CX-4搶成狗 創(chuàng)馳藍天技術功不可沒
有些人喜歡神車大眾,有些人喜歡中規(guī)中矩的豐田,但也有一批人他們號稱人馬一體,是馬自達的忠實擁簇。沒有神車的光環(huán),沒有多年深耕的積淀,但是這 兩年馬自達的上升勢頭還是超出了很多人的預期。阿特茲的出世,昂克賽拉的新生,再加上CX-5的強勁表現,馬自達已經逐漸轉變了過去給人叫好不叫座的個人 印象。而今年新上市的跨界車型馬自達CX-4又再一次吸引了市場的眼球。
上市一月訂單過萬,似乎讓人看到了神車的影子。在小排量渦輪增壓與雙離合變速箱橫行的今天,馬自達CX-4確實讓對自吸情有獨鐘的用戶有了一款理想的選 擇。青春靚麗的外表,一如既往地操控表現,贏得了市場的青睞。作為馬自達如今的核心技術,創(chuàng)馳藍天也逐漸成為了市場上寵兒。
創(chuàng)馳藍天技術是馬自達一系列技術的總稱,包括發(fā)動機技術、懸架技術、變速箱技術與車身技術。和其他廠商相比,馬自達的創(chuàng)馳藍天技術最大的技術特色在基于自 然吸氣與米勒循環(huán)的發(fā)動機技術上。馬自達品牌對自然吸氣情有獨鐘,在小排量渦輪增壓逐漸成為市場潮流的前提下,依舊保持對自然吸氣的堅持,下面就從發(fā)動機 技術入手,來介紹一下創(chuàng)馳藍天的發(fā)動機技術到底牛在哪里?
馬自達的創(chuàng)馳藍天發(fā)動機主要有以下幾個主要特點:
1. 13:1的高壓縮比,歐洲的發(fā)動機壓縮比可達到14:1。
2. 米勒循環(huán),提高發(fā)動機效率
3. 全新的活塞連桿設計,10%的發(fā)動機輕量化,鋁合金缸體,
4. 優(yōu)化內部結構,大量采用電控設備。
5. 4-2-1的全新排氣布局,有效改善排氣效率
高壓縮比——榨干每一滴精華
首先我先講一下什么是壓縮比,壓縮比就是活塞在下止點(向下運動的最低點)位置時氣缸內活塞上部的全部體積與活塞在上止點(向上運動的最高點)位置時活塞 上部的全部體積,即燃燒室體積之間的比值。為了提高發(fā)動機的燃油經濟性和燃燒效率,我們總是希望把壓縮比做的盡可能大。但實際上,由于受到發(fā)動機爆震的影 響,車用汽油機的壓縮比普遍不超過12。而采用創(chuàng)馳藍天技術的馬自達卻把壓縮比做到了14。
工程師是一群操控欲望極強的人,他們希望發(fā)動機完全聽自己的話,而發(fā)動機里面最調皮的就是燃料,燃料燃燒的過程往往難于控制,有些時候,燃料就會不聽話, 明明沒讓它燒,燃料自作多情自己就著了,這種燃料自燃的現象就是爆震,爆震發(fā)生后發(fā)動機的振動噪聲會變大,嚴重時還會損傷發(fā)動機。所以為了讓燃料聽話,工 程師們就不得不限制發(fā)動機的壓縮比。
這里面原因很簡單,壓縮比大了工作就更加劇烈了,這就好比跑步,為了跑快點我們會加快步頻,加大步長,但是步子邁得太大了就容易扯著蛋了。發(fā)動機也一樣, 壓縮比大了,氣缸內的溫度就會升高,很輕易的就會到達燃料的著火點,燃料就越容易自燃。為了實現高壓縮比,基于創(chuàng)馳藍天技術的發(fā)動機做了很多改進。
采用了鋁合金缸體,散熱效果更好。發(fā)動機內部的結構得到了優(yōu)化,內部空氣流動更強。采用高壓油軌,提高了噴射壓力,通過采用多孔噴油器改善汽油的霧化特 性,使燃料與空氣充分混合,從而生成大幅改善的勻質、流動性強的混合氣。此外,基于創(chuàng)馳藍天技術的發(fā)動機還采用了設有凹槽的活塞,使燃燒初期的火焰接觸活 塞,進一步防止了爆震的產生。在和爆震作斗爭的過程中,馬自達積累了許多技術。
高效率——暢快又輕松
創(chuàng)馳藍天技術的發(fā)動機采用了4-2-1的排氣歧管布局。采用這種方式的最大好處是可以利用排氣背壓來將氣缸里的廢氣排出,排除毒素,才能一身輕松。這個原 理和氣波增壓有些相似,只不過渦輪增壓中的氣波增壓主要目的是利用壓力波的波峰來推動渦輪,而在創(chuàng)馳藍天技術中,則是為了利用壓力波的波谷,即排氣背壓來 將汽缸中的廢氣抽出來。
波谷的作用就相當于一個負壓,當我們給自行車打氣的過程中,我們把氣管往外抽,這樣在氣管內部就形成了一定的真空,這樣外界的空氣就被吸了進來。而 4-2-1的排氣管布局也是為了形成這個效果。四缸發(fā)動機的點火順序有兩種,一種是1342一種是1243。我們假設采用第一種點火順序的發(fā)動機工作到某 一時刻,1缸處在排氣沖程,3缸處在做功沖程,4缸處在圧縮行程,2缸處在進氣行程。
這時,氣缸1中的排氣過程沒有完全結束的時,3缸的排氣門提前打開,如果兩缸的排氣歧管連接在一起排氣過程就會相互干擾。同樣處于進氣行程的2缸,再進氣 行程的初段由于排氣門晚關,也會將部分1缸的排氣吸入,這就造成了混合氣濃度的下降,影響了發(fā)動機的燃燒。所以為了避免這種現象,馬自達采用了4-2-1 的布局方式,首先將1、4缸,2、3缸相互影響非常小的氣缸的排氣歧管連接,最后再匯聚到一起。這樣的排氣歧管排布方式不僅是提高發(fā)動機效率的有效手段, 對增大壓縮比也有很大的作用。
為了進一步提升發(fā)動機的效率,減少發(fā)動機內部的機械損耗,基于創(chuàng)馳藍天技術的發(fā)動機還采用了活塞&活塞銷輕量化,連桿輕量化技術,減少活塞環(huán)張 力。曲軸主軸頸也進行了小型化設計,電控可變油壓小型油泵的使用有效減少了泵油時的損失。一款高效的發(fā)動機需要在每個細節(jié)上進行雕琢,0.1%的效率提升 都要付出巨大的努力。
米勒循環(huán)——殺手锏
工程師對發(fā)動機進行改良的目的,都是為了提升發(fā)動機的輸出動力,降低油耗。而動力和油耗又是一對矛盾,提升動力油耗必然就會上升,因此工程師需要在動力與油耗之間找到一個平衡點。采用米勒循環(huán)的發(fā)動機則在一定程度上調和了動力和油耗這對矛盾。
米勒循環(huán)的本質就是改變發(fā)動機的壓縮行程,讓活塞的膨脹行程大于圧縮行程,進而提升發(fā)動機的動力并降低油耗。創(chuàng)馳藍天技術是通過改變發(fā)動機的配氣正時來實 現米勒循環(huán)的。在壓縮沖程剛開始的時候,進氣門更晚關閉,一部分混合氣體被壓回了進氣歧管中。配氣正時中進氣門關閉點從1點延后到了2點,這樣就實現了米 勒循環(huán)。
從PV圖上來看,傳統(tǒng)內燃機循環(huán)的過程是1-2-3-4,發(fā)動機的壓縮比和膨脹比相同。在米勒循環(huán)中,由于初段壓縮過程中進氣門關閉較晚,6-1的過程中 缸內壓強保持不變,這一過程中混合氣體未被壓縮,實際壓縮過程則是1-2過程。膨脹的過程則由傳統(tǒng)內燃機的3-4變?yōu)榱?-4-5。從圖上我們可以明顯的 看到,采用米勒循環(huán)后,發(fā)動機的膨脹比大于實際壓縮比,通過這種方法有效降低了發(fā)動機的油耗,也避免了爆震的發(fā)生。從PV圖的面積來看,發(fā)動機對外做功也 有所增加。
發(fā)動機技術是創(chuàng)馳藍天技術的核心,基于米勒循環(huán)的自然吸氣發(fā)動機也是馬自達在發(fā)動機技術上的一大特色。創(chuàng)馳藍天發(fā)動機技術讓我們看到了馬自達對于技術的執(zhí) 著。而隨著新能源混合動力計劃的推進,自然吸氣發(fā)動機將再次成為市場關注的焦點,馬自達先進的自然吸氣技術與電驅動技術相結合,也會在一定程度上助力馬自 達的未來的混動戰(zhàn)略。