黑科技—马自达下一代发动机取消火花塞

尽管我知道特斯拉的电动车2秒多都破百了，尽管我知道电动车能够改善我们的空气质量，减少能源的消耗，还有帮我省下不少的油钱......BUT，who care，我依然一样不喜欢！

只是因为害怕有一天，在N年以后，是不是我们老去的时候，只能开着当年车库里面封存的那辆有内燃机的汽车，大冬天去接小孙子放学，然后被警察孙子告知：

“爷爷，现在不准汽油车上路啦……”

What the f***……谁稀罕那些没声音的电动车，我就想要发动机的轰鸣！

当电动车被我们认定为未来交通发展的终极目标时，内燃机究竟会不会死？我不知道，但我知道，庆幸的是如今依然有一批跟我们一样的内燃机死忠Fans，它们并没有随波逐流，而是一直钻研着更强的内燃机，不断的突破极限，而马自达就是其中的一位！

汽油机上没有火花塞，马自达究竟如何做到的？

根据最近日本媒体的报道，马自达将推出第二代“创驰蓝天”（SKYACTIV），计划2018年度末导入燃效比以往提高约3成的新款发动机，并且新发动机将取消火花塞点火，最终实现百公里3.3升油目标！

百公里3.3L油耗是一个怎样的概念呢？也就说，如果这项技术真的能够实现量产的话，那么这台压燃技术的自吸汽油机将比任何一台混动发动机还要省油，并且成本还要便宜的多！所以我们不禁要问了，如此黑科技，马自达究竟是如何做到的？

作为第二代创驰蓝天技术的关键，HCCI均质压燃技术成了马自达的突破口。 HCCI的全称叫做：Homogeneous Charge Compression Ignition，中文翻译过来叫：均质充量压燃。没看错，就是压燃，马自达的目标是让第二代创驰蓝天技术的汽油机能够舍去火花塞，能像柴油机那样把燃料通过压缩来燃烧！

我们都知道，传统的汽油发动机通过火花塞打火，点燃空气和燃料混合气产生能量。但HCCI发动机则不同，它的点火过程同柴油发动机相类似，通过活塞压缩混合气使之温度升高至一定程度时自行燃烧。

不过，马自达的这套HCCI技术与柴油机不同的是：柴油机是直接在缸内给油，然后通过压缩实现自燃。而HCCI技术是在压缩做功前，就在缸外将空气和燃油的混合气体是已经混合好了。

汽油机也压燃，没有火花塞的发动机究竟有何不同？

这里，我们首先了解柴油机压燃的优点。压燃的优点是所有可燃气体能够同时燃烧，燃烧速度快，可以实现超稀薄燃烧（毕竟是自燃，不是点燃），因此燃效更好。其次，压缩过程中混合气体可以充分混合，不存在欠氧的情况，所以就不会出现颗粒物，温度没有偏差，所以也不容易出现氮氧化合物。 

而众所周知，普通汽油发动机是通过火花塞系统点火产生火花，然后再迅速在气缸中将火焰传递实现做功。而马自达的HCCI取消掉火花塞，通过像柴油机一样的，通过活塞对气缸内的均质汽油混合气施加压力导致混合气升温，当温度上升至一定程度，气缸各处的混合气会同时燃烧，从而消除了火花塞点火式汽油发动机混合气燃烧时火焰扩散过程中的能量损失，故而燃效更高。

另外，开过柴油机的人都知道柴油发动机的“劲儿”是要比汽油机大得多的。原因就是因为柴油机的压缩比高。学过热力学的朋友都知道，更高的压缩比意味着更高的热效率，更高的热效率意味着相同动力输出下，油耗更低，而油耗更低意味着排放更少，最终达到提升经济性的效果。而HCCI发动机能够实现18:1的压缩比，这个数字与同排量柴油机的压缩比已经相差无几了。

所以综合来看，采用这项技术的第二代创驰蓝天汽油发动机在降低尾气排放，提升燃油经济性的同时，还能够带来极为优秀的动力性能，真正的做到了油耗和动力的两者兼得！

汽油压燃是很美，但是仍有很多问题有待思考与解决？

其实对于HCCI发动机的研究，并不只有马自达一家钻研，通用和奔驰zao'j走在了前列。遭灾2007年，奔驰F700概念车上，其DiesOtto 1.8T直喷发动机就使用了HCCI技术，输出功率达到177kW，最大扭矩达到400Nm。通用的HCCI发动机，也直接搭载在土星Aura和欧宝Vectra上，其宣传语是“More miles，Less fuel”，更多里程，更低油耗。

但是，HCCI看看似美好，既能带来了动力性能的提升，还能更加环保。可问题是，汽油想压燃，并不是简简单单的去掉火花塞，提高压缩比这么简单的一个流程而已。否则这项技术早被奔驰，通用普及了。因为压燃式点火将汽油发动机压缩比从当前的14.0:1提升到18.0:1，从而也带来了的众多的技术难题：

第一是燃烧时刻控制。由于汽油和柴油燃烧的方式不同，所以发动机内部的压力、转速和燃料必须小心管理。既然需要提高气缸压力和温度使汽油自燃，那么需要对喷射过程、气缸内温度和压力进行精确的检测，以保证在压缩行程结束时才能燃烧，否则太早能量浪费，太迟动力迟滞。

第二，会不会容易爆震？了解发动机的人都知道，汽油机压缩比高容易爆震，所以超高压缩比一旦发生爆震，能量会更大，很容易影响平顺性和舒适性，甚至会损坏发动机。

第三，会不会像柴油机一样噪音大？柴油机在高负荷时，燃料就会增加，但由于燃烧流动原本就比较快，因此会快速燃烧掉更多的燃料，导致压力上升，噪音和震动加剧，而且过高温度会产生氮氧化合物。

第四，冷启动比较困难！压燃机在冷启动时是要比点燃式更加困难的，特别是冬天的情况经常一次性点不着。

由此可见，HCCI技术虽然看似很美好，但是由于汽油和柴油本身存在“质”的不同，需要检测控制的涉及到气缸温度、压力、混合气的密度等等等等.......能不能普及真的就要看马自达的功力了。当然马自达到现在也没有公布这项技术的细节，但之前通用、戴姆勒和现代都曾试图发展HCCI发动机，但由于成本效益方面的原因最终放弃了，如果马自达能将采用HCCI技术的发动机推向市场，那它在这个领域将走在前面。 

写在最后

当汽车市场都正在向电气化方向发展，可有意思的是，马自达仍然非常注重对传统内燃汽油发动机的研发。不管是蓝天创驰也好，还是转子发动机，马自达仍然用黑科技捍卫发动机“血管中”的汽油，所以这也是为什么，马自达会有如此多专一的粉丝吧！