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马自达缘何捡起了涡轮增压?

马自达在洛杉矶车展上发布了新款中型SUV——CX-9。当然最有趣的并非车本身,而是其搭载的2.5升直列四缸涡轮增压汽油发动机。

马自达缘何捡起了涡轮增压?

哎!马自达也要搞增压了?说好的坚持自吸呢?——相信不少读者和笔者的想法一样。

别急,让我们一探这惊人事实背后的故事。

【1】不再执着的马自达与Mr.Engine

从马自达发布SKYACTIV创驰蓝天技术伊始,其对于增压汽油引擎就是持否定态度的,甚至可以说到了“鄙视”的地步。而其中态度最为鲜明的,就是有马自达“Mr.engine”(发动机先生)之称的常务执行董事人见光夫先生。

马自达缘何捡起了涡轮增压?

作为动力总成的开发负责人,人见光夫先生曾多次被各路记者如此追问:“如今欧美厂商都在开发小排量涡轮增压汽油引擎,马自达会不会也考虑进行研发呢?”

而他的回答是非常坚决的:“汽油增压引擎的实际效率太差,所以绝对不会考虑。”甚至还进行反驳说:“按排气量减少税收这种做法太奇怪了!大家难道不这么认为吗?”甚至中国的马自达日方负责人在接受采访时也说:“我们认为很多消费者依旧需求自然吸气发动机线性的动力体验,所以不会开发涡轮增压发动机。”

所以这次的“反转剧”,真是非常有趣。

马自达认为,小排量涡轮增压引擎最大的缺点就是“压缩比降低带来的理论热效率降低和实际油耗的增加”,以及“低转速区间涡轮迟滞带来的驾驶感受损失”,这也可以说是公认的难题。

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不过,本田技研会有不同的看法。本田近期一口气发布了三款汽油涡轮增压引擎。工程师如此谈到增压引擎:“单论热效率的话或许是自然吸气比较好,但是增压可以大幅减小发动机体积,能把V6发动机做成直列四缸。而且1.5T发动机和2.5升自然吸气发动机相比,小排量增压发动机的振动要小得多,让人在驾驶时更难察觉发动机的存在。”虽然难以想象这是以高转速VTEC发动机声浪著称的本田会有的态度,但其美版十代思域搭载的1.5T汽油发动机,确实在燃效和动力方面交出了漂亮的答卷。

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那么,追求实际燃效的马自达又会怎么做呢?

【2】创驰巅峰的杰作

作为创驰蓝天技术加持下的全新旗舰车型CX-9,其搭载的发动机也可谓SKYACTIV的巅峰之作。非常有意思的是,马自达这次开创了一种新的涡轮增压使用方式,就是不将其主要用作增压,而是用来优化进排气,类似于4-2-1排气管一样,只不过更加高效。

马自达缘何捡起了涡轮增压?

为了解决增压引擎的两大弊端即综合效率低和涡轮迟滞,马自达采用了独特的“动压涡轮”(Dynamic Pressure Turbo)设计,即设置了一粗一细的两根排气管。其中较粗的排气管中设置有阀门。当发动机的转速低于1620rpm时关闭阀门,这样废气通过较细排气管时流速较快,不仅能减少涡轮迟滞,还可以让邻接排气管产生负压,从而抽出气缸内的残留废气,为避免爆震、提高压缩比,最终实现燃效的提高做出了贡献。同时,由于高转时细排气管的阻力较大,所以会打开阀门,和通常的涡轮增压引擎一样进行正常工作。

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为了弥补小排量涡轮的劣势,也就是高转速下的效率低下,马自达采用了冷却式EGR(Exhaust Gas Recirculation即废气再循环)技术。其独有特点是用于EGR的排气歧管更贴近冷却水,经过冷却后,可以在中高负载下实现更多的废气循环,这样就不需要通过喷射额外的燃油来降温并防止爆震,可以在更宽的负载区间实现理论空燃比,进一步提升了燃效。

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最终马自达这款发动机的压缩比达到了10.6。马自达称其实现了缸径89mm设计下,直列四缸汽油涡轮引擎中最高的压缩比。当然其实之前也很少有车企做过这么大排量的“小排量”四缸燃效涡轮引擎,最高纪录或许是福特的2.3T。

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在加注AKI 87汽油(AKI即Anti-Knock Index抗爆指数,AKI 87相当于我国国五标准的92号无铅汽油)的情况下,该发动机的最大功率为169kW/5000rpm,最大扭矩为420Nm/2000rpm。相比于旧型号V6 3.7升自然吸气发动机的203kW/6250rpm和370Nm/4250rpm,最大功率有所下降,最大扭矩有所上升。

这台“中排量”涡轮引擎最终实车表现如何,实在是让人非常好奇。

【3】向其妥协的不是蓝天,而是成本

马自达缘何捡起了涡轮增压?

马自达表示,CX-9虽然是一款全球车型,但其销售中心是北美。其5万台年规划产能的80%预计都将投放北美市场。而北美消费者对于动力的要求是非常高的。如果直接使用2.5升自然吸气引擎,那匹配CX-9这种中型SUV显然有些“小马拉大车”。而那台老旧的V6 3.7升自然吸气发动机又和福特有着千丝万缕的联系。对于全线产品都要使用“创驰蓝天”技术的马自达来说,沿用该发动机会大幅拖累综合生产效率。但全新开发一台V6发动机的成本实在太过高昂,那么最有性价比的方法……显然就是捡起那曾被自己踩在脚下的增压引擎。

马自达缘何捡起了涡轮增压?

对于马自达的创驰蓝天发动机之父——人见光夫先生来说,企业的利益显然比个人的承诺更加重要。世人只知他是一个技术狂魔,但却不知他其实是一个深谙经营之道的高明管理者。在其著作《总有答案——扭转困境的马自达想象力》一书中,他讲述了自己如何带领这个执拗到数次濒临经营危机的品牌走出技术的低谷,要点就是“选择与集中”。

几乎全世界所有的企业都眼馋丰田的规模和利润率,有的企业选择出卖信誉进行追赶,有的企业选择全线技术狂魔式追赶,有的企业则选择稳扎稳打地追赶。而马自达作为一个规模体量很小的厂商,无论是资本还是人力资源都处于绝对的劣势,只能选择并集中干好一件事,这才是生存之道。

之于动力总成,马自达选择的就是汽油机的高压缩比化和柴油机的低压缩比化。

马自达缘何捡起了涡轮增压?

根据人见光夫先生所述,与注重通过小型化来实现燃效提升的欧洲厂商不同,马自达认为内燃机的“大型化”和“高压缩比化”,才是提升燃效的不二法门。为实现同样的扭矩,与其减小排量并使用增压进行弥补,不如增大排量,这样可以实现发动机的低转速和高效率,同时还能减少氮氧化物的生成,这才是真正的高效和清洁。在2015年5月的维也纳汽车座谈会上,马自达这番有些“冒天下之大不韪”的言论曾使得整个会场鸦雀无声。

顺着这个想法,未来马自达会尝试整合汽油机和柴油机的优点,即研发能实现高达18:1压缩比的HCCI(均质充量压燃)次世代创驰蓝天发动机。虽然有太多的难题需要克服,但梦想总是要有的,你说呢?

小结

CX-9作为一款全球车型,肯定会引进中国,但或许会是很久以后的事情了。想要体验马自达首款创驰蓝天汽油涡轮增压发动机,看来还要等上一段日子。

马自达缘何捡起了涡轮增压?

不过聪明的你看到现在一定会明白,马自达用上涡轮增压不过是权宜之计。至于未来会不会出现2.0T、1.5T,甚至更小排量的创驰蓝天涡轮增压汽油发动机,笔者认为可能性不是没有,但非常小。

马自达这个曾偏执地研发转子发动机,以至于数次把自己逼到破产边缘的企业,如今也渐渐磨平了棱角,学会了妥协。虽然它依旧奇葩地表示“我们不追求扩大规模”,但显然已不会再做那种自己往悬崖边上靠拢的行为了。

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