為什么又要做增壓?談馬自達2.5T發(fā)動機
馬自達一直堅持自己的創(chuàng)馳藍天自然吸氣發(fā)動機,在燃油經(jīng)濟性和動力平衡方面比小排量渦輪增壓發(fā)動機更有優(yōu)勢。被稱為創(chuàng)馳藍天之父的三越先生不止一次召開新聞發(fā)布會,用各種技術(shù)數(shù)據(jù)證明了上述觀點。馬自達在中國推出的車型一直以自然吸氣發(fā)動機為主,同時也一直在推動企業(yè)對自然吸氣發(fā)動機的堅持。但不久前,馬自達推出了全新的2.5T渦輪增壓汽油機,屬于創(chuàng)馳藍天產(chǎn)品系列。馬自達究竟為什么要放棄之前的堅持,轉(zhuǎn)身踏入渦輪增壓發(fā)動機陣營?作為創(chuàng)馳藍天之父,廣佛在這臺2.5T發(fā)動機上應(yīng)用了哪些“黑科技”?這篇文章將為你揭秘。
●首款創(chuàng)馳藍天渦輪增壓汽油機
馬自達新的2.5T發(fā)動機誕生于新的CX-9型。這款全新的發(fā)動機取代了老CX-9上的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)濟性方面取得了長足的進步。
我覺得馬自達之所以遲遲不推出渦輪增壓發(fā)動機,更多的是因為在關(guān)鍵技術(shù)上沒有取得突破,R&D階段的產(chǎn)品也沒有達到目標性能,所以能否量產(chǎn)還是個疑問。夸耀(查成交價|參配|優(yōu)惠政策)??陲@然不是日本公司馬自達的風格。不確定的事情自然不能炒作,產(chǎn)品“跳票”也不能掛在公司臉上!經(jīng)過幾年的研發(fā),馬自達終于將這款屬于創(chuàng)馳藍天產(chǎn)品系列的首款渦輪增壓汽油機投放市場。目前還不清楚它能在市場上引起多少漣漪,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(查成交價|參配|優(yōu)惠政策).5T發(fā)動機如何實現(xiàn)上述目標?這篇文章會給你一個深入的分析。但是在分析這臺2.5T發(fā)動機之前,我們先回到30年前,了解一下當時馬自達對渦輪增壓發(fā)動機的探索。
●30年前馬自達對發(fā)動機小型化的探索
30年前,看到廣富研究通過渦輪增壓技術(shù)實現(xiàn)發(fā)動機小型化的課題,但當時的技術(shù)水平還不能達到動力性和燃油經(jīng)濟性的平衡。但是增壓技術(shù)可以在一定程度上實現(xiàn)發(fā)動機的小型化。與渦輪增壓技術(shù)相比,能更好地平衡動力性和燃油經(jīng)濟性,成為當時比較推薦的發(fā)動機小型化方案。
馬自達KJ-ZEM發(fā)動機采用比傳統(tǒng)奧托循環(huán)熱效率更高的米勒循環(huán),提高發(fā)動機燃油經(jīng)濟性。同時發(fā)動機搭載機械增壓技術(shù),利用曲軸皮帶輪帶動增壓器通過皮帶壓縮空氣體后導入氣缸,提高發(fā)動機低速扭矩輸出,彌補米勒循環(huán)發(fā)動機低速扭矩輸出弱的缺點,使發(fā)動機在整個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)具有更好的動力性和燃油經(jīng)濟性。
馬自達的KJ-ZEM發(fā)動機,因為有了增壓器,在發(fā)動機小型化的基礎(chǔ)上,動力輸出超越了當時的3.0L自然吸氣發(fā)動機。
30年前,由于VVT和缸內(nèi)直噴技術(shù)尚未發(fā)展起來,渦輪增壓技術(shù)在發(fā)動機小型化的道路上遇到了很大阻力。任劍先生是一個實用主義者,在實際使用中傾向于開發(fā)性能更好的發(fā)動機,所以當時選擇開發(fā)米勒循環(huán)的增壓發(fā)動機,并沒有走渦輪增壓發(fā)動機的道路。
●人們看到了為什么廣汽提倡高壓縮比自吸發(fā)動機。
21世紀(查成交價|參配|優(yōu)惠政策)初,隨著排放法規(guī)的升級一步步向廠商施壓,各廠商的工程師們絞盡腦汁研究節(jié)能減排的方法。當時主流的技術(shù)路線是小排量渦輪增壓發(fā)動機路線,通過降低發(fā)動機排量和缸數(shù)來降低發(fā)動機體積、重量和運行阻力,同時利用渦輪增壓器將小排量發(fā)動機的功率提升到更大排量發(fā)動機的水平,最終提高動力性和燃油經(jīng)濟性。
隨著直噴技術(shù)的成熟,濃燃油噴射雖然可以降低氣缸溫度抑制爆震現(xiàn)象,在一定程度上提高壓縮比,但用于冷卻的汽油被浪費了,在某些工況下燃油經(jīng)濟性并不好。這也是小排量渦輪增壓發(fā)動機在中高負荷/扭矩輸出條件下燃油經(jīng)濟性不如創(chuàng)馳藍天自然吸氣發(fā)動機的重要原因之一,也是任劍先生近年來一直倡導高壓縮比自然吸氣發(fā)動機的原因之一。
● 2.5T橫空誕生——市場競爭催生技術(shù)升級。
2021年馬自達CX-9(查成交價|參配|優(yōu)惠政策)上的馬自達3(查成交價|參配|優(yōu)惠政策).7L V6自然吸氣發(fā)動機在燃油經(jīng)濟性方面已經(jīng)有些過時。在2.5T發(fā)動機推出之前,創(chuàng)馳藍天產(chǎn)品序列中缺少一款輸出200馬力以上的汽油發(fā)動機。這意味著馬自達在中大型車/SUV市場的產(chǎn)品實力不足。
好在30年后的今天,通過發(fā)動機結(jié)構(gòu)分析可以優(yōu)化發(fā)動機機械結(jié)構(gòu),提高發(fā)動機結(jié)構(gòu)強度和NVH性能。燃燒室仿真技術(shù)可以在設(shè)計階段將燃燒室的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化到更高的水平,加快研發(fā)速度,降低研發(fā)成本??勺儦忾T正時技術(shù)、渦輪增壓技術(shù)、缸內(nèi)直噴技術(shù)以及各種替代機械控制的電子控制技術(shù),都使得發(fā)動機性能指標的提升成為可能。馬自達通過上述技術(shù)的集成,實現(xiàn)了高壓縮比渦輪增壓發(fā)動機的設(shè)計目標。
馬自達2.5T發(fā)動機上的黑科技●馬自達2.5T發(fā)動機黑科技
與上一代CX-9的3.7L V6自然吸氣發(fā)動機相比,全新創(chuàng)馳藍天2.5T發(fā)動機的性能和排放均有所提升,發(fā)動機的小型化帶來了約20%的燃油經(jīng)濟性提升。此外,與3.7L V6發(fā)動機相比,這款2.5T直列四缸發(fā)動機不僅由于氣缸數(shù)量的減少而減少了氣缸體的體積/重量,而且由于可變氣門正時調(diào)節(jié)器、凸輪軸、噴油軌、活塞和連桿數(shù)量的減少而大大降低了制造成本。
由于渦輪增壓發(fā)動機混合氣產(chǎn)生的燃燒壓力和熱量較高,缸內(nèi)溫度比自然吸氣發(fā)動機高,因此較小的絕對壓縮比可以保證發(fā)動機的穩(wěn)定運行。
雖然馬自達創(chuàng)馳藍天2.5T發(fā)動機的整體結(jié)構(gòu)盡可能與創(chuàng)馳藍天2.5L發(fā)動機相同,但為了與動壓渦輪匹配,缸蓋采用了主流的一體化排氣歧管設(shè)計。集成排氣歧管可以促進高溫廢氣和發(fā)動機冷卻液之間的熱交換,提高發(fā)動機暖機性能,降低發(fā)動機高負荷時的排氣溫度。同時,較短的排氣歧管也在一定程度上降低了發(fā)動機的泵送能量損失。
當發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于1620rpm時,蝶閥會關(guān)閉粗管道,廢氣只能通過細管道到達渦輪,從而加快廢氣流速,增強驅(qū)動渦輪旋轉(zhuǎn)的廢氣脈沖強度,使渦輪加速更快,增強發(fā)動機低速扭矩的輸出性能。
創(chuàng)藍田2.5T發(fā)動機各缸工作順序為1-3-4-2,如上表所示。要分析動壓渦輪促進掃氣的過程,我們舉個例子:在1缸排氣過程開始時,2缸處于進氣沖程的掃氣階段,這樣1缸的廢氣流會從中心排氣口“吸出”2缸的掃氣氣流,促進2缸的掃氣效果。借助增壓進氣流量,有效降低了殘余廢氣的比例,降低了氣缸溫度。每個氣缸的排氣都能促進另一個氣缸的掃氣,讓10.5:1的高壓縮比渦輪增壓發(fā)動機成為現(xiàn)實。
全文摘要:
馬自達創(chuàng)馳藍天2.5T發(fā)動機是另一款在技術(shù)上不走尋常路的作品。發(fā)動機使用的動壓渦輪是其最大的亮點,也是提高壓縮比的獨創(chuàng)技術(shù)。擁有30多年發(fā)動機研發(fā)經(jīng)驗的任明光先生,再次以馬自達的R&D實力給世人留下深刻印象。發(fā)動機擁有主流的動力輸出和出色的燃油經(jīng)濟性,讓同級競品無法忽視它的存在,也解決了馬自達動力系統(tǒng)產(chǎn)品在中大型轎車/中大型SUV市場動力不足的問題。據(jù)悉,搭載該發(fā)動機的全新馬自達CX-9將于今年內(nèi)引入中國,其動力系統(tǒng)的綜合表現(xiàn)值得期待。
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