在马自达，小编终于看到了“SKYACTIV-X”发动机

马自达的SPCCI，在燃烧室温度上下浮动50℃的范围内，依然能够实现压燃，从而扩大了转速范围。...



在马自达的美祢试验场，小编终于看到了“SKYACTIV-X”发动机。



图1　 SKYACTIV-X发动机

配备了被称为高响应空气供给机的机械增压器、ISG（起动机发电一体机）、空调压缩机。机械增压器的上方为火花塞点火时使用的自然吸气进气管。

大家已经知道，SKYACTIV-X发动机采用HCCI（均质压燃技术）的一种——SPCCI(火花塞控制压燃技术)，但SKYACTIV-X并没有全程采用SPCCI，而是通过组合通常的SI(火花塞点火技术)，实现了宽广的转速范围。



图2　从变速器一侧看发动机

照片中的发动机没有安装排气歧管，不像SKYACTIV-G那样为4-2-1构造，而是普通的4-1布局，机械增压器上可以看到组合了水冷式冷却器。

HCCI容易受到燃烧室温度以及吸气温度的影响，现阶段压缩时的燃烧室温度必须控制在上下浮动3℃以内，这几乎是不可能实现的。对此，马自达采用的对策是，不控制燃烧室温度，而是通过控制压力来扩大燃烧室的温度范围。这就是马自达的SPCCI，一种把不可能变为可能的技术。这样做的结果是在燃烧室温度上下浮动50℃的范围内，依然能够实现压燃，从而扩大了转速范围。



图3　发动机的上部

高压共轨配管为了等长，进行了复杂的弯曲。其前部为直接式点火线圈，燃烧室内还配备了缸内压力传感器

但是，HCCI是稀薄燃烧方式下的燃烧方法，即便采用SPCCI也无法实现所有转速领域内的压燃。马自达介绍说，现状是从比怠速状态稍高的转速（1000rpm左右）到4000rpm为止的3000rpm区间内，实现SPCCI燃烧的。如果是稀薄燃烧状态，上述区间是无法全部对应行驶状态的。虽然在理论空燃比时仍可使用SPCCI技术，但马自达的SPCCI技术实际上是在理论空燃比SI、理论空燃比SPCCI、稀薄燃烧SPCCI这三种燃烧模式之间相互切换的。



图4　 SPCCI（火花塞控制压燃技术）实际为HCCI（均质压燃技术）的一种

为了扩展HCCI的支持领域而采用的SPCCI，将火花塞点火导致的燃烧转变为压力，从而提高了缸内压力。

理论空燃比SPCCI大量使用EGR(排气再循环)，以减少实际燃烧时燃料和氧气的用量。具体做法是从按照负载调整EGR的流量（负载越少，EGR流量越大），从理论空燃比SPCCI切换到增加空气量的稀薄燃烧SPCCI。做此切换需要的是被称为高响应空气供给机的吸气元件，也就是机械增压器。



图5　SPCCI

实现SPCCI时，首先预喷燃料在气缸内形成低浓度燃料混合气体，然后在火花塞附近喷射形成高浓度混合气体并且点火，利用燃烧形成的压力让低浓度混合气体出现压燃。这是一种SGDI（喷雾式直喷技术）和HCCI相结合的技术。

相对于以往的SKYACTIV-G，SKYACTIV-X燃烧室的形状固然不同，但实现SPCCI所需要的只有高响应空气供给机、共轨式燃料提供装置、以及为了精确控制点火时刻而测量燃烧室内压力的CPS（缸内压力传感器）三种零部件。

实际上SPCCI控制的内容不止火花塞点火的时刻、燃料喷射时刻以及喷射回数，还有为了让活塞运动带来的缸内压力上升快速传递，以提高火焰传播速度的涡流控制等，这些都要比SKYACTIV-G来得更复杂。

EGR还向高响应空气供给机输送尾气，所以在EGR冷却器的前段还配备了过滤尾气中PM粒子的过滤器、以及让产生的扭矩更加稳定，以实现顺畅行走的ISG（起动机发电一体机）。

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