● 獨特的4-2-1排氣歧管
說完創(chuàng)馳藍天汽油發(fā)動機的氣門正時機構是如何實現(xiàn)發(fā)動機奧托循環(huán)與米勒循環(huán)切換的。下面我們就要研究一下該發(fā)動機在實現(xiàn)13:1超高壓縮比時是如何盡量避免爆震現(xiàn)象發(fā)生的？個中秘密就在于一種稱為“4-2-1排氣歧管”的零部件。4-2-1排氣歧管在民用汽車上似乎說得不多，但是在改裝車上則是再普通不過的技術了。最顯著的功效就是抑制排氣干涉，提升氣缸排出廢氣的效率，能增強發(fā)動機低轉扭矩輸出。
從上圖中可以看到，如果采用4-1排氣歧管的話，在2000-8000rpm的工作范圍內(nèi)，排氣行程相鄰的兩個氣缸的排氣壓力會相互干涉，導致廢氣殘留量的增加，氣缸溫度上升，高溫導致混合氣被提前點燃，就產(chǎn)生爆震了。而采用4-2-1排氣歧管后則能避免上述干涉現(xiàn)象，從而緩解了發(fā)動機爆震現(xiàn)象。
為增強“掃氣”效果，發(fā)動機的進排氣門重疊角需要足夠大，以排干凈燃燒后的廢氣。但進排氣門重疊角增大遇上排氣干涉現(xiàn)象，就不能保證良好的“掃氣”效果了。因為來自其他氣缸的排氣高壓波會影響相鄰氣缸的排氣節(jié)奏，增大了爆震幾率。上面提到的4-2-1排氣歧管就能很好解決排氣干涉的問題，從而使得用普通汽油實現(xiàn)13:1超高壓縮比成為可能。
『氣門重疊角就是在排氣行程末尾，進排氣門同時打開的那段時間，曲軸轉過的角度』
值得注意的是，過去采用歧管噴射的自然吸氣發(fā)動機，如果進排氣門重疊角設置得太大，而配氣相位設置不合理，便會導致在“掃氣”過程中含有汽油的新鮮混合氣白白進入到排氣歧管，增加了油耗。而馬自達創(chuàng)馳藍天汽油發(fā)動機是一款直噴發(fā)動機，噴油發(fā)生在發(fā)動機壓縮行程。也就是說，排氣行程中用于“掃氣”的是來自于進氣門取之不竭的新鮮空氣！所以馬自達在設置該發(fā)動機的氣門重疊角的時候，只需保證“掃氣的效果”，而無需考慮燃油的浪費。
4-2-1排氣歧管的弊端：
解決了13:1高壓縮比的問題，咱們現(xiàn)在來討論下排放問題。汽車上的三元催化器必須達到400-800攝氏度才能高效地把汽車尾氣轉化為對環(huán)境無害的氣體。所以如何讓三元催化器快速升溫，降低暖機工況下的尾氣排放，是所有汽油發(fā)動機所必須考慮的問題。
創(chuàng)馳藍天汽油發(fā)動機現(xiàn)在滿足歐VI（國VI）的排放標準。但該發(fā)動機過長的排氣歧管必然導致三元催化器溫度提升較慢。工程師通過在冷車怠速階段采用排氣溫度較高的奧托循環(huán)，推遲點火時間以及提高怠速轉速，保證了三元催化器能快速達到最適工作溫度，減少了排放。很顯然，該發(fā)動機在冷車怠速階段油耗會相對較高。對于發(fā)動機排放最高能達到什么標準的問題，日本的工程師并未給予確切的回應。
編輯認為，鑒于創(chuàng)馳藍天發(fā)動機4-2-1排氣歧管相對較長的固有特征，像一些新型發(fā)動機那樣采用靠近排氣歧管的三元催化器來提升暖機工況的排放標準是不可能的了。為進一步降低暖機工況下的HC排放，馬自達只能尋求新型催化器或其他技術手段。歐VII排放標準預計在2018-2020年間開始強制實施，馬自達能拿出什么樣的對策，我們拭目而待！