压燃点火马自达

极致压榨，Mazda“人马合一”的配方

马自达的独立性和勇气值得尊敬。在压榨传统内燃机极限的路线上，他们又一次走在了业界前列。作为深入探讨，我们来到马自达位于日本山口县的美祢试车场。这里的跑道有3.3公里长，曾是专业赛车场，而数辆SKYACTIV-X技术试装车就摆在我们面前。...

马自达的独立性和勇气值得尊敬。在压榨传统内燃机极限的路线上，他们又一次走在了业界前列。作为深入探讨，我们来到马自达位于日本山口县的美祢试车场。这里的跑道有3.3公里长，曾经是专业赛车场，而数辆Mazda SKYACTIV-X技术试装车就摆在我们面前。

大多数主流汽车制造商都为未来的电动车发展规划了宏伟蓝图。面对这个领域许多并未解决的问题，例如电池回收等，马自达明确提出了自己的路线，即尽可能提高传统发动机的工作效率，在近期内完全实现零排放尚不现实的时候，将传统动力车型的用户驾驶体验和燃油经济性提升到最佳状态。于是，更高效的SKYACTIV-X发动机诞生了。

视频 / 马自达 SKYACTIV-X 技术 ▲

成果决定论

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马自达的总体战略是到2030年，将企业平均二氧化碳排放量与2010年相比减少50％，到2050年减少90％。其中，SKYACTIV-X发动机将是重要的技术环节。SKYACTIV-X发动机的燃烧方式叫做“火花控制压燃点火”。简单解释，就是它扩大了压燃点火的操作范围，同时可以完全控制两种不同燃烧类型间的切换。结果上，与创驰蓝天汽油发动机“SKYACTIV-G”相比，“SKYACTIV-X”扭矩可提高约10-30％，燃油经济性可以提高约20-30％，其成本大致介于现款创驰蓝天汽油机和柴油机之间。

按照马自达的观点，汽车公司用一些所谓的“绿色汽车”来冲抵其他传统汽车油耗的做法不尽合理。为什么不能让自己制造的每一辆汽车都更加高效？马自达认真做事的风格在SKYACTIV-X发动机的研发上体现得淋漓尽致。在他们看来，内燃机仍将是未来相当长一段时间内汽车动力系统的重要组成部分，而“SKYACTIV-X”的革命性突破，将使行业和消费者对传统发动机的认知有较大改变。同时，马自达不会停止发展脚步，而是在此技术基础上，进一步研发插电式混合动力车和电动车，包括与丰田共同开发电动汽车技术。

跨越鸿沟

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关于汽油压燃点火的报道有过很多。早年通用、现代等不少企业都对类似技术进行过研究。不过，将其真正投入规模量产，马自达是第一家。那些大牌企业出于自身考虑，如产品优势或者成本因素等放弃了项目，但马自达显然认为这一切都是值得的。

在传统意义上，火花点火和压燃点火之间存在着鸿沟，而马自达“SKYACTIV-X”的每次压燃点火却都是通过火花塞启动的，所以叫做“SPCCI”（火花控制压燃点火）。实际上，这是一项创举，而且，跟那些没有付诸实践的公司相比，马自达的配方并没有多么复杂。

马自达现款创驰蓝天汽油发动机“SKYACTIV-G”是通过高压缩比来提升燃烧效率。根据热效率理论，“SKYACTIV-X”的研发方向是提高比热比，实现汽油机的稀薄燃烧，即将“14.7:1”的理论空燃比提高2倍以上。

那么问题来了，当空燃比超过30，火花点火时火焰无法传播，混合气无法燃烧。此时，如果创造合适的高温、高压条件，混合气便可以通过压燃实现燃烧。理论如此，实际操作却有很大问题。通常，压燃点火的适用范围仅限于低转速和轻负载的运行情况，且范围会根据操作状态而发生变化。同时，由于仅有少数区域能够进行压燃点火燃烧，火花点火和压燃点火的无缝切换很难实现。

通过特殊设计，马自达的“火花点火控制压燃点火”可以将压燃点火的适用范围扩大到所有运行领域，火花塞的使用又实现了压燃点火与火花点火的无缝衔接。为此，在硬件上，马自达使用了新型活塞、支持压燃点火的超高压燃油喷射系统、高响应空气供应装置以及用于控制缸内压力的传感器等设备。

SKYACTIV-X发动机工作时，在一定压缩比前提下，火花点火会引起局部燃烧，产生膨胀火焰球，通过火焰球的推动，产生合适条件，从而实现压燃点火。在不同工况下，通过控制火花塞点火时机，可以实现对燃烧室内的最佳压力和温度控制。在难以压燃点火的区域，也能够直接通过火花点火。马自达设计的整个系统结构并不复杂，对成本控制会有好处。另外，马自达的“SKYACTIV-X”还会对燃油混合气进行分配控制，使混合气浓度适宜，不会产生过多的NOx气体。

极致压榨的乐趣

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怀揣着浓厚兴趣，我们分别驾驶搭载现款“SKYACTIV-G”发动机的车辆和“SKYACTIV-X”技术试装车驶上了赛道。后者车内装有一个平板电脑，用以显示发动机工作状况。发动机共有三种工作模式，一种是火花点火，另外两种是压燃点火。在火花点火和压燃点火方式转换之间，驾驶者不观察显示器是无法察觉的。其中，第三种方式出现几率很小，根据反复观察，几乎就是在减速收油那一刻才会出现。据马自达工程师介绍，这是“SPCCI”的更高阶段，此状态下，车辆的动力表现和燃油经济性会更出色，预计明年在中国市场投放的产品应该能够达到这个水平。

由于设计上的改变，“SKYACTIV-X”的进气阻力减小，大量空气可以“无延迟”进入气缸，因此，车辆动力响应更快。试装车的实际赛道表现也是如此，特别是自动挡车型体现得更明显一些。驾驶过程中，车辆低挡位扭矩表现有所提升，手动挡车型的2、3挡低速加速十分有力，与对比车型差别较大。此外，车辆中途加速能力同样不俗，有后劲十足的感觉。马自达工程师甚至为这款SKYACTIV-X发动机设计了专用的发动机“胶囊”。用特殊材料制成的“胶囊”将发动机从几个方向包裹起来，此设计有助于启动后迅速热车，使发动机更快达到最佳工作状态。同时，发动机的震动和噪音也得到很大程度抑制。对于机器的散热问题，在设计上自然有专门考虑。而且，这个结构还可以节约不少成本。

#油门到底# 理论上，“SKYACTIV-X”在燃油经济性上的成就更为惊人，在工程上迈出了一大步。马自达的中长期目标就是在这样技术的基础上，进一步发展电动化技术。看起来，路线“十分可控”。不过，“SKYACTIV-X”远不是“创驰蓝天”的全部，稍后，我们还会探讨一番马自达在车辆架构开发上的心得。不断提升驾驶的愉悦感，才是“创驰蓝天”矢志不渝要做的功课，毕竟，这个品牌叫做“Mazda”。

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公众号：油门到底

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