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简单解析CX-8的Skyactiv-D 2.2L柴油机

1 31 发布于 2017-12-20 15:13:53 只看楼主修改帖子

12月24日更新：为了更好的理解技术，我把官方的视频拿来，大家有兴趣可以看看。

视频地址是：http://v.youku.com/v_show/id_XMzI1ODc3OTExMg

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这款发动机目前已经伴随CX-8在日本本土发售，如果日后CX-8在除日本以外的地区发售，且该地区支持柴油机，这款柴油机应该是CX-8的动力组合之一，只是可惜的是，目前的创持蓝天柴油机并不在我国内上市，无法体验这个据说接近汽油机的静谧性和震动的柴油机。

改进后的柴油发动机SKYACTIV-D 2.2T，代号SH-VPTS

SKYACTIV-D 2.2的扭矩和输出功率曲线

马自达的CX-8所配备的柴油发动机改进自CX-5的2.2L柴油发动机SKYACTIV-D 2.2，使得这款多人乘坐的中大型车（长4900×宽1840×高1730mm、车重1790～1900kg）拥有足够的动力并抑制了燃效的恶化。其最大扭矩和最高输出功率分别为450N?m和140kW，两个指标均高于CX-5的420N?m和129kW。JC08模式下的燃效实现了接近FF（前置发动机前轮驱动）款CX-5的17.6km/L，抵消了车重增加200kg所带来的不利影响，官方声称CX-8加满一箱油，续航里程可达1137km。

可变截面涡轮增压器

在这款发动机中，对提高最大扭矩和最高输出功率贡献最大的是采用了可变截面涡轮增压器（variable geometric turbocharger）。可变截面涡轮增压器在涡轮内配备有能够改变排气流横截面（开合度）与方向的可变喷嘴。当发动机转速较低，推动涡轮内排气叶片旋转的排气流量不足时，控制可变喷嘴，减小排气流路横截面并让排气对准排气叶片的根部，这样就能够在排气流量较小时旋转较大的涡轮。马自达此前已经在1.5L柴油发动机SKYACTIV-D 1.5上使用过该技术，此次又将其应用到了SKYACTIV-D 2.2上。

SKYACTIV-D 2.2与只有一个涡轮的SKYACTIV-D 1.5不同，根据发动机的不同转数分别设置了两个尺寸不同的涡轮增压器，其中尺寸较大的那个便是可变截面涡轮增压器。使用可变截面涡轮增压器可以将增压特性扩展到发动机的整个转速领域。在提高最大扭矩以及最大输出功率的同时，还可在车速达到100km/h之后实现线性加速。

燃效的提高主要是因为此款发动机采用了与电装共同开发的高响应多孔压电喷油器（Multi-hole piezo injectors），实现了多级快速燃烧。在缩短了燃烧时间的同时，还可将压缩比由原来的14:1提高至14.4:1，提高了燃烧效率。此前马自达为了确保喷射燃料后与空气的混合时间，直到CX-5的发动机都降低了压缩比。而降低压缩比，由压缩而带来的缸内温度上升就会变慢，燃料和空气在缸内均匀混合的时间就会加长。否则，燃料和空气在未充分混合状态下燃烧的话，就容易出现氮氧化物和黑烟颗粒。

高响应多孔压电喷油器

此次改进后的发动机使用高速响应喷油器，短时间内在上止点附近实施多级（最大为6回）燃料喷射，实现一个峰值的连续燃烧，从而缩短燃烧时间，而此前的燃烧过程大致分为点火提前角调整、预燃期、主燃期、后燃期等有多个燃烧峰值，燃烧时间无法缩短。另外，此次改进后的发动机，能够在通常行走时，用高压将燃料微粒化，促进燃料与空气的预混合。通过改进喷油器还能够让燃料和空气更好地预混合，实现理想的燃烧。这样即便缩短了燃料与空气的混合时间，也不会牺牲环境性能。

急速多级燃烧的热波形：以往的燃烧会出现多个燃烧峰值，而此次在短时间内多级喷射从而实现了一个燃烧峰值

改进后的发动机的喷油嘴的最大喷射压和CX-5相同，喷油嘴数量也同为10个，改变的只是喷油嘴阀门开合的快速响应性，同时在通常行驶状态时将喷射压的设定值提高了2～3成。马自达技术人员介绍说，喷油嘴阀门快速开合，可以解决阀门关闭时燃料从阀门滴落的问题，甚至可以把从喷射完燃料到下一次喷射燃料开始的时间间隔接近零，可以比以往以更加细致的时间间隔来设定喷射燃料，使得发动机更加接近理想的燃烧状态。

关于燃效，由于采用了分段半球形燃烧室活塞，减少了冷却损失，冷却水控制阀在寒冷时不放流冷却水，从而加快发动机的暖机速度，减少润滑油的阻力。