发掘丢失的70%动能 解读马自达直喷引擎

　　根据统计，汽车在行驶当中发动机将汽油转换为动能的效率约有30%，也就是说燃料在燃烧时产生能量的70～80%会在过程中丧失，被白白浪费掉。这70%的消耗主要为以下几点：泵损耗、机械阻力、冷却损失、不充分燃烧。如果能够将这被浪费掉的部门转换成有效的动能，这会使发动机有着更出色的表现，不仅发动机的动力得到提升，油耗还会进一步的降低。在这样的前提下，马自达创驰蓝天发动机诞生了。

　　创驰蓝天发动机正是从提高压缩比、改善燃烧、减少机械阻力、发动机减重等方面着手，深挖传统内燃机浪费掉的70%动能，藉此得到改善节油性能和动力性的双重提升。基于这一创新研发成果，马自达创驰蓝天发动机多次入选沃德十佳发动机评选名单。目前创驰蓝天发动机在日本本土有汽油和柴油两种，而在中国市场以“创驰蓝天”技术武装的车型包括一汽马自达ATENZA阿特兹、长安马自达旗下的Mazda CX-5及Mazda3 Axela昂克赛拉，均搭载了13:1高压缩比高效能直喷式汽油发动机。

　　问题一：该发动机是如何做到将浪费掉的70%消耗转化为有效动能？

　　原因1.高压缩比

　　说起创驰蓝天发动机，想必最大亮点就是高压缩比。对于活塞式内燃机而言，提高压缩比是提升其效率最为有效的途径之一。目前市面上乘用车动机的压缩比一般控制在9:1-11:1的范围内，高性能车有12.5:1(如法拉利的V12发动机)，而马自达的创驰蓝天发动机压缩比最终产生接近F1赛车的14:1全球汽油机最高压缩比（在中国因油品限制，压缩比为13：1）。更高的压缩比意味着燃烧室内的汽油混合物压力和温度都更高，从而带来更为充分的燃烧和爆炸力，让发动机有更好的动力输出。

　　尽管发动机压缩比提高，但对油品的要求并不高，目前国内的92号和93号汽油均可满足车辆正常使用。这一特点，不仅突破了高压缩比发动机对油品有着较为苛刻要求的传统，也为用户在使用环节节约了燃油成本。

　　原因2.4-2-1排气系统

　　压缩比提高了，发动机“爆震”现象或许就会出现。为解决这一问题，马自达工程师采用了重新设计的4-2-1排气系统，降低气缸的工作温度。所谓4-2-1排气系统，即首先将四条独立排气歧管交汇成两条排气歧管，然后再汇集成一条排气总管的方式。传统发动机采用的是4-1排气，排气管路较短，而4-2-1排气可以延长排气路径，减少燃烧室内的残余气体，以抑制爆震，同时还是能增加7%的填充效率，通俗的说就是让进气更加充分，从而提升动力。事实上这并不是马自达的独创技术，该技术一直被应用在F1赛车上，只不过马自达是第一个把该技术搭载到民用量产车身上的品牌。

　　如图内，假设3号缸的排气阀打开后，产生的高压排气压力波会结束排气行程，到达准备进行吸气行程的1号缸。因此已经被排出的气体又被压回燃烧室内，增大了高温残留排气量。在4-2-1排气系统中，高压波传到其他缸体则需要较长的时间，其不良影响被限制在极地的转速区域，基本上可在全转速区域减少残留气体。

　　原因3.多孔喷嘴、凹顶活塞

　　在提高压缩比，重新排布排气布局后，改善气缸内的燃烧环境也是创驰蓝天发动机的技术特征之一，具体措施是加强空气流动、提高喷射压力、通过多孔喷嘴改善喷雾特性等，从而生成大幅改善的匀质、流动性强的混合气，同时也相应缩短混合气形成的时间。再加上采用设有凹槽的活塞，可以在火花塞周围形成较浓的混合气，使燃烧初期的火焰即可接触活塞，甚至推迟点火时间仍可保持燃烧稳定的性能，进一步防止了爆震的产生。

　　原因4.结构轻量化——减重

　　结构轻量化，减少内部摩擦是提高发动机效能非常有效的手段之一。通过对发动机内运动的部件(活塞、连杆、曲轴等)进行轻量化和降低机械阻力，有效提高发动机的响应性和提升发动机效率。创驰蓝天汽油发动机改进了气门传动机构，降低了50%的机械阻力，同时减少活塞环张力降低机械阻力37%，最终实现发动机整体的机械阻力降低30%。而对活塞、连杆曲轴等位置的轻量化，以降低运动机件的运动惯量，其中活塞和活塞销减重20%，连杆轴减重15%，曲轴主轴颈减重6-8%，最终发动机减重10%。发动机整体质量的下降对降低车辆油耗起到了作用。

　　问题二：搭载高压缩比直喷引擎的马自达车型有什么优势？

　　 以搭载于马自达ATENZA以及CX-5车型上的2.0L自然吸气发动机为例，通过13:1的高压缩比汽油直喷发动机技术以及4-2-1排气管路独特设计的运用，将车辆的燃油经济性能和动力输出性能同时得到了提升。

　　1.低油耗

　　 搭载创驰蓝天发动机及变速箱的马自达车型，凭借创驰蓝天技术，通过大幅加宽离合器锁止范围，让燃油经济性提升4%到7%。对于阿特兹这样一款轴距2830mm的B级车，2.0L车型的百公里综合油耗最低仅为6.3L，而同一价格区间的同级别车型百公里油耗均在7升以上，例如同为日系品牌的广汽本田雅阁百公里油耗7.6L/100km。

　　2.更强劲的动力输出

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