前不久,马自达在国内做了关于下一代Skyactiv-X发动机的说明会,结果被国内媒体刷了屏,速度周刊的小文也备受关注。其实吗,这个发动机其实早在2017年8月就向外界公布了,当时笔者就在公布的第二天发了一篇文字介绍,当时速度周刊也算是国内最早报道这项技术的自媒体。
链接如下☟
马自达又见黑科技,有热效率50%的HCCI发动机还要混动干嘛?
但关于Skyactiv-X究竟是个什么原理,相信凭借现在国内露出的很多图文内容,几乎说不清楚,于是,笔者有幸找到了马自达关于Sky active-X 发动机的介绍视频,在这个视频时代,希望能让大家看个清楚。
当然,本着一个速度周刊技术宅的名义,我也尽可能的就视频中的关键部分进行翻译,希望各位同样期待新技术的读者能看爽。
以下就是相关视频,看不懂,请直接看图文翻译,更清晰。
❶
视频开始首先马自达告诉大家,我就是一直以来专注于内燃机,所以你们看到我放卫星不要太吃惊哦。然后接下来一段就是马自达的自我宣传。
挑战常规就是马自达一直以来干的事情。
来个马自达设计师——人见光夫的特写,不羁的嘴角似乎带着藐视的笑容,让人想起了国产凌凌漆里深藏功与名的猪肉王子……
那么这位老兄要做的事情就是:精研燃烧的本质,从燃料榨取最大的能量。
同时,寻求理解地区环境问题的核心问题。
通过专注于从“油井到车轮”的理念(也就是所谓全寿命排放),考虑整个能源生产过程。
马自达选择了一条通过优化能源使用来真正减少二氧化碳排放的方法。
现在,马自达搞定了别人都搞不定的事情。
也就是量产下一代能压燃的发动机Skyactiv-X
这一发动机的特性,包含了汽油机和柴油机两者共有的优点。
它的名字就叫SPCCI(Spark Controlled Compression Ignition)火花塞控制压燃
这一发动机通过毫不妥协的平衡驾驶感受和环保要求,达到了“赞美驾控”的效果。
那么吹牛B时间已过,言归正传,让我们看看SPCCI是如何实现的。
❷
首先,大家都知道柴油机的热效率比汽油机要高。看下图,左边是汽油机,右边是柴油机,下图展示了在燃料着火的一刹那,两边的区别。汽油机是一团火焰从中间散开,而柴油机则是整个气缸内都着火了。为什么会这样?
因为汽油机是通过火花塞点火,看下图中那个黄色的着火点,那就是火花塞点火一瞬间的光芒,同时周围出现了蓝色的烟雾,因为这些地方的油气混合物接下来就要被点燃了。
点燃之后,火焰从点火初四散传播到整个气缸。
而柴油机则把燃油直接喷入到气缸,同时压燃。
压燃的结果就是气缸内同时多处着火,快速燃烧,这个就是多处着火的情景。
那么我们为了提升汽油机的热效率达到柴油机的水平,就需要结合这两者的特性。就是SPCCI,保留汽油机的火花塞,同时像柴油机一样压燃燃料。看下图,中间是SPCCI发动机,仍然让火花塞产生了一个火球。
看好了,在火花塞发出火球之后,中间的SPCCI发动机气缸内和右边的柴油机一样,火光瞬间充满整个气缸,而左边的普通汽油机仍然是中间一团火焰向外传播的情景。
这张图更仔细的描述了SPCCI快速的在气缸内多处开始燃烧。
这种情况和普通汽油机燃烧的区别就是,活塞才往下走了一点点,气缸内的燃烧就完成了(图中上面一根红线所在处)。而汽油机则要活塞往下走了很远之后燃烧才完成(图中下面一根红线所在处)。
我们都知道提高热效率的一个关键因素就是实现快速燃烧。很多人肯定会问,为什么快速燃烧能提高热效率?笔者这里简单说明一下,发动机做功的过程,就是气缸内燃烧,推动活塞向下的这个过程,这一过程中,大量的热量会随着燃料一边燃烧做功,一边从活塞,气缸壁等地方跑掉了。如果能在最短的时间内完成燃烧,那么燃烧产生的热量就能立刻推动活塞做功,跑掉的热量就少一些了。
所以和汽油机相同的地方是保留火花塞,和柴油机相同的地方是压燃,快速多处燃烧。
而具体到为什么SPCCI里面,使用了火花塞,但是却能形成压燃呢。下面就是解释了,因为马自达使用了超级稀薄的混合气,其空燃比达到36.8:1,远远高于理论空燃比的14.7:1。这种空燃比的情况下,是没法纯粹的压燃油气混合物的。
而在36.8的超级稀薄混合气里面,就需要用火花塞再来帮忙加温加压。
然后整个气缸内就在这种高温高压下一起燃烧起来了。注意是一起燃烧,不是普通汽油机点火之后从火花塞扩散开的燃烧。
好,原理介绍结束,总结一下。
●SPCCI能实现压燃和点燃的无缝切换,并扩大压燃的工作区间
●Skyactiv-X是马自达迈向终极内燃机过程中,全球第一个量产压燃汽油机。
●这一发动机能实现卓越的环保效果,加速响应性能。
❸
视频看完,我的介绍翻译也说完了,但各位对马自达的崇拜也许才刚刚开始,因为——
明年搭载有Skyactiv-X的新车就要在国内上市了,就在此刻,速度周刊的二条周同学正在体验试装车型,至于是否能像视频中这般牛逼,请期待下周的速度周刊。
本文内容仅代表作者个人观点
与其所代表的工作单位无关
冤有头债有主,提意见请找二条周
大明
来自通信行业的脑残车粉,粉汽车,粉电动车,
粉这些带来速度与激情的机器,
喜欢能帮助我们完成不可能任务的他们。
喜欢研究车车原理,发动机变速箱电动机燃料电池都爱。
业余无他爱好,唯车尔!
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