汽油機也壓燃？ 聊全新創馳藍天發動機
[汽車之家 發動機技術] 近日，海外媒體報導了馬自達將會在2018年推出第二代創馳藍天汽油發動機，新發動機油耗表現將比第一代產品提升約30%。燃效提升的關鍵是新一代創馳藍天汽油發動機上採用的HCCI（Homogeneous Charge Compression Ignition ，中文譯為“均質壓燃”）技術，該技術可壓縮汽油混合氣將其壓燃，過去壓燃一直是柴油發動機所採用的點火方式。雖然各大廠商都在研究HCCI技術，但基本處於閉門造車階段，技術細節也較少披露。唯獨馬自達這家日本南部的車企，持續在發佈關於該項技術的進展，甚至連第三代產品的技術方向也已經確定了，目標是實現與混動系統相若的油耗。馬自達也有望成為世界上第一個量產HCCI汽油發動機的廠商。下面我們來看看全新創馳藍天發動機究竟有多神？
● 先看看動力輸出效果吧！
根據一些外媒的報導，第二代創馳藍天汽油發動機將會與第一代一樣，有1.5L、2.0L和2.5L等多種排量。外媒的報導公佈了新發動機2.0L/2.5L排量的動力參數，2.0L發動機最大功率為170馬力，峰值扭矩為215牛·米；2.5L發動機最大功率為210馬力，峰值扭矩為275牛·米。
發動機名稱 最大功率（馬力） 峰值扭矩（牛·米） 2.0L第二代創馳藍天 170 215 2.0L第一代創馳藍天 158 202 2.5L第二代創馳藍天 210 275 2.5L第一代創馳藍天 192 252
目前阿特茲上的2.0L發動機最大功率為158馬力，峰值扭矩為202牛·米；2.5L發動機最大功率為192馬力，峰值扭矩為252牛·米。第二代創馳藍天汽油發動機在動力上相比上代產品有一定的提升。
動力增強，油耗降低是第二代創馳藍天發動機的主旋律，正好迎合了日益嚴苛排放法規的步步緊逼。馬自達又一次向世人證明了要降低汽油發動機的油耗，除了搭載渦輪增壓器的排量小型化之路，還有其它的路可以走得通。估計馬自達常務執行董事、動力總成研發負責人人見光夫先生為了推廣第二代創馳藍天發動機技術，又得開始準備新的技術講解會講稿了（人見光夫介紹請點擊這裡查看）。
● 新發動機沒有捨棄火花塞
開頭我們也提到了，第二代創馳藍天汽油發動機採用了HCCI均質壓燃技術，利用18:1的超高壓縮比壓燃（通過活塞壓縮混合氣使之溫度升高至一定程度時自行燃燒）汽油混合氣，實現了燃效的提高（壓縮比越高，燃效就越高）。
“均質燃燒”中的“均質”，指的是混合氣的狀態，遍佈氣缸內的混合氣的汽油濃度是均勻的。通過活塞對氣缸內的均質汽油混合氣施加壓力導致混合氣升溫，當溫度上升至一定程度，氣缸各處的混合氣會同時燃燒。均質壓燃技術提升了汽油發動機在中低負載工況下的稀燃極限（過量空氣係數λ更大），提升了發動機的燃油經濟性。（注：過量空氣係數λ=燃燒1kg燃料實際所供給的空氣品質/完全燃燒1kg燃料所需的理論空氣品質，該數值越大說明混合氣中汽油越少，空氣越多，混合氣汽油濃度越低。）
同時，由於均質燃燒消除了火花塞點火式汽油發動機混合氣燃燒時火焰擴散過程中的能量損失，故燃效更高。
冷車啟動時，第二代創馳藍天發動機會通過VVT可變氣門正時機構，延遲進氣門關閉時間，讓逐步上行的活塞把部分進入氣缸的空氣推回進氣道，降低發動機的實際壓縮比，然後用火花塞點燃汽油混合氣。通過利用傳統的發動機工作迴圈（如奧托迴圈）及相關的控制方法（如推遲點火時間）來讓三元催化器迅速升溫以降低冷機排放水準。
● 主要硬體升級還包括直噴系統
目前還未有消息表明馬自達是通過何種方式（改變氣缸和連杆幾何參數或活塞頂造型等）來達到18:1的超高壓縮比，我們也將持續關注。可以肯定的是，第二代創馳藍天發動機將會在直噴系統上做文章。
HCCI技術的基本原理就是通過活塞壓縮混合氣使之溫度升高至一定程度時自行燃燒，此處的混合氣為均質混合氣（也就是氣缸內各處混合氣的濃度趨於一致）。對於HCCI汽油發動機而言，如何把汽油和空氣快速混合成為均勻的混合氣非常關鍵，這極大地影響燃效。為了實現上述目標，第二代創馳藍天汽油發動機將會採用噴射壓力更高的燃油噴嘴。更高的壓力可以使汽油霧化更充分，從而加速其與空氣的混合，提升均質壓燃的效率。
產品競爭力方面，2.0L第二代創馳藍天汽油發動機的動力輸出參數與目前主流1.4T發動機相比，最大功率更強，但峰值扭矩稍弱；而2.5L第二代創馳藍天汽油發動機的動力輸出參數介乎於1.6T和1.8T之間。第二代創馳藍天發動機在動力性能上沒有明顯優勢，我們期待其實際油耗表現能給予我們驚喜。
發動機名稱 最大功率（馬力） 峰值扭矩（牛·米） 2.0L第二代創馳藍天 170 215 大眾EA211 1.4TSI 標準功率版 131 225 標緻雪鐵龍1.6T 167 245 2.5L第二代創馳藍天 210 275 標緻雪鐵龍1.8T 204 280
● 劍指混動，第三代創馳藍天汽油發動機已在路上！
第二代創馳藍天汽油發動機提升了發動機壓縮比並引入HCCI均質壓燃技術，實現了油耗的降低和動力的提升，預計在2018年實現量產並裝車。馬自達給人的感覺是永遠有用不完的“黑科技”，第三代創馳藍天汽油發動機其實已經在路上了。
第三代創馳藍天汽油發動機將會繼續優化第二代產品上採用的HCCI均質壓燃技術，增大其在各工況區的適用範圍，同時採用燃燒室絕熱措施來進一步減少發動機工作時的熱損失。
從馬自達公佈的有效燃油消耗率-制動平均有效壓力圖來看，第三代創馳藍天汽油發動機在全工況範圍的油耗水準將有非常明顯的降低，為未來更為嚴苛的排放法規做足了準備，目標是把傳統汽油發動機的油耗水準降低至與混合動力系統持平甚至更低。（2020年歐盟制定的碳排放量標準為≤90g/km；2025年歐盟制定的碳排放量標準為≤65g/km）
全文總結：
雖然，馬自達目前還沒有完全披露新發動機的完整技術細節，畢竟離該發動機上市還有一段時間，具體參數上還可能有調整。但從目前我們手上掌握的資料以及人見光夫先生提供的資訊，可以確定的是第二代創馳藍天汽油發動機在油耗水準上將會明顯降低。目前零部件生產商也在推進更高噴射壓力的燃油噴射系統普及，馬自達正好趕上這波技術升級，把更高壓力的燃油噴射系統為其第二代創馳藍天汽油發動機所用。第三代創馳藍天汽油發動機已在開發之中，通過進一步減少熱損失來提升發動機工作效率降低油耗，有望在油耗水準上達到與混合動力系統持平甚至更低。（圖/文/汽車之家 常慶林）