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馬自達(dá)6發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的原理
馬自達(dá)6發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的原理誰(shuí)知道
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2017-02-03
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當(dāng)氣門打開和關(guān)閉的時(shí)候,會(huì)放進(jìn)一定的空氣,從而產(chǎn)生共振。很多事情可以產(chǎn)生共振,比如氣門的快速打開和關(guān)閉,或者
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的前后移動(dòng)。例如,當(dāng)一個(gè)進(jìn)氣門關(guān)閉的時(shí)候,它會(huì)將一股壓縮空氣反向回送到進(jìn)氣口。這股空氣在進(jìn)氣口內(nèi)會(huì)發(fā)生反彈,如果正時(shí)控制極佳的話,這股空氣就會(huì)在氣門再次打開的時(shí)候回到進(jìn)氣門里。這種反彈效應(yīng)可以從反彈空氣的慣性中產(chǎn)生高達(dá)7psi的進(jìn)氣壓力——和有些增壓器的效果不相上下。這是另外一種形式的氣門調(diào)諧,其工作原理就是赫爾姆霍茨共振。由于靜態(tài)進(jìn)氣歧管只能在特定的單一轉(zhuǎn)速下達(dá)到最優(yōu)化,所以找到一種可以改變進(jìn)氣口長(zhǎng)度和/或容積的方法將會(huì)帶來(lái)很大的益處。馬自達(dá)2.3升發(fā)動(dòng)機(jī)所使用的樹脂進(jìn)氣歧管設(shè)有一個(gè)可以改變進(jìn)氣管通路容積的氣門,該氣門可以改變慣性進(jìn)氣的共振頻率,在轉(zhuǎn)速4500rpM時(shí)會(huì)發(fā)生不連續(xù)的轉(zhuǎn)換。每一種狀態(tài)都被調(diào)諧為將一股壓力在不同的轉(zhuǎn)速下回送到進(jìn)氣門。兩條進(jìn)氣通路在特定的轉(zhuǎn)速下互相轉(zhuǎn)換,從而在進(jìn)氣口產(chǎn)生類似增壓器的效果。這使得采用可變氣門正時(shí)技術(shù)的馬自達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)可以得到相對(duì)較寬的扭矩范圍,當(dāng)然,還達(dá)不到VTEC發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩范圍。在發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)上,改變和優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)共振是非?;A(chǔ)也是至關(guān)重要的一環(huán),因?yàn)楣舱窨梢允箍諝獾膫鬏斝蚀鬄楦挠^。事實(shí)上,轉(zhuǎn)速高達(dá)9000rpM的RX-8就有一個(gè)三腔的可調(diào)進(jìn)氣門設(shè)計(jì)!馬自達(dá)將其多腔進(jìn)氣門稱為VIS(可變進(jìn)氣系統(tǒng)),不過(guò)人們更經(jīng)常地將其稱之為VLIM(可變長(zhǎng)度進(jìn)氣歧管)??諝獾牧鲃?dòng)性對(duì)于一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)就是一切——發(fā)動(dòng)機(jī)只能通過(guò)使其吸入的氣體燃燒將空氣和燃料轉(zhuǎn)化為功率。由于發(fā)動(dòng)機(jī)使用了靜態(tài)凸輪軸,所以可以通過(guò)犧牲高轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的功率,將發(fā)動(dòng)機(jī)更換為最優(yōu)化后更適合低轉(zhuǎn)速所能產(chǎn)生功率的類型,或者相反,但兩者卻不能兼得。別忘了,一個(gè)靜態(tài)凸輪軸只能在單一轉(zhuǎn)速下達(dá)到最優(yōu)化——如果在轉(zhuǎn)速6000rpm時(shí)最佳,那么在轉(zhuǎn)速2000rpm下發(fā)動(dòng)機(jī)所輸出的扭矩就會(huì)受到影響。 據(jù)說(shuō)馬自達(dá)6發(fā)動(dòng)機(jī)上的較大氣門所帶來(lái)的空氣流動(dòng)性非常不錯(cuò),當(dāng)然這也可以從它們名副其實(shí)的高轉(zhuǎn)速性能上得以證實(shí)。然而,馬自達(dá)卻為了控制兩個(gè)副產(chǎn)品將另外兩種技術(shù)組合進(jìn)來(lái),VTCS和VAD,其結(jié)果反而是降低了這款空氣流動(dòng)非常通暢的發(fā)動(dòng)機(jī)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。 可變渦流控制系統(tǒng)VTCS的設(shè)計(jì)目的是在低轉(zhuǎn)速時(shí)幫助增強(qiáng)排氣性能。氣門將進(jìn)氣通道部分關(guān)閉,從而增加了進(jìn)氣的速度,速度的加快使得進(jìn)入的空氣產(chǎn)生慣性,從而在燃燒室內(nèi)形成渦流,這使得進(jìn)入的空氣可以更充分地跟燃料混合進(jìn)行燃燒。對(duì)于打開程度不是很高的氣門來(lái)說(shuō)進(jìn)氣速度并不是那么重要,不過(guò)別忘了,馬自達(dá)的VVT并不能改變氣門升程。在低轉(zhuǎn)速下,需要使用VTCS來(lái)進(jìn)行彌補(bǔ)。直到轉(zhuǎn)速達(dá)到3750rpm,氣門才會(huì)完全打開。馬自達(dá)聲稱這種技術(shù)的應(yīng)用目的是為了改善排氣性能,而不是扭矩大小??勺冞M(jìn)氣道VAD可以被當(dāng)作位于空氣濾清器前面的第二條進(jìn)氣道,該進(jìn)氣道在高轉(zhuǎn)速下打開。馬自達(dá)6的發(fā)動(dòng)機(jī)氣箱內(nèi)設(shè)有另外一個(gè)安靜的限制性阻尼進(jìn)氣口,當(dāng)轉(zhuǎn)速超過(guò)4500 rpm時(shí),氣箱一側(cè)的第二條空氣通道就會(huì)打開,使空氣經(jīng)過(guò)一條吵鬧的短粗通路進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)。由于使用了VAD,馬自達(dá)6的進(jìn)氣口從來(lái)都不缺少空氣資源,不過(guò)在低轉(zhuǎn)速下發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)比較安靜一些。在馬自達(dá)6上,第二條空氣通道流動(dòng)的空氣同時(shí)也成為了冷卻器的空氣來(lái)源——這些空氣將一直流動(dòng)到駕駛員一側(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)。 至于排氣裝置,4缸發(fā)動(dòng)機(jī)和六缸發(fā)動(dòng)機(jī)也存在很大的差異,所以也應(yīng)該將兩者分開討論。比較明確的是,四缸發(fā)動(dòng)機(jī)是在催化轉(zhuǎn)換器前安裝了4-2-1集氣管,而V6則擁有大量的彎曲變形管,集氣管也位于催化器前。我們將在以后具體討論這個(gè)話題。
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