Mazda 3《e-SKYACTIV X》壓燃引擎(九)因地制宜很重要、穩定又比性能更重要

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之前已經提到SKYACTIV X引擎必須在非常精確的汽缸溫度與壓力下,才能以壓縮點火最佳狀態運作,否則只能跳回到最普通的火星塞點火模式「打回原形」優勢不在,其實這也意味著SKYACTIV X引擎對於環境的適應能力並沒有很好,包括溫度、濕度、含氧量、汽油品質,因此SKYACTIV X引擎如果想要在台灣上市,就必須在台灣進行長時間測試,不可能偷懶在日本遠端模擬草草了事,這樣會出大事!

▲SKYACTIV X乃是以SKYACTIV G汽油引擎為基礎加以改造的新引擎,成本雖然比SKYACTIV G略高,較為昂貴的部分為機械增壓器、高壓共軌等壓缸內直噴供油系統,但是和柴油引擎比起來SKYACTIV X相對便宜,引擎本體不需要那麼強壯,觸媒也相對便宜,只因SKYACTIV X研發經費高昂與初期產能有限等問題,所以最初的價格並沒有比柴油動力便宜。但經過數年的緩衝與精進,如果Mazda能端出一個漂亮的價格,相信許多消費者都願意買單。

Mazda Taiwan成軍後在台灣踢到的第一塊鐵板就是「低壓縮比2.2升柴油引擎」事件,確實將Mazda工程師嚇個半死,除了這具柴油引擎多處仍須改良之外,在地的燃油品質也相當重要。在此所說的「燃油品質」並非完全指著辛烷值或是十六烷值精確與否,還有一個相當重要的關鍵,那就是燃油品質是否穩定。

姑且不論台灣的汽油品質98是不是真的98、95是不是真的95,畢竟高辛烷值汽油不利於壓縮點火原理(98汽油不容易爆震也意味不容易被點燃),所以SKYACTIV X引擎對於辛烷值並沒有那麼挑剔,但是汽油的辛烷值如果會「浮動」變來變去,那麼SKYACTIV X引擎就有可能吃不消!

此外,使用中油、台塑不同品牌的汽油開起來的感覺都一樣?個人就覺得不一樣!難道Mazda不需要全面測試一下嗎?

雖然說SKYACTIV X引擎具備米勒循環設計可以降低進氣過程之壓縮比,而且可以做到無段微調之境界,但是在壓縮點火狀態下,SKYACTIV X引擎必須以最大壓縮比運作,確保壓縮點火不會失敗,此時並沒有太大的調整空間,只能藉由空燃比與點火正時小幅度修正。

如果再加上環境因素,在地測試與調校工程就顯得非常重要。台灣夏季溫度偏高,濕度也相對高,而且地形高低落差大,日本的高山數量與海拔難以和台灣相比,總不可能讓SKYACTIV X引擎只能在平地運作卻不能上武嶺,消費者鐵定會翻臉!所以台灣在地的環境測試工程不容小覷,花費的時間也不在話下,加上今日的SKYACTIV X引擎調校絕對又比初期更好,所以SKYACTIV X引擎未能在數年前市售化第一時間導入台灣並不意外,未經完整測試直接引進風險豈止是極高而已,根本就是「穩死」!

更何況當時的SKYACTIV X車款售價偏高並不親民,台灣又沒有高額的燃料稅、碳稅、進城稅…鼓勵消費者添購節能環保車款,加上台灣油價不高、車主平均行駛里程不長,如此一來最初的SKYACTIV X引擎對消費者來說缺乏誘因。

因為SKYACTIV X引擎上市前,必須在當地道路測試很長一段時間,包括最極端的溫差(季節、緯度、高度)與氣壓(平地與高海拔)通通都要考慮到,因牽扯到季節問題,所以測試時間半年跑不掉。此外Mazda研發團隊不像VW集團或雙B品牌那麼龐大,難以將好幾組人與車送到世界各個角落,進行完整的氣候測試,像是沙漠、高山、極地等,所以SKYACTIV X引擎普及化就只能慢慢推展急不得。

加上Mazda初期對於SKYACTIV X引擎的設定顯得極端,深怕發生死火問題,於是最初的壓縮比調校偏高,寧可「矯枉過正」也不願發生燃燒室溫度不夠高、無法壓縮點火的窘境。但是壓縮比太高會發生一種窘境,那就是空氣壓縮阻力偏大,會拉低引擎運轉效率,扭力輸出下滑、油門反應變差、油耗成績不佳、高轉速上不去。是的,初期的SKYACTIV X引擎確實有這方面的問題。

試想,目前直噴渦輪增壓引擎最高壓縮比也不過12.5:1,再高就要爆震啦!只有Nissan的可變壓縮比引擎可以達到14.0:1。那麼同樣具備增壓設計的SKYACTIV-X引擎初期設定高達16.3:1難道不算高嗎?

▲此為Mazda專利米勒循環系統,看起來和一般引擎所使用的奧圖循環並沒有差異,關鍵僅在於「進氣汽門延遲關閉」這項設計,在壓縮過程中可以將部分空氣擠回進氣歧管,達到「低壓縮比、高膨脹比」的節能目的,同時抑制爆震現象,加上可變汽門正時機構之後,就能精確調整壓縮比,不過調整範圍當然不會太廣,不然Nissan就不需要另外設計可變壓縮比引擎。Toyota、Honda的Hybrid引擎都有此一設計,只是T家與H家都稱之為阿金森循環,正確名稱應該是米勒循環,真正的阿金森循環引擎非常複雜,不是長這樣。至於VW集團新世代直噴渦輪引擎也有類似設計,只是從進氣汽門「延遲」關閉改成~進氣汽門「提前」關閉而已,功能與效能其實差不多,戲法人人會變、巧妙各有不同,但說穿了就是要避開專利問題。

壓縮比太高也會增加調校上的難度,許多狀況都要仰賴米勒循環系統進行降壓動作,簡單說就是增壓與降壓動作過於頻繁,不只是耗能、做白功,調校更是費時,還會增加機件磨損程度。所以目前的SKYACTIV-X引擎壓縮比調降為15.0:1,而且HCCI壓縮點火轉速區域更廣,達到1000~5000rpm的範圍,顯然比昔日的1000~4000RPM更節能。

再次強調SKYACTIV X引擎還有進步空間,但傳統汽油引擎研發則是達到瓶頸,因此各車廠紛紛宣布終止新引擎研發就是這個道理~傳統內燃機已經走到盡頭了!除非砍掉重練,但不符和投資成本效益,不如將經費與精力集中在電動車身上。

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(九) 因地制宜很重要、穩定又比性能更重要

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(十一) 此時此刻在台銷售是哪招?高招!

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(十三) 怎麼開才能達到省油又有力的狀態?

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