馬自達百年獻禮（六）減排：從氫轉(zhuǎn)子到汽油壓燃

　　其實氫能車和電動車在十九世紀就誕生了，并且都比內(nèi)燃機汽車更早，但十九世紀人類不論在氫能源還是在電磁學領(lǐng)域的技術(shù)實力都非常有限，導致這兩種比汽油更適合用來驅(qū)動車輛的能源技術(shù)一直停滯不前，無法進入民用市場。

　　在新世紀開始的十年，氫能源應用的研究再次掀起熱潮，不過大家失望地發(fā)現(xiàn)它依然不具備推廣的天時地利人和。因此在第二個十年，電驅(qū)動有了空前的發(fā)展，絕大多數(shù)品牌也已經(jīng)走上了電動化道路。

　　但馬自達是個偏執(zhí)狂，就喜歡在燃油機上面鉆牛角尖。為了進一步提高發(fā)動機熱效率，馬自達想出了把柴油發(fā)動機上的“壓燃”用到汽油機上。

　　那么SPCCI的突破點在哪里？首先我們要先了解一下HCCI均質(zhì)壓燃技術(shù)。

　　HCCI（Homogeneous Charge Compression Ignition）——均質(zhì)壓燃。為什么燃料可以被“壓”燃，這里就需要復習一下中學物理了。壓縮（外力對其做功）可以使得物體內(nèi)部分子熱運動增強，內(nèi)能增加，溫度就會升高。還記得物理老師用一根管子快速壓縮，瞬間把管中的羽毛引燃嗎？壓燃技術(shù)正是運用了這個原理，這也是柴油發(fā)動機的特性。

　　HCCI除了能實現(xiàn)很高的壓縮比，還能讓燃料快速且完全地燃燒，多點大面積同時著火實現(xiàn)稀薄燃燒。沒有了傳統(tǒng)火花塞點燃火焰的傳播延遲過程，壓縮點火可以在極短的時間內(nèi)完成燃燒放熱，以提高發(fā)動機效率。因此，HCCI是一種非常理想的燃燒模式。

　　難處在哪兒？HCCI在汽油發(fā)動機上很難實現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)，因為燃燒的氧化反應過程復雜，從氧化反應開始，到混合氣引燃期間，會有一段從冷焰到熱焰的著火延遲。這個著火延遲與缸內(nèi)溫度、壓力和燃料濃度都有關(guān)系（不同的駕駛條件下，壓縮沖程中存在溫度和壓力的變化），因此HCCI的著火時刻不易控制。

　　如圖所示，HCCI只適合于中低轉(zhuǎn)速的工況，那么能否在其他轉(zhuǎn)速期間用火花塞來點火呢？

　　可以是可以，但前面說了，HCCI的著火時刻如迷一般難以捉摸，使得火花塞點火時機的把握變得極為困難，因此兩種引燃模式之間的切換，無法做到完美的銜接，這就不利于發(fā)動機的平穩(wěn)運轉(zhuǎn)和壽命。

　　為了實現(xiàn)將混合氣先點燃小部分再壓燃大部分，SKYACTIV-X發(fā)動機采用分段噴油，在進氣行程中先噴入少量汽油，點火增壓后，繼續(xù)在壓縮行程中再噴入足量的汽油進行壓燃。因此分段噴油是一個關(guān)鍵的小細節(jié)，它能夠降低發(fā)動機在高壓縮比的設定下，缸內(nèi)混合氣過早爆燃的可能性，大大優(yōu)化壓燃穩(wěn)定性。

　　簡而言之，火花塞的存在，不是為了點火，而是一個為壓燃創(chuàng)造條件的輔助手段。

　　那么加入了壓燃技術(shù)的SKYACTIV-X發(fā)動機有什么優(yōu)勢？

　　1、燃油經(jīng)濟性的顯著改善

　　在排量為2.0L的發(fā)動機中，創(chuàng)馳藍天SKYACTIV-X的燃油經(jīng)濟性與SKYACTIV-G相比提高了20%。同時，當長時間處于低速工況，由于使用超級稀薄燃燒，燃油經(jīng)濟性可提高30%。得益于超稀薄燃燒，全新一代馬自達3上搭載的SKYACTIV-X熱效率已經(jīng)達到了43%，超越了豐田的41%成為目前世界上熱效率最高的汽油發(fā)動機。

　　2、 顯著提高輸出性能和響應能力