汽車已經(jīng)誕生百年有余，而作為汽車“心臟”的內(nèi)燃機其實要比汽車擁有更加悠久的歷史。從蒸汽機時代，到汽油發(fā)動機、柴油發(fā)動機，發(fā)動機技術(shù)經(jīng)歷了一次又一次技術(shù)革命，發(fā)動機性能也一次次往前躍進。到如今，在發(fā)動機技術(shù)很難有重大突破，而且排放法規(guī)日益嚴苛的背景下，大部分車企轉(zhuǎn)而去追逐電氣化。
當然，這個世界也并不是人人都會去走捷徑，馬自達就是典型的代表，它也一直是筆者心中最獨特和值得欽佩的一家汽車制造商。面對電動化浪潮，馬自達并沒有盲目跟從，而是堅定內(nèi)燃機技術(shù)的極致探索，這才有了這款革新性的 e-創(chuàng)馳藍天汽油壓燃發(fā)動機。而這款發(fā)動機究竟厲害在哪，筆者就為您詳細解析。
壓燃技術(shù)這么神，為什么只有馬自達實現(xiàn)量產(chǎn)？
我們知道柴油發(fā)動機與汽油發(fā)動機最大的不同就是在點火方式上，汽油機是用火花塞點燃的，而柴油機是壓燃的，使用壓燃技術(shù)的發(fā)動機能夠?qū)崿F(xiàn)超稀薄燃燒和勻質(zhì)燃燒。二者相比較而言，柴油機壓縮比和空燃比更大，熱效率更高，油耗也更低，經(jīng)濟性和扭矩都優(yōu)于汽油機。
既然壓燃技術(shù)這么好，為什么不應用到汽油發(fā)動機上呢？事實上，奔馳、通用此前也嘗試過將這項技術(shù)引入到汽油發(fā)動機中，但是由于汽油的燃燒速度很快，燃燒過程不可控，而且采用高壓縮比后極易形成爆震，發(fā)動機運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性無法得到保證，因此沒法做到量產(chǎn)。
所以壓燃技術(shù)的難點在于如何實現(xiàn)超稀薄燃燒，如何控制高壓縮比帶來的爆震，如何實時控制氣缸內(nèi)的壓力等。而作為“技術(shù)狂人”的馬自達向來喜歡做別人都不敢輕易嘗試的技術(shù)，而且愿意花大功夫去攻堅，此前的轉(zhuǎn)子發(fā)動機如此，如今的壓燃發(fā)動機亦然。正是帶著這種罕見 的專研精神，使得e-創(chuàng)馳藍天X汽油壓燃發(fā)動機打破了技術(shù)的壁壘，用創(chuàng)新性的 SPCCI 火花點火控制壓燃點火技術(shù)成為全球首款可量產(chǎn)“采用壓燃點火技術(shù)”汽油發(fā)動機。
馬自達全球首創(chuàng)的 SPCCI 是什么？
SPCCI是馬自達獨有的技術(shù)，英文全稱為“Spark Controlled Compression Igniton”，意思就是“火花點火控制壓燃點火技術(shù)”，通過整合汽油發(fā)動機與柴油發(fā)動機的技術(shù)優(yōu)勢特點，將火花點火與壓燃點火技術(shù)完美結(jié)合。
與一般柴油機略有不同的是，這套系統(tǒng)是先通過火花塞點燃部分混合氣，壓縮燃燒室內(nèi)的混合氣體，使其瞬間達到壓燃點火所需的溫度和壓力，通過控制火花塞的點火時間，擴大壓燃點火的工況范圍，與火花點火順利切換，從而實現(xiàn)行程急速的多點均質(zhì)燃燒。
采用傳統(tǒng)火花塞點火，缸內(nèi)混合氣的燃燒是慢慢傳導的，而采用壓燃點火是混合氣體自燃點火，燃燒室內(nèi)混合氣是在短時間內(nèi)同時爆發(fā)性燃燒，對活塞的推動作用時間長，推動力更大，可節(jié)省燃料，實現(xiàn)動力強勁的行駛。打一個簡單的比方，就像放在紙板上的多米諾骨牌，火花塞點火是推倒第一個后，后面是一個接一個倒下，而壓燃點火是抽掉下面的紙板，骨牌會同時倒下，誰造成的動靜更大一目了然。
另一項不得不提的技術(shù)是“超稀薄燃燒”，馬自達的壓燃技術(shù)使得這項技術(shù)成為可能。因為一般汽油機，在燃料混合氣過于稀薄的情況下，燃料粒子間距增大，火花點火后的火焰無法傳播，不易引發(fā)煅燒。但是，在火花點火后無法燃燒的過于稀薄的混合氣，通過壓燃點火卻能迅速燃燒，這也是這款發(fā)動機的空燃比高達36.8:1的原因。
為了達到更高的空燃比，即為了實現(xiàn)稀薄燃燒，需要增加空氣的量，而且空氣和汽油也需要進行更充分的混合。為此，馬自達為這款發(fā)動機增加了超高壓燃油噴射系統(tǒng)和高響應性進氣輔助系統(tǒng)，其中超高壓燃油噴射系統(tǒng)甚至實現(xiàn)了世界最高的700氣壓噴射。
基于SPCCI，使得馬自達的這款發(fā)動機在動力和燃油經(jīng)濟性上都有了大幅的提升。其中發(fā)動機的低速扭矩和峰值扭矩都有顯著的提高，油耗相比普通汽油機更是改善了10%-20%。筆者有幸也剛剛試駕過搭載這款全新壓燃發(fā)動機的次世代 昂克賽拉，低速的動力響應確實快了不少，尤其是起步輕點油門就能直觀感受到，稍微踩多一點甚至能聽到輪胎打滑的聲音；而且后段的加速明顯相比之前的2.0L更有力，也更有底氣。
事實上，這款發(fā)動機的最大功率已經(jīng)做到了180Ps，峰值扭矩也達到了230N·m，而且官方公布的百公里油耗也僅為5.2L。從數(shù)據(jù)上看，它的動力已經(jīng)超過了思域身上的那臺1.5T渦輪增壓發(fā)動機，而油耗與全新飛度處于同一水平，確實讓人刮目相看。
不只是發(fā)動機的改變，X 車型還大有文章
令人激動地是，長安馬自達旗下的全新世代車型，包括昂克賽拉和CX-30已經(jīng)率先搭載上了這款 e-創(chuàng)馳藍天X汽油壓燃發(fā)動機，消費者已經(jīng)可以率先體驗到這項發(fā)動機黑科技帶來的直觀感受。當然，好馬就得配好鞍，有了這么厲害的發(fā)動機，車輛其它地方的升級自然必不可少。
首先，為了匹配更強的發(fā)動機，相應零部件的強度自然需要提升。為此，馬自達全新開發(fā)了高剛性的傳動系統(tǒng)，包括齒輪、變速器、離合器和扭力轉(zhuǎn)換器等都進行了加強，如此帶來的好處是，提升了車輛整體的響應性，減少車輛?9?0速狀態(tài)和發(fā)動機頻率變化帶來的震動和加速噪?9?1，動?9?0傳遞更直接，駕駛者與車輛的融合更深?9?2。
另外，開過柴油機的朋友一定對其噪聲深有體會，這是壓燃點火帶來的影響，而馬自達針對發(fā)動機的NVH也進行了優(yōu)化。X車型采用了全新的發(fā)動機艙構(gòu)造，采?9?2罩板覆蓋，隔斷聲?9?1共振及傳遞；為了適應超?9?0壓縮?9?2帶來的強勁爆發(fā)?9?0，提?9?0了發(fā)動機曲軸鋼性和?9?5缸模塊厚度，降低震動噪?9?1；發(fā)動機背?9?7及下?9?7采?9?2貼合發(fā)動機形狀的聚氨酯材料罩板覆蓋，實現(xiàn)前所未有的靜謐。
從實際的駕駛感受來看，這些針對發(fā)動機NVH的優(yōu)化確實起到了非常好的效果。無論是車輛起步，還是高速工況的拉高轉(zhuǎn)速加速，都不會有那種惱人的噪音和震動，相反你能感受到這是一部運轉(zhuǎn)精良的機器。
最后：量產(chǎn)的 X 發(fā)動機究竟有何意義？
馬自達造壓燃發(fā)動機絕不是一拍腦門，其實從這些年的發(fā)展路徑來看，它反而是看得最透，和更值得尊敬的一個汽車品牌。從G系列到X系列發(fā)動機，馬自達一直在追求極致的內(nèi)燃機技術(shù)探索，通過提高燃燒效率來挖掘內(nèi)燃機潛力，降低排放，以此來一步步實現(xiàn)環(huán)保。因為即便宣稱環(huán)保的電動車，其電能也主要來源于化石燃料的燃燒，而且轉(zhuǎn)化率遠不及內(nèi)燃機。以G系列發(fā)動機為例，全球暢銷已超過幾百萬臺，其熱效率依然領先目前絕大部分汽車品牌。
如果說X代表著未來內(nèi)燃機的發(fā)展方向，G系列發(fā)動機則是家用的絕佳選擇。事實上，內(nèi)燃機仍然有很大的潛能可以挖掘， 目前市面上的汽油發(fā)動機熱效率最高也才40%。在大部分車企面對發(fā)動機技術(shù)瓶頸，選擇“知難而退”轉(zhuǎn)而投入到電動化上時，只有馬自達作為堅定的內(nèi)燃機守護者，用“壓燃點火技術(shù)”將汽油發(fā)動機帶入了一個新的次元，對整個產(chǎn)業(yè)進步也有非常積極的意義；如果該技術(shù)能夠持續(xù)的進化，未來能夠更多的普及，就能真正的降低全球二氧化碳的排放，對整個環(huán)境的改善所起到的作用也是巨大的，對環(huán)境保護也有實際的戰(zhàn)略價值。
