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雅斯顿|马自达3 压燃上市的关头，解释X发动机的工作原理( 二 )


雅斯顿|马自达3 压燃上市的关头，解释X发动机的工作原理
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通过使用喷射和火花定时改变火焰制造的压力波 ， 马自达可以更好地控制火花和压缩点火之间的混合 。 压力波的变化转化为有效气缸压力的变化 ， 使 eSkyactivex-X也成为事实上的可变压缩发动机 。 不过 ， 与英菲尼迪可变压缩涡轮增压发动机机械地改变其压缩比(基于最小和最大气缸体积的计算)不同 ， X有一个固定的压缩比 ， 但改变每个气缸的有效压力 。
所以 ， 这到底要怎么理解 ？
起初 ， 马自达在研发 SPCCI之前也尝试制造一款纯粹的HCCI 发动机 。 马自达很快就遇到了和其他汽车制造商一样的问题 。 如果没有定时的火花或燃油喷射 ， 就很难控制均质燃烧的时间点 ， (这个时间点相当于过去由火花塞准确控制的定时点火)， 这需要严格控制气缸中的空气、燃料、压力和温度 。 因此 ， HCCI 不能容忍较高的发动机转速和极其敏感的大气压力的变化 。 这也就导致车辆可能不能良好适应海拔变化和四季轮换 。
理想状况下 ， HCCI 可以运行良好 ， 在温和的驾驶条件下 ， 几乎不会发生太多问题 。 不过 ， 紧接着马自达就需要解决HCCI发动机过于狭窄的运行条件(发动机低转速和轻负荷)这个问题 。 点火提前容易爆震 ， 点火延迟经济性很差 。
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最终马自达不得不通过使用火花来控制整个过程 ， 也顺便解决了大多数问题 ， 并将压缩点火的运行范围扩展到更高的发动机转速甚至中等负荷 ， 例如加速 。 现在SPCCI中仍然有利用自燃的模式 ， 马自达工程师认为 ， 在动力冲程期间引发或发生的点火是“良好的” ， 相比之下 ， “糟糕的”是在压缩冲程期间提前点火 ， 引擎爆震 。
另一个更经常运行 CI 的关键是一个带驱动的小型增压器 ， 可以推动最大大约7.0 psi 的提升 ， 也就是说这款发动机其实是机械增压的发动机 。 这款增压器不主要增加动力 ， 主要在给定的燃料量下向发动机增加更多的空气 ， 即使在较高的发动机转速下也能保持足够的稀薄的混合气点火 。 当不需要增压时 ， 刻意断开离合器 ， 避免对发动机经济性产生拖累 。
这款X发动机借鉴了CX-9引擎上的冷却系统和电子管理的废气再循环(EGR)系统 ， 以便更好的控制燃烧温度 ， 而 Skyactiv-G 四缸发动机在进气和排气两侧有可变气门正时 ， SPCCI 系统用 G引擎的液压排气驱动换成更快的电控 。 这种情形下 ， 引擎很难对燃烧后的混合气体进行充分过滤 ， 而且SPCCI的第二次燃油喷射几乎立即点燃 ， 就像柴油机燃油喷射一样 ， 会产生比较多的颗粒 。 马自达需要一种方法来减少烟尘的产生 ， 因此采用了700bar的高压燃油喷射系统 ， 帮助第二次喷射燃油雾化更快 ， 燃烧更清洁 。
雅斯顿|马自达3 压燃上市的关头，解释X发动机的工作原理
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SPCCI最终让这款2.0L发动机可输出最大功率180马力 ， 峰值扭矩224牛·米 ， 相比之下 ， 现款在售的马自达3 昂克赛拉搭载1.5L/2.0L发动机 ， 最大功率分别为117马力和158马力 ， 峰值扭矩分别为148牛·米和202牛·米 。
对比 Skyactiv-G 和新 Skyactivex-X 在不同发动机转速和负荷下的燃油消耗的数据 ， G 模式的高效区看起来像是发动机负荷较大和转速较高的区间工作 ，X模式则在更有效率 ， 在更广泛的速度和负载范围内工作 。
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马自达一直强调驾驶乐趣 。 马自达工程师说 ， 变速箱对X发动机效率的影响远小于对 G发动机 ， 它允许更短的齿轮比 ， 增强响应 ， 同时期望发动机保持在高效 CI 模式与较低的负载中 。


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