[汽車(chē)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(jiàn)光夫先生不只一次地召開(kāi)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(chē)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(jiàn)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(chē)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(wèn)。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)面子上可掛不住啊!經(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(guò)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(guò)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(jiàn)光夫研究過(guò)通過(guò)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(mén)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(jiàn)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(guò)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)KJ-ZEM與本田J30A1參數(shù)對(duì)比 | ||
發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào) | 馬自達(dá)KJ-ZEM | 本田J30A1 |
排量/結(jié)構(gòu) | 2.3L/V6 | 3.0L/V6 |
進(jìn)氣形式 | 機(jī)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(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(guò)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(mén)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(jiàn)先生是個(gè)實(shí)用主義者,傾向于開(kāi)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(méi)有把渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的路走下去。
● 人見(jiàn)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(guò)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(guò)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(jiàn)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(guò)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(chē)/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(guò)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(guò)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。可變氣門(mén)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(guò)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)。
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