马自达6动力篇:2.5升MZR是上一代2.3升扩缸而得

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马自达 6睿翼与大多数中级轿车一样配备了两款排量的发动机配置。入门版车型搭载排量为2.0升直列四缸MZR发动机,高配主力车型则搭载2.5升MZR发动机。其中2.0升发动机从第一代车型上沿用,经过调校后动力输出有所提升。新加入的2.5升MZR发动机则是替代原来用于马自达6车型的2.3升发动机,这款马自达最新开发的2.5升MZR发动机在扭矩输出性能上有不小的提升,同时与福特 蒙迪欧致胜所搭载的2.3升发动机拉开技术差距。
技术详解马自达MZR发动机
作为目前马自达直列四缸汽油机的主力机型MZR系列发动机的亮点在于完善的进排气系统优化和全面的机体轻量化设计。马自达MZR系列发动机全线采用了S-VT可变气门正时控制,以保证发动机在不同工况下,合理控制进气门的开启和关闭时间,使发动机的混合气最佳,进而保证发动机缸内良好的混合气燃烧状况。通过S-VT可变气门正时控制的调节,MZR发动机在常规转速范围内,可以提供最大扭矩的90%;ETC电子节气门控制, 以保证发动机在各种油门需求下,响应速度快,进气控制精准。
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图1:马自达6睿翼与大多数中级轿车一样配备了两款排量的发动机配置。入门版车型搭载排量为2.0升直列四缸MZR发动机,高配主力车型则搭载2.5升MZR发动机。
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图2:马自达MZR系列发动机全线采用了S-VT可变气门正时控制,以保证发动机在不同工况下,合理控制进气门的开启和关闭时间,进而保证发动机缸内良好的混合气燃烧状况。
除此之外,马自达称之为3V结构的VIS可变进气歧管系统,VTCS可变涡流控制系统,VAD可变进气道系统也都出现在MZR系列发动机上。3V结构是马自达在进气系统上值得骄傲的成就。VIS可变进气歧管系统不需要太多介绍,不少车型的发动机都配置这一系统。值得一提的是,马自达MZR发动机中配置的VTCS可变涡流控制系统,它的功能有些类似于欧宝 开发的Twinport技术,这项技术可以通过节流门的控制,使发动机在不同工况下的进气形成不同的“进气涡流”,使由喷油器喷出的雾状燃油与空气更好的混合,保证燃烧最充分。当发动机转速超过3750RPM时,VTCS阀门的开度则完全打开,进气管的截面积也达到最大。当发动机高转速大功率输出时,VAD可变进气道则会开始介入,通过新开一条进气通路起到加大进气道截面积的作用,最大程度地保证发动机空气量的需求充分发挥发动机的动力性能。由此可见:马自达3V结构配合电子节气门(ETC)控制和可变进气控制(S-VT),使得MZR发动机在各种工况下,可以保证发动机的最大功率并降低燃油消耗和尾气排放。
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图3:马自达MZR发动机中配置的VTCS可变涡流控制系统,这项技术可以通过节流门的控制,使发动机在不同工况下的进气形成不同的“进气涡流”,保证燃烧最充分。
马自达在进气系统的成就还体现在了MZR发动机的进气歧管的设计与制造中。MZR发动机使用的是塑钢等长进气歧管。这种由非金属材料制作的管道内部比铝合金歧管更光滑,可以获得更小的进气阻力,因而进气效率较铝合金歧管有很大的提升。在结构设计上,由于使用了等长歧管,可以保证四个气缸的进气速度一致,使得缸内作功平衡达到最理想状态。
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图4:MZR系列发动机全线使用了轻量化铝合金活塞。由于活塞具有石墨涂层和耐磨的铸铁缸套,因此运动部件的抗磨性大大增强
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图5:MZR发动机使用的是塑钢等长进气歧管。这种由非金属材料制作的管道内部比铝合金歧管更光滑,可以获得更小的进气阻力。
大量铝合金材质的应用使得马自达MZR发动机在机体轻量化上更进一步,除了使用铝合金缸盖和铝合金缸体以外,MZR系列发动机还全线使用了轻量化铝合金活塞。由于活塞具有石墨涂层和耐磨的铸铁缸套,因此运动部件的抗磨性大大增强,并且同时也降低了发动机运转时的噪音。另外,轻质的铝合金油底壳不仅降低了发动机的重量还全无锈蚀的烦恼。
揭秘:为何增大排量,功率却没有显著提升?
在发动机型号和动力调校上,国产版新马自达6与在欧洲市场上市的新马自达6保持一致。即将进入中国市场的新马自达6将搭载2.0升和2.5升MZR发动机。其中2.0升MZR发动机可以发出108kW的最大功率和184Nm的最大扭矩,而2.5升发动机则可以达到125kW的最大功率和225Nm的最大扭矩。
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图6:在发动机型号和动力调校上,国产版新马自达6与在欧洲市场上市的新马自达6保持一致。入门级车型搭载2.0升发动机,可以发出108kW的最大功率和184Nm的最大扭矩。
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图7:新加入的2.5升MZR发动机是在上一代车型所采用的2.3升发动机基础上扩缸而得,主要改进在于是加大了缸径和冲程,并改善了进排气系统。
新加入的2.5升MZR发动机是在上一代车型所采用的2.3升发动机基础上扩缸而得,主要改进在于是加大了缸径和冲程,并改善了进排气系统。动力输出方面,这款新发动机的最大功率仅相比2.3升发动机提高了4kW,但是最大扭矩却提升了22Nm。从性能表现来看,所扩大的0.2升排量所带来的是低速下更加强大的扭矩输出,反而在高速下的作用并不是很明显。为何增加了排量,最大功率却没有显著提升呢?这一秘密便在于此次扩缸后所改变的汽缸的几何尺寸。
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图8:马自达在开发2.5升MZR发动机时进一步加大了冲程,提升了扭矩输出性能。因此新发动机最大扭矩提升10%便是这一设计最直接的表现。
原有的2.3升MZR发动机缸径冲程比为0.93,属于小缸径长冲程发动机,如此设计的结果可以使峰值扭矩出现的转速降低。因为活塞每在汽缸内运行一次的冲程较长,因此产生的动力加速度也就较高,扭矩也就容易变大。一般来说,采取小缸径×长冲程设计的发动机,它的属性就是更有利于起步加速,而缺点是由于冲程较长,每次冲程的动能都较大,极限转速将会受到限制。马自达在开发2.5升MZR发动机时并没有增加太多缸径,而是进一步加大了冲程,因此2.5升MZR发动机缸径冲程比为0.89,再次提升了扭矩输出性能。因此最大扭矩提升10%便是这一设计最直接的表现。
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图9:国产版2.5升排量的新马自达6与欧洲和美国市场一样匹配的是六速手动变速箱和五速自动变速箱。不过搭载六速手动变速箱的2.5升新马自达6油耗反而高于搭载五速自动变速箱的车型。
变速箱方面,国产版2.5升排量的新马自达6与欧洲和美国市场一样匹配的是六速手动变速箱和五速自动变速箱。不过有趣的是,在美国EPA油耗测试中,搭载六速手动变速箱的2.5升新马自达6油耗反而高于搭载五速自动变速箱的车型,其中手动版新马自达6(搭载2.5升马自达MZR直列四缸发动机和六速手动变速器)在城市工况下可以达到20英里/加仑(折合11.7升/百公里),高速工况可以达到29英里/加仑(折合8.1升/百公里)。而自动版新马自达6(搭载2.5升马自达MZR直列四缸发动机和五速自动变速器)在城市工况下可以达到21英里/加仑(折合11.2升/百公里),高速工况可以达到29英里/加仑(折合7.8升/百公里)。由此可见,尽管新马自达6所匹配的自动变速箱比手动变速箱少了一个档位,但是自动变速箱第五档较低的超速档和较小的主减速比为低油耗创造了条件。
(睿翼2.5升版本是没有手动挡的,不然我可能会选择)