汽油車(chē)燃效堪比混合動(dòng)力 馬自達SKYACTIV技術(shù)全貌（一）
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這種排氣系統的問(wèn)題是，由于到觸媒之間的距離太長(cháng)，尾氣的溫度下降，觸媒的激活會(huì )被延緩。雖然如果推遲點(diǎn)火時(shí)間，則可提高尾氣溫度，但燃燒會(huì )由此變得不穩定。
為此，新型汽油發(fā)動(dòng)機在活塞的上表面設置了空腔（Cavity），通過(guò)在火花塞周?chē)纬奢^濃的混合氣，成功地實(shí)現了即使推遲點(diǎn)火時(shí)間仍可保持燃燒的穩定的性能。除了上述在燃燒方面的改進(jìn)之外，馬自達還著(zhù)手降低發(fā)動(dòng)機各部件的摩擦損失，最終總體上減少了2成左右的磨擦損失。
無(wú)需后處理即可減少NOx
新型柴油發(fā)動(dòng)機SKYACTIV-D的特點(diǎn)是，由于實(shí)現了14.0的壓縮比，因此，可不使用尿素SCR（選擇性還原觸媒）以及NOx（氮氧化物）吸收還原觸媒（LNT）等昂貴的NOx后處理裝置，就能滿(mǎn)足歐洲Euro6、北美Tier2Bin5、日本“后新長(cháng)期規定”等全球的尾氣規定。燃效也比以往提高了約20％（圖6）。
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| 圖6 SKY-D的燃效特性 與以往馬自達造的柴油發(fā)動(dòng)機、以及同類(lèi)競爭車(chē)的發(fā)動(dòng)機相比，燃效提高了約20％。 |
之所以能夠顛覆“提高壓縮比可使熱效率增高”這一發(fā)動(dòng)機設計的常識，成功地使燃效得到提高，這其中有2個(gè)理由。一個(gè)理由是，降低壓縮比使燃燒狀況得到了改善；另一個(gè)理由是，摩擦損失比以前減少。
之所以通過(guò)降低壓縮比就能改善燃燒狀況，是因為燃料與空氣的均勻混合可促進(jìn)燃燒。在以往那樣壓縮比較高的發(fā)動(dòng)機中，活塞上止點(diǎn)的溫度及壓力非常高。如果在此狀態(tài)下向燃燒室內噴射燃料的話(huà)，會(huì )在燃料與空氣尚未充分混合時(shí)發(fā)生著(zhù)火，燃料的一大部分因燃燒而形成高溫，使得NOx（氮氧化物）的生成不斷增加，由于是在氧氣不足的情況下燃燒，因而煤煙的生成量也增多。
為了避免這種現象，以往的柴油發(fā)動(dòng)機是等活塞略微下降、燃燒室的壓力及溫度降低之后，再?lài)娚淙剂?。然而，這樣一來(lái)由于是活塞開(kāi)始下降之后才開(kāi)始燃燒燃料，因此用于產(chǎn)生驅動(dòng)力的沖程就會(huì )縮短（圖7）。
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| 圖7 雖然降低了壓縮比但燃效卻得以提高的理由 在壓縮比較高的老式柴油發(fā)動(dòng)機（上）中，為了避免將燃料噴射到高溫高壓的燃燒室內，活塞是略微下降后才噴射燃料的。因此，用于產(chǎn)生驅動(dòng)力的活塞移動(dòng)沖程就會(huì )變短。但是，在SKYACTIV-D（下）中由于是在上止點(diǎn)附近噴射燃料，所以，用于產(chǎn)生驅動(dòng)力的活塞移動(dòng)沖程增長(cháng)。 |
新型柴油由于壓縮比較低，因而可時(shí)上止點(diǎn)的溫度及壓力降低。即使在上止點(diǎn)噴射燃料，由于距離著(zhù)火的時(shí)間增長(cháng)，因此，燃料與空氣可充分混合，從而實(shí)現了均勻燃燒。（未完待續）
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