马自达发动机 都在捧马自达压燃发动机 真实力还是假噱头

不知道大家在学习期间有没有一个低调谦逊的学霸。TA可能不参加班里的活动,毕业当天TA可能在班里没有明确的存在感。然而,可能就是这样一个默默无闻的学科学的人,学习知识,毕业时拿到了班里为数不多的211/985录取通知书。

马自达发动机 都在捧马自达压燃发动机 真实力还是假噱头


文章图片

在所有的汽车品牌中,也有一个默默研究发动机技术的“科学人”——马自达。近年来,呼声很高的“转子发动机”复兴了,压燃式汽油发动机也复兴了。估计了解它的人都知道,压燃是柴油机广泛使用的技术。汽油机主要靠火花塞点火。随着搭载压燃发动机的马自达CX-30在成都车展亮相,这项技术再次成为热门话题。今天茶哥就来找一些关键问题,详细说说压燃式发动机的应用。
为什么柴油多为压燃,汽油多为点火

马自达发动机 都在捧马自达压燃发动机 真实力还是假噱头


文章图片

造成这种情况的原因有很多,其中最简单的原因就是汽油的燃点在415℃-530℃之间,而柴油的燃点要比汽油低很多,只需要220℃。压缩点火更适合柴油,点火更适合汽油。
为什么柴油发动机比汽油发动机省油

马自达发动机 都在捧马自达压燃发动机 真实力还是假噱头


文章图片

柴油机比汽油机省油,不是从空来的。其实很大一部分功劳是由于柴油机压缩比较高,即发动机活塞运动上止点到主动运动下止点的容积比。简单来说,由于汽油的压缩比一般在8 ~ 13之间波动,所以在Alto循环中压缩比会略低,而在阿特金森循环中压缩比会略高,但整体来说还是在8 ~ 13的范围内波动。
柴油机的压缩比在16-25之间。同时,压缩比越大,燃烧做功的空越充分,这也导致柴油机热效率更高。此外,由于汽油的蒸馏范围较低,柴油的成分主要是C4-C12碳氢化合物。而柴油的馏程较高,以C15-C18烷烃为主,碳原子链越来越长。与同等体积的汽油相比,单位体积的柴油具有更高的能量。两者的结合导致柴油发动机比汽油发动机更省油。
为什么压缩点火比火花塞点火效率高?

马自达发动机 都在捧马自达压燃发动机 真实力还是假噱头


文章图片

可以想象,燃料从点火到完全燃烧有一个过程。就是这个过程,发动机的气缸继续运动。当活塞从上止点运动到下止点时,燃烧产生的爆炸力也传递到气缸壁上,这部分能量无法转化为有用的内能。在压燃过程中,燃料混合物几乎同时达到燃烧条件,燃烧更快。同时,由于压缩点火的瞬间,基本活塞仍处于上止点位置,减少了气缸壁的工作面积,可以提高一定的效率。
汽油机为什么不提高压缩比?

马自达发动机 都在捧马自达压燃发动机 真实力还是假噱头


文章图片

这个问题的起点很高。汽油机可以通过提高压缩比来提高效率。事实上,提高汽油发动机的压缩比也可以提高效率。但当压缩比增大时,由于汽油燃烧速度过快,燃烧过程不可控,在极体积内会出现爆震现象。
什么是爆炸?

马自达发动机 都在捧马自达压燃发动机 真实力还是假噱头


文章图片

由于汽油有明显的挥发现象,在高温甚至常温下会与气缸内的空气体形成油气混合物。由于这一特性,汽油在燃烧前往往在气室中雾化,然后点燃燃烧。
如果压缩汽油,一是汽油的燃点高,二是由于汽油的挥发能力强,在压缩过程中容易引起多次点火,在气室内瞬间燃烧,造成爆燃。爆燃产生的瞬时压力会使活塞受到强大的侧向推力。但是,当发动机长期处于强侧推力环境下,不仅发动机的各种金属零件更容易疲劳老化,而且气缸壁的异常磨损也可能导致拉缸。

推荐阅读