要什么程度的执迷和任性，才说得出“我们想要追求完美...

大家车言论

作者：曾颖卓

“我们想要追求完美形态的内燃机”大家觉得这句话最有可能出自哪个品牌之口？

所以当这个世界都在大谈“电动化”、“新能源”，马自达仍然为内燃机爱好者们尽可能地保留一片“净土”。原因无他，就是来自马自达一直执着于为消费者提供愉悦的用车体验，这一点，相信所有马自达车主都有所感悟，就算不是马自达车主，也能够从身边的马自达车主感受到他们与马自达车之间的情感纽带。


所以，在面对节能减排这个课题，马自达在“内燃机能带来愉悦感”和“内燃机直接消耗化石燃料”这对矛盾里，抓住化石燃料“Well to Wheel（矿井到车轮）”全周期的二氧化碳产生量这个根本，从降低内燃机的能耗入手，创造出一种“无论是需要动力还是需要省油，都不浪费任何一滴燃油”的内燃机形态。

这就是传说中的“Skyactiv-X发动机”。即便到了未来，马自达的内燃机有可能会为插电混合动力或者增程混动服务，优秀的内燃机技术，仍能让马自达立于世界的前沿。

我们知道，柴油机热效率高、油耗低的原因是压燃发动机的压缩比高，并且压燃的燃烧方式，让火焰快速生成，燃烧压力迅速建立，提高了做功冲程的的效率。燃烧速度越快，发动机效率越高，所以“快速燃烧”是提高汽油机热效率的课题之一。


均质压燃的起火方式是“多点爆破”，到达点燃条件的混合气，会同时燃烧起来；而汽油发动机的火花塞点燃，起火方式是“传递”，火焰是蔓延出去的，比压燃的燃烧过程更慢，而且一旦空燃比太大（空气太多燃油不足），火焰就无法传递出去。

而如果汽油发动机能够像柴油发动机一样使用高压缩比、压燃的方式来工作，那么就能够大幅度提高汽油发动机的热效率，从而提高汽油发动机的燃油经济性，这样就能实现“Well to Wheel”的节能减排目的了。


汽油发动机不是不可以压燃，只不过满足压燃所需的条件非常局限，压燃汽油机只能在非常狭窄的工况区间内工作。超出压燃工况，就必须继续使用火花塞点火。而从压燃到火花塞点火，存在边界过渡的问题。


从压燃工况往火花塞点火工况过渡，如果控制不当，容易出现温度过低的失火、混合气过稀的失火、燃料过量的爆燃等。边界过渡问题不解决，压燃工况就无法从实验室走向实际应用阶段。


可以说，在马自达创造“火花塞点火控制的压燃”之前，压燃的汽油机就是内燃机技术的“死胡同”。


可是不要忘了马自达是一个能够靠着死磕精神，把死胡同走通的品牌。永远不要小看一个能够在广岛废墟重建起来的车厂，在面临生死考验时候，向死而生的精神。

还记得转子发动机的故事吗？马自达不是发明转子发动机的人，当年德国人汪克尔博士发明转子发动机之后，其实有好几个品牌都采用了这种技术，其中中国的东风，当年就生产过转子发动机的轻卡车。然而转子发动机特殊的工作原理，导致其耐用性堪忧。一条死胡同。

这时候，马自达认定了“转子发动机是马自达在世界上获得一席之地的宝石”，甚至是马自达这个品牌生死存亡的希望之光。怀着死斗的决心，马自达在内部募集了47位专攻转子发动机的工程师（后来他们被称作“转子47士”），终于把转子发动机技术发扬光大，让其成为了马自达这个品牌的一面旗帜，甚至在勒芒24小时耐力赛里，赢得了至今为止唯一一个属于日本厂商的冠军。

这无限的荣光，靠的就是马自达“把死胡同走通”的死磕精神。


回到正题。压燃汽油发动机的难点在于过渡状态。马自达的思路是，过渡状态的核心是火焰的产生方式，既然“压燃”和“点燃”很难直接过渡，那么我能不能用火花塞来控制火焰产生的方法，从而创造一种处于“压燃”和“点燃”之间的中间状态呢？这样就能解决“压燃”与“点燃”的切换了。


而这个过渡状态，就被马自达称为“SPCCI”，通过火花塞控制的压燃点火。


原理很简单，当混合气的温度、浓度既无法实现压燃，又难以直接点燃，那我就用火花塞点火创造一次燃烧，用燃烧将气缸内的温度和气压进一步提高，诱导其他混合气自燃。

利用缸内压缩产生的涡流，高压燃油（据说达到1000Bar，是常规缸内直喷技术油压的5倍）采用分次喷射技术，令火花塞附近的汽油浓度达到点燃标准。这时火花塞点火，起火的混合气瞬间膨胀，导致燃烧室内的其他稀薄混合气被进一步压缩，从而集体“自燃”。


我打一个比方来描述这个过程吧：一个300斤的大胖子一屁股坐在一沓泡泡纸上。这个压力穿越时空地、零时差地传播，泡泡纸获得足够大的压力，集体“啪啪啪”地爆裂。火花塞点燃部分混合气，就是燃烧室里面的大胖子，泡泡纸，就是稀薄混合气。


当然，这个过程的描述看上去很简单，但其实实现起来也困难重重。首先，仍然是几种燃烧状态之间的过渡，取决于很多条件，这就需要很多参数的输入来参与控制，包括缸内压力传感器、爆震传感器、进气/排气温度传感器、水温/油温传感器等，参数越多，控制难度就越大。

得益于SPCCI，压燃（包括火花塞控制的压燃）的工作范围增大到整个发动机工况的80%，这让新一代创驰蓝天发动机的高燃效区间覆盖范围大幅增加。

从上图就能够看到，对比起第一代创驰蓝天发动机，Skyactiv-X首先它最高燃效提高了，但这不是最重要的，更重要的是高燃效区域更宽广了，这让发动机不再是“特定工况下省油”，而是在较广泛范围内，都能实现高燃效。好比说，一个班，最高分95分，但其他同学大多是70~80分，你不能看着最高分说这个班学习好；另一个班，最高分也是95分，但同时80%的同学都能考90分，那这个班学习成绩肯定好。


高燃效区宽广的好处主要有两点：


1、对于变速箱匹配来说，即便要做重视动力响应的风格，而延迟换挡时机（转速越高动力响应越好），也不会大幅度提升油耗，这对马自达粉来说是一个非常好的结果。结合下图加以说明：

上图是“等功率燃效曲线”，也就是要获得期望的动力（就算它10kW好了），发动机在不同负载下的燃油经济性：工作点越靠右，发动机输出扭矩越大，转速越低（功率正比例于“扭矩”和“转速”的乘积），负载率越高（负载率高意味着储备功率少，再加速能力差，甚至需要更多次的降挡）；工作点越低（纵坐标越小）越省油。可以看到，从A点到B点，降低发动机负载率，可用储备功率更大，实现响应性提升，完成同样KPI的情况下，新发动机油耗增长幅度低于老发动机。


2、对于不同驾驶风格和不同的路况，虽然对发动机工况的调动可能会有很大差异，但是落在高燃效工作区域的概率大大提高了，那就是说，高燃效区更宽广，就算在不同的路况、驾驶风格下，油耗表现都可以稳定地优秀。

压燃是这款发动机的最大话题，所以当日试车的过程中，很多媒体朋友很执着于压燃持续的时间，有的同行还很可爱，因为没能进入压燃工况而闷闷不乐，甚至开始自我检讨了。


我倒是觉得，首先，对于Skyactiv-X发动机来说，SPCCI状态才是它的精髓所在，在SPCCI状态下，这款发动机就已经非常省油了，我们可以将压燃看作是SPCCI的一个特殊工况；第二，压燃是某种工况下必然会出现的一个状态，而不是一个结果，没必要太过于纠结结果。


好了，技术扯到这了，解答几个实际一点的问题。


第一，车开起来怎么样？


从SPCCI过渡到压燃，的确会感到一点点的闯动，压燃工况也能听到轻微的“哒哒哒”的声音。对此马自达发动机设计部林裕二部长表示，这是一年半以前的试制原型机，量产后能够解决这两个问题。

动力体验还是一如既往地“马自达”，油门的响应性和比例感都很棒，只不过在新发动机的加成下，这个“比例系数”被放大了，车变得更加有劲，毕竟是以190马力为开发目标的新型发动机，中段加速力非常扎实。


第二，将会搭载在哪款车型上？

2019年马自达昂克赛拉会换代，届时，新一代魂动设计语言、新一代的创驰蓝天车身架构，当然还有Skyactiv-X发动机都会在新一代昂克赛拉身上出现，马自达方面也作出了承诺，新发动机完全可以适应中国油品，包括将来会推广的E10乙醇汽油。


第三，新昂克赛拉用了扭力梁，我该不该粉转黑？

是的，昂克赛拉用扭力梁了。我在试驾场地也简单体验了一下更换了扭力梁的昂克赛拉。其实马自达本身“好开”的本领是来自于转向手感、车身指向、悬架路感和侧倾反馈等多维度的配合，极限高一点还是低一点，极限状态下后轮跟随性如何，不影响昂克赛拉日常驾驶的“好开”程度。所以，我觉得本身就不打算买的人，他黑就黑吧，反正键盘在手，是吧。而有意买车的，这是一款多维度提升的新车，不值得因为扭力梁就否定新一代昂克赛拉。


世界上并没有什么黑科技，有勇气把黑暗的未知走通，这才成了黑科技。

与其说马自达特立独行，不如说能像马自达那样坚持最初本心的公司，越来越少了。