[汽車之家 發(fā)動機技術(shù)] 馬自達此前一直堅持自家的創(chuàng)馳藍天自然吸氣發(fā)動機,在燃油經(jīng)濟性和動力性的平衡方面比小排量渦輪增壓發(fā)動機更有優(yōu)勢。被譽為是創(chuàng)馳藍天之父的人見光夫先生不只一次地召開發(fā)布會,以各種技術(shù)數(shù)據(jù)來印證上述觀點。馬自達在中國推出的車型也一直以配置自然吸氣發(fā)動機為主,同時也一直宣揚企業(yè)對自然吸氣發(fā)動機的堅持。但就在不久之前,馬自達推出了其全新2.5T渦輪增壓汽油發(fā)動機,屬于創(chuàng)馳藍天產(chǎn)品序列。究竟馬自達為什么放棄了以往的堅持,一個轉(zhuǎn)身便踏入了渦輪增壓發(fā)動機陣營呢?作為創(chuàng)馳藍天之父的人見光夫在這款2.5T發(fā)動機上又應(yīng)用了哪些“黑科技”呢?本文將一一為你揭秘。
● 首款創(chuàng)馳藍天渦輪增壓汽油發(fā)動機
馬自達全新的2.5T發(fā)動機與新CX-9車型相伴而生。這款全新的發(fā)動機替換了老CX-9上的那臺3.7L V6自然吸氣發(fā)動機,在優(yōu)化動力輸出性能的同時,在燃油經(jīng)濟性上取得了較大的進步。
馬自達遲遲未推出渦輪增壓發(fā)動機的原因,我認(rèn)為更多的是因為還未取得關(guān)鍵技術(shù)突破,研發(fā)階段產(chǎn)品尚未達到目標(biāo)性能,能否量產(chǎn)還存在疑問?湎潞?陲@然不是馬自達這家日本企業(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)面子上可掛不住啊!經(jīng)歷了數(shù)年的研發(fā)時間,馬自達最終還是把這款屬于創(chuàng)馳藍天產(chǎn)品序列的首款渦輪增壓汽油發(fā)動機投向了市場。它能在市場上激起多少漣漪目前尚未明確,但這款發(fā)動機的誕生過程肯定不是一蹴而就的。
馬自達2.5T發(fā)動機是如何達成上述目標(biāo)的呢?本文將會為你深入剖析。但在分析這款2.5T發(fā)動機之前,我們先回到30年前,了解下當(dāng)時馬自達對渦輪增壓發(fā)動機所進行過的探索。
● 馬自達30年前對發(fā)動機小型化之路的探索
在30年前,人見光夫研究過通過渦輪增壓技術(shù)來實現(xiàn)發(fā)動機小型化的課題,但以當(dāng)時的技術(shù)水平(可變氣門正時技術(shù)、缸內(nèi)直噴技術(shù)尚未興起)無法取得動力性與燃油經(jīng)濟性的平衡。而機械增壓技術(shù)能夠一定程度實現(xiàn)發(fā)動機小型化,相比渦輪增壓技術(shù),能更好地平衡動力性與燃油經(jīng)濟性,成為當(dāng)時人見光夫更為推薦的發(fā)動機小型化方案。
馬自達KJ-ZEM發(fā)動機采用了擁有比傳統(tǒng)奧托循環(huán)更高熱效率的米勒循環(huán)來提升發(fā)動機燃油經(jīng)濟性。同時,該發(fā)動機搭載機械增壓技術(shù),利用曲軸皮帶輪通過皮帶帶動機械增壓器對空氣進行壓縮后再導(dǎo)入氣缸,以提升發(fā)動機低轉(zhuǎn)扭矩輸出,彌補米勒循環(huán)發(fā)動機低轉(zhuǎn)扭矩輸出弱的缺點,從而讓發(fā)動機在整個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)都擁有較好的動力性和燃油經(jīng)濟性。
馬自達KJ-ZEM與本田J30A1參數(shù)對比 | ||
發(fā)動機型號 | 馬自達KJ-ZEM | 本田J30A1 |
排量/結(jié)構(gòu) | 2.3L/V6 | 3.0L/V6 |
進氣形式 | 機械增壓 | 自然吸氣 |
最大功率 | 220馬力/5500rpm | 204馬力/5500rpm |
峰值扭矩 | 294!っ/3500rpm | 264!っ/4800rpm |
馬自達的KJ-ZEM發(fā)動機由于采用了機械增壓器,在實現(xiàn)發(fā)動機小型化的基礎(chǔ)上在動力輸出上超過了當(dāng)時的3.0L自然吸氣發(fā)動機。
在30年前,由于可變氣門正時技術(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)實現(xiàn)發(fā)動機的小型化道路上產(chǎn)生了很多的阻力。人見先生是個實用主義者,傾向于開發(fā)在實際使用情況下效能更好的發(fā)動機,所以在當(dāng)時選擇了研發(fā)采用米勒循環(huán)的機械增壓發(fā)動機,沒有把渦輪增壓發(fā)動機的路走下去。
● 人見光夫推崇高壓縮比自吸發(fā)動機的原因
21世紀(jì)之初,隨著排放法規(guī)升級對廠商的步步緊逼,各廠商的工程師都絞盡腦汁研究節(jié)能減排的方法。當(dāng)時的主流技術(shù)路線是小排量渦輪增壓發(fā)動機路線,通過縮小發(fā)動機排量和氣缸數(shù)來縮小發(fā)動機體積、降低發(fā)動機重量及其運轉(zhuǎn)阻力,同時利用渦輪增壓器把小排量發(fā)動機的動力提升至更大排量發(fā)動機的水平,最終實現(xiàn)動力性和燃油經(jīng)濟性的提升。
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了,部分工況下燃油經(jīng)濟性不佳。這也是為什么小排量渦輪增壓發(fā)動機在中高負(fù)載/扭矩輸出工況的燃油經(jīng)濟性不及創(chuàng)馳藍天自然吸氣發(fā)動機的一個重要原因,也是人見先生近年來一直推崇高壓縮比自然吸氣發(fā)動機的原因之一。
● 2.5T橫空出世——市場競爭催生技術(shù)升級
搭載在2013款馬自達CX-9上的馬自達3.7L V6自然吸氣發(fā)動機在燃油經(jīng)濟性上已經(jīng)顯得有些落伍。在2.5T發(fā)動機推出前,在創(chuàng)馳藍天產(chǎn)品序列中缺少一臺超過200馬力輸出的汽油發(fā)動機產(chǎn)品。這意味著在中大型車/中大型SUV市場中,馬自達產(chǎn)品力存在不足。
可幸的是,在30年后的今天,可通過發(fā)動機結(jié)構(gòu)分析來優(yōu)化發(fā)動機機械結(jié)構(gòu)從而提升發(fā)動機結(jié)構(gòu)強度以及NVH性能;通過燃燒室模擬技術(shù)能夠在設(shè)計階段就把燃燒室結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化到一個較高的水平,加快研發(fā)速度并降低研發(fā)成本。可變氣門正時技術(shù)、渦輪增壓技術(shù)、缸內(nèi)直噴技術(shù)以及各種取代機械控制的電控技術(shù)都使提升發(fā)動機的性能指標(biāo)成為可能。馬自達通過上述各種技術(shù)的整合實現(xiàn)了高壓縮比渦輪增壓發(fā)動機的設(shè)計目標(biāo)。
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