馬自達(dá)對未來的預(yù)測內(nèi)燃機(jī)和混動到 2035 年仍是主流

文章來源：虎嗅網(wǎng)

“你坐馬自達(dá)，怪不得你塞車。”

1997 年，梁家輝在《黑金》里對著遲到了 11 分鐘的與會黑老板輕蔑一笑。在無憂無慮的淳樸汽油時代，汽車品牌之間等級分明，座次清晰。“我們坐的都是奔馳，都是勞斯萊斯”，而“你坐馬自達(dá)，你根本就沒有資格來開這個會。”

誰也不會想到，二十年過后，當(dāng)奔馳和勞斯萊斯們都已經(jīng)對電動車亦步亦趨，內(nèi)燃機(jī)汽車最后的堅守者，竟然是那家廉價親民、又天生反骨的日本偏門小公司。

當(dāng)年三言兩語間催生的“馬自達(dá)塞車”梗，成了日后粉絲們樂此不疲的經(jīng)典自嘲，也刻下了這家日系品牌揮之不去的形象烙印。說它小眾吧，也不至于稀罕到孤僻;說它大牌吧，又確實長期偏離主流——國人說起馬自達(dá)，腦海中印象大抵如此。

2010 年代，全世界都在搞小排量、搞渦輪增壓，只有馬自達(dá)硬要把自然進(jìn)氣發(fā)動機(jī)的潛力挖到底;步入 2020 年代，當(dāng)全世界都在搞電動化、搞混合動力，馬自達(dá)卻在悶頭做一種拗口難懂的“稀薄壓燃”發(fā)動機(jī)。還頂著一個又土又怪的名字“創(chuàng)馳藍(lán)天”——誰不知道電動才是環(huán)保、用電才能藍(lán)天，今天你搞出來一個汽油車再怎么省油，就不怕大家連看 5 分鐘科普的興趣都沒有?

只有那些學(xué)內(nèi)燃機(jī)的朋友會激動地拍打著簡歷告訴你，馬自達(dá)搞出來的這個什么什么藍(lán)天，可是人類汽油文明百年來，未曾實現(xiàn)過的終極幻想。

千萬別一聽到“發(fā)動機(jī)”倆字，就直搖頭說“我看不懂我看不懂”。其實絕大部分的所謂“黑科技”技術(shù)，如果不能向普通人用大白話解釋明白，通常不是你的問題，是我的問題。

夢幻前傳：終極壓縮

不論你關(guān)不關(guān)注汽車產(chǎn)品，都很難躲開“渦輪增壓”這個詞兒。

約莫十年前，小排量渦輪增壓發(fā)動機(jī)迅速普及，成為各大汽車品牌的首選。都說今天電動化是“大趨勢”，那么十年前的“大趨勢”就是小排量渦輪。十年過去，放眼今天的民用車市場，你已經(jīng)很難買到一款不帶渦輪增壓的自然吸氣車型。

馬自達(dá)，幾乎是碩果僅存的逆行者，全系使用著 Skyactiv-G 系列自然進(jìn)氣發(fā)動機(jī)。(馬自達(dá)在美國市場有一款 Skyactiv-G 2.5T 渦輪增壓發(fā)動機(jī)屬特例，限于篇幅本文不做討論。)

插播一個對于渦輪增壓的白話解釋：

所謂渦輪增壓，是在發(fā)動機(jī)的排氣通路上安裝一個渦輪，發(fā)動機(jī)排出的廢氣能量驅(qū)動渦輪轉(zhuǎn)動，而渦輪同軸連接著一個進(jìn)氣葉輪，葉輪轉(zhuǎn)動會產(chǎn)生壓力將外界新鮮空氣強(qiáng)行“卷”進(jìn)氣缸(所以帶增壓的發(fā)動機(jī)也稱“強(qiáng)制進(jìn)氣”，與非增壓的自然進(jìn)氣相對應(yīng))。

一臺內(nèi)燃機(jī)的動力輸出，取決于參與燃燒的空氣量(增加噴油量并不難)，而渦輪增壓在不改變物理排量的情況下帶來了更充足的進(jìn)氣，所以渦輪增壓往往能明顯提升動力。

就好比把個人吃飯的手和跑步的腿連在了一起，跑得越快吃的就越多，而吃的多了又能跑得更快。

有了渦輪增壓，車輛所需的發(fā)動機(jī)排氣量可以減小。比如原先需要 2.0L 自然吸氣，現(xiàn)在 1.4L+渦輪增壓(1.4T)就夠了。而適度的小排量化，會使發(fā)動機(jī)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)間更加貼近日常用車工況(請注意增加渦輪并不會提高發(fā)動機(jī)效率)，日常能耗和排放自然就降了下來。另一方面，由于進(jìn)氣量有了渦輪作為保障，渦輪增壓發(fā)動機(jī)往往能在低轉(zhuǎn)速下即可輸出峰值扭矩，即人們所說的“低扭強(qiáng)”，這對于城市行駛是有利的。

然而天下沒有免費(fèi)午餐，沒有什么技術(shù)會盡是優(yōu)點(diǎn)。小排量渦輪發(fā)動機(jī)有百般好，也必然有它的劣勢在。其中最顯而易見的，叫做渦輪遲滯。

渦輪增壓器由排氣能量驅(qū)動，在發(fā)動機(jī)低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時，排氣的能量不足，渦輪增壓效果不明顯或不起作用;而當(dāng)突然踩下油門試圖加速時，發(fā)動機(jī)負(fù)荷增加、排氣能量增加、驅(qū)動渦輪加速、進(jìn)氣量增加是一個過程，需要一定的時間。

先是發(fā)動機(jī)要靠自身“努力”產(chǎn)生更多排氣驅(qū)動渦輪，然后才是轉(zhuǎn)起來的渦輪連帶著進(jìn)氣葉輪轉(zhuǎn)動，葉輪才能給發(fā)動機(jī)“打氣”。所以，渦輪增壓發(fā)動機(jī)較自然吸氣發(fā)動機(jī)而言，難以擁有那種“隨踩隨有”的線性動力響應(yīng)。

從踩下油門，到渦輪增壓器建立起壓力、動力突增的時間間隔，被稱為渦輪遲滯(turbo lag)。這是一種客觀上只可減弱、不可完全消除的現(xiàn)象。當(dāng)然，渦輪增壓發(fā)動機(jī)發(fā)展到了今天，出現(xiàn)了諸多減小遲滯的技術(shù)手段，現(xiàn)在優(yōu)秀的渦輪增壓機(jī)，已經(jīng)可以將渦輪遲滯弱化到日常難以察覺。

然而馬自達(dá)說不行，我一點(diǎn)遲滯我都受不了，這就有了 Skyactiv-G。

2010 年——正是小排量渦輪時代風(fēng)雨欲來之際，馬自達(dá)提出了 Skyactiv 創(chuàng)馳藍(lán)天計劃，核心便是發(fā)展高效率的自然吸氣發(fā)動機(jī) Skyactiv-G。現(xiàn)成的加渦輪、減排量之路，馬自達(dá)不走，偏要去夠自然吸氣的現(xiàn)有技術(shù)天花板。(馬自達(dá)第一代 Skyactiv 發(fā)動機(jī)還包括柴油機(jī) Skyactiv-D，由于柴油車與國內(nèi)關(guān)系不大，故本文對于第一代 Skyactiv 僅針對汽油機(jī) Skyactiv-G。)

Skyactiv-G 的首要指標(biāo)是熱效率。對，就是內(nèi)燃機(jī)經(jīng)常被拿來恥笑的那個 “20%~30%”。小排量渦輪風(fēng)潮正是為了應(yīng)付環(huán)保法規(guī)，那么馬自達(dá)非要用自然進(jìn)氣發(fā)動機(jī)來干小排量渦輪的事兒，首先便是要把能耗和排放降下來。

馬自達(dá)在 2012 年交出的答卷——Skyactiv-G 發(fā)動機(jī)，擁有 37% 的最大熱效率和 60kW/L 升功率(美國 EPA 數(shù)據(jù)，Skyactiv-G 2.0L，2014)。沒有如今風(fēng)靡的 48V 電機(jī)，沒有任何混合動力，也沒有以駕駛性和動力為犧牲，單純依靠優(yōu)化汽油燃燒過程，實現(xiàn)了 37% 的最大熱效率。作為當(dāng)代最早的一批高效發(fā)動機(jī)，Skyactiv-G 的很多指標(biāo)要到幾年后才被豐田等大廠超越。

現(xiàn)在你能買到熱效率最高的汽油發(fā)動機(jī)，是豐田 TNGA 架構(gòu)下 Dynamic Force 系列發(fā)動機(jī)的 40%，加上豐田油電混動系統(tǒng)的話可以到 41%，同時升功率也達(dá)到了 60kW/L(即效率不以動力為代價)。雖然熱效率已經(jīng)比馬自達(dá) Skyactiv-G 還高，但要知道馬自達(dá)畢竟早了五年。

今天看來，Skyactiv-G 雖然仍屬先進(jìn)，很多技術(shù)其實已經(jīng)不算新鮮。

提高燃燒效率最直接的手段，是提高發(fā)動機(jī)的壓縮比。粗略理解，壓縮比就是發(fā)動機(jī)活塞運(yùn)動到上止點(diǎn)時的最小容積，與運(yùn)動到下至點(diǎn)時的最大容積之比。通常，汽油發(fā)動機(jī)的壓縮比在 10:1 左右，超過 11:1 的已屬罕見。注重動力性能的發(fā)動機(jī)，會使用偏小的壓縮比;強(qiáng)調(diào)低能耗和高效率的發(fā)動機(jī)，壓縮比會偏大。

提高壓縮比的困難，是要面對爆震風(fēng)險。爆震，是指在發(fā)動機(jī)活塞上行壓縮的過程中，氣缸內(nèi)燃油在高溫高壓下被提前引燃。燃油不依照活塞運(yùn)動規(guī)律的突發(fā)意外爆燃，會嚴(yán)重?fù)p傷發(fā)動機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)直至報廢，這是一種十分危險的現(xiàn)象。

抑制爆震的手段之一，是減少氣缸內(nèi)殘余的上次燃燒廢氣。為了抑制爆震、提高壓縮比，Skyactiv-G 使用了獨(dú)特的 4-2-1 排氣歧管。即四個氣缸的四個排氣歧管先匯成兩個，再合二為一。排氣路徑更長，點(diǎn)火相鄰氣缸間相隔更遠(yuǎn)，相鄰點(diǎn)火氣缸的排氣脈沖不會互相干擾，就可以讓排氣門開啟時間更久，盡可能地排光廢氣、減少殘余。

特殊的排氣歧管，加上其他一些措施，使得 Skyactiv-G 得以擁有驚人的 14:1 壓縮比(國內(nèi)因油品問題減至 13.1:1)。這一度是壓縮比最大的量產(chǎn)汽油機(jī)，直到被馬自達(dá)下一代發(fā)動機(jī) Skyactiv-X 打破。五年之后 40% 熱效率的豐田 Dynamic Force 發(fā)動機(jī)，壓縮比也“不過” 13:1。

同樣是要滿足越來越嚴(yán)的環(huán)保法規(guī)，小排量渦輪是讓發(fā)動機(jī)的高效區(qū)間，向著日常使用工況靠近一些。而馬自達(dá)則是選擇硬剛：我就是要把熱效率這個硬指標(biāo)做上去。憑借第一代 Skyactiv 系列發(fā)動機(jī)，馬自達(dá)在不斷收緊且更利于小排量渦輪機(jī)的排放法規(guī)中，用別人眼中挖掘殆盡、毫無希望的自然吸氣發(fā)動機(jī)，不僅生存下來還站穩(wěn)了一席之地——盡管這片地有越站越小的趨勢。

好在，高壓縮比自吸的 Skyactiv-G，才只是一個開始。

理想燃燒：魔幻現(xiàn)實

沒有哪家停滯不前的公司能生存下來，尤其對于那些劍走偏鋒的獨(dú)行者。

2012 年第一代 Skyactiv-G 投產(chǎn)，這些年來馬自達(dá)都在做什么呢?忙著研發(fā)第二代 Skyactiv——Skyactiv-X，這才是本文的高光主角。如果按照計劃，剛剛在海外投產(chǎn)不久的 Skyactiv-X 發(fā)動機(jī)，應(yīng)該在 2020 年內(nèi)登陸國內(nèi)。

汽油車努力起來：真沒電動爹什么事兒

第一代 Skyactiv，其實分為汽油機(jī) Skyactiv-G 和柴油機(jī) Skyactiv-D，而第二代 Skyactiv 則放棄柴油機(jī)而專注于汽油機(jī)。后綴 “X” 仿佛代表了汽柴油技術(shù)的交匯：Skyactiv-X 的核心，可以歸結(jié)為“用柴油機(jī)的方式，燒汽油”。

我們知道，由于汽油柴油各自特性不同，汽油機(jī)使用火花塞點(diǎn)火，即點(diǎn)燃式;柴油機(jī)無需點(diǎn)火壓縮即燃，即壓燃式。百年來，汽油點(diǎn)燃、柴油壓燃，仿佛一加一等于二般的真理。

老司機(jī)都知道柴油車省油，柴油機(jī)的壓燃式點(diǎn)火，在熱效率方面更具優(yōu)勢。原理其實很好理解：火花塞點(diǎn)火，火焰要從中心的火花塞向四周擴(kuò)散，逐步引燃整個氣缸內(nèi)的所有燃油混合氣，燃燒傳播的過程是需要一段時間的。

但在燃燒做功的過程中，發(fā)動機(jī)不會停下來等你燒，活塞始終在飛速上下運(yùn)動。當(dāng)燃燒還沒有完全結(jié)束，活塞卻已開始向下運(yùn)動，意味著后面有一部分燃燒的能量，并沒有真正作用于活塞下行，也就相當(dāng)于這部分能量被浪費(fèi)了。就好像我們蹬自行車時腳不慎踩空，你的腿明明做了功，卻并沒有真正用于自行車前進(jìn)，相當(dāng)于這部分勁是白費(fèi)的。

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(壓燃做功在時間維度更集中，做功的效率更高)

反觀柴油機(jī)使用的壓燃式點(diǎn)火。燃油混合氣在氣缸內(nèi)是均勻分布的，所以當(dāng)活塞上行達(dá)到壓燃所需條件時，燃燒會在整個氣缸內(nèi)多點(diǎn)、同時發(fā)生。燃燒能量在一瞬間釋放，做功時間更短、峰值更高。并且氣缸內(nèi)各處燃料的，燃燒情況更為均勻一致。燃料能量中會有更大部分(相比點(diǎn)燃式)被用于推動活塞做功，熱效率自然會更高。

馬自達(dá) Skyactiv-X，世界上第一臺也是唯一的壓燃式汽油機(jī)。

把汽油機(jī)做成了“柴油機(jī)”，馬自達(dá)是如何實現(xiàn)這一魔幻現(xiàn)實的?Skyactiv-X 的核心技術(shù)，叫做 SPCCI 火花塞控制壓燃點(diǎn)火(Spark Controlled Compression Ignition)。

如果你懶得往下細(xì)看，簡單粗暴劃個重點(diǎn)：

汽油其實可以壓燃，但條件極為苛刻，壓燃不穩(wěn)定難應(yīng)用;

Skyactiv-X 既能壓燃也能點(diǎn)燃，能“壓”時則“壓”，不能“壓”時切換到“點(diǎn)”;

但如果太多的時間是點(diǎn)燃式，壓燃就沒什么意義了;

為了盡量擴(kuò)大壓燃的可用范圍，需要精確控制氣缸內(nèi)壓力;

使用火花塞進(jìn)行有限的點(diǎn)火，雖然用了火花塞，但目的不是點(diǎn)燃，而是精確控制壓力來保證穩(wěn)定壓燃;

以上，即所謂火花塞控制壓燃點(diǎn)火 SPCCI。

稀薄の誘惑

在內(nèi)燃機(jī)前沿研究領(lǐng)域，有一種理想中的燃燒狀態(tài)，叫做稀薄燃燒。

稀薄燃燒，怎么算稀薄?按照空氣中氧含量和燃燒化學(xué)式，人們計算出充分燃燒所需的空氣/燃油混合比例(空燃比)，應(yīng)該是 14.7:1。所以理論上講，只有當(dāng)空燃比大于等于 14.7 時，燃油才可能被完全燒盡，其中的化學(xué)能才有可能被全部釋放。當(dāng)空燃比大于等于 14.7，就可以認(rèn)為是稀薄混合氣，所以說稀薄燃燒是一種理想燃燒。

然而汽油車發(fā)展百年，幾乎從未實現(xiàn)理想空燃比。你在路上見過那么多車在跑，沒有一輛能達(dá)到 14.7 的空氣燃料配比，沒有一輛能提供充足的空氣讓汽油充分燃燒。

這當(dāng)然是有原因的。現(xiàn)在的汽油發(fā)動機(jī)，空燃比都是燃油過剩一些。因為這樣雖然會導(dǎo)致燃燒不充分，浪費(fèi)燃料并增加排放，但多余的燃油會起到降溫作用，幫助提升動力性能。另一方面，當(dāng)空燃比真的接近 14.7 時，稀薄混合氣帶來的富氧環(huán)境，會導(dǎo)致氮化物(NOx)等污染物大幅增加：燃油經(jīng)濟(jì)性是上去了，但排放污染就很難看。

理想燃燒，不是不想，實屬不能。

馬自達(dá)要繼續(xù)提升發(fā)動機(jī)的熱效率，但 Skyactiv-G 那種提高壓縮比的法子，已經(jīng)不能再多指望。原因是根據(jù)內(nèi)燃機(jī)奧拓循環(huán)的理論熱效率公式，隨著壓縮比增加，熱效率的提升空間會越來越小，即邊際效用遞減。Skyactiv-G 已經(jīng)做到了壓縮比 14:1，單靠繼續(xù)提高壓縮比，對于熱效率的提升幅度有限。

理論公式給出了另一個出路，叫做比熱比，即定壓比熱容比上定容比熱容。雖然聽著玄了吧唧讓人頭大，但我花了點(diǎn)時間琢磨歸納了一下，其實你姑且可以這么理解：如果氣缸內(nèi)的燃油混合氣，能將更多的熱量用于使其膨脹，而不是用于使其升溫，內(nèi)燃機(jī)的熱效率就會提高。

讓混合氣變得更加稀薄，可以提高比熱比。因為當(dāng)空氣過量，有更多氣體不參與燃燒但會吸熱，燃燒溫度就會下降;再加上燃料能充分燃燒，能量更徹底地用在了膨脹做功。所以燃油混合氣越稀薄，理論熱效率會越高。

理論到位了，下面剩下實踐。

前面說到的氮化污染物是第一大難題。然而馬自達(dá)在實驗室中，在嘗試了多種空燃混合比例后發(fā)現(xiàn)：當(dāng)空燃比等于和稍大于 14.7 時，確實會如人們常識中那樣，導(dǎo)致排放氮化物激增;但，當(dāng)進(jìn)一步增加混合氣的稀薄程度，空燃比達(dá)到 29.4 時(兩倍于 14.7)，氮化物排放又會降低至可接受程度。也就是說，人們以往的認(rèn)識是，稀薄混合氣會導(dǎo)致 NOx 排放爆發(fā)，然而馬自達(dá)發(fā)現(xiàn)——那是因為你家的稀薄混合氣，還是不夠稀。

汽油車努力起來：真沒電動爹什么事兒

(紅線：當(dāng)稀薄程度越過 14.7:1 進(jìn)一步增加，NOx 排放又會減少)

驚喜還沒結(jié)束。馬自達(dá)在實驗室中還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)稀薄程度進(jìn)一步增加，空燃比增加到驚人的 36.8:1 時，在足夠壓力下，燃料混合氣還沒有等到火花塞點(diǎn)火，就自發(fā)被引燃了——也就是說，汽油壓燃，其實完全可以實現(xiàn)。

稀薄+壓燃，就此成為馬自達(dá)的鉆研方向。同時，這也是業(yè)界公認(rèn)的，未來終極內(nèi)燃機(jī)的最重要發(fā)展方向之一。

壓燃の敏感

然而接下來幾年，馬自達(dá)一直都在被“實現(xiàn)穩(wěn)定壓燃”這一難題，按在地上反復(fù)摩擦。當(dāng)然了，是自愿的。汽油壓燃，確實是可行的——在實驗室里。雖然和柴油壓燃相似，但汽油終歸是汽油，化學(xué)性質(zhì)比柴油更活躍，要實現(xiàn)穩(wěn)定可用的壓燃，困難得多。

首先，壓燃對發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)工況有著極為苛刻的要求。只當(dāng)發(fā)動機(jī)負(fù)荷、轉(zhuǎn)速同時滿足一小片特定范圍時，才能維持穩(wěn)定的壓燃點(diǎn)火。其次，壓燃對于溫度與壓強(qiáng)十分敏感，在不同的溫度不同的海拔，壓燃能不能成，簡直像看緣分。再有，燃燒室內(nèi)部的環(huán)境也影響著壓燃的成敗：溫度過高，壓燃發(fā)生太早振動嚴(yán)重;溫度過低，壓燃太晚降低效率……

要實現(xiàn)穩(wěn)定、可用的汽油壓燃，簡直像在伺候爹。也就不難理解，哪怕汽油壓燃能在實驗室中實現(xiàn)超高的熱效率，卻從未曾被任何一家廠商應(yīng)用于現(xiàn)實。

但眼下馬自達(dá)已經(jīng)騎上了老虎，想下去肯定是來不及，就算下去了也沒有其他出路，只有硬著頭皮剛正面。最后，工程師們想出的解決方法是：用“背叛”壓燃的方式，來實現(xiàn)壓燃。

既然壓燃不可能覆蓋發(fā)動機(jī)的全部工況，那么壓燃發(fā)動機(jī)終歸不會完全舍棄火花塞，在部分無法實現(xiàn)壓燃的時候，還是得以點(diǎn)燃式保持運(yùn)轉(zhuǎn)。而壓燃不穩(wěn)定的原因，無非是溫度和壓力。溫度難以做到精確實時控制，但壓力是可以的，比如——用火花塞點(diǎn)個火?

在氣缸內(nèi)壓力不滿足壓燃條件時，火花塞提前實施小范圍的有限點(diǎn)火，使缸內(nèi)壓力瞬間增加，之后氣缸內(nèi)尚未燃燒的大部分混合氣就可以壓燃點(diǎn)火。只要能精確控制火花塞的點(diǎn)火，就可以精確控制氣缸內(nèi)壓力，也就能夠?qū)崿F(xiàn)更大范圍的穩(wěn)定壓燃。

是壓燃嗎?是。火花塞呢?也用。這就是 Skyactiv-X 的核心科技，所謂火花塞控制壓燃點(diǎn)火 SPCCI。

基本原理聽起來不復(fù)雜，但真要做到精確控制，就成了“聽著簡單做起來難”。由于 Skyactiv-X 同時具備點(diǎn)燃、壓燃模式，其中壓燃模式(SPCCI)還要判斷火花塞的介入時機(jī)和介入程度，最后 Skyactiv-X 光是大體的燃燒策略就多達(dá)三層。在不同的發(fā)動機(jī)負(fù)荷、轉(zhuǎn)速組合下，分別使用不同的空燃比、噴油量和燃燒方式。比如在起步、急加速時，直接使用火花塞點(diǎn)燃;在中高速巡航時，按需進(jìn)行不同程度的 SPCCI 壓燃。

由于 Skyactiv-X 已屬于稀薄燃燒發(fā)動機(jī)，很多方面不能以過往的常規(guī)發(fā)動機(jī)來考量。比如前面提到的壓縮比。要讓超稀薄混合氣僅靠壓縮能量自發(fā)引燃，壓縮比一定會遠(yuǎn)高于以往的點(diǎn)燃式汽油發(fā)動機(jī)。上一代 Skyactiv-G 壓縮比 14:1 已經(jīng)是世界第一，而 Skyactiv-X 達(dá)到了驚人的 16:1!而且，別忘了 SPCCI 還有火花塞點(diǎn)火增壓進(jìn)行再壓縮，所以實際壓縮比有時會比 16:1 的物理壓縮比更高。

壓縮比如此之高，爆震風(fēng)險自然要倍加重視。馬自達(dá)的解決策略，是使用高達(dá) 1000bar(常規(guī)汽油機(jī)的 3~4 倍)超高壓油泵，將噴油過程分多次進(jìn)行。普通汽油發(fā)動機(jī)，噴油后在壓縮過程中，混合氣吸熱升溫，這是爆震的前提條件。于是 Skyactiv-X 在壓縮前的初次噴射時只噴少量燃油，此時混合氣過于稀薄，以至于無法形成爆震;當(dāng)壓縮進(jìn)行到中段再噴射足夠燃油，這些燃油尚未來得及吸熱升溫就會被壓燃，于是爆震風(fēng)險被降了下來。

Skyactiv-X 的最大熱效率“目標(biāo)”，將達(dá)到 44%(因為還沒有第三方實測，所以才只能說“目標(biāo)”)。這是不借助混合動力的純內(nèi)燃機(jī)熱效率，并且高熱效率并不以犧牲駕駛動力性為代價。

據(jù)馬自達(dá)自己的數(shù)據(jù)，在 2000 轉(zhuǎn)/分這樣的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速下，超稀薄燃燒的 Skyactiv-X 發(fā)動機(jī)，能比前代(Skyactiv-G)節(jié)省燃油 20%。不只是最大熱效率提升，Skyactiv-X 的高效率工作區(qū)域被大幅擴(kuò)寬，意味著實際中的綜合熱效率也會顯著提高。動力方面，受益于高達(dá) 16:1 的高壓縮比，Skyactiv-X 的低轉(zhuǎn)速扭矩提升了 10~30%(類似柴油機(jī)扭矩大的特點(diǎn))，最大功率相比上代增加了 14%。

作為一款剛剛投入使用的新概念發(fā)動機(jī)，Skyactiv-X 當(dāng)然也存在著一些需要時間檢驗的疑問。一方面，對于國內(nèi)油品的適應(yīng)能力還沒有答案;另一方面，發(fā)動機(jī)控制壓燃的長期可靠性尚待驗證。另外，對于壓燃時機(jī)的控制，是否真的保證了 NVH(振動和噪音)表現(xiàn)不輸同級別普通汽油車，也是需要等到 Skyactiv-X 實車到來才有答案。

不過至少，在去年下半年開始交付 Skyactiv-X 車型的歐洲市場，對新發(fā)動機(jī)的接受程度超出了馬自達(dá)預(yù)期。CEO 青山康弘去年接受《Automotive News Europe》采訪時透露，歐洲的兩款主力車型馬自達(dá) 3 和 CX-30，分別有 60% 和 45% 訂單選擇了更貴的 Skyactiv-X 發(fā)動機(jī)。以德國為例，Skyactiv-X 版馬自達(dá) 3 起售價 2.629 萬歐元，而選擇原有的 Skyactiv-G 發(fā)動機(jī)只需 2.379 萬歐元。

44% 還不是內(nèi)燃機(jī)的終點(diǎn)。在 Skyactiv-X 之后，馬自達(dá)正在研發(fā)第三代 Skyactiv-3。在 Skyactiv-X 攻克了稀薄壓燃后，下一代 Skyactiv-3 的重點(diǎn)，據(jù)傳聞將包括副燃燒室和絕熱燃燒技術(shù)。Skyactiv-3 的目標(biāo)是在前代(Skyacitv-X)基礎(chǔ)上提高 27%，即熱效率 56%(純內(nèi)燃機(jī)效率)。如果再加上 48V 這樣的微混動技術(shù)，熱效率完全可能逼近 60%。

熱效率 50~60%，和電動車 80~90% 的能量轉(zhuǎn)化效率一比，好像也還是不老給力?但倘若你把電廠發(fā)電和傳導(dǎo)效率算進(jìn)來，再考慮一下鋰電池生產(chǎn)回收中的排放，再琢磨一下燃油車的續(xù)航、補(bǔ)能速度、無電池衰減等優(yōu)勢，當(dāng)燃油車(都不是混動哦)的熱效率來到 50~60%，純電動車還能說自己有多大優(yōu)勢?

東瀛寶馬，申請轉(zhuǎn)正?

Skyactiv-X 在海外裝車交付不足一年，國內(nèi)則要等到 2020 年下半年。但屆時，搞定了技術(shù)問題的馬自達(dá)，將面對一個技術(shù)無法解決的問題，價格。

目前在售的馬自達(dá) Skyactiv-G 車型，成本及定價已顯偏高，間接導(dǎo)致了馬自達(dá)近年來在國內(nèi)逐漸遠(yuǎn)離主流淪為二線品牌。而搭載 Skyactiv-X 壓燃發(fā)動機(jī)的馬自達(dá) 3(國內(nèi)昂克賽拉)，國產(chǎn)后預(yù)計售價可能會逼近 20 萬元。對于馬自達(dá)這樣的品牌、馬 3 這樣的家用車來說，這無論如何都顯得過于高了。

花了那么大代價開發(fā)出的先進(jìn)高效發(fā)動機(jī)，好像并不匹配馬自達(dá)目前的品牌定位。或者換句話講，這不應(yīng)該是馬自達(dá)這樣一家體量小、定位大眾的汽車品牌該干的事。

2019 年 3 月，馬自達(dá)照例公布了自己的上一年度財報，其中一張中期規(guī)劃 ppt 讓業(yè)內(nèi)人士紛紛驚掉下巴：馬自達(dá)正在研制直列六缸(至少 3.0L 的大排量)Skyactiv-X 發(fā)動機(jī)，并且是一臺用于后驅(qū)車的縱置直六。這其中，還提到了“品牌高端化”的字眼(brand value improvement)。

直六、縱置、后驅(qū)，這是標(biāo)準(zhǔn)的寶馬配方!而在日系品牌中相對強(qiáng)調(diào)駕控的馬自達(dá)，又素有“東瀛寶馬”之稱。當(dāng)正經(jīng)德國寶馬開始轉(zhuǎn)向四缸和前驅(qū)，“日本寶馬”反倒要“轉(zhuǎn)正”了

馬自達(dá)的高端化計劃，不是空穴來風(fēng)，更不是打嘴炮過嘴癮。隨后的幾個月，有關(guān)馬自達(dá)全新直六 Skyactiv-X 引擎、前置后驅(qū)底盤、縱置 8 速自動變速箱的專利紛至沓來。馬自達(dá)不久前也宣布，將集中精力研發(fā)新一代馬自達(dá) 6，在 2022 年前不會再推出任何其他新車型。傳言基本實錘：新馬 6 將從目前的橫置前驅(qū)“買菜車”，轉(zhuǎn)向高端化運(yùn)動化的縱置后驅(qū)車，甚至還可能會有一輛新的雙門跑車作為 RX-8 后繼。

當(dāng)年那個“坐馬自達(dá)難怪塞車”的品牌，如今竟然打算和奔馳寶馬掰手腕，難免讓人們吃驚。不過仔細(xì)一想，馬自達(dá)與豐田的合作關(guān)系，其實已經(jīng)隱約為前者的高端化鋪上了一層保護(hù)網(wǎng)。

2017 年，豐田與馬自達(dá)達(dá)成交叉持股協(xié)議，豐田取得了約 5% 的馬自達(dá)股份，雙方在生產(chǎn)制造在內(nèi)的領(lǐng)域進(jìn)行全面合作。2019 年，日本媒體曝出，豐田正計劃為旗下雷克薩斯品牌的高端車型，配備馬自達(dá)開發(fā)中的直列六缸發(fā)動機(jī)。此時正值馬自達(dá)六缸后驅(qū)專利滿天飛之際，而豐田剛剛與寶馬合作推出了搭載寶馬直六發(fā)動機(jī)的新跑車 Supra。那么如果豐田日后只打算從別家獲取高性能發(fā)動機(jī)，同屬日系的合作伙伴馬自達(dá)，總要比寶馬來得合適一些。

有豐田與雷克薩斯作為“保底”措施，馬自達(dá)得以更自如地投入到直六 Skyactiv-X 發(fā)動機(jī)、前置后驅(qū)平臺等高端技術(shù)上面，而不必過多擔(dān)心高端化嘗試初期沒人買賬。當(dāng)然潛藏的隱患和挑戰(zhàn)是，高端化后的馬自達(dá)如何與雷克薩斯之間做好差異化，避免合作雙方的內(nèi)部競爭。

不是一個人，不止一種機(jī)

馬自達(dá)是在汽油機(jī)路線上，走得最堅決的一個，但也并不是唯一一個。其他幾家日系車企，也在電動化之余進(jìn)行著未來終極內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的開發(fā)。比如豐田和本田看好副燃燒室技術(shù)，這是一種低成本增加熱效率的方法;日產(chǎn)在實現(xiàn)了可變壓縮比的 VC-Turbo 發(fā)動機(jī)后，也在稀薄燃燒領(lǐng)域進(jìn)行過預(yù)研。

但只有馬自達(dá)，將大部分精力都放在了 Skyactiv 系列高效內(nèi)燃機(jī)上。與其說是馬自達(dá)對內(nèi)燃機(jī)更有情懷、技術(shù)更強(qiáng)大，不如說是馬自達(dá)船小好掉頭——像豐田這樣的巨頭想如此孤注一擲，幾乎是不可能的事。所以只有馬自達(dá)在這條沒人敢走的路上，一個人一條路走到黑。

汽油車努力起來：真沒電動爹什么事兒

(馬自達(dá)對未來的預(yù)測，內(nèi)燃機(jī)和混動到 2035 年仍是主流)

不過，千萬別以為我們講了半天內(nèi)燃機(jī)，就等于認(rèn)定電動車沒戲。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)熱效率發(fā)展到 50~60%，也就基本來到了理論極限。但對于電動車來講，長期來看真正限制其環(huán)保程度的主要因素，其實是整個電網(wǎng)的可持續(xù)能源占比。

內(nèi)燃機(jī)熱效率可以看到極限，而可持續(xù)能源占比的提升空間還很大。雖然目前發(fā)電(尤其是國內(nèi))主要還是靠熱電，但可持續(xù)清潔能源發(fā)電的比例會越來越高。燃油車是不可能隨著電網(wǎng)日漸清潔化而節(jié)能減排的，但電動車可以。地球上每豎起一座新的風(fēng)力發(fā)電機(jī)、一塊新的光伏面板，你的電動車清潔程度就增加了一分，而你的燃油車與此沒有一點(diǎn)關(guān)系。

只是，這個過程也許會比一些人想象中，來得慢一些、復(fù)雜一些。如果看很遙遠(yuǎn)的未來，電動車 100% 會取代內(nèi)燃機(jī)汽車;但如果要說當(dāng)下以及近未來，繼續(xù)提升內(nèi)燃機(jī)熱效率，至少仍是一種非常值得嘗試的方向。馬自達(dá) 37% 和 44%，豐田的 40% 和 41%，都是目前世界上第一流的高效發(fā)動機(jī)。而目前市面上的主流家用車發(fā)動機(jī)，最大熱效率不過 30% 上下，綜合熱效率大概只有 20% 多，提升空間至少還有一半多。

走進(jìn) 2020 年代，當(dāng)汽油都可以壓燃了，你還有什么理由不努力?