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● 剖析創(chuàng)馳藍天汽油發(fā)動機13:1超高壓縮比的由來

歐美廠商大多青睞發(fā)動機小型化（Down Sizing），利用渦輪增壓、直噴技術，使得發(fā)動機在動力增強的同時擁有更好的油耗表現(xiàn)。對此，馬自達中國技術中心總負責人董事副總裁水野成夫先生認為，發(fā)動機的線性動力輸出特性是馬自達一直堅持的一種技術取向，而渦輪增壓發(fā)動機則難以實現(xiàn)完美的線性輸出特性，且渦輪增壓技術并不是一種嶄新的技術。相比之下，使用95號汽油實現(xiàn)14:1（國內調整為13:1）的超高壓縮比才是真正意義上的創(chuàng)新。

使用普通汽油如何實現(xiàn)高壓縮比？

一般說來，壓縮比越高的發(fā)動機就必須使用辛烷值越高（汽油牌號越高，辛烷值越高）的汽油來避免發(fā)動機爆震現(xiàn)象引起的發(fā)動機震動及動力下降。而用國內市面上能買到的92號、95號汽油來實現(xiàn)13:1超高壓縮比看上去似乎有點違背科學，究竟馬自達是如何做到的呢？下面我們來為大家詳細解讀。

國產創(chuàng)馳藍天汽油發(fā)動機實現(xiàn)的是高負載工況下，壓縮比為13的奧托循環(huán)；而在部分負載工況區(qū)采用的是米勒循環(huán)。

奧托循環(huán)是發(fā)動機熱力循環(huán)的一種，為定容加熱的理想熱力循環(huán)，它的一個顯著特征是壓縮比等于膨脹比。米勒循環(huán)是一種不對等膨脹/壓縮比發(fā)動機的熱力循環(huán)，由于膨脹比大于壓縮比，因此能更好利用燃燒后廢氣仍然存有的高壓，燃油效率比奧托循環(huán)更高。但米勒循環(huán)發(fā)動機的低扭輸出和高轉速爆發(fā)力上不及奧托循環(huán)發(fā)動機。所以米勒循環(huán)發(fā)動機多用于一些混合動力車型上，利用電機彌補這種發(fā)動機特性上的不足，從而使整個混合動力總成運轉更為平順，動力輸出特性更好。

對于馬自達創(chuàng)馳藍天發(fā)動機來說，使用普通汽油實現(xiàn)13:1的超高壓縮比，關鍵是實現(xiàn)高負載區(qū)壓縮比為13的奧托循環(huán)。至于如何實現(xiàn)，請繼續(xù)往下看。

如何快速精確控制壓縮比：

既然在發(fā)動機實際工作過程中，實際壓縮比是不斷變化的，那么，發(fā)動機電腦如何才能精確控制呢？利用可變氣門正時系統(tǒng)實現(xiàn)進氣門延遲關閉可以改變實際壓縮比，但現(xiàn)在廣泛應用的可變氣門正時系統(tǒng)是建立在機油液壓之上的。油壓的建立及穩(wěn)定性受制于油溫以及發(fā)動機潤滑系統(tǒng)的工況。為了更好的“馴服”高壓縮比這個猛獸，馬自達找到了電裝公司，把電動氣門相位調節(jié)器引入。

這樣，依靠電機對氣門相位進行控制即可避免液壓調節(jié)系統(tǒng)的弊端，并且對氣門的角度可做到迅速且穩(wěn)定的控制。

上圖中這個步進電機帶動發(fā)動機進氣凸輪軸上的行星齒輪減速機構，能夠快速、精確地控制進氣凸輪軸的正時，實現(xiàn)復雜的發(fā)動機循環(huán)模式切換。之所以要采用行星齒輪機構進行減速是因為步進電機具有轉速高，輸出扭矩相對較低的特性。如果直接采用步進電機驅動凸輪軸的話很可能導致步進電機輸出扭力不足而出現(xiàn)“失步”（驅動電路產生了驅動信號但電機卻沒有轉動相應角度）的情況，無法實現(xiàn)氣門正時的準確調節(jié)。

采用了這種電機控制VVT系統(tǒng)后，進氣側VVT機構再也不需要傳統(tǒng)液壓控制VVT系統(tǒng)在缸蓋上設置的油道，結構更為簡潔。在下文的拆解過程中，我們就能看到這個控制進氣門正時的步進電機的內部結構。