动机的低速扭矩和峰值扭矩都有显著的提高,油耗相比普通汽油机更是改善了10%-20%。笔者有幸也刚刚试驾过搭载这款全新压燃发动机的次世代 昂克赛拉,低速的动力响应确实快了不少,尤其是起步轻点油门就能直观感受到,稍微踩多一点甚至能听到轮胎打滑的声音;而且后段的加速明显相比之前的2.0L更有力,也更有底气。

事实上,这款发动机的最大功率已经做到了180Ps,峰值扭矩也达到了230N·m,而且官方公布的百公里油耗也仅为5.2L。从数据上看,它的动力已经超过了思域身上的那台1.5T涡轮增压发动机,而油耗与全新飞度处于同一水平,确实让人刮目相看。

不只是发动机的改变,X 车型还大有文章 

令人激动地是,长安马自达旗下的全新世代车型,包括昂克赛拉和CX-30已经率先搭载上了这款 e-创驰蓝天X汽油压燃发动机,消费者已经可以率先体验到这项发动机黑科技带来的直观感受。当然,好马就得配好鞍,有了这么厉害的发动机,车辆其它地方的升级自然必不可少。

首先,为了匹配更强的发动机,相应零部件的强度自然需要提升。为此,马自达全新开发了高刚性的传动系统,包括齿轮、变速器、离合器和扭力转换器等都进行了加强,如此带来的好处是,提升了车辆整体的响应性,减少车辆⾼速状态和发动机频率变化带来的震动和加速噪⾳,动⼒传递更直接,驾驶者与车辆的融合更深⼊。

另外,开过柴油机的朋友一定对其噪声深有体会,这是压燃点火带来的影响,而马自达针对发动机的NVH也进行了优化。X车型采用了全新的发动机舱构造,采⽤罩板覆盖,隔断声⾳共振及传递;为了适应超⾼压缩⽐带来的强劲爆发⼒,提⾼了发动机曲轴钢性和⽓缸模块厚度,降低震动噪⾳;发动机背⾯及下⾯采⽤贴合发动机形状的聚氨酯材料罩板覆盖,实现前所未有的静谧。

从实际的驾驶感受来看,这些针对发动机NVH的优化确实起到了非常好的效果。无论是车辆起步,还是高速工况的拉高转速加速,都不会有那种恼人的噪音和震动,相反你能感受到这是一部运转精良的机器。

最后:量产的 X 发动机究竟有何意义? 

马自达造压燃发动机绝不是一拍脑门,其实从这些年的发展路径来看,它反而是看得最透,和更值得尊敬的一个汽车品牌。从G系列到X系列发动机,马自达一直在追求极致的内燃机技术探索,通过提高燃烧效率来挖掘内燃机潜力,降低排放,以此来一步步实现环保。因为即便宣称环保的电动车,其电能也主要来源于化石燃料的燃烧,而且转化率远不及内燃机。以G系列发动机为例,全球畅销已超过几百万台,其热效率依然领先目前绝大部分汽车品牌。

如果说X代表着未来内燃机的发展方向,G系列发动机则是家用的绝佳选择。事实上,内燃机仍然有很大的潜能可以挖掘, 目前市面上的汽油发动机热效率最高也才40%。在大部分车企面对发动机技术瓶颈,选择“知难而退”转而投入到电动化上时,只有马自达作为坚定的内燃机守护者,用“压燃点火技术”将汽油发动机带入了一个新的次元,对整个产业进步也有非常积极的意义;如果该技术能够持续的进化,未来能够更多的普及,就能真正的降低全球二氧化碳的排放,对整个环境的改善所起到的作用也是巨大的,对环境保护也有实际的战略价值。


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