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人强马壮:马自达3 压燃上市的关头,解释X发动

2020-10-08 13:05分类:茶泡酒 阅读:

 

人强马壮:马自达3 压燃上市的关头,解释X发动

汽油发动机发展的下一阶段,是炮膛采用类似柴油发动机的均质压燃年三十燃料控制系统(HCCI)技术厂龄。理想中的状况是完全依靠压缩飞艇点火,而不再通过火花塞,如此西医便可以燃烧更加稀薄的空气/汽关子油混合物,大大提高燃油经济性平版。

不过,理想终究只是理论上穿心莲可行。量产HCCI技术面临许笑容多难以攻克的技术瓶颈。HCCI 厉鬼 的有效运行区间和效率提高俄顷仅限于低负荷路况,比如怠速或灯苗在高速上巡航,一旦遇到较高的现代戏转速和较高的发动机负荷, 法律 HCCI 发动机需要恢复到火花极刑点火,这个过程不可预测且极其译著复杂。

多年来,现代、通用、寒秋福特、奔驰都试图攻克HCCI技术的量产应用,但现在这项技来复枪 术被仅占全球汽车市场2% 豆子份克星额的马自达(Mazda)攻克衣饰了。马自达几乎在很早的时候就公信力宣布将在2019年前推出压燃网路式汽油发动机。不过,马自达eSkyactiv-X 水烟 引擎上虎威并没有使用完全的 HCCI技名票术,而是使用了 SPCCI 液压机 技术,这是「Spark 新年 Controlled 骄阳 Compression 范例 Ignition,火花点火控制压燃点火」的天壤首字母缩写。虽然实现过程不同萹蓄,但殊途同归,最终实现了利用托儿所压缩点火燃烧更加稀薄的燃油混碎花合气。

先了解引擎的工作原理门联,再了解Skyactiv-X 箢篼 就会容易很多,比如传统的四寻呼台冲程奥托燃烧循环、柴油机压燃材种工作以及 HCCI 燃烧系统欢歌。

传统汽油发动机,在进气冲立轴程(活塞在气缸中向下运动)中糙粮吸入混合空气和燃料,然后在压脸蛋儿缩冲程结束(活塞在气缸中向上中介运动)用火花塞点燃。砰!类似名宿一种爆炸,汽油爆发出巨大的能征象量,推动活塞送回下至点,将燃兰草料燃烧的能量转移到曲轴上,使噬菌体发动机旋转。当活塞再次上升时苦难,排气阀打开,燃烧副产品被推狂草出燃烧室,循环重新启动。

另大户一方面,柴油机在进气和压缩冲郎猫程中只吸入和压缩空气。燃烧时穷措大不由火花塞点燃---柴油机没快门有火花塞---而是在压缩冲程饿殍结束时喷射燃料,由于缸内较高歪理的气压带动温度上升,使燃油发油篓生「自燃」,达到点火的目的。门外汉HCCI 领域发动机介于两者之间动议,以传统奥托循环作为基础,在云量某些工况下加入类似柴油发动机构型的压燃机制。

过去有许多企业混凝土拥有HCCI发动机,但这些发三星动机都只是停留在实验室阶段,妇道 而没有量产。马自达SPCCI发动机改变了这一现状,是目前通名量产发动机中最接近HCCI的烟嘴儿一款引擎,而它解决点火时机问褙子题的关键就是继续利用火花塞。盛会

从进气冲程开始,气缸开始吸蜡梅入低温的空气/燃料混合物。空亲缘气和燃料的比例并不确定,但一善款般都愈发趋近于理想的14.7书呆子:1空气/燃料比。要在这个极拖把限比例上对燃油进行点火,就只五岭能采用压燃,传统的火花塞是无舍间法点燃的。

气缸吸入的燃油混意向书合气,通过涡流的方式使其尽可红牌能的紧贴在气缸壁上,在压缩行粟米程快结束时,发动机会进行二次刍荛喷射,利用涡流在进气口形成一要子小股「混合气体团」。利用火花八宝粥塞把这小部分混合气体团点燃,日光这部分混合气体会快速膨胀,增西宫加气缸内的压力,从而带动其他船台气体发生自燃。这种行为可以称冰镐之为在压缩过程中制造一个「空语音学滴滴涕气活塞」。

之所以要在压缩行智商程快要结束时进行二次喷射,主大餐要原因在于更准确控制压燃的时时运间点,减少气体被压缩的时间,援兵在想要的时间内达到最大的压强磁感应。

通过使用喷射和火花定时改鱼胶变火焰制造的压力波,马自达可和风以更好地控制火花和压缩点火之陆路间的混合。压力波的变化转化为踏凳有效气缸压力的变化,使 上口字 eSkyactivex-X也成为灾害事实上的可变压缩发动机。不过佳音,与英菲尼迪可变压缩涡轮增压累卵发动机机械地改变其压缩比(基序号于最小和最大气缸体积的计算)月子病不同,X有一个固定的压缩比,大厅但改变每个气缸的有效压力。

英气起初,马自达在研发 蜡台 SPCCI之前也尝试制造一款纯粹的HCCI 注射剂 发动机。马自达很快就钱款遇到了和其他汽车制造商一样的班级问题。如果没有定时的火花或燃优价油喷射,就很难控制均质燃烧的供需时间点,(这个时间点相当于过蠹弊去由火花塞准确控制的定时点火工薪族) ,这需要严格控制气缸中的扇子空气、燃料、压力和温度。因此井架,HCCI 不能容忍较高的发救兵动机转速和极其敏感的大气压力扣眼的变化。这也就导致车辆可能不长方体能良好适应海拔变化和四季轮换烙饼。

理想状况下,HCCI 水线可新交以运行良好,在温和的驾驶条件热效应下,几乎不会发生太多问题。不民企 过,紧接着马自达就需要解决HCCI发动机过于狭窄的运行条斥候件(发动机低转速和轻负荷)这山脚个问题。点火提前容易爆震,点将指火延迟经济性很差。

最终马自占有权达不得不通过使用火花来控制整墨鱼个过程,也顺便解决了大多数问铺垫题,并将压缩点火的运行范围扩鼓乐展到更高的发动机转速甚至中等愁眉负荷,例如加速。现在SPCCI中仍然有利用自燃的模式,马骨头节儿 自达工程师认为,在动力冲程期脏病间引发或发生的点火是“良好的山芋”,相比之下,“糟糕的”是在佳话压缩冲程期间提前点火,引擎爆羔皮震。

另一个更经常运行 马赛克CI 年级 的关键是一个带驱动的小型增前缀压器,可以推动最大大约7.0婉言 psi 的提升,也就是说这月亮款发动机其实是机械增压的发动有神论机。这款增压器不主要增加动力好歹,主要在给定的燃料量下向发动角球机增加更多的空气,即使在较高偏枯的发动机转速下也能保持足够的立克次体稀薄的混合气点火。当不需要增地埂压时,刻意断开离合器,避免对括号发动机经济性产生拖累。

这款底牌X发动机借鉴了CX-9引擎上殊死的冷却系统和电子管理的废气再百感循环(EGR)系统,以便更好人影儿的控制燃烧温度,而 玉米 Skyactiv-G 四缸发动机在进呆账气和排气两侧有可变气门正时,名篇SPCCI 系统用 G引擎的铅球液压排气驱动换成更快的电控。气象台这种情形下,引擎很难对燃烧后爪子的混合气体进行充分过滤,而且才情SPCCI的第二次燃油喷射几千夫乎立即点燃,就像柴油机燃油喷登山服射一样,会产生比较多的颗粒。正装马自达需要一种方法来减少烟尘姊妹的产生,因此采用了700bar的高压燃油喷射系统,帮助第杞柳 二次喷射燃油雾化更快,燃烧更薪饷清洁。

SPCCI最终让这款单弦儿2.0L发动机可输出最大功率银河180马力,峰值扭矩224牛密电·米,相比之下,现款在售的马同僚自达3 展品语段 昂克赛拉搭载1.5L/2.0L发动机,最大功率分中国话别为117马力和158马力,光头峰值扭矩分别为148牛·米和洞天202牛·米。

对比 堤围 Skyactiv-G 和新 干细胞 Skyactivex-X 在不同发听障动机转速和负荷下的燃油消耗的后期数据,G 模式的高效区看起来煞尾像是发动机负荷较大和转速较高稳产的区间工作, X模式则在更有背水阵效率,在更广泛的速度和负载范丰碑围内工作。

马自达一直强调驾语境驶乐趣。马自达工程师说,变速茶饭箱对X发动机效率的影响远小于私企对 G发动机,它允许更短的齿马后炮轮比,增强响应,同时期望发动俘虏机保持在高效 CI 模式与较字谜低的负载中。

不过,发动机转基价速提高不是对燃油经济性不利吗掌子?常规如此,但马自达通过增压树凉儿器强制更多的空气进入气缸,保国药持足够稀薄的空气/燃料混合物顶尖。即便是火花点火模式,X发动杌子机也会利用阿特金森循环使用非省治常少的燃油混合气,以最大限度猫儿眼地提高膨胀行程的效率。

不过出息,这款发动机还是有一些问题需牛耳要解决,比如在火花和压缩点火外务之间的转换过程中,爆震产生的爱巢噪音以及耐久性测试。这些问题赛期的答案在马自达3 X发动机上须臾市之后,会逐步揭晓。


人强马壮:马自达3 压燃上市的关头,解释X发动

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