馬自達創馳藍天X發動機SPCCI技術與M-HYBRID 輕混動力系統解析(四)

◆文/江蘇 高惠民

(接2021年第7期)

3.冷卻系統

實現SPCCI一個主要因素是汽缸內溫度，采用冷卻液切換閥和電子節溫器，使發動機啟動后迅速升溫。冷卻系統布置如圖44所示。冷卻液切換閥由PCM占空比信號控制，63℃時開啟。控制EGR冷卻器和加熱器芯參與發動機冷卻液小循環。如圖45所示。節溫器63.5～66.5℃開始打開，電動節溫器90℃開啟，冷卻系統整體循環如圖46所示。

圖44 冷卻系統布置

圖45 冷卻液小循環流向框圖

圖46 冷卻系統整體循環框圖

(1)電動水泵

電動水泵安裝位置如圖47所示。電動水泵由發動機ECU控制信號驅動以保持合適的進氣溫度。從圖48可以看到SKYACTIV-X發動機在不同水套溫度和進氣溫度下的燃燒策略三維圖。

圖47 電動水泵安裝位置圖

圖48 SKYACTIV-X發動機在不同水套溫度和進氣溫度下的燃燒策略三維圖

(2)發動機冷卻液更換步驟

①拆下冷卻系統蓋。

②從冷卻液儲液罐排出發動機冷卻液。

③將合適軟管(軟管內徑：7mm)插入No.1前底蓋維修孔。

④將軟管連接至發動機散熱器冷卻液出口。

⑤旋松發動機冷卻液排放塞，排出發動機冷卻液。

⑥發動機冷卻液完全排空后，擰緊發動機冷卻液排放塞。

⑦可選擇合適的蒸餾水及發動機冷卻液容積百分比。

⑧添加發動機冷卻液，直到其達到散熱器加注口的頂部。

⑨將發動機冷卻液注入冷卻液儲液罐中直到F標記位置，冷卻液加注量為7.1L。

⑩安裝冷卻系統蓋。

?執行放氣。

?安裝維修孔蓋,冷卻液排放口如圖49所示。

圖49 冷卻液排放口位置圖

(3)放氣步驟

①操作溫度控制旋鈕，直到顯示“Hi”。

②啟動發動機怠速10s。

③停止發動機50s。

④重復步驟②和③五次。

⑤執行下述確認:發動機冷卻液是否注入散熱器加注口的頂部？如果發動機冷卻液注入散熱器加注口的頂部，則執行下一步；如果發動機冷卻液未注入散熱器加注口的頂部，將發動機冷卻液添加至加注口的頂部，并返回步驟②；如果發動機冷卻液溫度過高，則使發動機停止運轉，使發動機冷卻液溫度降低，避免出現過熱。然后，確定故障部位，并且維修或更換該部位；如果油門踏板在一定時間內被連續踩下，則發動機轉速可能會降低到怠速。這是由于燃油切斷控制為了防止過熱操作而導致的，它并不表示存在故障。當松開油門踏板時，發動機控制恢復正常。

⑥使發動機轉速保持在2 000r/min并預熱發動機，直到冷卻風扇開始旋轉。

⑦停止發動機并等到發動機冷卻液溫度下降。

⑧執行下述確認：發動機冷卻液是否注入散熱器加注口的頂部？如果發動機冷卻液注入散熱器加注口的頂部，則執行下一步；如果發動機冷卻液未注入散熱器加注口的頂部，將發動機冷卻液添加至加注口的頂部，并執行步驟②、③和④，然后返回步驟⑧。

⑨將發動機冷卻液注入冷卻液儲液罐中，直到F標記的位置。

加注冷卻水時注意不要溢出。加注管下有B-ISG電機，如果過多的水接觸B-ISG可能導致故障，如圖50所示。

圖50 冷卻液加注管與B-ISG電機位置示意圖

4.潤滑系統

SKYACTIV-X發動機采用可變機油壓力控制,壓力控制比SKYACTIV-G油壓降低約30%。因為不需要液壓操作的可變氣門正時執行器，采用的液壓漲緊器不需要高油壓。圖51所示為SKYACTIV-X變量機油泵的結構圖。

圖51 SKYACTIV-X發動機潤滑系統變量機油泵的結構影像圖

5.燃油供應系統

燃油供應系統組成如圖52所示。高壓燃油泵65是由曲軸15驅動的柱塞式的泵。共軌64儲存從高壓燃油泵65壓送過來的高壓燃油。當噴油器6開閥時，儲存于共軌64的燃油從噴油器的噴口孔噴射到燃燒室17中。高壓油路連接如圖53所示。燃油供應系統61能夠將30MPa以上的高的壓力的燃油供給至噴射器6。燃油供給系統61最高燃油壓力可以達到120MPa左右(中國地區為70MPa)。供給至噴射器6的燃油壓力可以根據發動機工況而改變。為精確控制增加一個低壓燃油傳感器。通過低壓燃油傳感器和高燃油壓力/溫度傳感器信號，由PCM控制溢流閥，以滿足發動機各種負荷下的燃油壓力。

圖52 燃油供應系統影像圖

圖53 高壓油路連接圖

如圖54所示，噴油器6安裝在汽缸蓋燃燒室進氣側的傾斜面1311與排氣側的傾斜面1312交叉的屋脊的谷部，與活塞頂部腔室31相對。噴油器6的噴射軸心線X2與汽缸11的中心軸線X1平行，且偏于排氣側位置。該噴油器6的噴射軸心X2與腔室31的凸部311的位置一致。噴油器6具有10個噴孔。噴孔以等角度分布于噴油器的周向。如圖54中雙點劃線所示那樣，燃料噴霧從燃燒室17的中央呈放射狀擴展。噴射的軸線相對于火花塞25在噴油器的周向上錯開。即，火花塞25被夾在相鄰的兩條噴射軸線之間。因此，從噴油器6噴射出的霧狀高壓燃油的不與火花塞25直接接觸，可避免淋濕火花塞電極。

圖54 燃燒室中噴油器安裝與噴射示意圖

更換噴油嘴6或發動機ECU時，使用馬自達專用診斷儀(MDARS)進行自學習。

6.發動機機械

SKYACTIV-X發動機剖面如圖55所示。SKYACTIV-X發動機車輛配有輕度混合動力系統，配備電子控制制動系統，發動機上沒有真空泵。

圖55 SKYACTIV-X發動機剖面影像圖

(1)SKYACTIV-發動機為抑制爆震使用更順暢的活塞銷，SPCCI應用特殊形狀的活塞頭，活塞頂面腔室組成燃燒室的一部分，如圖56所示。

圖56 活塞與連桿結構影像圖

(2)發動機油底殼由塑料制成。因此，果需要支撐發動機，請用SST，也適合將發動機和變速箱作為一個整體拆下，如圖57所示。

圖57 油底殼安裝影像圖

(3)配氣機構使用短正時鏈條驅動高壓燃油泵鏈輪，然后驅動凸輪軸正時鏈條。機油泵也通過鏈條進行驅動，未配備平衡軸，如圖58所示。采用滾柱式搖臂和氣門液壓間隙調節器，如圖59所示。SKYACTIV X發動機上沒有采用停用汽缸技術。

圖58 配氣機構正時鏈條影像圖

圖59 滾柱式搖臂和氣門液壓間隙調節器影像圖

(未完待續)