但是这样做会导致发动机压缩比增加,因为气缸行程加长了。在吸气冲程肯定吸入更多的空气,压缩冲程末端混合气仍然有很高的爆震倾向,所以需要一种设计,在吸气冲程让活塞运行距离更短,吸入有限的气体,然后在做功冲程让活塞运行距离更远,充分利用废气的压力。这个发动机就是我们常说的阿特金森循环发动机。就像上图那样工作。
但是从物理上实现阿特金森循环需要复杂的结构,结构越复杂不稳定因素越多而且成本也越高,所以马自达使用了一个小技巧在使用传统曲柄连杆机构的情况下等效实现了阿特金森循环。那就是通过电控的进气门正时调节机构控制进气门的关闭时间来实现等效的阿特金森循环。
在进气冲程这台压缩比13的发动机活塞下行,吸入13份空气,然后压缩冲程活塞上行,这时候如果进气门关闭的话气缸里就要压缩13份气体,这时候别说92号汽油了,就是95号汽油也够呛,因为压缩比太大了,很容易就会爆震。所以马自达在压缩冲程开始的时候会推迟关闭进气门,活塞上行时会把一部分空气从进气门重新推出去,比如推出去了3份气体后进气门才关闭,这时候气缸里只有10份气体。这不就相当于一台压缩比为10的发动机么,92号油完全可以伺候。然后活塞继续上行,喷油嘴喷油、火花塞点火,混合气的压力推动活塞运行到下止点,本来13份混合气燃烧膨胀的空间拿来给10份混合气燃烧膨胀了,相当于变相提高了10份混合气燃烧的膨胀空间。
所以说马自达13压缩比的发动机使用92号汽油从本质上来说压缩冲程末端实际压缩的混合气体积才是重点。
咱们要弄明白一点,就是为什么我们要用高标号汽油。
这要从发动机排量说起。发动机排量越大,它的动力越强,但是油耗越高、体积越大。那我们如何既不改变发动机排量,又能提升动力呢?
我们现在的四冲程发动机,工作循环是这样的:进气、压缩、(点火)膨胀、排气。气缸容积不变,点火的时候这个压力越大,发动机膨胀的越有劲儿,发动机的动力就会得到提升。
要提高这个压力,一种办法是直接增压(机械增压、涡轮增压),另一个办法就是提高压缩比。但是这个压力如果太大,混合气会在打火之前燃烧,这就是爆震。
爆震会让发动机的循环不可控,这一定要避免。我们想了很多办法,其中一种办法就是使用高标号的汽油:标号越高的汽油,辛烷值越高,抗爆震能力也就越强。
看到这里,我们大体就有个数了,汽油标号跟发动机点火时候的压力有关,而不是跟压缩比有关(当然还有其他的调校)。同样的调校下,9:1的压缩比如果有增压,可能它气缸压力比11:1压缩比的更大。
就是说涡轮增压发动机,虽然压缩比不高,但是点火时候缸内压力更大,更容易发生爆震,所以它可能需要更高标号的汽油。这是一方面。
另一方面,就要说马自达这个创驰蓝天发动机了,它是采用米勒阿特金森循环,这个循环有个显著的特点,就是做功行程大于进气行程,也就是说膨胀比大于压缩比。它是通过膨胀的时候,多推一块多做功,从而达到了动力提升的效果。
虽然马自达宣传自己的压缩比是13:1,但它的实际压缩比可能是11:1。也就是说它这个13:1压缩比的发动机,工作时气缸压力和别人11:1的一样大,那么它也就不需要高标号的汽油了。
这个问题很多大神都回答过,我来分享一下我的理解,主要从发动机燃烧的基本原理来通俗的解释一下,给大家参考。
要说清楚马自达为啥能在高压缩比下仍然使用92汽油,我们先要了解两个概念:爆震和辛烷值。
一、爆震
爆震是点燃式发动机(通常说的汽油机)特有的一种不正常燃烧现象,简单说,点燃式发动机在压缩上止点附近靠火花塞点燃混合气,然后火焰逐渐向汽缸周围传播,点燃所有的混合气,一般称之为扩散燃烧。这个压燃式柴油机通过压缩实现多点同时着火存在根本性的差异。
爆震,通俗的讲就是“我还没点你就着火了”,也就是火焰还未传播到得地方发生了自燃,这会完成非常高的汽缸瞬时压力,轻微的爆震会听到明显的敲击声,俗称为敲缸,英文爆震Knock也是敲击的意思!