马自达：说到发动机技术在座各位都是“弟弟”

自从2011年马自达发布Skyactiv相关技术后，马自达工程师深信，除现行Skyactiv汽柴油引擎的成果外，传统内燃机引擎还有至少20%~30%的潜力有待开发。而去年被炒的沸沸扬扬的「HCCI 均质燃烧点火」技术汽油引擎，让马自达旗下的汽油机车型，都可以通过类似柴油发动机的“压燃”点火，实现动力和燃油经济性的倍数提升。

“压燃”汽油是如何实现的？

马自达这台压燃发动机上搭载了一个机械增压器，但传统的增压发动机，无论是涡轮增压还是机械增压，发动机的空燃比是不会变的，永远会无限接近于“理想空燃比”14.7:1。也就是说，涡轮强制为发动机内输送空气的同时，发动机是会多喷油的。

虽然马自达的这台新发动机，机械增压器依然往发动机里强制输送空气，但与传统增压器不同，在输送空气的时候却不一定喷油。这款压燃发动机的空燃比能够达到37:1，如此情况下，机械增压器实际上可以理解为一个进气量的补充。

换句话说，如果传统的增压发动机增压是为了多喷油，马自达这款发动机则是为了多进气，从而实现用最少的油，燃烧出最多的能量。

那么它怎么实现点火呢？

汽油与空气混合，在发动机内理论上最佳的点燃空燃比应该是14.7:1。如果空气再多，点燃就会变得困难。就像上图体现的一样，如果空燃比达到29.4:1接近30的时候，火花塞能够点燃的混合气只有那么一点点。空气再多一些之后，火花塞基本就跟个装饰没什么区别了。所以，这台发动机想像传统发动机一样点燃，让油气混合物逐层引燃是不可能的了。

而马自达这台发动机的火花塞，会点燃火花塞附近的一点点混合气，点燃之后混合气会燃烧膨胀，膨胀后的空气会提高缸内的压力和温度。高温的膨胀空气就相当于一个无形的活塞，把剩下的稀薄空气压燃。也就是说，这台发动机上的火花塞实际上相当于活塞的作用。

所以，压燃带来的直接好处是能够实现超高的空燃比，达到稀薄燃烧，正如“既要牛干活，还能少喂草”的例子，喷入更少的燃油就能让发动机运转起来。HCCI技术打破了曾经被认为金科玉律的“黄金空燃比”14.7：1（空燃比是指气缸内泵入空气和燃油的比值），新一代创驰蓝天发动机能够在750rpm运转时，空燃比能够达到可怕的36.8:1。

总结一下，基于HCCI技术，马自达称发动机的燃效理论上能达到50%，当然，稀薄燃烧能够更节省燃油，但这还不是HCCI技术实现超高燃效的全部因素。压燃过程中，混合气几乎是同时燃烧释放能力，免去了火花塞点火时火焰扩散燃烧的能力损失，这也是其提升燃效的秘籍。换句话说，马自达这台发动机实现的技术是“多进气、少点火”，以一种非常抠门的状态，实现了动力的提升和油耗的控制。

“压燃”并不仅仅是马自达一家在做只是他们做到了

虽然早在两年前，马自达就对外公布了他们在研发HCCI技术的消息，但它并不是第一个萌生如此新奇想法的车企。再早之前通用、奔驰、现代等车企也都对HCCI技术进行了研发，可他们都只停留在了概念车或者试验原型机上。

2007~2009年间，通用公司在一台2.2L的汽油发动机上，开始了HCCI技术的研发，当时的空燃比达到了28:1，在压燃工况下能节约25%的燃油。

2007年，奔驰发布了搭载DiesOtto发动机的F700概念车，同样基于HCCI技术原理，结合汽柴油机各自的有点，实现了高效的燃油过程。

2011年，韩国现代也宣布与世界一线零部件供应商德尔福（Delphi）合作开发HCCI发动机，并且他们做得更加彻底，完全取消了火花塞，也就是说，在任何工况下都必须要将汽油压燃。

不过这几家公司在开发HCCI技术时，虽然燃油经济性提升的很明显，但彻底实现却也面临着诸多问题。例如，通用的HCCI试验样机怠速转速最低只能下探到800rpm（一般乘用车在600-700rpm左右），并且发动机转速到达3000rpm后，噪音会非常大。并且相比传统汽油机，其颗粒物排放会增加，需要加装专门的颗粒物捕捉器，进一步强化废气再循环系统EGR等等。

而现代完全取消火花塞的解决方案也被证明不可行，比如低温启动时，燃油很难被压燃。而高负载情况下，过多的喷油又会导致爆震。最为关键的是，发动机高速运转时，允许燃烧的时间过短，有起火的隐患。

所以，在包括奔驰在内的世界一线大厂都尝试过HCCI技术，但又相继停摆之。马自达如今可以实现这套技术的量产，实在难能可贵。

丰田抛出的橄榄枝马自达选择性接受

值得注意的是，在马自达宣称要实现50%的发动机热效率，甚至要达到纯电动的二氧化碳排放水平后，引起了业界的广泛关注。其中，丰田希望通过双方增持交叉股份的方式，为马自达提供足够的技术和资金支持，从而获得相应的技术回报。但固执的马自达还是表示，现阶段HCCI技术只会出现在自家的车型上。

也许咱们第一次看到丰田&马自达的共产车型，只能是将要面世的全新威驰了。

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