馬自達汽車於今年8月發布 'ZoomZoom 可持續發展2030' 戰略, 這一長期戰略的重點就是量產出世界上第一個使用壓燃技術的具有高熱效率的汽油發動機.
跟隨 'ZoomZoom 可持續發展2030' 戰略, 其公司目標是與2010年相比, 到2030年公司產出的發動機平均CO2排放量減少50%, 到2050年將減少90%. 按照這一目標, 該公司將繼續努力完善內燃機技術, 並堅信在未來許多年內世界上大多數汽車仍將會繼續由內燃機提供動力.
第二代創馳藍天Skyactiv-X發動機
近期, 馬自達宣布即將推出採用HCCI均質壓燃技術的第二代創馳藍天Skyactiv-X發動機, 並且將會搭載在2018年上市的全新馬自達3車型上. 在如今小排量渦輪增壓發動機和混合動力系統逐漸成為主流的趨勢下, 馬自達仍然堅定不移地推動對自然吸氣發動機的技術研發, 並即將投入量產, 主要原因是因為馬自達的創馳藍天發動機在動力與燃油經濟性上的實力也已經被市場所認可.
早在2015年初, 馬自達就透露了這款採用均質充氣壓燃技術的汽油發動機研發計劃, 其利用的汽油機壓燃技術指的是空燃混合氣的燃燒不需要火花塞點火, 而是直接靠氣缸活塞運動將其壓縮至燃燒(壓縮體積能夠使混合氣溫度上升).
2HCCI技術
簡單理解馬自達的創馳藍天發動機, 所採用的均質充氣壓燃, 即HCCI技術, 就是借用柴油機的壓燃技術以實現更徹底的油氣混合物燃燒. 它利用柴油機的傳統壓燃原理, 將汽油和空氣的均勻混合氣在氣缸內以較低的溫度進行壓燃, 實現汽油-空氣混合物的稀薄燃燒, 從而提高熱效率. 這種燃燒方式既能降低燃油消耗, 又能減少發動機的有害排放物.
HCCI發動機需要使用高壓縮比來實現無火花塞的點火. 要想HCCI發動機正常地運行, 即在穩定條件下均勻的汽油-空氣混合物實現順利的壓燃, 必須對空氣-燃料混合物氣和每個氣缸內的溫度進行精細控制, 包括通過發動機的各個控制機構以實現穩定的壓力, 氧含量等. 採用HCCI的難點在於能夠實現壓燃的工作範圍過窄. 與柴油相比, 汽油在低負載區域的氣缸內的溫度難以升高, 無法進行燃燒, 而在高負載區域又燃燒過於激烈. 特別是在高轉速區域, 壓燃點火的時間甚至無法配合活塞的高速運動. 根據馬自達透露的資訊, 新一代創馳藍天發動機將通過一些控制方式採用壓燃和點燃兩種工作模式的切換, 以實現最佳燃燒效率.
3SPCCI技術
作為第二代創馳藍天發動機產品, 這款汽油發動機將使用空氣-燃油混合氣, 像柴油發動機一樣, 當活塞壓縮時會自動點火. 馬自達開發的SPCCI火花塞控制壓燃技術, 可以保證活塞在高速運動時的速度, 在低負載區域下中-高轉速, 從而實現早期自動壓燃. SPCCI技術可以克服實現壓縮點火汽油機量產的兩大主要難題, 首先是能夠實現超稀薄燃燒, 從而最大限度地提高了燃油效率, 其次是可以實現壓燃和點燃兩種工作模式之間的無縫過渡.
新型創馳藍天 'Skyactiv-X' 發動機為直列4缸布置, 排氣量2.0L左右, 由於採用了SPCCI的革新技術, 它結合了柴油機和汽油機的優點, 與馬自達之前的汽油機 'Skyactiv-G' 相比, 扭矩將會增加10%~30%, 熱效率將會提升20%-30%, 其性能可以說是提升到了非常突出的水平. 實現SPCCI技術的關鍵在於高壓縮比, 火花塞輔助點火, 廢氣再迴圈(EGR)以及提供壓縮空氣的增壓器這幾個環節上.
馬自達的這款量產汽油壓燃發動機, 採用獨自開發的SPCCI技術將CO2排放量減少至極限, 被看作是 '第二次內燃機革命' . 在引進新技術後, 馬自達還將於2019年在一些地區推出其首款電動汽車. 2020年, 這家日本汽車製造商還將開始測試目前正在開發的自主技術. 馬自達的目標是到2025年擁有的技術能夠成為所有車型的採用標準.