22萬的差價換取內燃機的極致技術,Mazda3 e-SKYACTIV X Edition 展間實拍

Mazda 在眾多日系品牌中是具備偏執狂個性的車廠,雖然規模不大,但卻非常勇於挑戰不可能的事物,從轉子引擎的開發、附帶壓力波增壓器的柴油引擎、米勒循環引擎等,雖然屢屢劍走偏鋒因而在銷售量、生產規模上無法與其他品牌競爭,但 Mazda 也不在乎,他們只管著打造出能感動消費者的車款,更不斷的精進自己的造車工藝與技術等。

在四年前的日本 Mines 美彌試車場上,我曾經體驗了尚未進入量產階段的 SKYACTIV-X 原型車,當時對其汽油車型擁有柴油車的初段敏捷加速反應,更能兼顧中高速順暢感受印象深刻,如今 SKYACTIV-X 在升級成為 e-SKYACTIV X 架構後,總算正式導入台灣,接下來就跟大家分享這個內燃機的極致體到底「神」在哪裡?

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具體來說,這次導入台灣的 Mazda3 e-SKYACTIV X 外型與標準版幾乎一模一樣,僅僅在車側與車尾加入「 e-SKYACTIV X 」專屬銘牌,另外內裝則採用專屬的酒韻紅內裝,同時 MAZDA CONNECT 人機智慧資訊整合系統中新增e-SKYACTIV X 汽油壓燃引擎專屬能源流監視系統等。

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因此重點都放在全新的 2.0 e-SKYACTIV X 引擎當中,傳統汽油車款不論是缸內直噴還是進氣歧管噴射,主要都是以火星塞點燃為主,其原理是火焰在火花塞附近生成,然後慢慢擴散點燃整個燃燒室內的混合氣。而柴油引擎則是透過高溫高壓讓整個燃燒室內的混合氣全部一下子燃燒起來,自然爆發力比起火星塞點燃強悍許多。

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因此 Mazda 將運用在柴油引擎的油氣燃燒方式:壓縮點火 CI 技術轉移到汽油引擎上,不過 Mazda 重新研發改良之後將其變成 SPCCI (Spark Controlled Compression Ignition ),也就是火花塞當作活塞的方式來控制壓燃的跨世代技術。

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與四年前的測試車相比,其壓縮比從原本的 16:1 下降至 15:1,搭配稀薄燃燒的雙模式效率。SPCCI引擎高精準度的燃油噴射與進氣系統,在引擎進排氣溫度進行精密的控制,供油壓力以700bar超高壓霧化(當年測試車為 1000bar 預估值)噴射來降低燃油消耗並實現極致的熱效率。

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傳統 HCCI 基本上會受到二大因素影響:行車模式不同的氣溫與氣壓影響,造成燃燒室溫度與進氣溫度難以控制,而壓縮時的燃燒室溫度必須控制在上下浮動 3℃以內,在正常狀況下非常難實現。不過 Mazda r藉由火星塞控制壓力來擴大燃燒室的溫度範圍至上下浮動50℃的範圍內,依然能夠實現壓燃,進而擴大了轉速範圍。但現行機種上SPCCI 的作動範圍為1000rpm(比怠速狀態稍高)到4000rpm以下作動,之後則又恢復一般火星塞點火的方式。

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Mazda 的 SPCCI 技術實際上是在理論空燃比SI、理論空燃比SPCCI、稀薄燃燒 SPCCI 三種燃燒模式之間相互切換,而且SI火星塞點火是一直作動的,讓壓縮點火的區域最大化,在高轉速狀態負責點火、在中低轉速狀態下控制氣缸壓力。

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為實現稀薄燃燒需要更大的空燃比,Mazda 加入了所謂空氣供給單元(air supply unit):魯式機械增壓器系統來調整理論空燃比SPCCI到稀薄燃燒 SPCCI 所需的空氣量,如此一來在壓燃點火的範圍內能夠大量進氣拉高空燃比,在火星塞點火時則藉由離合器切斷空氣供給(紅圈的部分)。

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下圖為缸內直噴高壓噴油嘴,高壓共軌系統有著複雜彎曲設計是為了讓長度均一,另外為了實現穩定的壓燃點火燃燒,旁邊有氣缸的壓力感知器,火星塞在SPCCI模式下會依照感知器而作動,這個傳感器最快以萬分之一秒為單位對燃燒氣體的壓力進行量測,判斷細微的變化並做出調整。

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另外 Mazda 為了提升油耗表現,更加入了 M Hybrid 24V輕油電系統,也就是下方圖片所呈現的集成式啟動馬達(ISG),能進行煞車動能回收的功效,將動能轉換為輔助電力提供給照明等車載電系設備使用,讓引擎怠速時起步更加平順。至於鋰電池組藏在哪裡呢?其實就是在副駕駛座位的底下!

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最後輸出部分,目前台灣市場的為180ps最大馬力與225Nm峰值扭力(與歐規數據相同,日規為190ps/240Nm),而今天作者也特別詢問 Mazda 相關人士,由於台灣與歐洲都是採用更嚴苛的 EU6 排污標準,相較於日本市場較為寬鬆的排污法規,在輸出上無法與日規同步是比較可惜的地方,至於版本上也並非最新的改良版軟體「Spirit 1.1」,還是維持當初 2020 年出來的規格。

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總結來說,e-SKYACTIV X 整合汽油和柴油引擎的優點,通過火花塞點火控制、高壓噴射系統和機械增壓系統的協作,提升了動力、效率又解決了HCCI無法解決的問題,而且量產機型只需要 95 無鉛汽油就能享受到最大的動力輸出。

只是在數據呈現上確實與 SKYACTIV-G 相差不多,從原先 SKYACTIV-G 的 165ps 進步15ps、油耗表現從 15.2km/l 到 17.2km/l,到底值不值得多花這些錢享受如此「先進」的次世代內燃機技術,恐怕還是要親自體驗後才能得知了。

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