电动当道的今天,马自达会是内燃机的救世主吗?

随着混合动力总成和电动汽车的普及程度的提高,以及如今各国的政策可以看出,电动或混动主会成为流。电动革命令人兴奋的是,排放和效率法规迫使传统的ICE变得小型化和涡轮增压,或与电动机混合以满足严格的目标。

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传统的汽油发动机,习惯于具有约30%的热效率。这意味着只有30%的燃料中所含的能量用于推动活塞运动推动汽车走动。其余的转换成通过排气或冷却系统逸出的热量。当使用火花塞来排除气缸中的爆炸时,这种效率在一定程度上是固定的。有一种爆炸液替代方法,其理论热效率比常规ICE好30-40%,其名称是均质充量压缩点火(HCCI)。

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形成均匀的(均匀分布)的空气/燃料混合物。在压缩点火部分是指,代替使用火花塞,活塞上行冲程期间挤压所述混合物作用足以自动点燃所述混合物,就像一个柴油发动机。整个过程比汽油发动机的常规火花诱发爆炸显着更有效率。随着HCCI,点火正时很难控制。混合物太瘦或富有意味着点火太晚或分别早。一些研究人员试图通过使用“有效的压缩比控制”来进行控制。这涉及到利用排气门提升时间来改变气缸的有效体积,因而压缩比。然而,在循环周期频率上调节排气门正时是一项艰巨任务,因此HCCI技术在灯光下停滞不前。

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但是马自达似乎已经解决了压缩点火正时的问题,鉴于压力是自动点火的决定因素,马自达工程师不得不考虑以高频率影响该变量。他们随后开发的解决方案是显着的。它们使用与火花塞紧邻的气缸的隔离区域来集中来自插头的火花引起的微小火焰球。该火焰球向下一个活塞发出冲击波,产生有效的二次活塞,挤压空气/燃料混合物。压力的增加推动均质混合物超过其自动点火阈值,从而降低完全混合的空气/燃料混合物的有效燃烧。

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这个新的引擎系列是代号为SKYACTIV-X,专有技术被称为火花控制压缩点火(SPCCI)。你可能会问,马自达是否坚持一个垂死的技术,电气化是不可避免的,因为它的环境效益。马自达的研发负责人Mitsuo Hitomi资深技术研究员不是根据马自达“引擎”介绍给我们的。当我们考虑到良好的排放时,SKYACTIV-X排放量与电动汽车的密切程度。目前,绝大多数用于汽车的电力来自燃煤电厂,其固有的碳排放量大。Hitmoi山向我展示他们的SKYACTIV-X引擎如何排放的CO左右142克2每公里。相比之下,电动汽车的排放量为128克/公里,人们可以体会到马自达与其新发动机系列的距离。

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从外部看,它看起来就像是现在的一代马自达(Mazda3),新的SPCCI发动机搭载在马自达的下一代底盘上。发动汽车之后,接下来发生的是显着的正常现象。怠速SPCCI发动机的声音和感觉是90%的ICE,10%的柴油。发动机从低转速下拉动,扭矩超过技术上自然吸气的发动机所需的扭矩,其感觉位于NA和涡轮增压发动机之间。在更高的负载和更高的转速下,火花点火从SPCCI无缝接管,导致涡轮增压发动机从顶端的功率带掉出来的感觉。总体而言,功率传递与轻度增压的ICE相当。

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该图的黄色区域是发动机扭矩/转速范围最经济的部分,制造商设计其变速箱以保持接近该区域。使用目前的SKYACTIV-G发动机,6 号齿轮拦截黄色范围,并落入绿色区域。在现实世界中,这意味着传动比相当高。移动到SKYACTIV-X图,我们看到发动机在整个范围内是如此经济,可以降低齿轮比。这对我们意味着什么?那么这就意味着我们可以花更多的时间来搅拌齿轮,享受更多的转速,这是动力总成发展管理执行官Ichiro Hirose所强调的一点。他的目标是设计一种可以提供“从性能和效率的组合中获得驾驶乐趣”的引擎。

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在整个测试过程中,发现到在高负载和低转速下有一个可辨别的拨浪鼓。很明显,这是引擎敲击(引爆),仅仅是生产引擎中不存在的调整问题。毕竟,我们必须记住,最终产品至少要两年。除了间歇式敲击之外,原型机非常抛光。从SPCCI燃烧过渡到仅在较高转速下的SI并不是很明显,而且改进等于使用我驾驶到测试中心的车辆的SKYACTIV-G发动机。

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