创驰蓝天项目的开发背景
[汽车之家 科技] 自从去年我拆解了那台2.0L创驰蓝天汽油发动机以后，我便对它的开发背景充满了好奇。这是因为该超高压缩比的汽油发动机并没有“随小排量涡轮增压发动机的大流”，真真正正地在世界范围内创出了一片自己的天地。在这广岛枫叶初见红的季节，我有幸来到日本马自达总部，与被尊称为创驰蓝天发动机之父的人见光夫先生进行面对面的交流。下面请随同我一同来对话著名的人见光夫先生，了解创驰蓝天技术背后不为人知的那些事。
● 人见光夫先生与他心目中的马自达
我与人见光夫先生的会面是在马自达总部的会议室内。第一眼看见人见光夫先生，他表现出的是日本人的那种谦虚有礼的待人接物态度。简单的寒暄过后，便开始了我们的对话。究竟人见先生在开发创驰蓝天汽油发动机时遇到了什么困难？他是如何在保证创驰蓝天汽油发动机动力输出的同时降低油耗的呢？高压缩比带来的爆震问题又是如何解决的？这一切一切都会在下面的对话中为您揭晓。
当我问及他为何选择马自达而不是丰田、本田或者日产的时候，人见先生给予我一个非常质朴的回答：“我是在广岛附近的冈山县出生的，冈山与广岛的距离非常近，从学校毕业后，我打算在汽车行业发展，父母也希望我能找一个离家近的工作，我就是这样进入马自达的。”
● 创驰蓝天是排放法规及经营危机下的破釜沉舟
随着欧洲和美国的排放法规不断升级，马自达如果继续沿用当时的发动机技术将无法满足未来的排放法规升级要求。这是马自达进行全面技术革新的一个重要原因。而面对日益严苛的排放法规，日本的其他车企（如：丰田和本田）均走上了混合动力汽车这条路。丰田更是先知先觉，早在1997年便推出了第一代的普锐斯车型。日本市民非常注重环保，加上混合动力汽车获得较大的税收减免，使得在日本社会存在“唯混合动力环保论”，认为只有混合动力汽车才是环保的汽车，仅搭载内燃机的汽车是老旧的、不环保的汽车。而对于当时拥有20多年发动机开发经验的人见先生来说，混合动力并不是唯一的发展方向，内燃机在热效率上依然有较大的提升潜力。在人见先生的带领下，马自达坚持走改进内燃机的路线，最终取得了创驰蓝天项目的成功。
这个“从零开始”的造车项目，马自达内部叫做“SKY”项目，翻译作中文是“蓝天项目”。蓝天项目对马自达车型进行了全方位的革新，包括技术、设计以及制造工艺等各个方面。此后，创驰蓝天的名称被用于公司所有创新的技术之上。
或许是因为马自达上下一心推出的产品，亦或是马自达的产品力得到了全面的提升，使得马自达在推出创驰蓝天理念后，整个品牌影响力得到极大的强化，让企业真真正正走出了危机的阴霾。人见先生所主导的创驰蓝天发动机的开发也就是在2006年被管理层认可随后展开的。由于管理层对人见先生的信任以及对创驰蓝天发动机技术路线的拥护，即便是公司经营状况不佳，在发动机开发项目经费上也并没有削减。不单止如此，管理层对“SKY”项目其他技术的研发经费也没有削减，可见该项目被寄予了多高的希望 。
创驰蓝天汽油发动机的开发故事
● 实现超高压缩比并没走太多弯路
管理层对于创驰蓝天汽油发动机技术油耗和制造成本较低的优点给予认可。人见先生因此有了充足的资金和人力资源去推进这个项目。其实，在2006年项目敲定之前，人见先生已经对超高压缩比汽油发动机进行过实验性研究，并制作了试验用的发动机。其主要研究目的是通过提高发动机压缩比来提升汽油发动机的热效率。
但从实验结果中，人见先生注意到，当压缩比提高到15:1，扭矩的下降并没有想象中严重。这是因为在火花塞点火之前，混合气已被压燃了，这相当于把实际点火时刻提前了，从而避免了扭矩因为压缩比的提高而进一步下降。
4-2-1排气系统避免了排气干涉现象，让排气更为畅顺了；加上进排气气门正时系统实现的大气门重叠角扫除高温废气，降低气缸内的温度，避免了爆震的发生。同时，气门正时系统也为导入更多新鲜空气作出贡献，提升了发动机功率。而进气门正时调节器控制电机让创驰蓝天汽油发动机在高负载工况下快速切换至压缩比高达14：1的奥托循环，提升了发动机在高负载工况时的燃效。
● 实际油耗更接近理论油耗
创驰蓝天汽油发动机已经是几年前推出的产品了，它的优势在媒体上也已经得到铺天盖地的推广，但真正能说清楚的又有多少？此次能见到人见先生，确实是弄清楚这款发动机优势的好机会。
小排量涡轮增压发动机的特性是在低负荷/扭矩输出工况下拥有较低的油耗，但进入中高负荷/扭矩输出工况后，油耗表现并不理想。而且排量越小的涡轮增压发动机在中高负荷/扭矩输出工况的油耗表现越差。当车速超过30km/h后，发动机便进入中等负荷/扭矩输出工况。此时，创驰蓝天汽油发动机在油耗表现上比小排量涡轮增压发动机更低。上图是1500rpm时的情况，当发动机转速提高到2000rpm，创驰蓝天汽油发动机相比小排量涡轮增压发动机在中高负荷/扭矩输出工况的油耗依然保持同样的优势。这也说明了当车速在60-80km/h时（最高挡位），搭载创驰蓝天发动机的车辆拥有更好的燃油经济性。
在工信部的油耗测试标准下，高尔夫1.4T自动挡车型的综合油耗为5.4L/100km，马自达3 Axela昂克赛拉2.0L自动挡车型的综合油耗为6.2L/100km。1.4L小排量涡轮增压发动机在该测试标准下完胜2.0L创驰蓝天汽油发动机。
人见先生同时提到，创驰蓝天发动机的实际油耗表现与理论油耗是比较接近的。相反，小排量涡轮增压发动机的实际油耗相比理论油耗有15-20%的劣化（即油耗增加15-20%）。这也就从数据上证明了为何小排量涡轮增压发动机的实际油耗偏高的问题。
第二代创驰蓝天汽油发动机
● 创驰蓝天对人见光夫的意义
创驰蓝天汽油发动机的目标油耗达到了人见先生的设计预期。这让他有工作达成的成就感。但热爱追求新鲜事物和寻求刺激的人见先生很快就从创驰蓝天汽油发动机的满足感中走出来了，投入到新的研发项目之中。
在对话中，人见先生也坦率地提到，当时搭载1.3L创驰蓝天汽油发动机的马自达2在实际油耗指标上并没有达到丰田普锐斯的水准，但比起当时混合动力版本的飞度，在实际油耗表现上会更好一些。
用户日常用车时的平均时速一般都会高于30km/h（市区为40-50km/h，郊区为60-70km/h）。在此平均时速下，1.3L创驰蓝天汽油发动机的低油耗性能就体现出来了。再加上在高速巡航时，第二代本田飞度混合动力车型只采用发动机驱动车辆，其上的1.3L LDA发动机在高速巡航时的油耗表现不及1.3L创驰蓝天汽油发动机，导致在实际用车过程中油耗高于马自达2。
● 采用18:1超高压缩比、汽油压燃的第二代创驰蓝天发动机技术
“第一代创驰蓝天汽油发动机实现了与部分混合动力系统相当的油耗水平，并改变了日本社会对于自然吸气发动机的认识。第二代创驰蓝天汽油发动机要实现的目标是与部分纯电动车相当的二氧化碳排放水平（注：这里所说的纯电动车二氧化碳排放是指在现阶段采用非可再生能源发电产生的二氧化碳排放）。”人见先生自信地说道。由于保密原因，人见先生并不能向我们透露太多技术细节，但在我多次的追问下，还是获得了一些我们此前所未曾了解的第二代创驰蓝天汽油发动机概况。
但是，均质燃烧需要燃烧室中的油气混合气是均匀分布的，而缸内直喷发动机的汽油雾化是需要时间，这就导致均质压燃发动机的转速难以提升。第二代创驰蓝天汽油发动机只在中低负荷区实现压缩比为18:1的均质压燃以降低中低负荷区油耗的降低。而高负载区是否沿用第一代创驰蓝天汽油发动机的14:1压缩比（国内调整为13:1），人见先生并没有透漏太多。但从油耗性能图表来看，第二代创驰蓝天汽油发动机高负载油耗比第一代更好。
值得一提的是，由于均质压燃只在部分工况下实施，所以第二代创驰蓝天汽油发动机也是带有火花塞的，以在其他工况实现火花塞点火。除此以外，新的创驰蓝天汽油发动机将沿用现有创驰蓝天发动机的技术及硬件，保证发动机的量产成本在合理的水平之内。对油品要求方面，第二代创驰蓝天汽油发动机的设计目标是让发动机不依赖高标号汽油也能稳定工作，使用低标号汽油仅影响动力输出而不影响发动机的工作稳定性。人见先生表示，由于发动机还处于开发阶段，进入国内是否会降低18:1的压缩比还需要进行更多的测试才能确定，现在暂无定论。据悉，第二代创驰蓝天汽油发动机或将在2018年正式投入市场。
● 油耗更低的新一代转子发动机
在东京车展上，马自达发布了新一代的创驰蓝天转子发动机（英文名称为“SKYACTIV-R”），该发动机采用了双缸转子结构，每个气缸排量为800mL。该发动机还搭配了电动涡轮增压器以及混合动力系统。该新动力总成的最大输出功率为450马力（331千瓦）。
转子发动机的最大特点是在相同的排量下，输出更大的动力，而且体积相对较小，非常适合车身较低、发动机舱容积受限的跑车搭载。这也是转子发动机有别于普通活塞往复运动型内燃机的最大特点和特长所在。搭载全新转子发动机的马自达RX-VISION概念车的量产车型预计将在2018年投入市场，无论从造型设计上还是技术上都相当值得期待。
编辑总结：人见光夫先生将用第二代创驰蓝天汽油发动机发起对纯电动车二氧化碳排放水平的挑战，他能否获得成功，能否再一次提醒世人内燃机的性能还有很大的挖掘潜力，我们拭目以待。（摄/汽车之家 翟元 图/文 汽车之家 常庆林）
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