為什麼有些發動機使用高規格汽油?有人說是因為渦輪增壓和高壓縮比,但這還是片面的,仔細調查後發現,雖然馬自達的空中發動機具有超過13的壓縮比,但可以放心使用92號汽油,奔馳M133發動機(A45AMG上的發動機)僅壓縮比8.6就必須使用95號以上的汽油。
我們可以這樣想,汽油的編號表示辛烷值,而辛烷值影響汽油汽缸內的衝擊,什麼樣的原因會引起爆炸?其中最重要的是溫度,另外,活塞的設計、噴嘴的位置等,這樣看來,汽缸的工作溫度是決定使用什麼樣的號汽油的根本原因。
其實每一個發動機製造商都在煩惱汽油的誕生,這是阻礙汽油發動機發展的最大障礙,馬自達最新的壓燃技術(SPCCI)也使用了火花塞,並且,工作狀況並不是使用SPCCI的點火方式,當然,簡單地降低汽缸內的溫度並不是難事,但是可以犧牲動力和熱效率,特別是在今天,環境保護是不可能的。
這兩個是冷卻EGR(排氣再循環裝置),這個裝置將一部分排氣氣體再次注入汽缸中燃燒,優點是降低發動機的泵氣損失,提高熱效率,同時減少氮氧化合物的排放,但是,如果將灼熱的排氣氣體注入汽缸,汽缸內的溫度一定會上升,引起爆炸和異常點火,為了解決這個問題,通過優化排氣系統,使廢氣通過更長的管道冷卻,再回到汽缸裡,汽缸內的溫度就不會大幅增加。
首先,關於馬自達,如之前所述,天空天使的引擎有很高的壓縮比,但是只需要92號汽油,馬自達的方法是通過調整閥門的相位,使膨脹比大於壓縮比,簡單來說,當活塞進氣時,會進行壓縮,一部分空氣從吸氣門飛出來,氣缸內自然溫度降低。
馬自達方案也不完美,在高旋轉區間會對吸氣效率產生很大影響,從而削減發動機的爆發力,如何保證高轉速區間的動力,日產工程師想到了可變壓縮比的方法,也就是我們熟知的VC-Turbo,曲柄和活塞之間安裝有機械機構,根據情況,可以調整壓縮比,發動機的低旋轉,低負荷的情況下,汽缸內的溫度低,所以採用高壓縮率,提高油耗,高旋轉、高負荷的情況下,降低壓縮比,抑制截擊發生。
要說降溫,首先應該想到水,寶馬缸內溫度已降低,寶馬 M4GTS採用了水噴射系統,原理和前面提到的汽油直噴是一樣的,應用潛熱效果,通過液體氣化來保持熱量。
只需降低汽油的溫度,就可噴更多的油,提高油耗,汽油的汽化熱(氣化所需熱量)較低,約330kj/kg,相比之下,降低水溫度的效果更好,氣化熱是汽油的7倍,約2300kj/kg,但是,這種方法也有麻煩,首先總是加水,而且不是隨便加自來水。