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馬自達(dá)SKYACTIV-G 2.5T直列四缸渦輪增壓發(fā)動機(jī)技術(shù)介紹

2021-03-11 20:36:06·  來源：汽車動力總成  作者：動力哥  
　
馬自達(dá)SKYACTIV-G 2.5T直列四渦輪增壓發(fā)動機(jī)，這是SKYACTIV系列中的第一款汽油渦輪增壓發(fā)動機(jī)，其增壓規(guī)格基于PY-VPR，最大輸出138kW / 5700rpm，最大扭矩250Nm / 3250rpm。該發(fā)動機(jī)采用了4-2-1長路徑排氣系統(tǒng)、缸內(nèi)直噴技術(shù)、6孔高壓噴油、動態(tài)壓力可變渦輪
馬自達(dá)SKYACTIV-G 2.5T直列四渦輪增壓發(fā)動機(jī)，這是SKYACTIV系列中的第一款汽油渦輪增壓發(fā)動機(jī)，其增壓規(guī)格基于PY-VPR，最大輸出138kW / 5700rpm，最大扭矩250Nm / 3250rpm。該發(fā)動機(jī)采用了4-2-1長路徑排氣系統(tǒng)、缸內(nèi)直噴技術(shù)、6孔高壓噴油、動態(tài)壓力可變渦輪增壓系統(tǒng)、氣缸休止和新型熱管理控制等核心技術(shù)，改善摩擦損失、泵氣損失和輕量化設(shè)計，進(jìn)一步提高效率。

01、SKYACTIV-G 2.5T發(fā)動機(jī)基本參數(shù)
 
02、SKYACTIV-G 2.5T發(fā)動機(jī)關(guān)鍵技術(shù)
 
1、4-2-1長路徑排氣系統(tǒng)：以傳統(tǒng)直列四缸引擎來講，若排氣路徑過短，從第三個氣缸排氣閥排出的高壓排氣壓力波會進(jìn)入已完成排氣沖程、即將開始吸氣沖程的第一個氣缸。這就造成了已排出的氣體再次進(jìn)入燃燒室，使得高溫殘留氣體過多，，這樣對缸內(nèi)氣體的溫度有影響，容易產(chǎn)生爆燃，也會導(dǎo)致氣缸內(nèi)混入廢氣。
 

爆震發(fā)生的主要原因是殘留氣體，減少殘留氣體的方法之一就是使用4-2-1排氣系統(tǒng)（把1號氣缸和4號氣缸的排氣管先并在一起，同樣把2號氣缸和3號氣缸的排氣管也并在一起，最后，把這兩個管子再并成一根排氣管，就形成了4-2-1排氣管。這樣，等于把會產(chǎn)生干擾的1-3缸和2-4缸給隔離開了）。不過，4-2-1排氣系統(tǒng)延長排氣路徑，使得高壓氣體會花費更多時間到達(dá)其他汽缸，以減少排氣殘留的機(jī)會。但加長的路徑使排氣溫度下降，延緩催化時間。所以工程師在確保穩(wěn)定燃燒的前提下，延遲點火時間以保持排氣溫度。另外，為了提高常用區(qū)域的扭矩，通常需要配置超過600mm以上的管長，為節(jié)省空間，而采用了環(huán)狀排氣管。

 
2、缸內(nèi)直噴、6孔高壓噴油技術(shù)：采用缸內(nèi)直噴技術(shù)可以增強(qiáng)空氣流動、加大噴射壓力，進(jìn)一步提高汽油機(jī)熱效率與降低汽油機(jī)排放。6孔高壓噴油改善了噴射性能，產(chǎn)生更均勻、流動性更強(qiáng)的氣體。同時對活塞冠面的形狀進(jìn)行調(diào)整，壓縮比從13調(diào)整到10.5。高增壓下為了讓燃燒室內(nèi)的氣體流動和2.5L自然吸氣保持一致，對氣缸蓋中的進(jìn)氣門上端面進(jìn)行切除，強(qiáng)化了進(jìn)氣指向性流動，氣門下端也對邊緣進(jìn)行特殊工藝讓氣缸內(nèi)的滾流比提高了12%。
 
 
3、可變排量機(jī)油泵：可變排量機(jī)油泵能夠根據(jù)發(fā)動機(jī)潤滑和冷卻需求調(diào)整泵油量，主動控制使機(jī)油流和壓力滿足發(fā)動機(jī)需求，從而消除過量機(jī)油流并降低發(fā)動機(jī)曲軸上的負(fù)載，以便節(jié)省燃油。與之前2段式可變機(jī)油泵相比，最大工作流量增加了75%。
 
 
4、水套墊片：發(fā)動機(jī)的設(shè)計采用了優(yōu)化的氣缸套水套和樹脂水套墊片，通過插入了墊片，控制氣缸襯墊周圍的冷卻水量和流速。水套指汽缸體和汽缸蓋的內(nèi)外殼間之空間，冷卻液即在其間循環(huán)，水套的作用是將發(fā)動機(jī)燃燒室和缸體內(nèi)壁的溫度通過熱傳導(dǎo)將熱能轉(zhuǎn)移到冷卻液由于液體是可流動的經(jīng)過水泵循環(huán)到散熱器由散熱器通過外界空氣的流動給冷卻液散熱，再由散過熱冷卻液循環(huán)到發(fā)動機(jī)水套接收發(fā)動機(jī)工作時產(chǎn)生的熱量，安裝墊片，可以使冷卻液在氣缸頂部附近更密集的循環(huán)，從而改善散熱并有助于熱負(fù)荷均勻分配。
 
 
5、動態(tài)壓力可變渦輪增壓系統(tǒng)：這臺2.5T發(fā)動機(jī)還搭載了馬自達(dá)的獨門技術(shù)——動態(tài)壓力可變渦輪增壓系統(tǒng)（Dynamic Pressure Turbo），這套系統(tǒng)能夠結(jié)合排氣的脈沖情況與駕駛條件進(jìn)行變化，在低轉(zhuǎn)速區(qū)域，利用排氣壓力脈沖振幅，獲得氣缸掃氣效果并同時得到較高的渦輪驅(qū)動力，在高轉(zhuǎn)速區(qū)域，降低脈沖振幅，讓渦輪在高效區(qū)域工作。實現(xiàn)與大排量自然吸氣發(fā)動機(jī)同等的加速響應(yīng)性。這項技術(shù)其實是將排氣管分成粗細(xì)兩根流路，在粗流路上設(shè)置閥門。這樣在低轉(zhuǎn)速時，可以關(guān)閉閥門，只有細(xì)流路工作，這樣可以增加空氣流速，加速帶動渦輪。
 
 
 
低溫EGR系統(tǒng)：廢氣再循環(huán)系統(tǒng)(Exhaust Gas Recirculation)簡稱EGR，是將發(fā)動機(jī)產(chǎn)生廢氣的一小部分導(dǎo)入進(jìn)氣側(cè)再度燃燒。再循環(huán)廢氣由于具有惰性將會延緩燃燒過程，也就是說燃燒速度將會放慢從而導(dǎo)致燃燒室中的壓力形成過程放慢，這就是氮氧化合物會減少的主要原因。另外，提高廢氣再循環(huán)率會使總的廢氣流量(mass flow) 減少，因此廢氣排放中總的污染物輸出量將會相對減少。EGR系統(tǒng)的任務(wù)就是使廢氣的再循環(huán)量在每一個工作點都達(dá)到最佳狀況，從而使燃燒過程始終處于最理想的情況，最終保證排放物中的污染成份最低。
 
 
 
注：文章中引用的圖片來源網(wǎng)絡(luò)
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