首页 > 汽车资讯

如何看待马自达“第二代创驰蓝天”不再坚守自然吸气而转投机械增压,未来在民用车上还能买到非增压发动机吗?

2021-07-17 15:22:56来源:admin123zc   汽车资讯 编辑:众创汽车资讯网

先说句题外话,内燃机发展到今时今日必然要向着小型化、轻量化、低转速化、低温化去发展,而追求的是理想的性能、更低的油耗、最佳的排放,所以发动机必然要采取增压化,确切的说是涡轮增压,因为小排量发动机配机械增压的收益低,而若想在未来实现上述的追求,就必然要走增压(混动)➕米勒(阿特)➕EGR的发展路线,所以在这个大方向下,内燃机或将全面实现增压化,亦或者是实现混动化,而纯粹的自然吸气将彻底的凋零,如今的实际情况就是日系主机厂开始在民用车领域投放涡轮、欧系车开始鼓捣米勒循环,两家在往一条道上走。。。

如何看待马自达“第二代创驰蓝天”不再坚守自然吸气而转投机械增压,未来在民用车上还能买到非增压发动机吗?

所以请理性看待自然吸气发动机的凋零,这是一种必然的趋势,或有情怀、但情怀斗不过规则,也不能当饭吃。。。况且谁说马自达坚守自吸了?早在几十年前马自达玩转子的时候就在13B-REW发动机上挂了两颗涡轮,所以不要说马自达坚守自吸,即便是现在同样也有一款叫SKYACTIV-G的2.5T涡轮增压发动机,不过这款发动机与题主问的第二代创驰蓝天的机械增压发动机完全不同,实际上创二配备的机械增压只不过是个实现快速充气装置,但从用途上看,它不属于机械增压,只不过原理是机械增压(这话说的拗口)。。。

如何看待马自达“第二代创驰蓝天”不再坚守自然吸气而转投机械增压,未来在民用车上还能买到非增压发动机吗?

内燃机增压的意义是什么?无论是惯性增压、汽波增压、压缩机增压(机械增压)或者是废气涡轮增压,其存在的意义都是在于提高气缸的容积效率,在不改变气缸物理容积的情况下增加气缸的实际容积,这样即可在每循环燃烧更多的燃料从而获得更大的能量!比如一个0.5L的气缸,如果是自然吸气发动机那么每循环它最多能吸入0.5L的新鲜空气,那么配合理想空燃比,理论上可以点燃约0.03L燃油,但如果进行增压、由增压器在每循环强行压入气缸1L的空气,那么理论上每个循环可以燃烧0.06L的燃油,这样一来就在不改变气缸物理容积的情况下,增加的进气量从而增加了喷油量,燃烧的燃料多了、产生的能量也就大了,动力自然就强了;这就是传统增压装置的存在意义。。。

如何看待马自达“第二代创驰蓝天”不再坚守自然吸气而转投机械增压,未来在民用车上还能买到非增压发动机吗?

但马自达的二创(简称)SKYACTIV-X发动机采用机械增压装置的目的并不在于提高进气量让发动机多喷油,而是要完成正常点燃到超稀薄压燃的切换!要想实现超稀薄燃烧,首先空燃比就得超高,比如空燃比在一瞬间增加一倍达到29.4,而在一瞬间即便是节气门全开也进不来这么多空气;还用上面的例子来说,传统的增压装置会在0.5L容积的气缸内压入1L的空气,从而燃烧0.06L的燃油,按照理想的空燃比14.7进行喷油;而马自达超稀薄压燃的本质是提高压缩比(进气量)、不增加喷油量,这才符合稀薄燃烧的本质;同样在这个0.5L的气缸中,若想将空燃比拉升至29.4,那么就必须借助增压给它充气,在喷油量为0.03L的时候强行往气缸压入1升空气,1升空气压燃0.03L汽油,就属于超稀薄压燃了,此时的空燃比已经达到了29.4以上。。。所以没有这个增压器上哪弄那么空气来拉高空燃比?因为这款机器在压燃模式下的节气门已经全开,如果是自然吸气发动机那么进气量再大,也没办法做到在0.5L气缸中灌入1L空气,所以就配备一个机械增压来快速补气;涡轮增压是不行的,因为它响应的不够快。。。

如何看待马自达“第二代创驰蓝天”不再坚守自然吸气而转投机械增压,未来在民用车上还能买到非增压发动机吗?

SKYACTIV-X的意义。。。

如何看待马自达“第二代创驰蓝天”不再坚守自然吸气而转投机械增压,未来在民用车上还能买到非增压发动机吗?

马自达一直被称为疯狂的技术控,现在看来有些精神病的倾向;稀薄燃烧简单点说就是空燃比大于理想空燃比14.7时进行燃烧,而不断提高稀薄燃烧的边际实际上就是不断的提高空燃比,空燃比越大、燃油燃烧的越充分(理想空燃比14.7下并不能让燃油完全燃烧),也就是更具有燃油经济性,但空燃比在14.7-29.4之间时,氮氧化物产生量最大,如下方引用部分中的反应式1,稀薄燃烧由于空燃比过大而营造出了富氧环境,所以极容易产生NO(二氧化氮生成量微乎其微,可以忽略),传统的内燃机可以依靠米(阿)循环➕EGR来进行降温而终结反应式1(终结了反应式1,反应式2、3就不会产生),只不过稀薄燃烧带来的富氧环境加剧了反应式1的进程,所以只有将空燃比拉高至29.4以后,才能令反应式1放缓(什么原理鄙人也不知道),所以马自达要做压燃又要保证排放,就必须降稀薄燃烧的边际拉高至29.4以上,要不然排放不合格,造出来也没法量产。。。

如何看待马自达“第二代创驰蓝天”不再坚守自然吸气而转投机械增压,未来在民用车上还能买到非增压发动机吗?

1.O+N2=NO+N,反应温度为1727度以上 2.N+O2=NO+O,反应温度约27度以上 3.N+OH=NO+H,反应温度约27度以上

如何看待马自达“第二代创驰蓝天”不再坚守自然吸气而转投机械增压,未来在民用车上还能买到非增压发动机吗?

现在我们弄明白了,为了更省油,马自达选择了压燃;而为了保证排放,马自达起步就将稀薄燃烧边际拉高至29.4以上(越过了一氧化氮最容易产生的空燃比);但问题来了,当空燃比超过29.4之后,利用火花塞根本无法点燃汽油,即便依靠直喷发动机更容易实现多层次喷油(火花塞处混合气浓度最大,然后至下逐层变稀,分层燃烧利用火花塞点燃周边最浓混合气,然后依靠火焰传播至下逐层点燃越来越稀的混合气,但当空燃比超过29.4的时候,火焰传播过缓,没办法依靠火焰外扩点燃更多的稀薄层混合气,直接灭了),但也无法保证各个稀薄层燃油被全部点燃,所以空燃比超过29.4的稀薄燃烧依靠火花塞已经无法全部点燃(不能全部点燃,就等于燃油浪费,还谈什么省油呢),所以马自达选择了柴油机才用的压燃方式进行点火;原理就在于在特稀薄的条件下用火花塞跳火引燃的终究是一个火点,而活塞上行压燃的是一个层,率先压燃那层会有无数的着火点,利用众多的着火点火焰的外扩传播来点燃所有稀薄层混合气;一个火点不行,那就放一把火,这就是马自达工程师想出的解决方案。。。

如何看待马自达“第二代创驰蓝天”不再坚守自然吸气而转投机械增压,未来在民用车上还能买到非增压发动机吗?

超稀薄压燃无法适合所有工况,且容易受到环境的制约而压不着。。。其实提到稀薄燃烧就可以想到动力的响应会很差、是非常差,越稀薄、越差。。。

1.过量空气系数为1,空燃比为14.7,此时属于理想空燃比,动力、油耗处于相对平衡的状态;

2.过量空气系数为0.88,空燃比约13,此时处于燃油加浓状态,这个时候车子动力响应最理想(火焰传播速度最快),但会造成多余的燃油浪费。。。

3.过量空气系数大于1,空燃比大于14.7,燃油燃烧的越发充分,到底多充分要看空燃比到底能大到什么程度,空燃比越大、燃烧就越充分,也就越省油,但代价就是动力越来越渣渣化,因为火焰传播速度越来越慢,慢的都快灭了,动力能不渣么?

写到这就能知道马自达的超稀薄压燃模式在车辆需要动力的时候就必须终止,上面也写了动力来源于燃油加浓,所以当急需动力的时候就必须由压燃切回火花塞点燃,而此时上文提到的那个机械增压装置停止工作、不再强行往气缸灌气,此时的空燃比恢复到14.7或者继续降低进行加浓,便于发动机释放动力。。。

其次就是这个超稀薄压燃会受到应用环境的制约,比如大东北的冬季,超过零下30几度的低温情况下,超稀薄压燃会变的困难;而在发动机转速偏高时,由于每循环各冲程切换速度太快,所以超稀薄压燃无法确保所有稀薄层混合气都完全燃烧(稀薄燃烧依赖时间),所以就必须有火花塞进行辅助。。。

当外部环境温度低、燃烧室温度低、不容易压燃时,火花塞会先跳火点燃部分汽油对燃烧室进行预热,随即上行而来的活塞就更容易将剩余燃油压然;当发动机转速较高时,此时发动机温度适合超稀薄压燃,但转速高、每循环的四个冲程切换的过快,所以压燃来不及燃烧掉所有燃油,而压燃烧不掉的燃油就由火花塞跳火进行点然;当发动机全负荷时,直接切换成火花塞进行点火,终止压燃。。。这就是保留火花塞点火的原因。。。

实际上在这款SKYACTIV-X发动机上,燃稀薄压燃与火花塞点燃是时时切换的,两种模式时时切换就意味着空燃比时时切换;火花塞点火用14.7空燃比,而超稀薄压燃则用大于29.4的空燃比,所以空燃比是控制核心,要想瞬态改变空燃比,只有用上文提到的所谓增压但实际为机械补气装置来实现;比如上文提到的那个例子,环境温度低、燃烧室温度低,没办法超稀薄压燃,就需要先用火花塞点燃一小部分燃油对燃烧室预热,此时空燃比14.7,而紧接着就是空燃比大于29.4状态下的压燃,从点到压只是一瞬间而已,发动机一个压缩冲程能有多久?所以在这么短的时间内想依靠往气缸强行灌气来增加空燃比,只能用这个机械增压装置来完成瞬间灌气(增压),但和传统的增压不同,它只灌气,但不增加喷油,所以没有榨取发动机的动力,所以它从功能的角度上看不属于传统的增压器,只不过是个快速响应的充气泵而已。。。麻烦不?能有几个朋友能看完全篇?这就是马自达,不断给自己找麻烦、挖大坑的神奇马自达。。。

标签: 二字汽车资讯

版权声明

    转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益,请作者持权属证明与本网联系,我们将及时更正、删除,谢谢您的支持与理解。