首先,我们需要明确什么是压缩比。压缩比是指活塞在气缸内来回运动时,气缸内空气从常态体积被压缩到最小体积的比例。
关键点在于,马自达与大众的发动机设计存在显著差异。马自达发动机采用了“阿特金森循环”,而大众则使用了传统的“奥托循环”。这两种循环有着明显的不同。
在传统的奥托循环中,压缩行程与膨胀行程是等长的。这意味着,发动机吸入多少空气,就会做多少功。这种循环的特点是:进气行程等于做功行程。
而阿特金森循环则有所不同,它的吸气行程短于做功行程,这样可以更充分地利用排气能量,提高效率。然而,这种循环在低转速时扭矩较小,因此主要应用在需要恒定输出的场合,如船用发动机或电厂发电机。
马自达采用的实际上是“米勒循环”,这是对阿特金森循环的一种变通设计。在米勒循环中,关键部件是气门室里的凸轮轴。通过调整进气端的凸轮轴,马自达能够在压缩行程的早期将部分空气排出,从而在压缩行程后期实现较低的实际压缩比(约10:1)。
尽管如此,马自达在宣传时仍然使用了整个做功行程的高压缩比(13:1)作为发动机的压缩比,从而达到让人惊叹的效果。
然而,米勒循环仍然存在低扭不足的问题。因此,马自达的发动机虽然拥有优秀的变速箱,但在加速性能上仍不及同级别其他车辆。为了解决这一问题,丰田在混合动力系统中巧妙地利用了米勒循环的特性,通过电机弥补低扭不足,实现了高效的动力输出。
大众则通过双循环技术,即米勒循环和奥托循环的无缝切换,提高了发动机的灵活性。在低负载情况下,使用米勒循环以提高燃油经济性;而在高负载情况下,切换到奥托循环以提供更强的动力。由于涡轮增压技术的加持,大众的缸内实际压缩比较高,因此对汽油标号的要求也较高。
日产则通过曲轴设计实现可变压缩比,这种方式虽然提高了灵活性,但增加了复杂性和成本。
综上所述,马自达的高压缩比发动机能够使用低标号汽油而不引发爆震,主要是因为米勒循环的设计。而大众则通过双循环技术提高了发动机的灵活性,从而对汽油标号有更高的要求。
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