世界先进发动机开发揭秘
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5 客户价值

这款发动机运用了这么多技术,会给用户带来哪些价值呢?

5.1 性能

如图36所示为SKYACTIV-X 功率扭矩对比图,最下面的点线是老款马自达用的MZR2.0L自然吸气发动机,中间的虚线为现款昂克塞拉第一代SKYACTIV-G 2.0L自然吸气发动机的性能曲线,最上面两条为SKYACTIV-X在不同汽油下的性能曲线。第二代创驰蓝天压燃发动机对性能的提升的全方位的,凭借SPCCI和高物理压缩比的SI,无论低扭还是极限性能,都有着全方位的提升,使得在正常驾驶条件下具有更大的扭矩储备。特别在低扭下,相比于第一代创驰蓝天,第二代能够提高10%到30%的扭矩。另外,该发动机可以适应不同辛烷值的汽油,当然,他们的性能表现有所区别,在前文中也曾提到,辛烷值低的汽油在SPCCI工况下能够发挥更好的性能,但是在高负荷的SI工况下点火无法提前,影响性能输出。综合考虑,目前 SKYACTIV-X采用的是95标号的汽油。

5.2 燃油经济性

如图37所示,以转速2000这一常用领域作为案例,与第一代创驰蓝天发动机相比,节约了20%,油耗大幅降低。更进一步,在中小负荷等使用频率较高的工况,利用超稀薄燃烧技术能够提高30%燃油经济性。

与2008年的MZR发动机相比,实现了35~45%的飞跃性提高,甚至达到了与马自达最新柴油发动机同等的燃油经济性。在低负荷下油耗大幅度改善,彻底打破了大家对“大排量=高油耗”这一传统认知,其宽而平坦的燃油消耗曲线意味着在各种驾驶条件下,燃油经济性都较好。

另外,发动机实际工况时很复杂的,不能只看某一点的极限热效率,更要关注低油耗区域的范围大小,目前市面上的发动机应对排放和油耗的对策为发动机downsizing+涡轮,以提高在NEDC工况下的燃油经济性,由于此对策的油耗最佳区域较为狭窄,在该区域之外燃油经济性迅速下降,在实际行驶工况或者最新的WLTP工况下油耗表现一般。

众所周知,马自达的用户对驾驶性有一定要求,为了覆盖激烈驾驶和温柔驾驶的不同风格,必须扩大最佳燃油经济性的区域。得益于燃烧模型的不同,新款发动机的低油耗范围大,不局限于低负荷,对高转速高负荷也有很大的改善。

广域的燃油经济性区域意味着变速箱匹配时不再局限于升档降低发动机转速来保证高效的燃油经济性。如图39所示,正常发动机巡航在A点2200rpm,变速箱在最高挡位,对于SKYACTIV-X发动机来说,可以把巡航工况设计到B点3000rpm,变速箱不在最高挡位,在油门急加速时,SKYACTIV-X发动机不需要降档直接提高扭矩,从而获得更快速更直接的响应,极大的提高了驾驶性。


图39 巡航工况下发动机转速负荷点示意图

5.3 加速响应性

另外,不知道车友有没有感受过,很多车辆尤其是小排量涡轮增压发动机,油门往往不跟脚,油门下去要停顿个0.5s到1s车才有加速度,这个就是涡轮迟滞效应。即使是自然吸气发动机,也或多或少都会存在响应性迟滞的现象,从原理上说,就是在低负荷下进气管的节气门开度很小,气流阻力较大,当油门踏板深踩之后,节气门虽然能够瞬间打开,但是气流运动具有迟滞性,换句话说,我要求100%的动力出来,但是真实动力从10%到100%有一个过程,导致实际加速感一般。

要想车辆操控好,开起来爽,只依靠大功率发动机是不行的,必须要有随踩随有的动力才行。SKYACTIV-X发动机有先天优势,其动力调节和柴油机类似,节气门保持全开状态,空气吸入没有迟滞,动力大小由燃油喷射量决定,油门踏板深踩后,只要燃油喷射量瞬间增加即可,就可以提高极大提高了加速响应性,可以称之为人马一体。根据马自达的宣传数据,模拟城市工况常见的从40km/h开始加速的情况,当油门从10%踩下50%时,搭载SKYACTIV-X的马自达3的加速响应性可以比肩MAZDA MX-5跑车,待上市后将毫无争议的凌驾于同级别家用车。