馬自達(dá)推翻了渦輪增壓規(guī)則手冊(cè)

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馬自達(dá)在抵制其主流車型的渦輪增壓汽油發(fā)動(dòng)機(jī)多年后，從即將推出的大型CX-9大型SUV開始采用更廣泛的強(qiáng)制進(jìn)氣技術(shù)，但汽車制造商表示，其渦輪增壓技術(shù)有所改變。

馬自達(dá)表示，許多競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手已經(jīng)拒絕渦輪增壓，以追求更高的燃油效率和更低的排放量而不損害性能，但是馬自達(dá)表示，這些數(shù)字并不能說(shuō)明全部情況。

馬自達(dá)北美車輛開發(fā)工程師戴夫·科爾曼(Dave Coleman)在加利福尼亞州馬自達(dá)(Mazda)的新G-Vectoring技術(shù)演示會(huì)上發(fā)表講話時(shí)說(shuō)，在許多情況下，車輛規(guī)格中引用的燃油經(jīng)濟(jì)性數(shù)字并不代表日常使用。

他說(shuō)：“從根本上說(shuō)，他們?cè)噲D通過(guò)較小的引擎獲得相同的峰值性能。” “這在燃油經(jīng)濟(jì)性測(cè)試中通常能很好地回報(bào)，而在現(xiàn)實(shí)世界中并不能很好地回報(bào)。

“在燃油經(jīng)濟(jì)性測(cè)試中，您像奶奶一樣開車，您永遠(yuǎn)都不會(huì)得到提振，而只會(huì)得到好處。在現(xiàn)實(shí)世界中，您有更多的時(shí)間得到提升，并且取決于您的駕駛方式，您將接近數(shù)字或偏離目標(biāo)。

“它有助于目錄，但在現(xiàn)實(shí)世界中很少能得到回報(bào)。”

科爾曼先生解釋說(shuō)，減小容量到較小容量的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)并不總是提供低排放和高性能的靈丹妙藥，而且根據(jù)行駛方式的不同，渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)可以提供效率或性能。

由于較小的內(nèi)表面積和較高的充氣密度，與同等容量的自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)相比，較小的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)可提供更高的熱效率，但科爾曼先生解釋說(shuō)，其他渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)可能有害。

他說(shuō)：“您放棄了渦輪增壓器。” “您放棄了很多壓縮，這需要很多效率。當(dāng)您關(guān)閉助推器時(shí)，您會(huì)受益于較小的發(fā)動(dòng)機(jī)而減少的摩擦。

“那個(gè)小引擎(在助力下)工作相當(dāng)努力，但它的效率仍然低于自然吸氣引擎，后者通過(guò)更高的壓縮比可以獲得更高的效率。

“當(dāng)繼續(xù)增壓時(shí)，您必須做更多的濃縮操作來(lái)控制燃燒溫度……這浪費(fèi)了燃料。”

Coleman先生還指出，滯后是渦輪增壓的一個(gè)持續(xù)劣勢(shì)，在這種情況下，渦輪對(duì)節(jié)氣門開度的延遲會(huì)延遲功率的產(chǎn)生和加速，但他強(qiáng)調(diào)了其他品牌進(jìn)步的缺點(diǎn)，但開發(fā)工程師表示，馬自達(dá)已從不同的角度應(yīng)對(duì)了挑戰(zhàn)給它的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

馬自達(dá)的方法不僅是減少發(fā)動(dòng)機(jī)排量和增加渦輪增壓輔助設(shè)備，還在于結(jié)合減少汽缸和渦輪增壓的不同應(yīng)用。

他說(shuō)：“我們采取的方法截然不同。” “我們只是在可以放下汽缸的地方這樣做。當(dāng)切割氣缸時(shí)，減少摩擦的優(yōu)勢(shì)要大得多，而不僅僅是使用較小的發(fā)動(dòng)機(jī)。

“我們已經(jīng)開發(fā)出了沒(méi)有渦輪遲滯的系統(tǒng)，并且針對(duì)巨大的低端扭矩進(jìn)行了調(diào)整，您可以在其中獲得真正直接的油門響應(yīng)。”

對(duì)于新一代CX-9，即將離去的汽車的3.7升自然吸氣V6已換成具有四缸的渦輪增壓2.5升渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，可產(chǎn)生170kW和420Nm的扭矩，這些數(shù)字更類似于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的類似的容量。

“您必須調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)以獲取大扭矩，并放棄馬力。這就是為什么我們有一些奇怪的規(guī)格。動(dòng)力似乎不足，但扭矩很大。最終為您提供了更好的駕駛性能。”

與運(yùn)動(dòng)型細(xì)分市場(chǎng)不同，科爾曼先生表示，CX-9因其顛簸的動(dòng)力和扭矩特性而被人們回避的可能性較小。

“我們希望該細(xì)分市場(chǎng)不像其他細(xì)分市場(chǎng)那樣對(duì)馬力敏感。扭矩值令人印象深刻，因此我們至少有一個(gè)比其他人大的數(shù)字。”

為了獲得高扭矩輸出，科爾曼先生的團(tuán)隊(duì)將強(qiáng)制感應(yīng)應(yīng)用于其他許多較早采用渦輪增壓的制造商。

其他品牌也使用廢氣再循環(huán)(EGR)來(lái)減少NOX排放(大眾汽車排放丑聞中心的污染物)，但是將熱氣體重新引入燃燒室會(huì)引起其自身的問(wèn)題。馬自達(dá)的系統(tǒng)在重新引入之前通過(guò)冷卻器降低氣體溫度。

“每個(gè)人都了解冷卻的EGR在其發(fā)動(dòng)機(jī)中的工作原理-在柴油中很常見，但很少有汽油發(fā)動(dòng)機(jī)使用它，因?yàn)樵谌加徒?jīng)濟(jì)性測(cè)試中，您駕駛不足以進(jìn)入這種燃料濃縮狀態(tài)，因此EGR不會(huì)付錢離開，”科爾曼說(shuō)。

作為令人滿意的副產(chǎn)品，較冷的燃燒室可為更高的增壓壓力創(chuàng)造更好的環(huán)境，而無(wú)需提前點(diǎn)火。

科爾曼說(shuō)：“當(dāng)您將廢氣放回去時(shí)，您已經(jīng)燃燒了所有氧氣，這減慢了燃燒速度，而不是投入了大量無(wú)法燃燒的多余燃料。”

“事實(shí)證明，這大大提高了爆震極限，以至于您可以將助推器調(diào)得更高，并彌補(bǔ)損失的氧氣。”

在較高的爆震或提前點(diǎn)火點(diǎn)的情況下，馬自達(dá)還能夠?qū)嚎s比提高到甚至大于自然吸氣的V6 -在高增壓應(yīng)用中通常必須降低該比。在atmo V6的比例為10.3：1的情況下，新的四缸渦輪增壓器為10.5：1。

新發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋延續(xù)了非傳統(tǒng)的特點(diǎn)，其中兩個(gè)排氣口(兩個(gè)和三個(gè))已經(jīng)被連體，因此連續(xù)排氣脈沖的慣性力可以幫助清除鄰近氣缸的廢氣。

“我們將端口彼此相鄰布置，以使它們彼此之間具有清除效果。你會(huì)得到文丘里效應(yīng)，其中一個(gè)排氣脈沖將拉出另一個(gè)排氣脈沖。”科爾曼說(shuō)。

雙端口渦輪機(jī)殼體是對(duì)各種技術(shù)創(chuàng)新的補(bǔ)充，可在低速下將廢氣引導(dǎo)通過(guò)三個(gè)較小的指尖大小的孔，以使渦輪增壓器提前通過(guò)增壓閾值，從而減少滯后，然后以較高的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速打開第二個(gè)較大的端口。

科爾曼先生將這種效果比作可變幾何渦輪噴嘴渦輪，但價(jià)格便宜且不易遭受高溫?fù)p壞。

他說(shuō)：“我們專注于現(xiàn)實(shí)世界的燃油經(jīng)濟(jì)性，因此我們所做的事情與其他人截然不同。”