工程师的乐园 痴迷于内燃机的固执车企

作者:足球盘口发布日期:2021-01-03 09:41

  谈到百年车企,恐怕大多数人都会例举出几个欧美品牌,即便提到日本车企也不会有人想到曾以“ZOOM-ZOOM”年轻化定位深入人心的马自达。然而今年却是这个“年轻”的日本汽车品牌的百岁生日,今天不聊马自达从成立以来至今的发展历程,我们只从马自达在内燃机领域的几次创新突破来感受这个执着到有点一根筋的车企……

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  上世纪五、六十年代,日本国民收入逐步提升,汽车自然成了人们梦寐以求的大件商品,在这种强烈的刚需推动下,日本政府随即便提出了国民车的构想,但国土面积有限的日本对其国民车的尺寸和发动机排量限制极其苛刻,在这样的大背景下日本车企纷纷投身于K Car的研发中,马自达自然也位列其中。1960年对马自达来说是意义非凡的一年,那一年的5月,马自达推出了其首款家用汽车R360 Coupe,这款车以30万日元的低廉售价成为当年日本最便宜的家用轿车,半年多的时间就售出了23000多辆。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  让我们来看看R360 Coupe是如何打动消费者的,其中最重要的一点自然是接地气的售价。和当时很多小型家用车一样,R360 Coupe同样采用后置后驱布局,轴距仅有1760mm的它和当时其他竞争对手们一样为双门四座设计,排量仅356mL的V型双缸发动机最大功率16马力,值得一提的是这台发动机采用铝镁合金打造而成。R360 Coupe的整车重量仅有380kg,为了尽可能减轻车重甚至将亚克力材质用在了车窗和后风挡上,这么一辆如今看来极其简陋的小东西却让马自达成功打开了市场。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  在R360 Coupe推出一年后,马自达又迎来了一次里程碑式的跨越,这都是被日本政府的新规逼出来的。随着雨后春笋般萌生的诸多日本车企,带来的是激烈的市场竞争,但技术和产品却有着较大的悬殊,为了规范市场日本政府要求没有核心技术的汽车厂商需要与大厂进行合并,以提升日本汽车品牌在国际大舞台的竞争力。刚刚转型的马自达除了仅推出了一款廉价家用车之外,剩下的就是老本行三轮车业务了,正在马自达一筹莫展时,恰逢加入西德NSU公司的Felix Wankel在1960年向世人公布了他研发的转子发动机,得知这一消息的东洋工业第三任社长松田恒次立即赶赴欧洲与NSU公司进行谈判。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  新技术一经公布立刻就引来了全球诸多汽车厂商的关注,但不同于传统活塞发动机的工作原理,转子发动机存在诸如高油耗和耐久性低等诸多先天缺陷,因此想要马上推出量产转子发动机车型简直是开玩笑的事,但即便如此还是有很多汽车厂商与NSU签订了转子发动机的研发授权许可,苦于寻求“独门秘籍”的马自达自然也是其中一员,为此马自达付出了沉重的代价可谓孤注一掷了。有多沉重呢?首先马自达要向NSU支付2.8亿日元的技术授权费,还要无条件将研发出的产品专利权交给NSU,最后每一辆配备转子发动机的车辆,马自达都要支付给NSU一定的费用。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  1961年7月,马自达委派八名优秀的技术人员远赴西德NSU公司接受转子发动机技术培训,其中包括后来被称为“转子之父”的山本健一。培训时技术人员发现了转子发动机的致命弱点,那就是这种发动机的寿命极短。转子室的缸壁上会出现严重的波纹状磨痕,NSU公司用来演示的那台转子发动机寿命只有几十个小时。1963年,马自达成立了一支专门攻克转子发动机技术的部门,山本健一任该特殊部门的部长,马自达挑选了46名工程师对转子发动机进行研发和改良,这47人也被称之为“转子47士”,足以见得马自达对自己这次豪赌必胜的信念,因为一旦失败,马自达之后的命运就又不得自己了。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  相比传统活塞发动机,转子发动机的结构更加简单且具有体积小和重量轻的优点,转子外壳内配有一个三角形转子,这东西的作用相当于传统发动机中的活塞,转子配有内齿圈,在转子外壳内做偏心旋转运动,三角转子每旋转一圈就完成了三次进气、压缩、做功和排气的过程。在三角转子的三个顶点配有气封(Apex Seal),它的作用类似于活塞环,正因为有气封起到密封作用才能将气缸分为三个独立的腔室,气封底部安装的弹簧可以使气封始终紧贴转子外壳内壁,最初让研发人员头疼的“恶魔之爪”就是这么产生的。马自达神秘的“转子研究部”下设有材料科学、研发、设计和测试几个小组,为了寻找到一种能达到密封效果又不损伤气缸壁的材料,研究人员试验了不同质地的金属材质,甚至连牛骨这种奇葩材质都测试过了……

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  日本一家公司为新干线研发了一种新抗磨材料,马自达得知后迅速与对方接洽并得到了技术支持,转子发动机内壁的“恶魔之爪”问题终于解决了。一同拿到NSU转子发动机研发授权的车厂都在努力攻克技术难题,别看当时马自达“刚入行”不久,财力有限且并不具备什么造车经验,但山本健一带领“转子47士”凭借输不起的信念愣是完成了这项艰巨的任务。1967年,马自达推出了全球首款搭载转子发动机的量产车Cosmo Sport,为了彰显马自达这项独门绝技,他们将转子发动机应用在了自家当时的旗舰跑车上。代号10A的1.0L双转子发动机采用铝制缸体,表面采用熔融碳钢涂层用来提升缸体强度。这台发动机最大功率110马力,动力参数足以和当时的2.0L活塞发动机相媲美。值得一提的是,Cosmo Sport的诞生比“转子鼻祖”NSU自家的首款转子发动机车型Ro80还要早四个月。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  不过并不是所有人都消费得起这款配备非主流动力系统的跑车,要知道当时它的售价高达148万日元。东洋工业时任社长松田恒次与松下幸之助私交甚好,没错就是松下电器的创始人,当松下幸之助表示对转子发动机非常感兴趣并希望成为第一辆转子发动机车型的车主后,松田恒次便邀请他来到测试场体验Cosmo Sport试装车,1967年Cosmo Sport下线后,第一辆车便交付给了72岁高龄的松下幸之助。截至1972年停产,手工生产的马自达Cosmo Sport五年间仅投产了1176辆。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  为了验证转子发动机的性能和可靠性,马自达在1968年将两辆库存的Cosmo Sport带到了纽博格林84小时耐力赛的赛场,这两辆车与市售版车型差别不大,仅在侧向和外围进气口之间安装了一个阀门,当发动机转速提升后,从侧向进气切换至外围进气,为了提升赛车的可靠性,最大功率被限制在了130马力。两辆车分别由日本车手和比利时车手驾驶,当比赛进行到第82小时后,日本车手驾驶的赛车遇到机械故障不得不退赛,不过故障并不是由转子发动机引起的,而是因为车轴损坏。最终比利时车手在全场60辆赛车中以第四名的成绩完成了比赛,这是Cosmo Sport唯一参加过的赛事,这样的成绩足以让世人对转子发动机和马自达这家小众车企刮目相看了。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  马自达千辛万苦捣鼓出来的转子发动机并不仅仅是为了应付政策保住自家品牌这么简单,既然成功将转子发动机量产了,那就让这种独特的动力系统壮大起来吧!第二代Familia于1967年11月上市,马自达在八个月之后就将转子发动机应用在了Familia Rotary Coupe(出口市场名为R100)车型上,同样配备排量为982cc的10A转子发动机,但由于使用了小型化油器,因此最大功率仅为100马力。为了突显转子发动机的专属感,Familia Rotary Coupe的车头采用了与Cosmo Sport同样风格的转子形Logo,发动机盖、进气格栅和保险杠的设计也有别于活塞发动机车型,双圆尾灯也成了这款车的专属设计。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  Familia Rotary Coupe的优势在于,其搭载的转子发动机是同排量活塞发动机最大功率的两倍,1.0L的排量又能享受税费的减免。此外Familia Rotary Coupe的内饰规格也是Familia家族中最豪华的,同时期只有活塞发动机Familia的顶级版本才采用这样的内饰风格。Cosmo Sport在纽博格林首战取得不俗的成绩后,马自达决定再让转子发动机车型征战赛场。1969年4月,Familia Rotary Coupe赛车首次出现在新加坡大奖赛上,之后在纽博格林84小时耐力赛上以第五名的成绩完赛,与第六名保时捷911赛车的缠斗尤为精彩。回到老家的它在铃木大奖赛上轻松获胜。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  经过赛场的历练,转子发动机的可靠性得到了充分认可,接下来马自达就准备将转子发动机全面应用到自家车型上了。1969年10月,马自达在初代Luce的基础上推出了Rotary Coupe,这款车正是1967年东京车展亮相的RX-87概念车的量产版。这款车配备代号13A的1.3L转子发动机,最大功率126马力,最大扭矩172N·m,这也是马自达唯一一款前置前驱转子发动机车型,截至1972年停产只投产了不到1000辆。2020年正值马自达品牌创立100周年,9月底开幕的北京车展上,马自达带来了三款经典老车,其中就包括这款稀有的Luce Rotary Coupe。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  上世纪70年代可谓马自达转子发动机大放异彩的黄金年代,同时也是让马自达备受打击的黑暗时期。RX系列车型集中发布于70年代初,RX-2、RX-3和RX-4和RX-5相继问世,RX系列全部为出口市场的命名方式,如RX-2则是在Capella(马自达626前身)的基础上推出的转子发动机版本车型,RX-3为马自达Savanna的日规版本,RX-4则是马自达Luce的日规版,而1975年推出的RX-5则是Cosmo Sport的正统继任者。转子发动机虽以小排量高功率著称,但其较高的油耗也始终让马自达感到困扰,这一问题随着1973年石油危机的爆发变得一发不可收拾。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  燃油经济性更好的经济型轿车迅速被北美消费者所接受,“胃口大”的马自达转子发动机车型一下子就失宠了。由于马自达对北美市场的过度依赖,导致东洋工业在1975年蒙受了巨大的损失,负债累累处于破产边缘,得益于住友集团的干预才勉强被保住了。好在马自达全面推广转子发动机的同时,也并未完全放弃活塞发动机,旗下众多车型中尺寸较小的Familia和稍大的Capella凭借四缸车型在竞争激烈的70年代继续打拼,这对于马自达日后走向全球奠定了一定的基础。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  备受打击的马自达决定改变全面推广转子发动机的策略,转子发动机优缺点都非常明显,经历过石油危机后马自达深知,这种特殊的动力系统必然不会成为未来的主流选择,既然如此那就把这种发动机专门应用在像Cosmo Sport一样更注重运动性的跑车上吧,也算是不忘初心了。1978年3月,Savanna (RX-3)的继任者马自达RX-7横空出世,这是当时马自达家族中仅存的一款配备转子发动机的车型了。初代RX-7最初配备代号12A的1.1L转子发动机,最大功率101马力,0-100km/h加速时间9.2秒,最高时速190km/h,加上不到1100kg的车重和50:50的完美配重比,让RX-7即便有着高油耗的短板,仍能打动无数的消费者。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  由于转子发动机小排量的优势,初代RX-7在日本市场还算吃得开,消费者购买此车可以享受1.5L以下道路税减免的政策,同时还能获得传统活塞发动机更大的动力,这无疑推动了RX-7的销量增长,也让马自达能够以转子发动机继续保持其特立独行的品牌精神。北美仍然是马自达的主要出口市场,因此为了照顾北美用户,除12A转子发动机外,只有北美用户能买到配备137马力13B-RESI转子发动机的初代RX-7。1983年9月,初代RX-7最强版本Savanna RX-7 Turbo正式上市,其涡轮增压器是专门为了应对转子发动机的特性而开发,涡轮叶片形态经过优化尺寸更小,比传统活塞发动机的涡轮增压器转速提升了20%,不过这款车的生产周期极短,被视为下一代RX-7推出前的解馋之作。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  在石油危机的阴霾下,马自达愣是背道而驰推出油耗高但排量小的跑车,试试证明马自达这次又赌对了,截至1985年停产,初代马自达RX-7全球累计销量47.45万辆,仅北美用户就贡献了37.78万辆,占RX-7总销量近80%。1985年10月,代号FC3S的第二代RX-7横空出世,由于造型与保时捷944极为相似,也让这款车有了“穷人的保时捷”的称号。前后配重比50.5:49.5,具备后轮转向的后悬架以及日本首款采用四活塞铝制卡钳的车型,马自达继续将RX-7塑造为一款专注于操控性的真·跑车。当然少不了马自达引以为傲的转子发动机了,代号13B-T的1.3L双涡轮转子发动机最大功率从最初的185马力,逐渐进化到205马力及215马力。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  日本本土市场销售的RX-7全部配备涡轮增压转子发动机,而马自达最重要的北美市场还提供13B-VDEI(148马力)和13B-DEI(162马力)两款自然吸气转子发动机。1987年,为纪念马自达转子发动机诞生20周年,公司还推出了RX-7的软顶敞篷版,截至1992年底停产,第二代RX-7共生产了27.2万辆,一款跑车在那个年代能取得如此销量,足以能证明马自达的转子道路是成功的。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  马自达始终想要在国际著名赛事上证明其转子发动机的实力,勒芒24小时耐力赛则是最佳舞台。继1986年两辆马自达757由于变速箱故障未能完赛以及1988年两辆767赛车仅有一辆获得第15名后,马自达仍未放弃。马自达787于1990年4月的日本冠军赛(JSPC)第二轮首次亮相,在英国银石和葡萄牙埃斯托里尔赛道进行了长达4700多公里的耐久测试,在那一年的实战中还是因各种故障名次平平。1991赛季马自达继续加大对787的研发力度,最终使得著名的787B赛车定型。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  马自达787B搭载代号R26B的四转子发动机,2.6L(654cc*4)发动机本可以将最大功率压榨到800马力,但考虑到耐力赛对赛车耐久性要求较高,因此不得不将功率下调至相对抗造的700马力。1991年第59届勒芒24小时耐力赛,马自达派出了三辆赛车,其中56号赛车是上一年使用的787,55号787B赛车采用日本服装赞助商Renown的橙绿双色涂装,最终这辆787B赛车力克捷豹XJR-12和奔驰C11等劲敌,以362圈完赛获得了勒芒冠军,打破了该赛事由欧美厂商垄断的局面,这也是转子发动机最后一次参加勒芒24小时耐力赛,从1992年起,国际汽联就禁止在勒芒比赛中使用转子发动机。1991年获胜后,787B冠军赛车的转子发动机被公开进行拆解以检验其耐久性,经检验这台发动机的磨损相当少,更让马自达车迷和转子拥趸将其视为精神图腾。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  1991年对马自达来说是不平凡的一年,勒芒夺冠后转子名扬四海,马自达在年底顺势推出了代号FD3S的第三代RX-7。原本上一代车型使用的“Savanna”名称从这一代起不再使用,正式变更为RX-7。RX-7的外观设计让你难以相信是上世纪九十年代的产物,只有初期车型的跳灯能够看出是那个年代跑车设计的风格。全铝制前后双叉臂悬架结构源于上代RX-7,发动机盖、备胎、甚至千斤顶都选用铝合金材质,因此RX-7可以将车重控制在1240kg,转子发动机的位置较上一代下移了50mm,使得车身配重比达到完美的50:50。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  RX-7的动力系统可谓是全车最大的亮点,代号13B-REW的1.3L双涡轮增压转子发动机最大功率255马力,最大扭矩为294N·m,这也是全球首款串联双涡轮增压转子发动机。与发动机相匹配的是一台5速手动变速箱和4速自动变速箱。1996年RX-7换装了全新ECU并改进了进气系统,动力增加至265马力。1998年RX-7调整了散热系统,最大功率跃升至280马力,最大扭矩313N·m,其中Type R车型的马力重量比进一步减轻至0.3kW/kg,展现出近乎超级跑车的性能。虽然RX-7性能优异,但转子发动机对高温极其敏感,最终也因无法适应日渐苛刻的环保法规,加之日本和北美市场对性能跑车的需求大幅下降而停产,1991年至2002年间,第三代RX-7在全球共售出了68589辆,但此后RX-7再无延续。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  1997年上任的新总裁詹姆斯·米勒在2000年11月启动了“千年计划”,开始着手复兴马自达品牌,在与一众高管、工程师和海外分公司代表进行了一番讨论后,提出马自达应着重强调其运动性,这似乎很好地贴合了原先转子发动机时代马自达的品牌理念。为了全面推行这个新的品牌策略,马自达终止了正在进行的新车研发工作,用憋大招形容当时的马自达最贴切了。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  2001年10月的第35届东京车展,马自达宣布了年轻化的“Zoom-Zoom”新品牌策略,与此同时马自达Atenza惊艳亮相,Atenza(即海外市场马自达6)于2002年5月在日本本土上市,众所周知这款车推出后就一炮而红。RX-7继任者RX-8也是在该理念下诞生的,这也是马自达转子发动机最后一次被用于其量产车型上,不过这次马自达并没将其“T化”,RX-8配备的是一台代号13B-MSP的1.3L自然吸气转子发动机,最终这款另类跑车并未受到消费者的追捧,随着RX-8在2012年停产,马自达转子发动机也成为了绝唱。

  随着欧美国家的排放法规日益严苛,马自达以当时的发动机技术必然无法满足这些主流市场对于排放的要求。嗅觉敏锐的丰田最早走上了混合动力这条路,面对混合动力的技术壁垒和高昂的研发成本,一向特立独行的马自达则认为混合动力并非唯一的发展方向,虽然内燃机被很多人视为不环保,但内燃机在热效率上依然有着很大的优化空间,最终由从事发动机研发及发动机新技术研究的人见光夫提出改善内燃机技术,马自达将该项目命名为“SKY”。马自达管理层认为,马自达发展过程中层几度处于危机边缘,只要全公司凝聚一心、朝着一个目标不断拼搏一定能摆脱困境、重塑辉煌。SKY的项目名称此后演变成了SKYACTIV,也就是我们所熟知的创驰蓝天了。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  管理层对创驰蓝天寄予了厚望,即使当时的马自达经营状况并不理想,但该项目的研发经费也没有被缩减,项目2006年被敲定前,超高压缩比的汽油发动机就已经制作出了试验用发动机,研究方向就是通过提高发动机的压缩比来提高汽油发动机的热效率。那台试验用发动机将压缩比提升到了15:1,测试结果表明扭矩的降低相当有限,要知道内燃机的工作原理是扭矩输出会随着压缩比的提升而降低的。为何会得到这样的试验结果呢?火花塞在点火之前混合气体已经被压燃了,可以看作为提前点火,从而避免了扭矩因为压缩比的提高而明显下降。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  被称为“创驰蓝天之父”的人见光夫在看过试验结果后认为,4-2-1排气布局能有效避免排气相互干涉的现象,从而使排气更加畅顺,再加上进排气气门正时系统实现的大气门重叠角扫除高温废气,从而达到降低气缸内的温度的作用,能够有效避免爆震现象的产生。2010年10月,马自达正式提出SKYACTIV创驰蓝天技术,公司计划在2015年以前对旗下汽油和柴油发动机、手动挡与自动挡变速箱以及车身和底盘等重要部件进行优化。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  2011年6月,日本本土第三代Demio改款车型上市,这款车配备了1.3L SKYACTIV-G发动机,加强燃油喷射压力改善了燃烧效率。凹顶活塞设计使燃料喷射后在火花塞附近形成叠层混合气,起到稳定燃烧的作用,而这台汽油发动机更是将压缩比提升到了14:1,发动机工作效率、扭力和燃油经济性均提升了15%以上。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  由于这台1.3L发动机所拥有的技术亮点,2012年4月20日,五名马自达工程师被授予日本机械工程师学会奖章,以表彰他们开发出具有超高压缩比且实现每升30公里(约为3.33L/100km)燃油效率的汽油发动机,其油耗水平和同时期的第二代飞度混动车型一致。随后马自达2.0L SKYACTIV-G汽油发动机开始配备在第二代Axela上,这台发动机自投放于北美市场以来就广受好评,第一年就入选沃德十佳发动机行列,可见马自达又一次凭实力证明了自己的固执是正确的。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  不过由于4-2-1排气体积较大,与防火墙冲突使得马自达不得不改用了传统的4-1排气布局,尽管北美版马自达3的压缩比下调为12:1,但仍然属于当时市场上的高压缩比量产车型。真正意义上完全采用SKYACTIV技术的汽油发动机在2012年被用于北美市场的马自达CX-5上,压缩比增至13:1,当发动机转速在6000rpm时可达到157马力的最大功率,4600rpm时可达到200N·m的峰值扭矩。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  出于经济性的考虑,马自达认为发动机内部结构的部件轻量化程度越高,做功也相对更省力。因此马自达对2.0L SKYACTIV-G发动机的曲轴和连杆等部件,在保证强度足够的前提下都尽可能轻量化处理。根据马自达的说法,与2011年同排量的马自达3自动挡车型相比,城市综合油耗从10.2L/100 km优化到了8.4L/100 km,而高速油耗从7.1L/100公里优化到了5.8L/100公里。前面提到过,创驰蓝天技术是一套完整的技术体系,它包含了汽油发动机、柴油发动机、变速箱、车身以及底盘,SKYACTIV-D柴油发动机与我们关系不大,因此在这里就不过多阐述了。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  2013年,马自达SKYACTIV-G系列发动机相继推出了2.5L和1.5L两个排量的机型,和此前的创驰蓝天发动机一样,13:1的高压缩比仍然是其最大的技术亮点。此外,马自达工程师也开始理性地看待油品对高压缩比的创驰蓝天发动机带来的影响,要知道最初2.0L SKYACTIV-G发动机的压缩比为14:1,这种面相日本及欧美等油品质量相对较好的国家来说,高压缩比的发动机特性能更好的发挥出来。然而即便是在海外市场,2.5L的SKYACTIV-G发动机压速比也被设定在13:1,说明固执的马自达工程师也不得不向现实妥协了,国内推出的CX-5所搭载的2.5L SKYACTIV-G发动机与海外市场车型保持一致,最大功率196马力,最大扭矩252N·m,油耗相比同排量发动机降低了约15%。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  1.5L SKYACTIV-G发动机则是马自达小型车和紧凑型车的主力机型,搭载缸内直喷和进排气气门可变正时技术的它,6100rpm时可达到117马力的最大功率,3500rpm时峰值扭矩148N·m。马自达一直坚持自家的创驰蓝天发动机以自然吸气的形式呈现,力求在燃油经济性及动力方面与小排量涡轮增压发动机相比更具优势,马自达在中国推出的车型也一直秉承着不“T化”的宗旨。马自达固执的认为,驾驶乐趣并非仅仅是快,快车很多但并非都能让消费者感受到驾驶的趣味性,因此在尽可能满足环保法规和追求燃油经济性的同时,马自达所追求的是驾驶质感……

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  不过马自达从未公开表示创驰蓝天发动机不打算开发涡轮增压版本,之所以一直自然吸气或许和技术未取得突破性进展有关,毕竟如果马自达创驰蓝天发动机在燃油经济性和动力性寻求到平衡点时,为何不推出涡轮增压发动机以提升自己的产品竞争力呢?否定某条技术路线一向不是马自达的套路,作为“工程师乐园”乐园的马自达仅仅是喜欢不走寻常路而已。2016年,马自达认为终于可以把自己的技术成果展现在世人面前了,2.5T创驰蓝天发动机来了。和此前的创驰蓝天系列一样,这台涡轮增压发动机同样是通过提高发动机压缩比实现燃效提升的。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  不过相比创驰蓝天自然吸气发动机,由于涡轮增压发动机气缸的工作温度较高,因此10.5:1的压缩比自然不能和同门NA兄弟们相比了。那这台发动机到底有什么技术亮点呢?这台2.5T发动机是马自达用来替换CX-9的那台3.7L V6自然吸气发动机的,作为马自达首款创驰蓝天涡轮增压发动机,动态压力涡轮技术、废弃冷却再循环技术和控制发动机小型化比率让它在压缩比提升的同时,从而能实现性能和油耗的平衡。创驰蓝天系列汽油发动机动力参数此前始终未到200马力,它的到来弥补了空白,最大功率253马力、最大扭矩420N·m,这也让马自达在中大型轿车和SUV市场上具备了一定的竞争力。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  2017年初,马自达宣称将在2018年推出第二代创驰蓝天汽油发动机,油耗表现将比上一代产品提升约30%,比马自达以前的非创驰蓝天发动机油耗更是能节约50%,以马自达那帮固执的工程师以往的成就来看,这又是技术狂人给自己出的一个难题。就想过去迷恋转子发动机那样,这群工程师并没有食言,这也是“创驰蓝天之父”人见光夫一直坚信的,自然吸气发动机绝对能够达到50%的热效率,新一代创驰蓝天SKYACTIV-X发动机终于在2018年问世了。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  第二代创驰蓝天SKYACTIV-X汽油发动机具备HCCI均质充气压燃技术,压燃并不是什么新鲜玩意,这项技术在柴油发动机上很基础的一项技术。那到底压燃是什么呢?简单直白说就是燃油混合气的燃烧不需要依靠火花塞点火,而是直接以气缸活塞运动将其压缩直至燃烧,由于化学性质的原因,柴油发动机气缸压缩后混合气温度上升可被点燃,但汽油机在压缩燃烧时很难控制爆震现象的产生,因此汽油压燃是一直是一项难以被攻克的技术难题,绝大多数车企更愿意通过相对容易的小排量涡轮增压来适应市场变化,只有马自达一根筋的给自己出难题……

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  马自达为什么坚持要攻克汽油机压燃技术?压燃能实现极高的空燃比,喷入更少的汽油达到稀薄燃烧的状态就能让发动机运转起来,从而实现更卓越的燃油经济性。为了达到稀薄压燃理想的空燃比,SKYACTIV-X发动机还增加了类似机械增压器的空气供给装置。HCCI技术的实现打破了曾被认为14.7:1黄金空燃比的定律(空燃比指泵入气缸内的空气和燃油的比值),马自达表示SKYACTIV-X发动机在750rpm运转时,空燃比能达到36.8:1,这是将每一滴汽油都充分利用起来了。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  既然汽油压燃技术这么省油,那为何别的车企不去搞呢?其实不然,早年间奔驰、现代和通用等多家车企也都参与过HCCI技术的研发,但这些车企只停留在了发布概念车或对原型机进行过测试的阶段,虽然也取得过阶段性的进展,但并未像马自达一样跪着也要走完这条窄路。面对日趋严苛的排放法规,很多车企都知道HCCI技术所具备的优势,不过由于压燃控制稳定性、废弃再循环和NVH等一系列问题摆在面前需要解决,除了HCCI技术之外,摆在众多车企面前相对好走的技术发展道路更多,因此何必跟自己较劲?

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  压燃并不是说不需要火花塞了,而是在冷启动或在发动机高转速工况下利用火花塞点火,而在适当的工况下进行压燃,如此一来压燃有效的工况被延展了。此外马自达还继续挖掘火花塞的潜力,除了常规的点火作用外,还衍生成了压燃点火控制器,这样就能轻松地在火花塞点火和压燃点火间切换,马自达引入了“空气活塞”这一概念,压缩冲程点燃部分混合气使其爆燃膨胀,挤压其他混合气从而达到压燃和火花塞点燃的共同作用,马自达将这项技术称为SPCCI火花塞控制压燃技术。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  马自达在推出第一代创驰蓝天发动机时,始终在自然吸气发动机上下功夫,直到2.5T SKYACTIV-G发动机出现后,才打破了人们的认知。不过对于创驰蓝天SKYACTIV-X发动机来看,马自达同样还是会延续之前的方式,并不打算尝试时下流行的小排量涡轮增压发动机。在马自达看来,与竞品的小排量涡轮增压车型相比,当车速在40km/h时,配备HCCI技术的新一代创驰蓝天发动机车型加速性更好,马自达想让内燃机达到“既要马儿快快跑、马儿还得吃得少”这样在理想化的状态,面对所谓的纯电大趋势,马自达的工程师并不认为电动车真的就环保。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  固执的广岛人认为降低能源消耗最简单的方式就是从根源上控制,减少喷油量是最有效的方法。马自达工程师们从根源上解决问题,但却又引发出一个又一个新的技术难题,但在这群固执的技术人员看来,这才是马自达一直所追求的精神,不达目的绝不罢休。不过摆在马自达工程师面前最大的难题是SKYACTIV-X将比上一代创驰蓝天发动机更挑油,使用标号过低的燃油将导致压燃系统不再工作,这也意味着发动机将会再次回到火花塞点火的工作状态。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  2020年9月,搭载压燃发动机的马自达3 昂克赛拉在中国市场正式上市,2.0L SKYACTIV-X发动机最大功率180马力,峰值扭矩224N·m,相比创驰蓝天非压燃2.0L发动机158马力的最大功率和202N·m的峰值扭矩有了明显的提升。然而18.99万元的售价相比非压燃2.0L自动质尊版车型售价高出2.1万元,而另一款搭载2.0L SKYACTIV-X压燃发动机的CX-30则要19.99万元,不少消费者在了解过马自达的压燃技术后对它这样的定价产生了质疑。这年头为什么还要花18.99万买一辆紧凑型轿车?我想每个人都会给出不同的答案,只有驾驶过、感受过它的人才有资格去评价它存在的意义。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  有人认为马自达在用情怀卖车,在排放法规和燃油经济性方面,有车企选择了纯电化这条捷径,小排量涡轮增压和混合动力也是大多数车企的发展方向,而马自达则选择了SKYACTIV-X发动机整合了汽油和柴油发动机的优点,通过火花塞点火控制、高压喷射系统和机械增压系统的协作让这台发动机既提升了动力、又有效降低了油耗,让内燃机的效率达到了一个崭新的高度。创驰蓝天是马自达不断优化其内燃机技术的一个宏伟构想,压燃汽油发动机只是当下马自达阶段性的成就,这样一个为了而去造车的品牌本身就值得尊敬。

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/>

  /strip/quality/95/ignore-error/1imageslim/

  为了在激烈的市场竞争中让企业活下去,马自达孤注一掷选择走上攻克转子发动机技术的道路。在不被任何人看好的情况下,“转子47士”不仅让马自达活下来了,还让世人记住了这个以造有趣的车为荣的汽车品牌。马自达似乎一直在为了解决一个难题而又给自己制造了另一个难题,代表马自达永不言弃精神的转子发动机或许未来将以另一种方式呈现在世人面前,几经挫折的马自达凭借对技术的不断钻研,走出了一条有别于其他车企的道路,未来马自达创驰蓝天科技树将会被点亮更多令人期待的“黑科技”,在这个一切求快的时代,坚持才是最难得的。(图片来自网络 文 汽车之家 李昊鹏)


足球盘口

上一篇:听说搪瓷内胆的秘密被公开了?这些你都了解吗

下一篇:蒸烤一体机内胆PK:搪瓷内胆VS不锈钢