● 剖析創(chuàng)馳藍(lán)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(shù)，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(dá)中國技術(shù)中心總負(fù)責(zé)人董事副總裁水野成夫先生認(rèn)為，發(fā)動機的線性動力輸出特性是馬自達(dá)一直堅持的一種技術(shù)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(shù)并不是一種嶄新的技術(shù)。相比之下，使用95號汽油實現(xiàn)14:1（國內(nèi)調(diào)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(nèi)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(xué)，究竟馬自達(dá)是如何做到的呢？下面我們來為大家詳細(xì)解讀。

　　 國產(chǎn)創(chuàng)馳藍(lán)天汽油發(fā)動機實現(xiàn)的是高負(fù)載工況下，壓縮比為13的奧托循環(huán)；而在部分負(fù)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(zhuǎn)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(zhuǎn)更為平順，動力輸出特性更好。

　　對于馬自達(dá)創(chuàng)馳藍(lán)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(guān)鍵是實現(xiàn)高負(fù)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(guān)閉可以改變實際壓縮比，但現(xiàn)在廣泛應(yīng)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(dá)找到了電裝公司，把電動氣門相位調(diào)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(diào)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(gòu)，能夠快速、精確地控制進氣凸輪軸的正時，實現(xiàn)復(fù)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(gòu)進行減速是因為步進電機具有轉(zhuǎn)速高，輸出扭矩相對較低的特性。如果直接采用步進電機驅(qū)動凸輪軸的話很可能導(dǎo)致步進電機輸出扭力不足而出現(xiàn)“失步”（驅(qū)動電路產(chǎn)生了驅(qū)動信號但電機卻沒有轉(zhuǎn)動相應(yīng)角度）的情況，無法實現(xiàn)氣門正時的準(zhǔn)確調(diào)節(jié)。

　　采用了這種電機控制VVT系統(tǒng)后，進氣側(cè)VVT機構(gòu)再也不需要傳統(tǒng)液壓控制VVT系統(tǒng)在缸蓋上設(shè)置的油道，結(jié)構(gòu)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(nèi)部結(jié)構(gòu)。