不同的路同樣結(jié)果

胡巖

別人用增壓方式提高燃油經(jīng)濟性和減排，馬自達(dá)獨辟蹊徑用提高壓縮比提升汽油機的效率和排放。同樣，創(chuàng)馳藍(lán)天的柴油機采用世界第一低的壓縮比創(chuàng)造出新一代高效清潔型柴油機。創(chuàng)馳藍(lán)天為馬自達(dá)這家不大的汽車公司贏得了尊敬

創(chuàng)馳藍(lán)天清潔型柴油發(fā)動機SKYACTIV-D好在哪里？

低壓縮比（14.0∶1），提升經(jīng)濟燃油性20%

采用二級渦輪增壓，實現(xiàn)了從低速到高速順暢的線性功率響應(yīng)，以及低速狀態(tài)下扭矩的大幅提升（最大轉(zhuǎn)速5200rpm）

無需昂貴的N0x后處理，符合各國嚴(yán)格的尾氣排放指標(biāo)（歐洲：Euro6，北美：Tier2Bin5，日本：POST新長期規(guī)定）

NOx（氮氧化物）及顆粒物的產(chǎn)生原因

柴油發(fā)動機通常壓縮比較高，活塞上死點的壓縮溫度和壓力非常高。在這種狀態(tài)下噴射燃料，容易在形成適當(dāng)?shù)幕旌蠚怏w之前就被壓燃，在局部形成不均勻燃燒，導(dǎo)致NOx的產(chǎn)生，并在氧化不足部位的燃燒產(chǎn)生顆粒物。因此，近年來在日益嚴(yán)格的尾氣排放管制情況下，想在活塞上死點附近獲得最佳效率的燃燒變得越來越困難，不僅油耗增大，還不得不等活塞下降、壓力及溫度降低后再讓其燃燒。

如何確保低溫啟動性及避免暖機運轉(zhuǎn)中發(fā)生的半失火

多孔壓力噴射的可燃混合氣體形成

新采用的多孔壓力噴射裝置，可使燃料噴射模式更豐富，噴射量及噴射時間可精確控制，從而提升了混合氣體濃度的控制精度，確保低溫下的啟動性能。作為硬件能力，1次燃燒中最大可作9次噴射。前噴、主噴、后噴的3次噴射為基礎(chǔ)，根據(jù)行駛狀態(tài)可變換多種噴射模式。通過這種精確的噴射控制及陶瓷點火塞，可在低壓縮比的條件下確保正常啟動。

采用排氣VVL裝置，可提升暖機中的空氣溫度

排氣側(cè)的閥門通過采用VVL（Variable Valve Lift：可變閥門升程裝置），可抑制啟動后暖機運轉(zhuǎn)中發(fā)生的半失火。一旦開始燃燒，排氣的溫度就會升高。在吸氣沖程中排氣閥門只打開少許，使排氣管內(nèi)的高溫殘留氣體向氣缸內(nèi)逆流，以提高空氣溫度，促進(jìn)壓縮時的溫度上升，提升點火的穩(wěn)定性。

2級渦輪增壓提升扭矩，使尾氣更清潔，降低油耗

柴油發(fā)動機的渦輪增壓雖然不能大幅提升功率，但對于尾氣清潔化及降低油耗也是必不可少的。創(chuàng)馳藍(lán)天柴油發(fā)動機裝備了大小2個渦輪增壓裝置，根據(jù)運轉(zhuǎn)速度的不同，采用2級增壓方式，分別進(jìn)行增壓。籍此實現(xiàn)了低速時的高扭矩、快速響應(yīng)，高速時的高功率輸出，而且可確保大量EGR（排氣再循環(huán)）時充分的空氣（氧氣）供給，再加上低壓縮比，可在降低NOx及顆粒物排放的同時，實現(xiàn)最佳時間段的燃燒。

低壓縮比的優(yōu)點

低壓縮比可使燃燒時間最優(yōu)化

壓縮比降低后，活塞上死點的壓縮溫度及壓力也隨之降低，因此，即使在上死點附近噴射燃料，由于點火時間延長，有利于燃料與空氣的充分混合，這樣可帶來更均勻的燃燒，避免局部高溫或氧氣不足。NOx及顆粒物的產(chǎn)生量也會減少。另外，由于可在上死點附近噴射及燃燒，使實際做功量（膨脹比）比高壓縮比柴油發(fā)動機還要大，由此帶來了高效率。

馬自達(dá)在歐洲的Atenza和CX5都搭載創(chuàng)馳藍(lán)天柴油機

壓縮比降低后，創(chuàng)馳藍(lán)天柴油發(fā)動機與過去的柴油機相比，最大缸內(nèi)壓力降低，通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)輕量化。舉例來說，將氣缸體做成鋁制，單體重量比原來減輕了25kg。通過減小氣缸蓋厚度、排氣系統(tǒng)多歧管一體化設(shè)計，減輕了3kg的重量。在往復(fù)式柴油發(fā)動機上，活塞單體的重量減輕了25%。曲軸的主軸頸直徑由原來的60mm縮小至52mm，減輕了重量25%。帶來的結(jié)果是，機械阻力大幅降低，實現(xiàn)了與汽油發(fā)動機同等的工作效率。

盡管有以上諸多優(yōu)點，但過去以來柴油發(fā)動機的低壓縮比化并未取得進(jìn)展，其原因有2點：第1點是如果降低壓縮時的空氣溫度，低溫時的壓縮溫度過低會給啟動帶來問題;第2點是暖機在運轉(zhuǎn)中的壓縮溫度及壓力不足容易發(fā)生半失火。