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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 此外，搭载马自达2.0L直列四缸自然吸气缸内直喷发动机的车型在动力性能上也得到了提升。马自达阿特兹搭载了2.0L直喷引擎，通过对比排量相当、进气/供油形式相同的日产MR20DD发动机后发现，在功率和扭矩输出上，马自达2.0L直喷引擎将更胜一筹。 从40年前坚持推行转子发动机，到如今创造的超高压缩比创驰蓝天发动机，马自达一直保持着自己的特立独行。当然创驰蓝天技术不仅仅是针对发动机，还有对变速箱、车身、底盘进行的全面革新。这一技术也同样体现着马自达的精神。 | 
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发表于 2015-1-9 10:32:19
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