壓燃發(fā)動機省油,那么多花2萬要多久才能省回來?
【太平洋汽車網(wǎng) 評測頻道】作為馬自達獨創(chuàng)黑科技——汽油壓燃技術(shù)的落地車型,昂克賽拉這款馬自達銷量擔(dān)當(dāng),變得更加具有話題性。昂克賽拉在現(xiàn)有產(chǎn)品線的基礎(chǔ)上,新增了搭載SKYATCIV-X壓燃發(fā)動機的尊榮版,比原來的頂配車型整整貴出2萬元,動力增加了22匹,油耗也略有降低,那么這個黑科技,真的有足夠的魅力讓顧客額外多花幾萬元去嘗鮮嗎?
汽油壓燃,并不是馬自達第一個想到的,但當(dāng)馬自達宣布投入研發(fā)一款真正可以實現(xiàn)量產(chǎn)的汽油壓燃發(fā)動機時,全世界都是震驚的,同時也是質(zhì)疑的。畢竟,汽油壓燃雖然有它的優(yōu)點,但利用其優(yōu)點所帶來的副作用也不小,將這項技術(shù)量產(chǎn)化的代價太大,導(dǎo)致鮮有廠家為此投入成本。
但要知道,作為唯一一個把轉(zhuǎn)子發(fā)動機發(fā)揚光大的品牌(曾經(jīng)),在技術(shù)這一塊,馬自達表示沒有服過誰,既然你們都不敢做,那就我來唄!
那么這個汽油壓燃到底有什么看頭?這里大致來復(fù)習(xí)一下,詳細(xì)的技術(shù)解析可以點擊下方圖片進入相關(guān)文章。
二十一世紀(jì)伊始,關(guān)于氫能源應(yīng)用在車輛上的研究掀起熱潮,不過大家再次失望地發(fā)現(xiàn)它依然不具備推廣的天時地利人和。因此眾多車企轉(zhuǎn)向電驅(qū)動,使其有了空前的發(fā)展,絕大多數(shù)品牌也已經(jīng)走上了電動化道路。但馬自達這個偏執(zhí)狂,就喜歡在燃油機上面鉆牛角尖。為了進一步提高發(fā)動機熱效率,馬自達想出了把柴油發(fā)動機上的“壓燃”用到汽油機上。
那么SPCCI的突破點在哪里?首先我們要先了解一下HCCI均質(zhì)壓燃技術(shù)。
HCCI(Homogeneous Charge Compression Ignition)——均質(zhì)壓燃。為什么燃料可以被“壓”燃,這里就需要復(fù)習(xí)一下中學(xué)物理了。壓縮(外力對其做功)可以使得物體內(nèi)部分子熱運動增強,內(nèi)能增加,溫度就會升高。還記得物理老師用一根管子快速壓縮,瞬間把管中的羽毛引燃嗎?壓燃技術(shù)正是運用了這個原理,這也是柴油發(fā)動機的特性。
HCCI除了能實現(xiàn)很高的壓縮比,還能讓燃料快速且完全地燃燒,多點大面積同時著火實現(xiàn)稀薄燃燒。沒有了傳統(tǒng)火花塞點燃火焰的傳播延遲過程,壓縮點火可以在極短的時間內(nèi)完成燃燒放熱,以提高發(fā)動機效率。因此,HCCI是一種非常理想的燃燒模式。
難處在哪兒?HCCI在汽油發(fā)動機上很難實現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài),因為燃燒的氧化反應(yīng)過程復(fù)雜,從氧化反應(yīng)開始,到混合氣引燃期間,會有一段從冷焰到熱焰的著火延遲。這個著火延遲與缸內(nèi)溫度、壓力和燃料濃度都有關(guān)系(不同的駕駛條件下,壓縮沖程中存在溫度和壓力的變化),因此HCCI的著火時刻不易控制。
如圖所示,HCCI只適合于中低轉(zhuǎn)速的工況,那么能否在其他轉(zhuǎn)速期間用火花塞來點火呢?
可以是可以,但前面說了,HCCI的著火時刻難以捉摸,使得火花塞點火時機的把握變得極為困難,因此兩種引燃模式之間的切換,無法做到完美的銜接,這就不利于發(fā)動機的平穩(wěn)運轉(zhuǎn)和壽命。
為了實現(xiàn)將混合氣先點燃小部分再壓燃大部分,SKYACTIV-X發(fā)動機采用分段噴油,在進氣行程中先噴入少量汽油,點火增壓后,繼續(xù)在壓縮行程中再噴入足量的汽油進行壓燃。因此分段噴油是一個關(guān)鍵的小細(xì)節(jié),它能夠降低發(fā)動機在高壓縮比的設(shè)定下,缸內(nèi)混合氣過早爆燃的可能性,大大優(yōu)化壓燃穩(wěn)定性。
簡而言之,火花塞的存在,不是為了點火,而是一個為壓燃創(chuàng)造條件的輔助手段。
那么加入了壓燃技術(shù)的SKYACTIV-X發(fā)動機有什么優(yōu)勢?
1、燃油經(jīng)濟性的顯著改善
在排量為2.0L的發(fā)動機中,創(chuàng)馳藍天SKYACTIV-X的燃油經(jīng)濟性與SKYACTIV-G相比提高了20%。同時,當(dāng)長時間處于低速工況,由于使用超級稀薄燃燒,燃油經(jīng)濟性可提高30%。得益于超稀薄燃燒,全新一代馬自達3上搭載的SKYACTIV-X熱效率已經(jīng)達到了43%,超越了豐田的41%成為目前世界上熱效率最高的汽油發(fā)動機。
2、 顯著提高輸出性能和響應(yīng)能力
馬自達并不是想秀技能,為了壓燃而壓燃,SKYACTIV-X的核心在于超稀薄燃燒,壓燃是它實現(xiàn)的手段。因為當(dāng)空燃比超過理想的14.7:1之后,比值越高,混合氣越稀薄,就越難以被點燃,常規(guī)發(fā)動機空燃比達到19:1以上基本就點不著了。
馬自達為何極致追求超稀薄燃燒,原因在于馬自達認(rèn)為從宏觀層面來講,電動車整個產(chǎn)業(yè)鏈在二氧化碳排放量上并不比內(nèi)燃機好多少,發(fā)電、電池生產(chǎn)、廢棄電池等環(huán)節(jié),都存在自然環(huán)境威脅。因此對于馬自達而言,內(nèi)燃機依然有未來,石油枯竭可以尋找替代能源,降低污染可以采用清潔燃料,長遠來看,內(nèi)燃機并不會因為電驅(qū)動的崛起而迅速消失。提高熱效率,提升動力,降低能耗,才是永遠的課題。
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