但為什么說起來這么牛呢？其實什么叫壓燃？汽油機用壓燃就很稀罕嗎？

在往復式內(nèi)燃機的根目錄之下，我們可以粗略分開汽油機和柴油機兩個分支。而這兩種引擎類型除了燃料不一樣外，結構上也會有比較大的區(qū)別，其中最典型的就是燃料的點火方式了——汽油機是用火花塞點燃，而柴油機則是直接壓燃。

簡單地解析下兩種點火方式：汽油機會在壓縮沖程末端/做功沖程初始，以高壓電脈沖來讓火花塞電極上產(chǎn)生尖端放電的電火花，從而點燃汽油與空氣的混合氣，使之燃燒膨脹放熱并推動活塞下行做功；而柴油機則會在壓縮沖程末端/做功沖程初始，由噴油嘴向缸內(nèi)噴入霧化柴油，此時缸內(nèi)高溫高壓的純空氣會讓柴油直接自燃，然后也是燃燒膨脹放熱推動活塞下行做功。

兩者不同的工作方式其實是根據(jù)燃料的不同特性而設計的，汽油燃點高但是揮發(fā)性強對火花敏感，同時燃燒速度快抗爆性差，用火花塞點燃能做到更好的控制，避免不正常燃燒（爆震）；而柴油燃點低但揮發(fā)性差，同時燃燒慢抗爆性強，一來是火花塞無法點燃，二來是容易讓壓縮空氣達到其燃點，所以用壓燃點火才能正常工作。

既然如此，Skyactiv-X為何還要“逆天而行”？

除了點火方式的不同外，兩種燃料的特性也讓汽油機與柴油機有著另外一些也是比較典型的差異。比如壓縮比方面，因為要防止爆震的發(fā)生，所以汽油機哪怕自然吸氣，壓縮比也一般不高于12，像海外版第一代創(chuàng)持藍天Skyactiv-G的14已經(jīng)是奇葩了；然而柴油機的話，就目前技術水平來說哪怕是增壓進氣，壓縮比也幾乎不低于17。而我們都知道，更高的壓縮比意味著更高的熱效率。

又比如空燃比，汽油機基本要遵循14.7的理論空燃比來匹配進氣與燃料供應的比例，雖說此前也有稀薄燃燒技術的發(fā)動機推出，但相比其能基本無視空燃比這個概念的柴油機（當然，也是要限制在一定范圍內(nèi)的，只是區(qū)間要比汽油機寬泛得多），效率自然是有比較明顯的差別的。

說到這里大家都應該很清楚了，馬自達走這條看似違背基本規(guī)律的創(chuàng)新道路，為的就是要達到提高內(nèi)燃機效率這個聽上去非常簡單純潔的目的。當然了，聽起來簡單不代表就真的簡單，此前業(yè)界普遍認為汽油內(nèi)燃機效率極限在40%以下，以至于豐田達成41%就可傲視群雄了。然而據(jù)馬自達表示，采用Skyactiv-X技術的新一代汽油引擎，熱效率可以達到48%之高！不說了，看圖吧……

只是，汽油機搞壓燃的好處既然連我都說得出來，肯定是每個廠家都知道的，事實上過去幾十年來很多車廠都立項過這方面的研究，但為什么到最后就只有馬自達將它做了出來呢？難道真的要用“馬自達技術水平比較高”這種理由來總結嗎？在我看來其實更像是馬自達一貫以來的固執(zhí)讓他們在其他車廠都知難而退后，用足夠的耐心等來了技術突破的曙光。

既然是壓燃，那火花塞的存在有何意義與作用？

剛才我們已經(jīng)說過柴油引擎壓燃點火的實現(xiàn)過程，需要大家了解的是，馬自達Skyactiv-X的壓燃和柴油機壓燃還是有本質(zhì)上的不同的，馬自達將之稱謂SPCCI，Spark Controled Compression Ignition，火花控制壓燃。顧名思義，火花塞也還是需要存在的，這也解答了文章標題中的問題。但火花塞在這當中擔任的又是怎么樣的角色呢？為什么需要它的存在來控制壓燃呢？有它的存在那Skyactiv-X又和普通的SI（Spark Ignition）汽油機有何區(qū)別呢？

首先需要說明，SPCCI只是這臺新發(fā)動機的其中一種工作模式，事實上它還是能實現(xiàn)SI循環(huán)的，基本上在高轉速大負荷（較惡劣）的工況下，它還是會回歸到和普通汽油機無異的SI循環(huán)，此時空燃比也是會比較接近14.7的理論值，目的是維持燃燒可控/穩(wěn)定、保護機件、增強輸出，油耗并非首要考慮因素。

但除了剛才提到的工況，全新Skyactiv-X汽油機幾乎都能無縫切換到SPCCI模式之中，此時空燃比最高可以達到理論值14.7的兩倍以上，一般來說混合氣是無法用火花塞直接點燃的，但如果完全參照柴油機的工作方式，燃燒又無法實現(xiàn)精準控制，不但提高效率的目的未必能達到，更有可能損壞機件。

所以，馬自達的工程師想出了一個天馬行空的方法，就是在壓縮沖程末端/做功沖程初始依然讓火花塞正常打出電火花，雖說空燃比過稀火焰無法正常傳播點燃所有混合氣，但不要緊，因為只要能點燃火花塞周圍小部分混合氣就夠了。這一部分氣體燃燒時，會進一步向周圍其他所有混合氣施壓放熱，用馬自達工程師們的話來說就像是一個“空氣活塞”那樣，與實體活塞協(xié)同作用之下，能讓剩余混合氣的溫度與壓力達到汽油自燃的條件，繼而在一瞬間爆發(fā)，達成壓燃的結果。

這種點火方式，除了剛才已經(jīng)提到的，能大幅提升空燃比以直接節(jié)省燃油外，因為整個燃燒過程是全部混合氣被瞬間點火的，相比起靠火焰?zhèn)鞑睃c火的傳統(tǒng)汽油機，更高的燃燒速度會讓爆炸力更加強勁，從而達成提升輸出的結果。原理上是可以完全兼顧省油和增強動力兩個方面的，并不像我們常規(guī)思維里的那樣，兩者存在矛盾必須二選一。

馬自達靠什么手段造就了如此強悍的引擎？

綜上所述，Skyactiv-X不僅僅是“逆天而行”，就效果來說也是能稱得上“逆天”了。而要達成這樣的表現(xiàn)，馬自達在這款新引擎上作出的優(yōu)化可不少，當中包含了很多超出我們想象的技術手段，下面我們來簡單講講：

首先是壓縮比，剛才我們提到，一般情況下汽油機鮮有壓縮比超過12的，而上代Skyactiv-G做到了14（海外版），但這次的Skyactiv-X足足提升到了18！已經(jīng)是和絕大部分柴油機一致甚至更高的水平了！而從其工作模式反推，我們可以判斷這是一個臨界值，可以保證SI模式下能實現(xiàn)無爆震正常燃燒，在SPCCI模式下也需要火花塞來引爆整個壓燃的進程，總的來說就是維持發(fā)動機在可控的狀態(tài)。與此同時我們也能看出SI和SPCCI兩種模式的切換主要是靠控制缸內(nèi)溫度來實現(xiàn)的，而結合目前已經(jīng)公開的關于Skyactiv-X的一些數(shù)據(jù)和內(nèi)燃機標定的常識來推斷，馬自達主要通過兩大手段來實現(xiàn)缸內(nèi)溫度的控制。

第一種手段就是最基本的空燃比控制，因為汽油蒸發(fā)能吸熱的緣故，其實一直以來這都是汽油機燃燒控制的有效方法，只是說一般而言調(diào)節(jié)范圍比較小，不會偏離理論值14.7太多。而剛才我們也提到了，Skyactiv-X汽油引擎的空燃比可以從14.7一路橫跨到理論值的兩倍以上，帶來的調(diào)節(jié)效果當然也是更大的，能兼顧SI和SPCCI也不足為奇了。不過也正正因為是跨度巨大，考慮到其對噴油精確度的需求有增無減，與此同時汽油也必須要保證良好霧化才能實現(xiàn)精確控溫以及與空氣完全混合，所以Skyactiv-X的油軌是專門設計的，不僅僅能達到最高1000bar的壓力以確保霧化效果，而且管路如大家所見也作了加長回路的等長設計，一來是為內(nèi)部壓力波動提供緩沖空間，二來是保證各缸噴油壓力的一致。

第二種手段自然就是進排氣控制了，雖說馬自達一直以來都不怎么熱衷于增壓（但不熱衷不代表不擅長），但全新Skyactiv-X引擎卻用上了特別設計的機械增壓單元來確保各種工況下缸內(nèi)氣體填充效率的一致性（不用渦輪的原因一來是無法實現(xiàn)全轉速區(qū)間的精準控制，二來是它會影響排氣流暢度，所以哪怕機械增壓會消耗部分動力也在所不惜），配合冷卻單元獨此一家的EGR（廢氣再循環(huán)），可以理解成這是為上面提到的空燃比調(diào)控提供一個穩(wěn)定的基準值。說到底，一切都是為了精準精準和精準，否則根本不可能實現(xiàn)可控的汽油壓燃。

對了，最后需要提到，Skyactiv-X取消了第一代創(chuàng)持藍天上標志性的、體積巨大的4-2-1排氣歧管。這一組歧管當年之所以被采用，主要目的在于減低各汽缸之間的排氣干涉，甚至是利用上各缸排氣激波的脈沖作用來實現(xiàn)更強的廢氣排空效率，從而降低缸內(nèi)熱量累積以達成提升壓縮比的目的。

但這樣的設計也是有短板的，就是無可避免地讓三元催化與汽缸的距離更遠了，因此催化器無法在冷車時快速加溫（初代Skyactiv-G冷車怠速奇高就是因為得靠這樣來更快加熱三元），甚至連正常行駛中的工作溫度也不能得到很好的保證。如今在技術換代的時候取消這一設計，可以理解成是在排放指標越來越嚴格的今天，這短板已經(jīng)到了不可容忍的程度，再加上空燃比大幅升高后廢氣污染物含量也會爆發(fā)性地增加，本身就需要更好的處理效果，所以相比起那本身就屬于錦上添花的獨特“頭蕉”設計，擺在馬自達面前更重要的問題是排放能不能達標，畢竟這決定了Skyactiv-X能否走進市場。

總結

其實和第一代創(chuàng)持藍天技術一樣，換代后的Skyactiv-X也不僅僅只體現(xiàn)在動力系統(tǒng)上，它本身是一種工程學上的指導思想，有點像豐田的TNGA那樣，是一種整體的解決方案，在車架懸掛甚至設計等方面都能得到體現(xiàn)，只是說和上代一樣，技術體系里最吸睛的“黑科技”還是要看動力系統(tǒng)而已。

但無論如何，這始終是值得我們期待的飛躍式技術進步，而到2019年Skyactiv-X就會全面上市，需要等待的時間已經(jīng)不長了。

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