花捲默默

先說句題外話，內燃機發展到今時今日必然要向著小型化、輕量化、低轉速化、低溫化去發展，而追求的是理想的性能、更低的油耗、最佳的排放，所以發動機必然要採取增壓化，確切的說是渦輪增壓，因為小排量發動機配機械增壓的收益低，而若想在未來實現上述的追求，就必然要走增壓（混動）➕米勒（阿特）➕EGR的發展路線，所以在這個大方向下，內燃機或將全面實現增壓化，亦或者是實現混動化，而純粹的自然吸氣將徹底的凋零，如今的實際情況就是日系主機廠開始在民用車領域投放渦輪、歐系車開始鼓搗米勒循環，兩家在往一條道上走。。。

內燃機增壓的意義是什麼？

無論是慣性增壓、汽波增壓、壓縮機增壓（機械增壓）或者是廢氣渦輪增壓，其存在的意義都是在於提高氣缸的容積效率，在不改變氣缸物理容積的情況下增加氣缸的實際容積，這樣即可在每循環燃燒更多的燃料從而獲得更大的能量！比如一個0.5L的氣缸，如果是自然吸氣發動機那麼每循環它最多能吸入0.5L的新鮮空氣，那麼配合理想空燃比，理論上可以點燃約0.03L燃油，但如果進行增壓、由增壓器在每循環強行壓入氣缸1L的空氣，那麼理論上每個循環可以燃燒0.06L的燃油，這樣一來就在不改變氣缸物理容積的情況下，增加的進氣量從而增加了噴油量，燃燒的燃料多了、產生的能量也就大了，動力自然就強了；這就是傳統增壓裝置的存在意義。。。

SKYACTIV-X的意義。。。

馬自達一直被稱為瘋狂的技術控，現在看來有些精神病的傾向；稀薄燃燒簡單點說就是空燃比大於理想空燃比14.7時進行燃燒，而不斷提高稀薄燃燒的邊際實際上就是不斷的提高空燃比，空燃比越大、燃油燃燒的越充分（理想空燃比14.7下並不能讓燃油完全燃燒），也就是更具有燃油經濟性，但空燃比在14.7-29.4之間時，氮氧化物產生量最大，如下方引用部分中的反應式1，稀薄燃燒由於空燃比過大而營造出了富氧環境，所以極容易產生NO（二氧化氮生成量微乎其微，可以忽略），傳統的內燃機可以依靠米（阿）循環➕EGR來進行降溫而終結反應式1（終結了反應式1，反應式2、3就不會產生），只不過稀薄燃燒帶來的富氧環境加劇了反應式1的進程，所以只有將空燃比拉高至29.4以後，才能令反應式1放緩（什麼原理鄙人也不知道），所以馬自達要做壓燃又要保證排放，就必須降稀薄燃燒的邊際拉高至29.4以上，要不然排放不合格，造出來也沒法量產。。。

現在我們弄明白了，為了更省油，馬自達選擇了壓燃；而為了保證排放，馬自達起步就將稀薄燃燒邊際拉高至29.4以上（越過了一氧化氮最容易產生的空燃比）；但問題來了，當空燃比超過29.4之後，利用火花塞根本無法點燃汽油，即便依靠直噴發動機更容易實現多層次噴油（火花塞處混合氣濃度最大，然後至下逐層變稀，分層燃燒利用火花塞點燃周邊最濃混合氣，然後依靠火焰傳播至下逐層點燃越來越稀的混合氣，但當空燃比超過29.4的時候，火焰傳播過緩，沒辦法依靠火焰外擴點燃更多的稀薄層混合氣，直接滅了），但也無法保證各個稀薄層燃油被全部點燃，所以空燃比超過29.4的稀薄燃燒依靠火花塞已經無法全部點燃（不能全部點燃，就等於燃油浪費，還談什麼省油呢），所以馬自達選擇了柴油機才用的壓燃方式進行點火；原理就在於在特稀薄的條件下用火花塞跳火引燃的終究是一個火點，而活塞上行壓燃的是一個層，率先壓燃那層會有無數的著火點，利用眾多的著火點火焰的外擴傳播來點燃所有稀薄層混合氣；一個火點不行，那就放一把火，這就是馬自達工程師想出的解決方案。。。

超稀薄壓燃無法適合所有工況，且容易受到環境的制約而壓不著。。。

其實提到稀薄燃燒就可以想到動力的響應會很差、是非常差，越稀薄、越差。。。

1.過量空氣係數為1，空燃比為14.7，此時屬於理想空燃比，動力、油耗處於相對平衡的狀態；

2.過量空氣係數為0.88，空燃比約13，此時處於燃油加濃狀態，這個時候車子動力響應最理想（火焰傳播速度最快），但會造成多餘的燃油浪費。。。

3.過量空氣係數大於1，空燃比大於14.7，燃油燃燒的越發充分，到底多充分要看空燃比到底能大到什麼程度，空燃比越大、燃燒就越充分，也就越省油，但代價就是動力越來越渣渣化，因為火焰傳播速度越來越慢，慢的都快滅了，動力能不渣麼？
寫到這就能知道馬自達的超稀薄壓燃模式在車輛需要動力的時候就必須終止，上面也寫了動力來源於燃油加濃，所以當急需動力的時候就必須由壓燃切回火花塞點燃，而此時上文提到的那個機械增壓裝置停止工作、不再強行往氣缸灌氣，此時的空燃比恢復到14.7或者繼續降低進行加濃，便於發動機釋放動力。。。

其次就是這個超稀薄壓燃會受到應用環境的制約，比如大東北的冬季，超過零下30幾度的低溫情況下，超稀薄壓燃會變的困難；而在發動機轉速偏高時，由於每循環各衝程切換速度太快，所以超稀薄壓燃無法確保所有稀薄層混合氣都完全燃燒（稀薄燃燒依賴時間），所以就必須有火花塞進行輔助。。。

當外部環境溫度低、燃燒室溫度低、不容易壓燃時，火花塞會先跳火點燃部分汽油對燃燒室進行預熱，隨即上行而來的活塞就更容易將剩餘燃油壓然；當發動機轉速較高時，此時發動機溫度適合超稀薄壓燃，但轉速高、每循環的四個衝程切換的過快，所以壓燃來不及燃燒掉所有燃油，而壓燃燒不掉的燃油就由火花塞跳火進行點然；當發動機全負荷時，直接切換成火花塞進行點火，終止壓燃。。。這就是保留火花塞點火的原因。。。

實際上在這款SKYACTIV-X發動機上，燃稀薄壓燃與火花塞點燃是時時切換的，兩種模式時時切換就意味著空燃比時時切換；火花塞點火用14.7空燃比，而超稀薄壓燃則用大於29.4的空燃比，所以空燃比是控制核心，要想瞬態改變空燃比，只有用上文提到的所謂增壓但實際為機械補氣裝置來實現；比如上文提到的那個例子，環境溫度低、燃燒室溫度低，沒辦法超稀薄壓燃，就需要先用火花塞點燃一小部分燃油對燃燒室預熱，此時空燃比14.7，而緊接著就是空燃比大於29.4狀態下的壓燃，從點到壓只是一瞬間而已，發動機一個壓縮衝程能有多久？所以在這麼短的時間內想依靠往氣缸強行灌氣來增加空燃比，只能用這個機械增壓裝置來完成瞬間灌氣（增壓），但和傳統的增壓不同，它只灌氣，但不增加噴油，所以沒有榨取發動機的動力，所以它從功能的角度上看不屬於傳統的增壓器，只不過是個快速響應的充氣泵而已。。。麻煩不？能有幾個朋友能看完全篇？這就是馬自達，不斷給自己找麻煩、挖大坑的神奇馬自達。。。

非專業車評

馬自達第二代創馳藍天 SKY ACTIVE X採用了馬自達獨創的SPCCI火花塞輔助壓燃技術，這一燃燒系統的開發思路是結合汽油機的低排放和柴油機壓燃的高效率而開發的，其核心的技術如下：

1.超高壓縮比

Skyactive X發動機的壓縮比提高到達到類似於柴油機的18，從而將熱效率提升到50%，這幾乎是目前熱效率最高的發動機。圖2是馬自達的研究結果，顯示壓縮比提高到18:1的時候配合稀薄燃燒可以實現超過48%以上的超高熱效率。

2.SPCCI火花塞輔助壓燃

馬自達把柴油機的壓燃概念引入了汽油機用，利用超高壓縮比來提高壓縮終了時候混合氣的溫度，使之能夠超過汽油的自燃點從而實現壓燃。這其實和傳統汽油機的爆震是一樣的過程，因此，馬自達也把這一過程稱之為可控的爆震。由於壓燃的條件極為苛刻，因此馬自達保留了火花塞，以便在壓燃條件無法實現的冷機和大負荷情況下能夠使用火花塞來輔助實現壓燃，也可以在需要時切換回傳統的火花塞點火模式。這是馬自達對傳統HCCI均質壓燃概念的重大改進，使壓燃汽油機具備量產的可能。

3.超級稀薄燃燒

馬自達為了提升Skyactive X發動機效率，把柴油機的稀薄燃燒概念嫁接過來，但是為了避免S在稀燃情況下引起的NOX排放超標問題（這可是大眾柴油門的核心排放問題，是柴油機排放技術的難點），馬自達採取了兩個措施：

（1）超級稀薄燃燒，降低燃燒溫度，減少NOX的產生。

（2）類似於柴油機一樣採用了廢氣再循環EGR系統來進一步降低NOX的產生。

4、 機械增壓器，

說到重點了，馬自達採用增壓器的主要目的不是提升性能，而是為發動機提供大量的空氣，從而使大負荷情況下的超級稀薄燃燒成為可能。所以這個機械增壓器增壓壓力很低，只有0.5bar。馬自達特別說明這個不是傳統的機械增壓器，只是SPCCI燃燒系統高響應空氣控制裝置（圖5圖6）。不過這個機械增壓器還是為發動機帶來了更大的扭矩，Skyactive X的發動機扭矩能夠比上一代的Skyactive G提高20Nm（圖7）。

順便說一下，馬自達為了實現可控壓燃和超級稀薄燃燒也必須把類似於柴油機的高壓燃油噴射系統也嫁接過來（圖9可以看到發動機上類似於柴油機高壓噴射系統的的油軌和高壓油管）。馬自達宣稱Skyactive X使用了噴射壓力高達1000bar的超高壓燃油噴射系統（圖5），接近了柴油機的噴射壓力。要知道目前主流的GDI汽油發動機噴射壓力一般在150-250bar，350bar的系統才剛剛開始進入市場。

以後還能否買到自然吸氣發動機，我的理解是隨著混動時代的到來，自然吸氣發動機會重新迴歸市場主流。可以看一下我之前轉發的一篇文章《自然吸氣攜混動王者歸來》。

以上信息供大家參考，歡迎討論。對發動機感興趣的朋友可以關注我，每週會發布發動機技術的專業解讀，謝謝支持！

銳引擎

從內燃機的歷史和發展來看，自然吸氣或者增壓從來都不是企業選擇研發方向的最終目的，企業所想要達成的目標是“使新一代內燃機的熱效率更好”。可眾所周知的是，內燃機從化油器到電噴一共用了50年，熱效率從15%提升到35%，而直到去年馬自達skyacyiv-x出現，才首次將汽油機的熱效率最高值提升到了48%，並且這款發動機並沒有在國內上市也是因為其高昂的成本，在歐洲搭載該發動機的馬自達3轎車低配版本11月份的報價在25WRMB(含稅)，如果在國內上市非常不現實。扯遠了，下面說一說為何馬自達配了“機械增壓”？自吸發動機的前景。

1.為何新一代馬自達配置了“機械增壓”

新一代skyactiv-x確實配置了一個小型的機械增壓器，這在2017年法蘭克福車展的介紹中就已經說明了。為了真正的全面提高熱效率降低油耗，馬自達採用了SPCCI技術(火花塞式壓燃)，但汽油壓燃的難點在於控制爆震和壓燃極限的把握。在控制爆震上馬自達通過第一代skyactiv-G已經做得很好了，現在難點在於掌握壓燃臨界點。

因為自然吸氣發動機在低速低負荷時今日壓力小，如果換成汽油後非常難以壓燃，所以馬自達採用了機械增壓來提高低負荷區域的進氣壓力從而達到提高實際壓縮比的目的。

另外馬自達還使用火花塞輔助引燃缸內混合氣體，保證壓燃成功率。

2.自然吸氣發動機前景

其實因為新的排放標準和車企油耗標準，以及大家不熟悉的“車企積分政策”(簡單來說就是車企生產一輛自然吸氣的車大概率是得負分，新能源車得正分)，家用車領域的自然吸氣肯定會逐步減少，以後更多的自然吸氣發動機只會保留在單車利潤足夠高的車型上，比如陸巡等。

以上是“深藍月華”的回答，更多汽車政策資訊歡迎關注我的頭條號，我會不間斷更新，謝謝！

深藍月華

首先要明確一點：無論是機械增壓還是渦輪增壓，其本質其實是提升發動機的動力（尤其是扭矩）對於節油，目前無論是大學實驗室還是媒體測試，都無法證明增壓技術自然吸氣會更節油。

原因很簡單，在以14.7：1(理論最優油氣混合比)為基礎的理論下，進入了多少空氣，就要相應的進入多少比例的汽油。而增壓的核心在於進入了更多的空氣，那也就意味著，進入的其有更多。這個不難理解。

現在，我們再來聊聊馬自達的第二代創馳藍天。它的確有機械增壓技術，但並不是我們傳統認識上的機械增壓。

它有點類似於閉缸技術，也就說，只有當發動機需要的時候才會讓機械增壓器離合器接合，從而開始工作。比如，在高速巡航時，想要更高的變速箱擋位，獲得更低的發動機轉速（毫無疑問，這種狀態下的油耗會更低）就必須要更大的扭矩作為支持。但顯然自然吸氣並不具備這樣的實力。

至於未來能否在民用發動機上見到非增壓發動機這個問題我覺得應該不用擔心。

因為豐田的混合動力技術在可預見的未來，應該還會採用具備阿特金森循環（其核心就是膨脹比大於壓縮比)技術的自然吸氣發動機。

老郭機械局

除了V6V8叫自然吸氣，破四缸也配？四缸就乖乖帶增壓，沒有底氣玩什麼自吸？馬自達就是節約成本，弄一點看不見摸不準的什麼創馳藍天忽悠買家，研究來研究去，你不還是賣不掉？全球都增壓了，就你吃的沒事幹還弄自吸，你不死誰死。我曾經的馬自達車主也不喜歡馬自達了。破玩意。

柴柴會掉毛

二代創馳藍天發動機也不是使用機械增壓技術，麻煩了解二代創馳藍天發動機工作原理後再來發布提問，這個標題很業餘。

喬磊PDS

轉子發動機不香麼…

羊羊七

馬自達從來不玩小排量渦輪，最低2.3T，什麼堅持自吸...傻啦吧唧

丶葒葉

不一樣吧？普通的增壓是加氣加油，保持空燃比不變，其實不省油，馬自達的是加氣不加油，增大空燃比，達到超稀薄燃燒，理論上更省油！

Orven

說明馬自達要改變音大勁少典型代表這種狀況!二代創馳藍天向著勁大音更高的目標前進!壓燃需要更高的壓縮比，再加上阿特金森循環的超大膨脹比，那噪聲會響徹整個街區!轉速區域也和柴油機差不多了！

關鍵字: 必然 日本汽車 馬自達