最近马自达因为它推出的压燃自吸发动机着实火了一把,不少车迷都为马自达这个品牌对于汽油自然吸气发动机的执着感到佩服。甚至前段时间,二哥在查阅马自达技术资料的时候,竟然搜到了一句话,是这么说的:“黑人不黑刘德华,喷车不喷马自达”...
不过也有不少人对它产生了质疑,这台发动机明明挂着一个机械增压器,而且还插着一个火花塞,这也叫“自然吸气压燃发动机”?到底怎么回事?咱们今天就来聊聊,为什么挂着机械增压器插着火花塞还叫“自然吸气压燃发动机”。
马自达的新技术
为了方便后面的理解,咱们先来聊聊马自达这台压燃发动机到底是怎么回事。早在小学和初中,咱们就学过了四冲程汽油发动机的原理,咱们来复习一下。
四冲程发动机有四个冲程,分别是吸气、压缩、做功、排气。汽油和柴油发动机不同的地方在于汽油发动机压缩油气混合物之后,用火花塞点燃油气混合物做功,而柴油发动机压燃油气混合物做功。
马自达这项技术的关键就在于“燃烧做功”这个冲程上面,小时候玩火,或者点燃过地上流淌的可燃液体的读者老爷们都知道。当你点燃可燃物的时候,可燃物并不是一下子全都燃烧起来的,而是从你的点火点慢慢蔓延至全部燃烧。那么汽油在发动机气缸里也是这个样子,火花塞点燃它附近的油气混合物,然后再慢慢蔓延到整个气缸内。
火焰没有同时燃烧,就相当于拔河比赛的时候,排成一队的选手们依次用力。相比于对方喊着号子1-2-1一起用力,肯定是要弱上些许的。与点燃不同,压燃发动机通过高温高压,让缸内的油气混合物同时“自燃”,就相当于让汽油喊着号子1-2-1一起用力,发动机的动力自然会得到提升。好了,下面咱们来聊聊增压和火花塞的问题。
挂着机械增压说自然吸气?
如果按照咱们之前的理解,发动机自己把空气吸到缸内,就是自然吸气。用一个空气压缩机,像是“呼吸机”一样强制把空气灌入缸内,就叫增压。没错,如果单纯的按照进气形式来理解,这确实没毛病。
但马自达提出了另一套理论:按照原理来分辨。传统的增压发动机,无论是机械增压还是涡轮增压。在增压器增加进气量的同时,几乎一定是会按照14.7:1的“理想空燃比”来喷油的。多进多少气,就要多喷多少油,这样才能用小排量发动机达到大排量发动机的动力效果。
马自达觉得,是不是自然吸气发动机要按发动机进气的用途来分类。咱们不妨理解为发动机强制进气,如果是为了多喷油那么这算增压发动机,如果不为了多喷油,那就是自然吸气发动机。
马自达这款压燃发动机空燃比达到了30:1以上,也就是说它发动机本身需要的空气就要比其它车型更多,喷的油则更少。为了让缸内进入更多的空气,拥有更高的压力,所以他们加入了机械增压器。多进气喷油量没变,与传统增压发动机的原理和目的完全悖离,所以他们称这款发动机为自然吸气发动机。
插着火花塞说压燃?
自然吸气的问题解决了,那么插着火花塞说压燃这件事情就更好理解了。按照马自达的理论,火花塞和压燃并不冲突,这也是按照原理来区分的,下面咱们来细致的聊一聊。
如果在14.7:1的空燃比下,火花塞可以轻易的点燃油气混合物。但如果把空燃比提升到29.4:1接近30的时候,由于汽油过于稀薄,想点燃油气混合物就很困难了。上面的图,就是点燃的火焰图,可以看到空燃比到30火花塞几乎就形同虚设了。
既然形同虚设,那么为什么还要在发动机上设置火花塞呢?很简单,这个火花塞是“当活塞”用的。在稀薄的空气中,火花塞跳火,引燃火花塞周围的一点点油气混合物。随着油气混合物的燃烧,汽缸内的气体进一步变多、温度进一步升高,燃烧产生的空气就相当于一个“空气活塞”一样进一步的挤压缸内的油气混合物,让其他稀薄的油气混合物被压燃。
所以按照这个原理,把火花塞当做活塞使用,给气缸内加温、加压。发动机从工作原理的本质来讲,这款发动机还是压燃发动机