8月份,馬自達(dá)狠狠地秀了一波存在感。8月4日,全球最大的汽車公司之一豐田汽車公司居然宣布要跟馬自達(dá)聯(lián)姻,雙方將交叉持股,并且要在技術(shù)和產(chǎn)品上形成深度合作與互補(bǔ)。2016年,豐田汽車公司銷量全球第二,馬自達(dá)位居第十四名,豐田為什么這么看得起馬自達(dá)?面對(duì)質(zhì)疑,馬自達(dá)似乎坐不住了,8月8日,馬自達(dá)宣布將于2019年推出第二代 “創(chuàng)馳藍(lán)天(SKYACTIV-X)”發(fā)動(dòng)機(jī),技術(shù)突破近似逆天的存在。今天,疆哥就與大家聊一聊馬自達(dá)最近推出的第二代“創(chuàng)馳藍(lán)天”。 “自吸之王”這個(gè)自吸發(fā)動(dòng)機(jī)界的最高稱號(hào),現(xiàn)在基本就在兩家日本車廠之間交替。一個(gè)是號(hào)稱“買發(fā)動(dòng)機(jī)送車”的本田技研,另一個(gè)就是今天的主角馬自達(dá)。 但在節(jié)能減排的大環(huán)境下,自吸之王似乎也在向渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)靠攏,本田思域就裝上了渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)。自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)逐漸被渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)取代,而渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)能夠更容易地實(shí)現(xiàn)小排量,高參數(shù)的效果,甚至成為不少人眼中先進(jìn)技術(shù)的代名詞。而這次,馬自達(dá)帶來(lái)的第二代“創(chuàng)馳藍(lán)天”發(fā)動(dòng)機(jī),就是向渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)們宣戰(zhàn):自吸發(fā)動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)不止于此。 馬自達(dá)第二代“創(chuàng)馳藍(lán)天”發(fā)動(dòng)機(jī),首先在參數(shù)上就已經(jīng)為自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)找回了面子:媲美混合動(dòng)力的3.3L百公里油耗表現(xiàn),壓縮比18:1,熱效率達(dá)到歷史新高的50%;其次,難度高的HCCI均質(zhì)壓燃燃燒技術(shù)屬于首次應(yīng)用,似乎要帶起一波自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)逆天的節(jié)奏。 那么第二代“創(chuàng)馳藍(lán)天”有沒(méi)有這么牛?按照馬自達(dá)方面的說(shuō)法,第二代“創(chuàng)馳藍(lán)天”發(fā)動(dòng)機(jī)將會(huì)比第一代“創(chuàng)馳藍(lán)天”發(fā)動(dòng)機(jī)在油耗上降低30%。據(jù)說(shuō),1.5L的第二代“創(chuàng)馳藍(lán)天”發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了1L油行駛30公里的好成績(jī),換算過(guò)來(lái),就是每百公里油耗僅需3.3L。這是什么概念呢?疆哥找到幾款排量相近的混合動(dòng)力車進(jìn)行油耗數(shù)據(jù)對(duì)比,數(shù)據(jù)表明馬自達(dá)1.5L第二代“創(chuàng)馳藍(lán)天”的油耗表現(xiàn)與混合動(dòng)力油耗表現(xiàn)已經(jīng)非常接近了。馬自達(dá)僅僅是一個(gè)純油的發(fā)動(dòng)機(jī)就跑出了百公里3.3的油耗,假如馬自達(dá)研發(fā)了第二代“創(chuàng)馳藍(lán)天”為主體的混合動(dòng)力系統(tǒng),疆哥已經(jīng)開(kāi)始憧憬半年加一次油的日子了。 第二代“創(chuàng)馳藍(lán)天”發(fā)動(dòng)機(jī)在油耗表現(xiàn)方面的確讓我們足夠驚喜。燃油經(jīng)濟(jì)性固然是消費(fèi)者最關(guān)心的命題之一,但是如果實(shí)現(xiàn)了低油耗卻沒(méi)有了足夠的動(dòng)力表現(xiàn),“魚和熊掌不可兼得”似乎并不是消費(fèi)者樂(lè)意看到的。 “自吸之王”馬自達(dá)想要挑戰(zhàn)渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī),自然會(huì)讓“魚和熊掌兼得”。目前馬自達(dá)應(yīng)用的第一代“創(chuàng)馳藍(lán)天”,在自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)里面依舊算得上是主流,當(dāng)然對(duì)比渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī),動(dòng)力還是相對(duì)較肉,不過(guò)自吸的輸出平順,響應(yīng)迅速并不是渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)能比的。 而第二代“創(chuàng)馳藍(lán)天”將在動(dòng)力上有一個(gè)較大的提升。新一代的2.0L發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率達(dá)到了170匹馬力,將能夠在參數(shù)上超越大眾1.4T的EA211,也非常接近1.8T的EA888。而第二代的2.5L發(fā)動(dòng)機(jī)功率最大功率達(dá)到了210馬力,最大扭矩上也有不同程度的提升,假如現(xiàn)款馬自達(dá)中級(jí)車全面換裝第二代“創(chuàng)馳藍(lán)天”,將更加有底氣與大眾、別克等的渦輪增壓中級(jí)車較量。 看完直觀的數(shù)字,疆哥再來(lái)跟大家談?wù)勥@些數(shù)字背后第二代“創(chuàng)馳藍(lán)天”最為驚艷的技術(shù) ——HCCI(均質(zhì)壓燃燃燒技術(shù))。在談HCCI之前,疆哥先跟大家講個(gè)故事。相信談到馬自達(dá)的發(fā)動(dòng)機(jī),除了現(xiàn)在的“創(chuàng)馳藍(lán)天”,不少人還能想到馬自達(dá)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。 20世紀(jì)初期,德國(guó)人菲力斯·汪克爾發(fā)明了體積小,加速性能好,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī),但是因?yàn)楦吆膿p、工藝材料要求極高等技術(shù)難題并沒(méi)有將其成功應(yīng)用。來(lái)自日本的馬自達(dá)卻迎難而上,克服重重困難,將轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)成功應(yīng)用在汽車上(比如馬自達(dá)RX-8)。盡管節(jié)能環(huán)保壓力越來(lái)越大,高油耗的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)被暫時(shí)停產(chǎn),馬自達(dá)依舊執(zhí)著于轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)。所以馬自達(dá)的工程師,就是一群執(zhí)著的技術(shù)狂,什么難突破就要做什么。而HCCI與當(dāng)年的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)相比,技術(shù)難度有過(guò)之而無(wú)不及。 HCCI,英文是Homogeneous Charge Compression Ignition,直譯過(guò)來(lái)是均值混合氣壓燃技術(shù),技術(shù)核心是均值混合氣和壓燃,也就是讓氣缸內(nèi)的混合氣體在高壓下自燃,這樣就可以讓活塞在汽缸內(nèi)獲得更多的行程,從而帶來(lái)更高的壓縮比。 HCCI下,汽油、空氣和廢氣的混合氣在燃燒室內(nèi)均勻分布,在恰當(dāng)時(shí)刻發(fā)生自燃,物質(zhì)和熱量均勻分布,自燃的時(shí)候,就不需要傳統(tǒng)汽油機(jī)的火花塞點(diǎn)燃的過(guò)程了,這方式就有點(diǎn)像柴油機(jī)的方式。HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)在具有柴油機(jī)高壓縮比和壓縮點(diǎn)火特征的同時(shí),依舊有汽油機(jī)火花塞點(diǎn)火的技術(shù)特征。因?yàn)镠CCI只能在中高轉(zhuǎn)速下工作,在低轉(zhuǎn)速下還是需要傳統(tǒng)的火花塞輔助點(diǎn)火。 不過(guò)相比普通汽油發(fā)動(dòng)機(jī),HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)混合更充分燃燒,不單純依靠火焰?zhèn)鞑?,同時(shí),空氣和廢氣降低了燃燒溫度,傳熱損失更少,這就使得第二代“創(chuàng)馳藍(lán)天”發(fā)動(dòng)機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)最高50%的熱效率。 50%的熱效率是什么概念?初高中的物理知識(shí)告訴我們,燃油發(fā)動(dòng)機(jī)屬于熱機(jī),把熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,但是熱能卻往往沒(méi)有全部轉(zhuǎn)化為我們需要的機(jī)械能,而熱效率就是燃油里面能有多大比例的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。所以,熱效率越高,技術(shù)越先進(jìn)。一直以來(lái),各大企業(yè)的汽車工程師都在不斷追求更高的熱效率,只是,熱效率的提升的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于房?jī)r(jià)上漲的速度。特別是在新世紀(jì)以后,日系企業(yè)基本成為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率的主力,在一點(diǎn)一點(diǎn)地刷新著自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率的記錄。 而這次,馬自達(dá)成功研發(fā)的HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)是大幅度地刷新了這個(gè)記錄。在這之前,世界上最先進(jìn)的還是數(shù)豐田發(fā)動(dòng)機(jī),它的熱效率達(dá)到41%。但是馬自達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)在使用了HCCI技術(shù)后,整體熱效率能提升約30%,特別是在常見(jiàn)的2000轉(zhuǎn)的時(shí)候,熱效率就可以達(dá)到48%,動(dòng)力更猛,油耗更低。 不過(guò),盡管第二代“創(chuàng)馳藍(lán)天”發(fā)動(dòng)機(jī)有著50%的最高熱效率,18:1的驚人壓縮比,但是待其量產(chǎn)還需要一兩年的時(shí)間。在這期間,技術(shù)上的成熟性仍有待檢驗(yàn),畢竟HCCI早在90年代就已經(jīng)提出了,像通用、奔馳這樣的大企業(yè)也曾經(jīng)花了不少精力去研發(fā),最后也放棄了。 因?yàn)镠CCI發(fā)動(dòng)機(jī)容易產(chǎn)生爆震,轉(zhuǎn)速區(qū)間局限(中高轉(zhuǎn)速適用)并且需要很高的電氣化配合程度。還好,執(zhí)著的馬自達(dá)把這項(xiàng)技術(shù)給進(jìn)一步成熟化了。然而,對(duì)于中國(guó)消費(fèi)者而言,哪怕馬自達(dá)帶來(lái)了這樣一個(gè)先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī),有著18:1的超高壓縮比,它卻不一定能發(fā)揮出來(lái)。 第一代“創(chuàng)馳藍(lán)天”發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)14:1的高壓縮比,要知道多數(shù)車都是10:1,10.2:1的壓縮比,而國(guó)產(chǎn)后的一代“創(chuàng)馳藍(lán)天”為了適應(yīng)中國(guó)國(guó)情,壓縮比調(diào)至13:1,不過(guò),更加實(shí)際的情況是,國(guó)產(chǎn)后的“創(chuàng)馳藍(lán)天”也并沒(méi)有在全工況下都保持13:1的壓縮比,因?yàn)閲?guó)內(nèi)油品質(zhì)量連13:1都不一定能應(yīng)付得過(guò)來(lái),為了解決這個(gè)問(wèn)題,馬自達(dá)“創(chuàng)馳藍(lán)天”發(fā)動(dòng)機(jī)采用了米勒循環(huán)與奧托循環(huán)雙模切換的方式,只有發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入高負(fù)載工況的時(shí)候,發(fā)動(dòng)機(jī)才會(huì)切換為壓縮比達(dá)到13:1的奧托循環(huán),而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于部分負(fù)載工況時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)只會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)在米勒循環(huán)模式。所以,在13:1壓縮比尚且不能完全滿足的情況下,這個(gè)18:1的先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī),還需要經(jīng)過(guò)多少優(yōu)化才能適應(yīng)中國(guó)國(guó)情。 執(zhí)著的馬自達(dá)工程師們把發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率提高到了50%,這本身已經(jīng)是汽車發(fā)展歷史上里程碑式的事件了,這也難怪豐田這么樂(lè)意與馬自達(dá)聯(lián)姻,豐田的混合動(dòng)力系統(tǒng)搭載上馬自達(dá)高效率的發(fā)動(dòng)機(jī),相信也將會(huì)再次刷新我們對(duì)混合動(dòng)力車的油耗和動(dòng)力的人事,發(fā)動(dòng)機(jī)效率的不斷提升,也將有利于人類社會(huì)的高效綠色發(fā)展。向執(zhí)著的工程師們致敬。 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