皮下：马自达如何改变内燃机

当马自达开发其Skyactiv-X火花控制压缩点火(SPCCI)发动机时，它完善了自近150年前尼古拉斯·奥托(Nikolaus Otto)的第一个撞击器问世以来最难以捉摸的概念之一。为什么？很长一段时间以来，让汽油像柴油一样通过压缩而不是火花点燃一直是工程学上的圣杯。

汽车点火、联合燃烧系统和汽油压缩点火都是其他试图完善相同概念的人为类似的过去项目使用的名称。所有这些(包括SPCCI)背后的基本概念的恰当名称是均质电荷压缩点火(HCCI)。

对于均质压燃发动机，燃料在燃烧室中均匀混合。它也很瘦，有一个类似增压泵的额外空气供应。压燃式点火利用了这样一个事实，即如果你挤压足够多的空气，它就会变得更热(试着用拇指关闭自行车泵的末端)。这就是无火花柴油的工作原理，以及为什么它们需要比汽油高得多的压缩比--这也是为什么有人将HCCI概念标榜为汽油和柴油发动机技术的融合。

但为什么要麻烦呢？有什么好处呢？根据许多行业大师的说法，这一数字很高。当被HCCI点燃时，燃料空气充注量作为一个整体在整个燃烧室中点燃。在传统的火花点火汽油发动机中，燃料在火花塞处点燃，然后沿着火焰前沿传播。HCCI方式的好处包括减少燃料消耗和二氧化碳排放，减少氮氧化物(NOx)。

早在2001年，莲花工程就开发了一种系统，通过重新吸入发动机的热废气来点燃燃料，以实现与马自达大致相同的目标。里卡多还生产了研究发动机，大众汽车在2007年展示了其基于FSI汽油发动机的汽油压缩点火发动机原型。与莲花概念车一样，它使用了高水平的废气再循环(EGR)来点燃燃料。

使用热废气的HCCI只有在发动机负荷不大的情况下才能工作，因为使用的燃料量较少。为了启动和充满动力，它需要一个传统的火花，事实证明，很难在两者之间顺利切换。

SPCCI听起来可能像是一个骗子--毕竟，它仍然包含着火花。但不同的是，火花是用来点燃直接注入到火花塞周围的燃料丰富的小型雷管炸药的。燃烧室的其余部分包含一种稀薄的炸药，由于高度压缩而濒临引燃。当雷管装药被火花点燃时，从中膨胀的火球会对主装药增加足够的额外压力，使其自燃。回报是，SPCCI在发动机全速行驶时工作，而不仅仅是温和地慢跑--在大多数正常驾驶中如此。这与早期概念的不同之处在于，燃烧是有保证的和稳定的。你可能会说这是天才的火花。

什么是稀燃？

稀薄燃烧仅仅意味着大量的空气和更少的燃料。在汽油发动机中，实现燃料完全燃烧的完美混合物是14.6份空气与一份燃料(14.6：1)。Skyactiv-X发动机在发动机前部有一个Rootes类型的增压装置，不是为了增加动力，而是为了提供足够的空气来在29.4：1以上的情况下燃烧得更稀薄。

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