馬自達為何堅持自吸?

通常來說,一臺車的動力水平是由車輛定位決定的。買菜代步車,動力夠用就行了。而對操控有一定追求的運動型車,則少不了在動力上下一番功夫,至少要為駕駛者提供一個能分泌腎上腺素的加速能力。這就好比沒人會在蒸饅頭時放花椒大料,但燉紅燒肉卻不得不放一樣,前者只負責充飢,後者更多是為了滿足味蕾需求。

馬自達為何堅持自吸?

不過有著“東瀛寶馬”稱號,十分在乎車輛操控感受的馬自達卻並不符合上述這套理論。並不澎湃的發動機馬力,使它目前在售所有車型的破百成績都很難跑進8秒大關,而原因就是馬自達在國內只提供自然吸氣形式的發動機。那麼曾經能造出轉子+渦輪的馬自達,為何現在非得“吊死”在自吸這棵樹上呢?

馬自達為何堅持自吸?
馬自達為何堅持自吸?

要想搞清楚馬自達現在為何如此忠誠於自吸引擎,咱們首先還得看看自然吸氣引擎相比渦輪增壓引擎所具備的天然優勢。

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實際上,自然吸氣發動機相比渦輪增壓來說,最大的優勢就是油門響應要更快。其中油門響應指的是,當你踩下油門後,車輛需要多長時間才可以釋放發動機的最大動力。而在這一點上,自然吸氣發動機具有著得天獨厚的優勢。

馬自達為何堅持自吸?
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看到這,可能一些小排量渦輪增壓車主就會提出質疑了:“我的渦輪車油門響應也很快啊,只需要踩下油門,變速箱一降擋,動力就爆發出來了”。但實際上,自吸引擎相對渦輪引擎的響應快,指的是發動機的扭矩響應時間。那麼扭矩響應時間指的是什麼呢?

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簡單來說,扭矩響應時間就是當你踩下地板油後,發動機需要多久可以爆發出當前轉速下的最大馬力。而在這一點上,自然吸氣發動機由於吸入空氣是依靠活塞向下運動來實現的,因此從理論上來說,空氣從發動機節氣門進入到缸體內的時間,就是發動機爆發出最大扭矩的時長。一般情況下,自吸引擎的最大扭矩響應普遍在150毫秒左右。

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反觀渦輪增壓發動機,由於爆發最大扭矩的前提是排氣一端的渦輪必須先達到高速旋轉,然後才能帶動同軸的進氣端葉片旋轉,增大進氣量。而這一套動作下來,根據當前轉速的高低,少則0.5秒,多則2秒以上。所以當你踩下地板油後,渦輪增壓引擎的扭矩響應時間顯然是要更長的。同時對於人類駕駛員來說,0.5秒的動力響應延遲也是絕對能感受出來的。

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如此看來,要想彌補渦輪車扭矩響應慢的問題,就必須透過提高轉速,增大排氣量的方式來減少把渦輪吹滿所需的時間。可即使這樣,渦輪發動機過長的進氣路徑以及複雜的加壓流程還是讓它無法真正媲美自吸引擎。所以渦輪車的油門踏板並不能像自吸車那樣跟腳、靈敏。

馬自達為何堅持自吸?
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紅:功率 藍:扭矩

為了減輕渦輪遲滯問題,如今的車企普遍都用上了慣量更小的小尺寸渦輪。雖說這種小慣量渦輪更容易被吹動,在很低的轉速下就能提供發動機最大扭矩。但其較小的渦輪口徑,在高速時同樣也會影響到出氣效率。最終導致發動機轉速越高,扭矩反而大幅下降的問題(如上圖粉色區域)。

馬自達為何堅持自吸?

這時根據發動機馬力=扭矩x發動機轉速的公式就可以推算出,轉速提高但扭矩下降會很容易讓渦輪機在高轉速下出現“功率平原”。也就是發動機的馬力並不會隨著轉速的提高而提高,反倒會像上圖紅底的4700轉到5300轉區間一樣,呈現出馬力完全相同的狀態。這樣一來,渦輪車在實際駕駛中,就不能因為轉速的提高而獲得更好的動力表現,甚至還會受到風阻的影響,出現轉速(車速)越高提速越無力的情況。

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豐田GT86馬力圖

而自然吸氣發動機就完全不會有這樣的問題了,只要進氣歧管、氣門彈簧設計合理,發動機的馬力就都會隨著轉速的增長而增長,並且最大功率點也都會在發動機的紅線附近。所以相比起渦輪機平直的功率曲線來說,動力輸出與發動機轉速成正比的自吸引擎顯然可以帶來更加線性的加速感受。

馬自達為何堅持自吸?
馬自達為何堅持自吸?

綜合動力響應優勢以及動力線性優勢後,大家應該就能領悟到馬自達的終極優勢--人馬一體了。無論你何時踩下油門踏板,用何種方式進行提速,這匹馬都會幾乎零延時,並分毫不差地實現“主人”的指令。你先淺後深地踩踏油門,它就會從弱漸強的去加速。你腳下深一寸,它就會將多一寸的動力給到你。更喜人的是,這種高度的一致性並不僅僅停留在體感層面,而且還能在聽感層面達到完美的契合,一寸深一寸音,輕踩悅耳,深踩動人,這種人車合一、人馬一體的愉悅感,可不是渦輪之輩能比擬的。

馬自達為何堅持自吸?
馬自達為何堅持自吸?

透過上文的介紹可以發現,自然吸氣發動機能統治汽車發展的前100年絕對是憑實力做到的。可既然自然吸氣發動機如此優秀,那各大廠家為何又在進入21世紀後紛紛轉投渦輪增壓陣營了呢?這時就不得不來介紹一下自然吸氣發動機的缺點了。

馬自達為何堅持自吸?
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道奇8.4L V10

如果不是兜裡拮据,應該沒人會拒絕更好的動力吧?對於自吸發動機而言,提高動力最高效的方法無非就是堆砌排量,或者將發動機設計成高轉速取向。但在環保主義的浪潮下, 這兩個最有效的方式卻被直接判了死刑。而不大的排量和不高的轉速,也造成了自吸發動機的低扭十分糟糕,在日常很難帶給駕駛者充沛的動力感受。此時反觀低扭澎湃,且輕輕鬆鬆就可以隨意壓榨動力的渦輪機,簡直就是如今法律法規下最好的燃油機形式啊!

馬自達為何堅持自吸?

以我們熟悉的日系車型雅閣為例,10代雅閣上的1.5T發動機最大功率194馬力,最大扭矩260N·m(1600-5000rpm)。而9代雅閣上的2.4L自吸發動機,最大功率為186馬力,最大扭矩為243N·m(6400rpm)。可以說是高下立判了......

馬自達為何堅持自吸?
馬自達為何堅持自吸?

如果自吸發動機要想獲得與渦輪機差不多的動力,那勢必就要增加排量或提高轉速,但這樣一來油耗也會大幅升高。而現如今,由於渦輪機都採用了帶有離合器的洩壓閥,因此在低動力請求的情況下,渦輪就可以透過不阻擋發動機廢氣排出的方式,將油耗維持在與排量相同自吸發動機近似的水平。

馬自達為何堅持自吸?

可與渦輪發動機同動力水平的大馬力發動機就很難做到隨機應變了。由於基礎排量較大的緣故,即使車輛處於低動力請求狀態,但發動機也依舊會吸入更多的空氣。此時,為了保證空燃比的正確從而滿足排放要求,發動機還得根據吸入的空氣量來等比噴射燃油。這就導致大馬力自吸發動機即使擁有更高的壓縮比,也無法解決日常低負載下的高油耗問題。

馬自達為何堅持自吸?
馬自達為何堅持自吸?

得益於較早的扭矩平原,渦輪機便可以在低轉速下擁有比同等峰值馬力自吸引擎更好的馬力輸出,所以在日常使用中,渦輪車一般也不會呼叫到很高的轉速。但自吸發動機要想獲得與渦輪機相同的加速能力,勢必就要使用到更高的發動機轉速區間。而更高的發動機轉速必定會影響到NVH效能,所以自吸發動機日常加速時的聲音也難免會更加“澎湃”。

馬自達為何堅持自吸?
馬自達為何堅持自吸?

其實馬自達的品牌Slogan(廣告語)“Zoom-Zoom”就是它堅持自吸的最好解釋。官方對“Zoom-Zoom”的解釋是兒童模仿發動機轟鳴的聲音。潛在含義是讓成年人找回童年自由奔跑,感受“嗖嗖”風聲的純真快樂。

馬自達為何堅持自吸?

這裡特別需要注意的是,“Zoom-Zoom”的核心是快樂,而非單純的“快”,否則馬自達的Slogan早就改成“幹他!”了。大家都明白,快樂不快樂只有自己最清楚,快樂也向來不是用來給別人看的,因為快樂是一種很私人感受。而一臺車的駕駛感受,雖然如同快樂一般虛無縹緲,但實際上卻可以影響到整臺車的駕駛體驗。甚至當駕駛感受好到一定程度時,是可以讓人忘卻車輛自身的某些不足之處的。舉個直觀的例子,比如單純改裝絞牙並不會對車輛的操控性有太大提升,但出色的彎道支撐還是會讓你感覺它已經不是一臺買菜車了,哪怕輪胎抓地力還是一如既往的糟糕。

馬自達為何堅持自吸?

這時我們再重新審視自吸發動機的優點就能夠發現,更加線性的動力釋放,極短的扭矩響應時間以及越踩越有的動力輸出特性,都剛好切合馬自達對於出色駕駛感受的定義,也就是造出一臺能與駕駛員意圖同步的車,從而讓駕駛的過程,如同駕駛員控制自己四肢一樣隨心所欲,人馬合一。而這也正是馬自達一直堅持使用自然吸氣引擎的真正原因。畢竟這可是一家說過:“如果這臺車不值得駕駛,我們就不會製造它”的廠家!

馬自達為何堅持自吸?
馬自達為何堅持自吸?

看到這裡,肯定有不少了解馬自達的朋友會說:“馬自達在海外是有2.5T車型的啊!使用渦輪難道不是對Zoom-Zoom的一種違背嗎?”下面我就來簡短地介紹一下這臺2.5T的來歷以及它的不同之處。

馬自達為何堅持自吸?

作為創馳藍天中的唯一一款汽油渦輪增壓發動機,馬自達的2.5T首發於2016年在美國上市的第二代CX-9。而它誕生的目的,其實是為了替換掉馬自達曾經在福特集團麾下時,從福特那裡拿到,應用在第一代CX-9上的3.7L V6發動機。

馬自達為何堅持自吸?

當時馬自達之所以選擇走渦輪路線,主要還是考慮到研發更大排量的自吸發動機會耗費更多的金錢和時間成本。最終馬自達才退而求其次,選擇了在現有2.5L發動機的基礎上,透過加裝渦輪來替換掉福特的3.7L V6引擎。不過,偏執的馬自達還是希望這臺2.5T引擎能夠繼承大排量自然吸氣發動機的特性。因此在打造這臺基於2.5L自吸引擎開發而來的2.5T發動機時,馬自達為了它立下了三個目標:一、堪比自然吸氣發動機的扭矩響應時間;二、擁有大排量自然吸氣發動機的出色低扭;三、相對出色的燃油經濟性。

馬自達為何堅持自吸?

為了達成這三個目標,馬自達可謂是下了不少功夫。首先馬自達與絕大部分廠家一樣,使用了一臺小慣量渦輪增壓器來滿足低轉速下的扭矩爆發。雖說這樣做會影響到這臺2.5T發動機的高轉動力輸出,導致它只有最大250馬力,430牛·米的動力。但事實上,相比起曾經的3.7L V6發動機來說也只少了23馬力而已。更關鍵的是,這臺2.5T發動機的最大扭矩不僅更高,而且最大扭矩爆發轉速相比起老3.7L的4250rpm提前至了2000rpm。保證了這臺2.5T發動機如同大排量自吸發動機一般的出色低扭。

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2.5T、3.7V6和友商2.0T響應對比

為了讓這臺2.5T能堪比自然吸氣發動機的扭矩響應時間,馬自達同樣做了一些創新。首先,它並沒有像主流渦輪機那樣,利用洩壓閥直接排掉低動力請求時發動機所產生的廢氣。因此只要發動機有廢氣排出,這臺2.5T發動機的渦輪葉片就會開始旋轉,從而減少一部分渦輪葉片從0起轉的時間,降低扭矩響應遲滯。

馬自達為何堅持自吸?

其次,馬自達還設計了一種帶有閥門裝置的排氣歧管(如上圖紅框)。當車輛處於低轉速區間時,閥門關閉,發動機廢氣則會選擇較窄的排氣歧管透過。此時,由於管徑窄流速高的原理,所以廢氣的流速會得到有效的提高,可以更快地帶動渦輪葉片進行加速。

馬自達為何堅持自吸?

而在高轉速區間,這個排氣閥門便會開啟,讓發動機可以更自在地排出廢氣,避免因排氣不通暢影響到發動機的動力響應。最終這臺2.5T發動機不僅擁有了堪比曾經3.7L V6發動機的扭矩響應水平,而且還直接甩開了一眾競爭對手的2.0T引擎。

馬自達為何堅持自吸?

透過簡單的瞭解就可以發現,因為自身缺乏大排量自然吸氣發動機產品線的關係,馬自達開發這臺2.5T發動機其實算是某種程度上的妥協。但同樣清晰可見的是,這臺發動機依然展現出了馬自達對Zoom-Zoom理念的堅持。

馬自達為何堅持自吸?

現如今,為了更好的平衡研發成本,這臺擁有250匹,430牛·米的2.5T發動機也下放到了阿特茲和昂克賽拉身上,並在歐洲和美洲市場銷售。其中2.5T昂克賽拉的0-100km/h加速時間更是達到了驚人的5.8秒。雖然這臺發動機效能強悍,不過我相信隨著未來馬自達直列六缸發動機的正式釋出,這臺沒有那麼“Zoom-Zoom”的2.5T應該也會隨之消失。

馬自達為何堅持自吸?
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高情商:渦輪發動機扭矩響應慢就不用!不值得駕駛的車就不造!馬自達真是一家有原則的汽車廠商呀!期待即將問世的直列六缸發動機!

低情商:馬自達真夠一根筋的......

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