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网易汽车7月9日报道 国家4阶段燃油限制指标日益临近，“双积分”政策即将全面展开，在节能环保大背景下，传统内燃机究竟如何应对排放以及燃油消耗的限制，又如何不断提升产品的功能性与稳定性？如何进一步挖掘混合动力、涡轮增压、自然吸气和三缸发动机的潜力？
7月9日，由寰球汽车主办的“燃”力量汽车动力发展趋势高峰论坛在京召开。多位内燃机领域权威专家汇聚一堂，通过解读汽车动力的新技术，分析汽车动力未来的发展趋势。
马自达中国副总裁、研发中心长高松仁从马自达今后的战略环境出发进行说明，马自达认为减少温室气体的效应需要减少二氧化碳的排放。在汽车发动机方面，EV和内燃机都是一种必要路径，考虑到时间问题，马自达认为目前环保策略还是以内燃机为主的。到了2035年，包括插电式混合汽车和内燃机汽车约占84%，相当长的一段时间内，内燃机所使用的液体燃料体积能耗密度最高，续航里程最长，最适合作为汽车燃料。
高松仁表示，针对地球气候变暖的主要因素，包括温室气体的减排问题，马自达认为必须实施实质性的二氧化碳减排措施。众所周知，温室气体排放是全球变暖的主要原因，马自达认为主要减少温室气体的效应需要减少二氧化碳的排放。有些媒体将EV和内燃机置于对立面的现象，马自达认为针对温室气体来考虑无论哪种路径都是必要的，考虑到时间问题，马自达认为目前环保策略还是以内燃机为主。
正如IEA预测的未来汽车用动力图来表示的，到2035年，包括插电式混合汽车和内燃机汽车约占84%，相当长的一段时间内，内燃机所使用的液体燃料体积能耗密度最高，续航里程最长，最适合作为汽车燃料。
一直以来对汽车产生的二氧化碳评估仅局限于驾驶阶段，即我们所说的从油箱到车轮，但是马自达倡导的是从燃料开采到车辆驾驶，也就是说W2W的二氧化碳排放体系，燃料开采提炼过程中产生的二氧化碳总量。比如因为车辆在行驶过程之中不产生二氧化碳，但是在发电过程之中会产生二氧化碳，因此可再生能源和核能发电为主的地区，发电时不产生二氧化碳，所以在该地区EV是节能的，但是反过来则不一定，所以我们需要一个综合性的解决方案。
高松仁还介绍了马自达的SKYACTIV-X发动机，该发动机有效地结合了柴油发动机与汽油发动机的特点，是马自达独立研发的全新内燃机。从开发目标来说，此次马自达研发的新型发动机是以超高压缩比著称的蓝天发油机更进一步的进化，引进新的燃烧技术，在追求理想内燃机的道路阶段，这款发动机主要通过稀薄燃烧，实现更高的压缩比阶段。根据奥特循环理论公式，可以看出压缩比是由热率比和比热比实现的。针对相同的燃料我们可以通过增加空气量即采用稀薄燃烧方式来提高比热比，另外当内燃机进行稀薄燃烧时，由于燃烧温度也会相应下降，比热比则会变得更高。
空气过热系数一是理论上完全燃烧的空气与燃料的比例，称为理论扩燃比，二是将理论扩燃比将空气提升两倍左右。正如刚才提到的当燃烧浓度稀薄时，燃烧温度会有所降低，导致比热比数值上升，这体现了它们之间的相互变化的关系。在马自达的路线图之中，关于地面热传导，记载稀薄这个词汇，通过这个处理使燃料变稀薄，比热比增高，利用这种双重效率可以进一步的提高比热比及另外通过温度差缩小，能够降低壁面热传导量，从而减少冷热导致的热量。马自达采用稀薄燃烧技术后能够从多个方面提升热效率的提升，看上去这种技术集众多优势于一身，为什么众多厂家都没有采用呢？
为了大幅提高比热比，必须使燃料到达理论扩燃比两倍左右的稀薄程度，理论扩燃比两倍意味着扩燃比大约有30左右，当扩燃比达到30左右之后将几乎不会产生氮氧化物，但是在扩燃比为30的条件之下如何让燃料燃烧这是个巨大的难题，如图所示如果采用火花能够轻松点燃，并且燃烧范围快速扩大。如图所示，马自达可以使稀薄的燃料充分燃烧，如果实现压燃点火技术就可以在火花无法实现的条件之下如何燃烧。
目前为什么还未实现呢？吸气阀运动时的数据显示，温度最高时短时间即可完成燃烧，当温度逐渐下降时，燃烧时间逐渐会变长，高温燃烧方式由于燃烧程度过于激烈，燃烧噪音过大，无法在实际之中使用，右边的燃烧方式由于时间过不长，燃烧性能不稳定，在发动机燃烧过程当中，能使用的必须满足下面的条件。考虑到各种不同的使用环境，假如最少的温度范围内实现温度控制几乎是一项不可能完成的任务。
在实现温度控制是否可以采用可变压缩比技术呢？为了实现可实际应用的燃烧方式，如图所示，必须保证压缩比在15到30之间的可变范围，必须随着节气阀的速度实现高压，目前这样的技术不存在，这也是非常遗憾的一点。马自达是怎样做到的呢？马自达采用的是通过火花塞控制压燃点火的SPCCI技术，首先根据用户地区的常规汽油的值，将几乎值设定为15到16左右，通过火花点火的方式将混合气体点燃，点燃后气体会膨胀。通过调整点火时机可以控制实现所需要的压燃点火量与时机。举个例子，可变压缩比功能通过另一个活塞可以增加被压缩混合气体，创造CI所需的温度和压力条件。这幅图横轴表示扭矩，纵轴表示燃烧时内部的温度，如果是HCCI方式燃烧承受的范围仅限于该图很小的区间范围，如果改为用SPCCI方式燃烧的程度会变得很大，这一点看图可以看清楚。
为实现这一控制技术在发动机配置之中马自达为所有的气缸安装了燃烧压力传感器，这样可以检测点火位置和控制点火时机，即使吸气温度发生变化，仍然可以实现在指定位置点火燃烧。
这边是SPCCI燃烧的一个CE结果，这幅图我们可以看到这个白色的虚线部分是从这个位置开始压燃点火。该款发动机主要将带来三点价值，首先通过高扭矩为消费者带来全新的驾驶愉悦体验。扭矩体现与发动机相比实现了发动机转速10%以上，这款发动机相比得以大幅提升。
其次是燃油经济性能的改善，与原有的发动机相比，在不同区域可以实现20%以上的油耗改善，这是通过SPCCI技术取得的巨大成果。这幅图是燃料消耗率，我们可以看到左边黄色表示燃油经济性很好，右边的燃油数据进一步提升，呈现为橘色。
本文来源：网易汽车
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张媛_NAB6669
