马自达压燃车型上市在即 这技术靠谱吗

　　[爱卡汽车 科技频道 原创]

　　马自达是一个非常特立独行的品牌，它虽然规模不大，但却总能在技术上独树一帜。马自达似乎从不在意主流技术是什么，也不关心供应商提供的诸多捷径，而是专注于自己的研发，推出了一系列极为独特的技术。难能可贵的是，马自达从来不是为了独特而独特，它追求独特是为了更强的性能、更好的体验，而非更大的噱头。

马自达 昂克赛拉（询价模块，请勿手动编辑，如需删除，请在图片上右键删除询价）

　　在2020成都车展上，马自达3昂克赛拉和CX-30的压燃版车型正式亮相，并且确定将在9月份上市。这两款车最大的亮点是搭载了马自达的最新科技——e-SKYACTIV X发动机。众所周知，汽油发动机气缸里的汽油是靠火花塞点燃的，而柴油发动机气缸里的柴油是在高压之下被压燃的，e-SKYACTIV X发动机身为汽油发动机，却采用了压燃的点火方式，真不愧是马自达，果然特立独行。在惊叹之余，相信大多数人更想知道的是这其中有什么原理，又会带来哪些优缺点。

压燃版的马自达3昂克赛拉和CX-30在外观内饰上与普通版车型一致，我们只能通过尾标来辨别：普通版车型的尾标是SKYACTIV G，而压燃版车型的尾标是e-SKYACTIV X。这台e-SKYACTIV X发动机的排量为2.0L，最大功率为132kW（180马力）/6000rpm，最大扭矩为224Nm/3000rpm（海外版机型的数据）。

内燃机点火方式主要是火花塞点火（应用于汽油发动机）和压燃点火（应用于柴油发动机）。马自达e-SKYACTIV X发动机是世界上首款采用压燃点火的量产汽油发动机。为何马自达要采用压燃技术？这主要是为了追求更高的热效率。采用火花塞点火的汽油发动机还在为40%热效率努力，而采用压燃点火的柴油机热效率早已突破了50%。

在汽油机上使用压燃技术并非马自达首创，为了提升效率、减少排放，很多厂商都研发过HCCI均质压燃点火技术。柴油发动机上压燃点火与均质压燃点火之间的区别在于，前者是先把空气压缩使其升温，然后喷油点火；而后者是先让空气和燃料充分混合，然后再压缩混合气体，使其升温点火。毫无疑问后者的燃烧更均匀、更充分。

　　HCCI均质压燃点火技术在热效率方面有明显的优势。在汽油发动机火花塞点火和柴油发动机压燃点火中，混合气体的燃烧是由点及面的；而在HCCI均质压燃点火中，混合气体的燃烧是全体同步的。所以HCCI均质压燃点火会带来更快的燃烧速度，在活塞达到上止点的瞬间完成燃烧，能量没有被浪费，发动机热效率达到最高水平。

既然HCCI均质压燃点火这么强大，为何没有被广泛才用呢？这是因为HCCI的适用范围过窄，它对发动机的转速、负荷的要求比较苛刻。转速过低缸内温度不够、转速过高反应时间不足，都会导致气缸内的混合气体无法被压燃；发动机负载增加、喷油量变多则会引起爆震。这些问题导致HCCI均质压燃点火技术一直停留在试验室里。

在大家都放弃HCCI均质压燃点火时，马自达却在继续研究，它把火花塞点火和HCCI均质压燃点火进行了结合。在马自达e-SKYACTIV X发动机里实际上是有火花塞的，但是其作用并不是点燃全部混合气体，而是仅仅点燃一小部分混合气体，通过这一部分混合气体的燃烧使缸内温度上升、压力增加，从而为全部混合气体的压燃创造条件。

　　这里可能有人要问了，既然马自达e-SKYACTIV X发动机里有火花塞，那么为什么不会点燃全部混合气体？这是因为马自达应用了超稀薄燃烧技术。理论上空燃比（空气/燃料比）为14.7时可以实现完全燃烧（氧气和汽油都刚好烧完），为了降低油耗，不少发动机的空燃比要大于14.7，让汽油燃烧更加充分。而马自达e-SKYACTIV X发动机的空燃比接近40，此时的混合气体中汽油含量极少，很难被点燃。在e-SKYACTIV X发动机的火花塞点火前，喷油嘴会在火花塞附近喷射少量燃油，增加小范围内混合气体的浓度，以便顺利点火。超稀薄燃烧可以降低排放气体当中的氮氧化物含量，从而减少污染。

马自达把这项技术称为SPCCI（Spark Controlled Compression Ignition，火花塞控制的压燃点火），它具有HCCI均质压燃点火的极高热效率，同时也能适应更加宽泛的工况，在实用性方面迈出了一大步。

为了实现SPCCI，马自达为e-SKYACTIV X发动机配备了一些其他发动机上没有的独特装置。SPCCI对气缸内的温度和压力都有很高的要求，缸内压力传感器就是来监测这些关键数据的；高压燃油喷射系统与柴油发动机类似，其喷油压力可达100MPa（1000bar），而一般汽油发动机的喷油压力是20-35MPa。

为了实现超稀薄燃烧，e-SKYACTIV X发动机的进气系统需要向气缸里泵入更多的空气，为此它配备了一个机械增压器（马自达将其称为稀薄增压器）。所以e-SKYACTIV X是一款非常神奇的发动机，它有火花塞，却是压燃点火；它有机械增压器，却不是增压发动机。

得益于SPCCI技术的应用，马自达e-SKYACTIV X发动机的性能有很明显的优势，相比现款发动机在扭矩方面提升明显，油耗也有所降低。难能可贵的是这款先进的发动机对低标号燃油也有不错的适应性，使用91号汽油（欧洲标准）也能有出色的表现。

在车辆的实际表现方面，采用e-SKYACTIV X发动机的新车虽然性能指标并不突出（从发动机的功率扭矩就能看出来），但是它在动力响应速度方面的表现非常优秀，可以带来更好的驾驶感受。

对于马自达来说，最大的问题是成本。e-SKYACTIV X发动机的研发成本较高，但是生产规模不大，成本很难得到有效控制。在英国市场，购买e-SKYACTIV X发动机的马自达CX-30意味着价格贵了1500英镑（约13500元人民币）。在国内，这款发动机不出意外应该是进口的，差价会进一步增加。你愿意为这项新技术多花2-3万元吗？

　　编辑点评：马自达把实用化的压燃点火技术引入汽油发动机，其创新精神令人赞叹。这样的创新和探索也收获了丰厚的回报，e-SKYACTIV X发动机在热效率和动力方面都有不错的表现。不过，较高的成本决定了这款发动机更加适合小众精品车型，而中国的消费者通常都比较实用主义，这也正是许多特立独行的企业都遭遇到的困境。

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