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是天才也是疯子 马自达SKYACTIV-X解析原创

2018-09-28 00:15:22 来源: PCauto
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  【太平洋汽车网 技术频道】在大家都上涡轮增压的时候,马自达一直坚持着自然吸气;在大家都在发展新能源车的时代,又是马自达显得略不合群,还在坚持继续将大部分精力放在了研发内燃机技术。这个“不合群”的品牌有着执着的坚持和信仰,而历史总在告诉我们,坚持着信念的人总会获得令人骄傲的成功,而这部分人也往往会被人称作“疯子”。

HCCI 马自达体验读图模式

HCCI 马自达

  创驰蓝天第二代发动机 SKYACTIV-X(创世蓝天-X发动机下文简称:SKYACTIV-X)引入了HCCI,这也是世界上第一款搭载了HCCI点火的量产发动机,马自达决定在2019年正式量产SKYACTIV-X。

  HCCI(Homogeneous Charge Compression Ignition)的全称翻译过来是“均质充量压燃”。

  下面我们将会聊到一些比较复杂的技术知识,但是这些技术总的来说都是围绕着动力性提升和燃油经济性提升这两方面来展开的,所以我们先不去看复杂的技术知识,先来看看这个大家把它夸上天的技术到底实现了什么了不起的成就?

1.燃油经济性的显着改善

  在发动机排量为2.0L的车辆中,与SKYACTIV-G(创驰蓝天-G发动机下文简称:SKYACTIV-G)相比,SKYACTIV-X的燃油经济性提高了20%。同时,在频繁使用低车速的区域,由于使用超级稀薄燃烧,燃油经济性可提高多达30%。 在途中我们不难发现了,SKYACTIV-X的燃油效率甚至等于或超过最新的SKYACTIV-D柴油发动机。

HCCI 马自达

2.显着提高了输出性能和响应能力。

  SKYACTIV-X的发动机排量为2.0L,它比目前的SKYACTIV-G至少提升了10%的扭矩,在某些转速下可提高30%。

HCCI 马自达

  怎么做到的呢?这很大程度上要归功于上文我们所提到的HCCI,也就是均质压燃技术。

均质压燃是什么?

HCCI 马自达

马自达为什么在这个时候选择了HCCI

  我们正在面临着的环境问题和能源问题,让我们不得不去认真思考:如何降低汽车的排放和减少燃油后消耗。 

  无论出于一个企业的社会责任心还是政策原因,这个问题都成了每个汽车企业都需要急需考虑的。所以有的企业选择了油电混合驱动、有的企业选择了纯电驱动、有的企业采用了新的燃料作为汽油柴油的替代燃料等等,而马自达选择的HCCI(均质充量压燃)也是其中一种节能减排的解决方案。

HCCI 马自达

HCCI 马自达

HCCI 马自达

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  HCCI除了能实现较高的压缩比和比热比,还能完全和快速地燃烧稀薄混合气,实现多点大面积同时压缩着火,没有传统火花塞点燃的火焰传播过程,所以压缩点火可以在极短的时间内完成燃烧放热,以提高发动机效率。而火花塞点火式发动机有火焰传播的明显时间延迟。

  可以说,HCCI是一种非常理想燃烧模式。

HCCI 马自达

HCCI的量产难点:

HCCI 马自达

  要知道HCCI在汽油发动机上很难实现稳定燃烧。因为燃烧的氧化反应过程比较复杂,从氧化反应开始到点燃混合气会有一段从冷焰到热焰的着火延迟,这个着火延时取决于温度、压力和浓度,因为不同的驾驶条件下,压缩冲程中存在的温度和压力的变化,所以HCCI的着火时刻不易控制。

HCCI 马自达

  从图片上可以看到,HCCI燃烧的转速和负载区间较窄,只在中等低转速下HCCI工作效果最佳。在在上图蓝色范围之外,燃烧不稳定且难以控制。所以由此我们可以知道:在HCCI可工作范围以外的转速和负荷下需要采用火花塞点火,以保证发动机正常工作。于是问题来了:如何无缝衔接这两种点火方式

HCCI 马自达

  因为传统的火花塞点火和HCCI点火对缸内温度、空燃比、EGR的要求均不一样,需要发动机在不同工况下、来回切换点火模式非常困难。

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