[汽車之家 發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)]  馬自達(dá)此前一直堅(jiān)持自家的創(chuàng)馳藍(lán)天自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)，在燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性的平衡方面比小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)更有優(yōu)勢(shì)。被譽(yù)為是創(chuàng)馳藍(lán)天之父的人見光夫先生不只一次地召開發(fā)布會(huì)，以各種技術(shù)數(shù)據(jù)來(lái)印證上述觀點(diǎn)。馬自達(dá)在中國(guó)推出的車型也一直以配置自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)為主，同時(shí)也一直宣揚(yáng)企業(yè)對(duì)自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)的堅(jiān)持。但就在不久之前，馬自達(dá)推出了其全新2.5T渦輪增壓汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，屬于創(chuàng)馳藍(lán)天產(chǎn)品序列。究竟馬自達(dá)為什么放棄了以往的堅(jiān)持，一個(gè)轉(zhuǎn)身便踏入了渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)陣營(yíng)呢？作為創(chuàng)馳藍(lán)天之父的人見光夫在這款2.5T發(fā)動(dòng)機(jī)上又應(yīng)用了哪些“黑科技”呢？本文將一一為你揭秘。

● 首款創(chuàng)馳藍(lán)天渦輪增壓汽油發(fā)動(dòng)機(jī)

　　馬自達(dá)全新的2.5T發(fā)動(dòng)機(jī)與新CX-9車型相伴而生。這款全新的發(fā)動(dòng)機(jī)替換了老CX-9上的那臺(tái)3.7L V6自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)，在優(yōu)化動(dòng)力輸出性能的同時(shí)，在燃油經(jīng)濟(jì)性上取得了較大的進(jìn)步。

　　馬自達(dá)遲遲未推出渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的原因，我認(rèn)為更多的是因?yàn)檫�未取得關(guān)鍵技術(shù)突破，研發(fā)階段產(chǎn)品尚未達(dá)到目標(biāo)性能，能否量產(chǎn)還存在疑問。夸下�？陲@然不是馬自達(dá)這家日本企業(yè)的作風(fēng)，不確定的東西自然不能大肆宣傳，產(chǎn)品“跳票”了企業(yè)面子上可掛不住�。〗�(jīng)歷了數(shù)年的研發(fā)時(shí)間，馬自達(dá)最終還是把這款屬于創(chuàng)馳藍(lán)天產(chǎn)品序列的首款渦輪增壓汽油發(fā)動(dòng)機(jī)投向了市場(chǎng)。它能在市場(chǎng)上激起多少漣漪目前尚未明確，但這款發(fā)動(dòng)機(jī)的誕生過程肯定不是一蹴而就的。

　　馬自達(dá)2.5T發(fā)動(dòng)機(jī)是如何達(dá)成上述目標(biāo)的呢？本文將會(huì)為你深入剖析。但在分析這款2.5T發(fā)動(dòng)機(jī)之前，我們先回到30年前，了解下當(dāng)時(shí)馬自達(dá)對(duì)渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)所進(jìn)行過的探索。

● 馬自達(dá)30年前對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)小型化之路的探索

　　在30年前，人見光夫研究過通過渦輪增壓技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)小型化的課題，但以當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平（可變氣門正時(shí)技術(shù)、缸內(nèi)直噴技術(shù)尚未興起）無(wú)法取得動(dòng)力性與燃油經(jīng)濟(jì)性的平衡。而機(jī)械增壓技術(shù)能夠一定程度實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)小型化，相比渦輪增壓技術(shù)，能更好地平衡動(dòng)力性與燃油經(jīng)濟(jì)性，成為當(dāng)時(shí)人見光夫更為推薦的發(fā)動(dòng)機(jī)小型化方案。

　　馬自達(dá)KJ-ZEM發(fā)動(dòng)機(jī)采用了擁有比傳統(tǒng)奧托循環(huán)更高熱效率的米勒循環(huán)來(lái)提升發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，該發(fā)動(dòng)機(jī)搭載機(jī)械增壓技術(shù)，利用曲軸皮帶輪通過皮帶帶動(dòng)機(jī)械增壓器對(duì)空氣進(jìn)行壓縮后再導(dǎo)入氣缸，以提升發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)扭矩輸出，彌補(bǔ)米勒循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)扭矩輸出弱的缺點(diǎn)，從而讓發(fā)動(dòng)機(jī)在整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)都擁有較好的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。

　　馬自達(dá)的KJ-ZEM發(fā)動(dòng)機(jī)由于采用了機(jī)械增壓器，在實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)小型化的基礎(chǔ)上在動(dòng)力輸出上超過了當(dāng)時(shí)的3.0L自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)。

　　在30年前，由于可變氣門正時(shí)技術(shù)（VVT）、缸內(nèi)直噴技術(shù)還未興起，使得利用渦輪增壓技術(shù)實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的小型化道路上產(chǎn)生了很多的阻力。人見先生是個(gè)實(shí)用主義者，傾向于開發(fā)在實(shí)際使用情況下效能更好的發(fā)動(dòng)機(jī)，所以在當(dāng)時(shí)選擇了研發(fā)采用米勒循環(huán)的機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，沒有把渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的路走下去。

● 人見光夫推崇高壓縮比自吸發(fā)動(dòng)機(jī)的原因

　　21世紀(jì)之初，隨著排放法規(guī)升級(jí)對(duì)廠商的步步緊逼，各廠商的工程師都絞盡腦汁研究節(jié)能減排的方法。當(dāng)時(shí)的主流技術(shù)路線是小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)路線，通過縮小發(fā)動(dòng)機(jī)排量和氣缸數(shù)來(lái)縮小發(fā)動(dòng)機(jī)體積、降低發(fā)動(dòng)機(jī)重量及其運(yùn)轉(zhuǎn)阻力，同時(shí)利用渦輪增壓器把小排量發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力提升至更大排量發(fā)動(dòng)機(jī)的水平，最終實(shí)現(xiàn)動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性的提升。

　　隨著直噴技術(shù)的成熟，通過燃油加濃噴射雖然能降低氣缸溫度（汽油蒸發(fā)吸熱）從而抑制爆震現(xiàn)象，一定程度提升了壓縮比，但用于降溫的汽油白白浪費(fèi)了，部分工況下燃油經(jīng)濟(jì)性不佳。這也是為什么小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)在中高負(fù)載/扭矩輸出工況的燃油經(jīng)濟(jì)性不及創(chuàng)馳藍(lán)天自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)重要原因，也是人見先生近年來(lái)一直推崇高壓縮比自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)的原因之一。

● 2.5T橫空出世——市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)催生技術(shù)升級(jí)

　　搭載在2013款馬自達(dá)CX-9上的馬自達(dá)3.7L V6自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)在燃油經(jīng)濟(jì)性上已經(jīng)顯得有些落伍。在2.5T發(fā)動(dòng)機(jī)推出前，在創(chuàng)馳藍(lán)天產(chǎn)品序列中缺少一臺(tái)超過200馬力輸出的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品。這意味著在中大型車/中大型SUV市場(chǎng)中，馬自達(dá)產(chǎn)品力存在不足。

　　可幸的是，在30年后的今天，可通過發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)分析來(lái)優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)從而提升發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及NVH性能；通過燃燒室模擬技術(shù)能夠在設(shè)計(jì)階段就把燃燒室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化到一個(gè)較高的水平，加快研發(fā)速度并降低研發(fā)成本�？勺儦忾T正時(shí)技術(shù)、渦輪增壓技術(shù)、缸內(nèi)直噴技術(shù)以及各種取代機(jī)械控制的電控技術(shù)都使提升發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)成為可能。馬自達(dá)通過上述各種技術(shù)的整合實(shí)現(xiàn)了高壓縮比渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

● 馬自達(dá)2.5T發(fā)動(dòng)機(jī)的黑科技

　　相比上一代CX-9采用的是3.7L V6自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)，全新的創(chuàng)馳藍(lán)天2.5T發(fā)動(dòng)機(jī)在性能和排放上均有所改善，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)小型化帶來(lái)了約20%的燃油經(jīng)濟(jì)性提升。此外，這款2.5T直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)相比3.7L V6發(fā)動(dòng)機(jī)，除了氣缸數(shù)減少導(dǎo)致缸體體積/重量縮減外，可變氣門正時(shí)調(diào)節(jié)器、凸輪軸、噴油軌、活塞、連桿數(shù)量的減少也較大地降低了制造成本。

　　由于渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣燃燒壓力更高，產(chǎn)生的熱量更大，使得氣缸內(nèi)溫度要比自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)高，所以在壓縮比絕對(duì)數(shù)值上小一些才能保證發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定工作。

　　馬自達(dá)創(chuàng)馳藍(lán)天2.5T發(fā)動(dòng)機(jī)雖然在整體結(jié)構(gòu)上盡量保持與創(chuàng)馳藍(lán)天2.5L發(fā)動(dòng)機(jī)一致，但為了配合動(dòng)態(tài)壓力渦輪，氣缸蓋已經(jīng)采用了主流的集成式排氣歧管的設(shè)計(jì)。集成式排氣歧管能夠促進(jìn)高溫廢氣與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的熱交換，提升發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)性能及降低發(fā)動(dòng)機(jī)高負(fù)荷時(shí)的排氣溫度。同時(shí)，更短的排氣歧管也一定程度上減小了發(fā)動(dòng)機(jī)的泵氣能量損失。

　　當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于1620rpm的時(shí)候，蝴蝶閥會(huì)關(guān)閉較粗的管路，廢氣只能通過較細(xì)的管路到達(dá)渦輪，從而加快了廢氣流速，增強(qiáng)推動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)的廢氣脈沖強(qiáng)度，使渦輪提速更快，增強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)扭矩輸出表現(xiàn)。

　　創(chuàng)馳藍(lán)天2.5T發(fā)動(dòng)機(jī)各氣缸的工作順序?yàn)?-3-4-2，如上表所示。為解析動(dòng)態(tài)壓力渦輪促進(jìn)掃氣的過程，我們舉個(gè)例子：1缸排氣過程初段，2缸處于進(jìn)氣行程的掃氣階段（進(jìn)排氣門同時(shí)打開），這樣1缸的排氣氣流會(huì)把2缸的掃氣氣流從中央的排氣口“吸出”，促進(jìn)了2缸的掃氣效果，加上增壓進(jìn)氣氣流的助力，殘留廢氣的比率得到有效降低，降低了氣缸溫度。每一個(gè)氣缸的排氣都能促進(jìn)另一個(gè)氣缸的掃氣，使得10.5:1高壓縮比的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)成為現(xiàn)實(shí)。

全文總結(jié)：

　　馬自達(dá)創(chuàng)馳藍(lán)天2.5T發(fā)動(dòng)機(jī)是其在技術(shù)上不走尋常路的又一件作品。該發(fā)動(dòng)機(jī)采用的動(dòng)態(tài)壓力渦輪是其最大亮點(diǎn)，也是提升壓縮比的獨(dú)創(chuàng)技術(shù)。人見光夫先生以其30多年的發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)經(jīng)驗(yàn)讓世人再一次為馬自達(dá)的研發(fā)實(shí)力而刮目相看。該發(fā)動(dòng)機(jī)以主流的動(dòng)力輸出，優(yōu)異的燃油經(jīng)濟(jì)性讓同級(jí)競(jìng)品不能忽視它的存在，也解決了馬自達(dá)在中大型車/中大型SUV市場(chǎng)中，動(dòng)力系統(tǒng)產(chǎn)品力不足的問題。有消息稱搭載該發(fā)動(dòng)機(jī)的全新馬自達(dá)CX-9或?qū)⒂诮衲陜?nèi)引進(jìn)國(guó)內(nèi)，該車動(dòng)力系統(tǒng)的綜合表現(xiàn)值得期待。（圖/文 汽車之家 常慶林）

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