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日系里的小众技术控马自达，最近有放了一颗不大不小的卫星——宣布将在2019年量产第二代创驰蓝天。创驰蓝天被炒得很热大家都知道，但再热，一个技术的迭代有啥大惊小怪的？  的确，如果只是小打小闹的改进，这确实没啥。然而伴随着此次发布，人们也清楚了第二代创驰蓝天的核心，那就是HCCI。有了这个，第二代创驰蓝天号称热效率能达到50%，对应（常规）车型的百公里油耗只要3升多，而且号称动力响应超过小排量涡轮增压。这俨然是不仅要直接KO小排量涡增，而且还要KO混动甚至纯电的节奏（创驰蓝天之父人见光夫就直言碳排放能与纯电相当）！  马自达创驰蓝天技术之父人见光夫 这看起来的确是相当牛叉的黑科技。不过这里有个让人无比疑惑的东西。HCCI很多人确实是第一次听说，但其实这玩意十年前就有人在玩儿了，而且玩儿的都是业界大腕儿。例如奔驰，2007年就在法兰克福车主上展出过采用此类技术的F700概念车；通用也研发过一台2.2L的HCCI发动机。从当时的宣传来看，这两家拿出的“样机”也都是超级高效的。然而十年过去，这些大腕儿级的先行者面对这一技术的结果都“不了了之”，为何十年后却让马自达在量产的道路上抢了先？真的是人见光夫这个技术狂人真如同乔布斯、马斯克一般，有什么超级过人之处吗？ HCCI高效的核心：稀燃当初大众刚弄直喷的时候，就整天把稀燃挂在嘴边。不过此稀燃非彼稀燃。HCCI的稀燃，可要比当初大众的FSI“稀得多”。 道理好理解，燃油“越稀”，参与燃烧的空气比例就越多，燃烧就越充分，理论上燃效就越高。我们都知道常规发动机的空燃比：14.7：1。马自达的这个第二代创驰蓝天是多少呢？怠速时只有36.8:1，比常规比例“稀了”2.5倍，够夸张了吧？  要降低空燃比很简单啊？少喷油不就行了吗？归根结底确实是少喷油，但一个基本前提是你要能“点燃”这么稀的混合气。我们知道，常规汽油机都是靠火花塞点火的。只有14.7:1的空燃比，火花塞才能顺畅点火。当初FSI提出稀燃概念后，曾伴随着“分层燃烧”的概念。为何要“分层燃烧”，其实本质就是混合气太“稀”的情况下点火困难。想想，当初FSI“不那么稀”都点火困难，放在第二代创驰蓝天“稀成这样”，不是更困难吗？ 没错，这个HCCI的关键。也是最近人们提到HCCI说的最多的——通过“压燃”来解决这种“极度稀燃”的问题。一旦汽油发动机通过“压燃”实现了极度“稀燃”，它的效率就能如同马自达宣传的那样，最佳燃效突破50%，理论百公里油耗（常规车辆）3升多…… 既如此，为什么奔驰通用不将其大规模量产，而是转而对马自达最不屑的小排量涡轮增压情有独钟呢？ Tips：压燃 区别于汽油机靠火花塞点火燃烧，柴油机的“点火”是靠“压燃”的。即进入气缸的空气在被极度压缩的情况下自己产生高温高压，此时再通过喷油器喷入雾化柴油，在高温高压下自行燃烧做功。这种工作方式，可以让发动机拥有更高的压缩比和空燃比，从而提升燃效。柴油机的燃效远高于汽油机，根源也在于此。 马自达应该是解决了HCCI的一个核心难题十年前就有了实验成品的HCCI，而且效果如此神奇、如此“黑科技”，却时至今日都未能量产普及，这里面肯定有着“深层次”的原因。其中最首要的，还是如何实现“汽油压燃”。从马自达的介绍来看，它应该是将此问题解决了。  汽油与柴油的特性有很大不同，否则当初内燃机诞生的时候就不会如此明确地划分为两大品类与技术结构（汽油点火柴油压燃）。如前所述，降低汽油浓度确实可以提升压缩比，例如提升至像第二代创驰蓝天那样，类似于柴油机的18:1。但是有一点，汽油很活跃。虽然理论空燃比可以做到36.8:1，但要想做到整个气缸内的混合气每个位置都是36.8:1却非常难。说白了，如果混合气不够均匀，导致“某个小角落的空燃比较高”，它就会被提前“压燃”，于是就“爆震”了。要解决这一点，就必须要实现“均质压燃”。 以目前的研发情况来看，汽油要想全程“HCCI”仍然非常难。例如低温启动、怠速和低转速工况下，以及高转速工况下，纯靠压燃，即便是马自达目前也做不到。于是，这就涉及到必要时仍然要靠火花塞点火的问题。奔驰通用当年的机器有火花塞，马自达的第二代创驰蓝天同样也有火花塞。按照马自达的介绍，它此次主要的创新之处，就在于更好地解决了“火花塞工况”和“压燃工况”阶段的衔接问题。  为此，马自达还重新解读了HCCI。它不再是惯常的Homogeneous Charge Compression Ignition（均质充气压燃），而是变成了Spark Controlled Compression Ignition（火花塞控制压燃）。缩写也变成了SPCCI。这个SP，指的就是火花塞。即马自达通过在火花塞点火控制上的创新，来让HCCI变得更加可控。 当然，解决均质压燃绝不仅仅在于火花塞技术的创新。包括进气的精准控制（马自达采用电控空气泵，即类似于电涡轮的东西）、燃烧室形状的设计、喷油的设计、EGR的设计等等。总之，马自达敢于喊出2019量产，“均质压燃”这个基础性问题它应该是解决了的。 HCCI的问题马自达能否完美解决，这两点仍有待观察均质压燃并非HCCI面临问题的全部。对此，我们可以用一个很直观的反证来理解这一点。均质压燃费了半天劲，目的就是实现了“让汽油机像柴油机那样工作，从而可以获得媲美柴油机的燃效”。既如此，直接用柴油机不就好了？因此，既然要搞HCCI，肯定要有解决柴油机BUG的地方。 首先在动力特性上，柴油机“慢”。HCCI通过火花塞与压燃配合，确实能解决柴油机的这个问题：加速响应会比较符合主流需求。然而柴油机的问题仅仅是“慢”吗？ 如果放在几年前，貌似真就如此了。例如柴油机被包装得比（常规）汽油机还环保，直到大众柴油机“排放门”事件的爆发。“排放门”绝不只是大众家自己的事情，而是揭露了全球柴油机技术在环保领域的软肋——如果不靠软件作弊，做到排放达标是不现实的。在不达标的重要指标中，氮氧化物又是重点。氮氧化物怎么来的？其实就是空气“自己跟自己干出来的”——高温高压下，空气中的氮气和氧气发生反应。这意味着，只要有高温高压的存在，氮氧化合物排放就不可避免，跟用什么燃料无关——哪怕用氢作燃料也是如此。  传统汽油机、柴油机及HCCI发动机对比 然后我们再看HCCI稀燃、压燃的核心，不也是超高压缩比吗，不也是“高温高压”吗？它最终的氮氧化物会比柴油机少多少？能否“不作弊”就达标呢？这仍需要观察。 另一个就是震动与噪音了。柴油机震动噪音大是公认的，即便是目前优秀的、牛逼的柴油机也不例外。这种机器放在豪华车上，可以通过震动平衡与隔音降噪来解决，但放在成本有限的低档车上，它与汽油机的劣势还是明显的。柴油机的震动、噪音是因为油吗？当然不是。核心还是高压缩比、压燃这种结构特性的天性。换成汽油以后，HCCI能规避这一问题吗？至少这个问题当年通用没解决。而且从理论上，它要解决起来也确实很难。马自达能否真解决了，也有待观察…… 车云小结：我们都知道，在技术研发领域，越是大厂，策略往往会越趋于保守，而相对而言小厂则可以“大胆”一些（因为它们相比大厂更“输得起”）。奔驰与通用在HCCI领域研发多年而未果，大抵与HCCI的问题超出了优势，并且解决起来或难度过大、或成本过高有关。马自达在十年后重新启用此项技术，技术领域的创新我们相信，但同时马自达在技术领域的“敢为天下先”这种精神，恐怕也是始作俑者之一。要不然，当年谁的不敢玩的转子（发动机），为什么只有马自达敢用在量产车上？ 无论如何，我们对于马自达、乃至人见光夫这样勇于开拓、大胆尝试的精神还是要极力点赞的。至少从第一代创驰蓝天表现出的效果来看，马自达现阶段在发动机技术领域的创新，无论思路还是方向都要比当年玩转子靠谱得多。我们也更愿意相信，第二代创驰蓝天确实如人见光夫说的那样将HCCI玩转了——不仅极端高效、动力响应超好，而且排放达标、震动噪音不大，同时成本还完全可控。 只是，真要如此的话，是不是别家的发动机都别玩儿了？ 【原标题：奔驰和通用都玩不转的HCCI，马自达凭什么能搞定？|科技说】 |
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