自從2011年馬自達發(fā)布Skyactiv相關技術后，馬自達工程師深信，除現(xiàn)行Skyactiv汽柴油引擎的成果外，傳統(tǒng)內燃機引擎還有至少20%~30%的潛力有待開發(fā)。而去年被炒的沸沸揚揚的「HCCI 均質燃燒點火」技術汽油引擎，讓馬自達旗下的汽油機車型，都可以通過類似柴油發(fā)動機的“壓燃”點火，實現(xiàn)動力和燃油經濟性的倍數(shù)提升。

“壓燃”汽油是如何實現(xiàn)的？

馬自達這臺壓燃發(fā)動機上搭載了一個機械增壓器，但傳統(tǒng)的增壓發(fā)動機，無論是渦輪增壓還是機械增壓，發(fā)動機的空燃比是不會變的，永遠會無限接近于“理想空燃比”14.7:1。也就是說，渦輪強制為發(fā)動機內輸送空氣的同時，發(fā)動機是會多噴油的。

雖然馬自達的這臺新發(fā)動機，機械增壓器依然往發(fā)動機里強制輸送空氣，但與傳統(tǒng)增壓器不同，在輸送空氣的時候卻不一定噴油。這款壓燃發(fā)動機的空燃比能夠達到37:1，如此情況下，機械增壓器實際上可以理解為一個進氣量的補充。

換句話說，如果傳統(tǒng)的增壓發(fā)動機增壓是為了多噴油，馬自達這款發(fā)動機則是為了多進氣，從而實現(xiàn)用最少的油，燃燒出最多的能量。

那么它怎么實現(xiàn)點火呢？

汽油與空氣混合，在發(fā)動機內理論上最佳的點燃空燃比應該是14.7:1。如果空氣再多，點燃就會變得困難。就像上圖體現(xiàn)的一樣，如果空燃比達到29.4:1接近30的時候，火花塞能夠點燃的混合氣只有那么一點點?？諝庠俣嘁恍┲?，火花塞基本就跟個裝飾沒什么區(qū)別了。所以，這臺發(fā)動機想像傳統(tǒng)發(fā)動機一樣點燃，讓油氣混合物逐層引燃是不可能的了。

而馬自達這臺發(fā)動機的火花塞，會點燃火花塞附近的一點點混合氣，點燃之后混合氣會燃燒膨脹，膨脹后的空氣會提高缸內的壓力和溫度。高溫的膨脹空氣就相當于一個無形的活塞，把剩下的稀薄空氣壓燃。也就是說，這臺發(fā)動機上的火花塞實際上相當于活塞的作用。

所以，壓燃帶來的直接好處是能夠實現(xiàn)超高的空燃比，達到稀薄燃燒，正如“既要牛干活，還能少喂草”的例子，噴入更少的燃油就能讓發(fā)動機運轉起來。HCCI技術打破了曾經被認為金科玉律的“黃金空燃比”14.7：1（空燃比是指氣缸內泵入空氣和燃油的比值），新一代創(chuàng)馳藍天發(fā)動機能夠在750rpm運轉時，空燃比能夠達到可怕的36.8:1。

總結一下，基于HCCI技術，馬自達稱發(fā)動機的燃效理論上能達到50%，當然，稀薄燃燒能夠更節(jié)省燃油，但這還不是HCCI技術實現(xiàn)超高燃效的全部因素。壓燃過程中，混合氣幾乎是同時燃燒釋放能力，免去了火花塞點火時火焰擴散燃燒的能力損失，這也是其提升燃效的秘籍。換句話說，馬自達這臺發(fā)動機實現(xiàn)的技術是“多進氣、少點火”，以一種非常摳門的狀態(tài)，實現(xiàn)了動力的提升和油耗的控制。

“壓燃”并不僅僅是馬自達一家在做 只是他們做到了

雖然早在兩年前，馬自達就對外公布了他們在研發(fā)HCCI技術的消息，但它并不是第一個萌生如此新奇想法的車企。再早之前通用、奔馳、現(xiàn)代等車企也都對HCCI技術進行了研發(fā)，可他們都只停留在了概念車或者試驗原型機上。

2007~2009年間，通用公司在一臺2.2L的汽油發(fā)動機上，開始了HCCI技術的研發(fā)，當時的空燃比達到了28:1，在壓燃工況下能節(jié)約25%的燃油。

2007年，奔馳發(fā)布了搭載DiesOtto發(fā)動機的F700概念車，同樣基于HCCI技術原理，結合汽柴油機各自的有點，實現(xiàn)了高效的燃油過程。

2011年，韓國現(xiàn)代也宣布與世界一線零部件供應商德爾福（Delphi）合作開發(fā)HCCI發(fā)動機，并且他們做得更加徹底，完全取消了火花塞，也就是說，在任何工況下都必須要將汽油壓燃。

不過這幾家公司在開發(fā)HCCI技術時，雖然燃油經濟性提升的很明顯，但徹底實現(xiàn)卻也面臨著諸多問題。例如，通用的HCCI試驗樣機怠速轉速最低只能下探到800rpm（一般乘用車在600-700rpm左右），并且發(fā)動機轉速到達3000rpm后，噪音會非常大。并且相比傳統(tǒng)汽油機，其顆粒物排放會增加，需要加裝專門的顆粒物捕捉器，進一步強化廢氣再循環(huán)系統(tǒng)EGR等等。

而現(xiàn)代完全取消火花塞的解決方案也被證明不可行，比如低溫啟動時，燃油很難被壓燃。而高負載情況下，過多的噴油又會導致爆震。最為關鍵的是，發(fā)動機高速運轉時，允許燃燒的時間過短，有起火的隱患。

所以，在包括奔馳在內的世界一線大廠都嘗試過HCCI技術，但又相繼停擺之。馬自達如今可以實現(xiàn)這套技術的量產，實在難能可貴。

豐田拋出的橄欖枝 馬自達選擇性接受

值得注意的是，在馬自達宣稱要實現(xiàn)50%的發(fā)動機熱效率，甚至要達到純電動的二氧化碳排放水平后，引起了業(yè)界的廣泛關注。其中，豐田希望通過雙方增持交叉股份的方式，為馬自達提供足夠的技術和資金的支持，從而獲得相應的技術回報。但固執(zhí)的馬自達還是表示，現(xiàn)階段HCCI技術只會出現(xiàn)在自家的車型上。

也許咱們第一次看到豐田&馬自達的共產車型，只能是將要面世的全新威馳了。