技術宅拯救世界?馬自達表示終於輪到我表演了!

 三歲小孩都知道的發動機常識

早在初中學物理的時候，我們就初步學習了一些內燃機的工作原理，那時候書上告訴我們的，無非就是一句「柴油機的點火方式是壓燃點火，而汽油機的則是用火花點火」並告訴了我們為什麼柴油機用壓燃，汽油機用點燃的原因：

柴油自燃溫度低、黏度大、不易蒸發故採用壓燃點火；

汽油的自燃溫度較高，黏度小容易蒸發，所以可以在氣缸外部與空氣形成均勻的混合氣，或者用噴射系統直接將汽油噴入氣缸，然後在壓縮行程快結束時通過火花塞跳火將混合氣點燃，汽油機工作的四衝程相比大家也很清楚了。

目前大多數汽油機的工作原理還是基於奧託循環進行的

隨著技術的發展，越來越多的新技術被應用到了發動機上，從化油器到多點電噴再到缸內直噴，從氣門的簡單開閉到VVT-i、VTEC等配氣系統的應用，都彰顯著人們在探究高效率發動機上的不懈努力。但是汽油機基於的最基本工作原理還是沒有變，阿特金森循環也是在基於奧拓循環的基礎上，採用一套比較複雜的曲柄連杆機構得到，而且因為結構複雜，維護上難度更高。所以說，如果能從四衝程發動機的本質上做出突破，那麼才能在提高效率，降低油耗等項目上得到質變。

馬自達的這款發動機用了什麼黑科技？

 

那麼，馬自達的這款Skyactiv-X發動機能否做到呢？我們先來簡單了解下它的工作原理。

Skyactiv-X發動機是基於一種叫做「火花點火控制壓縮點火」的技術實現的，簡稱「SpCCI」，這種技術的核心，就是講火花點火和壓燃點火兩種點火方式融合進了一臺發動機之中，它的原理可以用一段話簡要說明：

「火花點火控制壓縮點火」的方法是，通過點火提前角控制著火時刻，通過發動機排氣再循環控制燃燒速率。其實現方法可以包括以下步驟：在進氣過程中進行第一次燃料噴射，在壓縮上止點時形成均質稀薄混合氣；在壓縮衝程中進行第二次燃料噴射，在火花塞周圍形成局部較濃混合氣，火花塞點火點燃局部較濃混合氣產生火焰傳播，局部火焰傳播燃燒放熱，壓縮周圍大面積稀混合氣溫度壓力升高達到自燃著火狀態，從而激發整個缸內混合氣多點大面積自燃，並使全部混合氣快速燃燒完全。

覺得這段話有點難懂？行，就拿一個好懂的來打比方！相信有的朋友肯定玩過《瘟疫公司》這款遊戲，遊戲怎麼玩我就不介紹了。總之在遊戲開始時，你要選擇一個地區，投放你研製的病毒，讓它初步地感染一部分人。

然後呢，你需要不斷進化你的病毒，讓它先傳播到這塊大陸以及附近的所有地方。這個就相當於上一段裡的「第一次燃料噴射，形成均質稀薄混合氣」而人口較多的地區，就相當於第二階段的「在壓縮衝程中進行第二次燃料噴射，在火花塞周圍形成局部較濃混合氣」

紅色區域就是被感染區域，而人口較多的地方就相當於濃度較大的混合氣

最後自然是要讓病毒傳播到世界每一個角落，並爆發致命性殺死每一個感染的人了，這就相當於最後階段的「火花塞點火點燃局部較濃混合氣產生火焰傳播，局部火焰傳播燃燒放熱，壓縮周圍大面積稀混合氣溫度壓力升高達到自燃著火狀態，從而激發整個缸內混合氣多點大面積自燃，並使全部混合氣快速燃燒完全」

一句話總結，這臺發動機的工作原理就是「兩次噴油，兩次點火」其中第一次噴油形成大面積稀薄混合氣，第二次形成集中的高濃度混合氣，第一次點火是用火花塞點燃高濃度混合氣，第二次則是高濃度混合氣燃燒放熱並配合活塞壓縮將整個氣缸內的氣體壓燃。這款發動機的優勢，在於能讓汽油機的輸出扭矩達到柴油機的水平，提高發動機壓縮比，並且提高燃燒效率，在排放上也能更加環保。

目前馬自達的工程師表示，Skyactiv-X發動機在低轉速工況下的表現還比較生硬，需要進一步優化，同時還表示這種發動機的製造成本將介於柴油和汽油發動機之間。

這篇文章也僅僅是一個小科普，沒能用更嚴謹的語言來敘述。可能在未來，內燃機總有被取代的一天，但是工程師們敢於打破常規的精神值得我們敬佩，也正是這一次次在我們無法注意的細節上上的創新，我們乘坐的汽車才能變得越來越好，對於未來汽車的發展，我們仍充滿期待。