书接上文《想想都觉得爽！2035年还能开上烧汽油的新车没准还是自然吸气的》，以下进入工科男阅读模式，来看一看马自达的工程师们是如何实现“压燃点火汽油发动机”和“人马一体”的车辆响应性的。有点烧脑，慎入哦！

一、SKYACTIV-X发动机，推开追求理想内燃机梦想之门的钥匙

SKYACTIV-X的学名应该称作：火花点火控制压燃点火（SPCCI）汽油发动机。

一台2.0升直列四缸发动机，看起来显然要比我们常见的机型复杂的多。

众所周知，因为汽油和柴油的燃点不同的原因，汽油发动机和柴油发动机到目前为止各自采用了火花塞点火和压燃点火两种方式，虽然在本文的主角SKYACTIV-X发动机出现之前，如奔驰、大众、通用等都有研究过以压燃点火方式工作的汽油发动机，但到目前为止都没能实现真正的商业化应用，其难度之大可想而知。

早在2007年，奔驰就曾发布过一款搭载DiesOtto压燃汽油发动机的概念车F700，但自那以后再没有相关的后续产品和技术报道。

那为什么非要让汽油发动机以柴油发动机的工作方式来工作呢？原因很简单，柴油发动机的工作方式效率更好，油耗更低啊！科学解释两者的优缺点大致应该是：采用火花点火（SI）方式的汽油发动机优势在于其应用范围广和排气环保水平高，而采用压燃点火（CI）方式的柴油发动机优势在于其良好的初始响应性能和燃油经济性。

懂了吗？如果还不懂的话，请试着这样理解：一驾有十匹马拉的马车，你发号施令让马车动起来，大概将有两种情况，一是十匹马各自步调不一致的动起来，如果要达到同样的速度，那每匹马都要用更大的力气去拉车，好处是各自的步点比较自由；而如果你想办法让十匹马同时发力，比如每匹马上装一个电击器，每匹马步调一致，效率是不是高了很多？当然，电击器的采购成本会比较高。

图中红色箭头所指是SKYACTIV-X发动机进入CI压燃状态下需要用的压缩泵和进气管道，橙色箭头所指是SI火花塞点火工作状态下的进气管道。

于是乎，马自达的工程师们估计是哪天一块喝酒碰撞出了灵感，把汽油机和柴油机的优缺点合起来不就完美了吗？于是克服各种困难解决了汽油燃点高，压缩点火打不着的问题（其中的过程肯定困难重重，咱们又不是搞研发的，直接看结果和原理就好），找到了用火花点火控制压燃点火（SPCCI）的工作原理，也就是“因火花点火引起局部燃烧，产生压缩效果，利用压缩效果控制燃烧室所需的压力和温度，从而进行压燃点火”。

没看懂？大概的意思应该是：将发动机气缸中的压缩比提高到压燃点火开始前的数值，然后通过火花点火产生膨胀火焰球，通过火焰球的推动作用实现压燃点火。虽然所需的时机和压力大小在变化的驾驶条件下，往往处于波动之中，但通过控制火花塞点火时机，可实现对燃烧室内的最佳压力和温度的控制。此外，通过不断地使用火花塞，即使在难以压燃点火的区域，也能够通过火花点火，实现燃烧的无缝移动。因此，无需过高的压缩比，无需复杂可变阀构造，无需可变压缩比构造，仅仅需要一个简单的系统构成。

结构还是汽油发动机的整体结构，但在布置在进气机构及气缸中的各种黑科技装置，终于帮助汽车人实现了压燃点火汽油发动机的“终极梦想”。

除了天才般地想到了借助火花塞点火做个膨胀球提升缸内压缩比之外，为了SKYACTIV-X能更加完美地登场，让马自达在一众大车厂面前赚足面子，几乎天生技术宅属性的马自达工程师们还想到了其它几个辅助手法，帮助SKYACTIV-X能够进入真正意义的商业化应用。

1. 分流喷射

为了防止因高浓度燃油混合气进行长时间压缩时而发生的异常燃烧，火花点火控制压燃点火（SPCCI）技术在进气冲程和压缩冲程期间，采用分流喷射的方式。首先，制造低浓度的燃油混合气，在进气冲程中通过喷射进行稀薄燃烧。同时压缩冲程中，在火花塞周围进行喷射，制造出用于点燃的燃油混合气。对燃油混合气进行不均匀分配，使火花点火控制压燃点火（SPCCI）正常运行，同时将燃油混合气被压燃所需的时间控制到最少，有效抑制了异常燃烧。

2. 超高压燃油喷射系统

在创驰蓝天汽油发动机“SKYACTIV-X”的燃烧室中心位置配备了多喷嘴喷射器，并搭载超高压喷射燃油系统。由此，通过瞬间对燃油进行汽化、雾化处理，同时产生强烈的湍流，大幅提升了点火稳定性和燃烧速度。

3. 搭载缸内压力传感器

该装置能持续监测以上部件是否正确引导燃烧，同时实时校正理论和结果之间的偏差，以实现持续的理想燃烧。

通过上述方法，将压燃点火区域扩展到全开区域，从而实现了火花点火控制压燃点火（SPCCI）燃烧方式和火花点火（SI）燃烧方式之间的无缝隙切换。

至此，马自达黑科技研发部门终于完美的研发出了自然吸气（进气道增压）压燃点火汽油发动机SKYACTIV-X，可以向董事会的大佬们汇报了，估计汇报的内容大致是这样的：

1.输出性能、响应速度大幅提升

以2.0L排量为基准，新发动机与现款的创驰蓝天汽油发动机“SKYACTIV-G”相比，在全转速区域实现了最低10％、最高达30％以上的扭矩提升（2017年8月开发过程中的数据）。同时，由于节气门打开的区域宽广，可以发挥出无节气门的柴油发动机所具备的初始响应灵敏的加速性能。不仅如此，它还兼具汽油发动机的优点，能够快速提高转速。

2. 燃油经济性大幅提高

以2.0L排量为基准，新发动机与现款“创驰蓝天汽油发动机（SKYACTIV-G）”相比，燃油经济性实现了20%的飞跃式提升。此外，在低速使用频率较高地区，通过超稀薄燃烧甚至提升了30％左右的燃油效率。与2008年MZR发动机相较，改善幅度达35％〜45％，达到了与现款“创驰蓝天柴油发动机（SKYACTIV-D）”同等或以上的燃油经济性。由于轻负载区域的油耗改善率显著，该发动机彻底颠覆了“大排量=燃油经济性差”的既定概念。

由于该新发动机适用范围宽广，从市区内短途驾驶到高速公路长途驾驶，几乎所有驾驶场景都能实现其前所未有的燃油经济性。

马自达汽车株式会社的董事会大佬们听完汇报之后应该是非常满意的，于是乎立刻安排：我们再也不用担心中国市场的“咖啡法规”了，赶紧安排在中国举办一场“马自达Zoom-Zoom可持续发展战略2030”说明会，至少要安排五位董事去参加，再邀请一些中国的媒体朋友来美弥试车……（以上纯属杜撰，主要是想大家能回顾极车志往期精彩内容：《史无前例：为讲清楚自家“黑科技”马自达竟来了五位执行董事》）

二、全新一代 创驰蓝天车辆构造SKYACTIV-VEHICLEARCHITECTURE

最后，再来看一看留给我印象最为深刻的原型车的车身动态响应性能，以及整车NVH表现所带来的意外惊喜，都是通过哪些手段实现的。

1.发挥人类的高级本能

从车内座椅到车身、底盘、轮胎，该技术从各个系统完善汽车整体构造的协调性，不断挖掘汽车系统之间的相互协作性，并重新构建和分配所有功能，使人类本身具有的平衡能力在驾驶过程中得到发挥。通过最大限度地发挥人类本身拥有的能力，进一步提升人与汽车的交互频度，超越传统平台概念，让驾驶者忘掉汽车存在，实现随意驰骋的“人马一体”终极目标，并进一步丰富“驾乘愉悦”的操控体验。

人类走路时，能够利用脊柱的灵活性，在行走过程中创建一条保持平衡的基准轴，马自达称之为“行进轴”。以此轴为基准，通过使骨盆和上身同时进行逆方向运动，能够以较小的姿势变化和肌肉力量有效地控制身体重心，抑制头部运动，保持动态平衡。

不仅如此，即使在改变方向和跨越障碍时，人类仍然能够朝着前进方向，连续地进行平稳运动，同时保持“行进轴”的稳定状态。这不是因为人类下意识地控制运动状态，而是人类无意识地发挥出人类本身具有的一种高级能力——“平衡保持能力”。

是否能够创造出一种汽车的理想状态，令驾乘者即使是在驾驶汽车时，也能与步行时一样，发挥人类本来具有的“平衡保持能力”？

为了最大限度发挥乘车时人类保持平衡的能力，来自下半身的能量需要平稳地转输到骨盆。例如在汽车转弯时，弹簧将会连续、平稳地运动，仿佛描绘球面一样。在乘坐时，能使人的骨盆保持直立，同时脊柱保持S形曲线，从而使驾乘者能够充分发挥“保持平衡能力”。此时，弹簧上部(簧上)与骨盆之间的座椅如果能够与弹簧无延迟地联动，将输入能量平稳地转输到骨盆，那么此时便能发挥出人类保持平衡的能力。

新的车身架构在底盘、悬挂部分一个重要的改动之处，前悬挂的倾斜角度及连杆的安装高度进行了调整。

为了使弹簧上部持续平稳地运动，我们在开发过程中，重点关注了以下三点：

1）使弹簧下部传向弹簧上部的力量更加平滑

2）简化力的方向，同时实现方向不偏移

3）抑制四轮对角的刚性波动

通过这些手段，车辆的四轮对角将会无延迟地联动，并向乘坐者传递其能量。

2.车身–力量无延迟传输

在明确从路面传输到人体的理想传输路径的同时，深挖以“基本骨架的直线化和连续化”为理念的“创驰蓝天车身SKYACTIV-BODY”的基本原理，并以此为理论基础，对车身进行了改善。车身以传统环状构造为基础，连接上下左右骨架，并且在前后方向上采用多向环形构造连接骨架，提高了四轮对角刚性。此外，对前罩侧、前阻尼器安装部、后阻尼器安装部、后门开口等多处的力量流进行分析，有效布置骨架，大大提高了输入能量的传递效率。

红色箭头所指，在车辆底盘部分的焊接位，两个部件之间焊接之前会涂抹一层树脂材料，从而起到缓解两个刚性连接的部件之间的振动传递。

图为车身B柱位置与车顶的连接位的“衰减节点”上，安装大约10mm厚的可变性树脂材料，从而在关键节点位置提供一定的可变性量，实现车身刚性部件之间的“柔性连接”，达到更为优化的NVH性能。

提供静谧空间，也是实现最大限度利用人类本身具有的能力的一项重要因素，而“SKYACTIVITYVEHICLEARCHITECTURE”则实现了静谧性（NVH）的极大提升。，静谧性主要受声音和振动两个方面的影响。为此，根据能量聚集部位的特性，马自达采用了“衰减节点”和“衰减带”等全新高效衰减构造。

新的车身将根据来自路面的振动能量变化，产生线性稳定的声音变化，实现了更为令人舒适的静谧性（NVH）。