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|马自达的崛起（上）——日车汽车的起源、转折与强盛（四）( 三 )


最早涉足HCCI技术的 ， 在超稀薄燃烧领域探寻的当属通用和奔驰 ， 在那个环保法规和全球变暖甚嚣尘上的年代 。 稀薄燃烧大概可以概括为在更多的空气内燃烧更少的油 ， 因为汽油和空气在气缸内是混合的 ， 越浓越容易点燃 ， 但是会带来燃烧不充分的问题 ， 为此不断降低喷油量而增加空气量 ， 挑战被点燃的极限 ， 达到省油的目的 。
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总体上压缩比（或者说膨胀比）越高 ， 燃油经济性越好 ， 传统的构造在压缩比上已经遇到了极限 ， 比如SKYACITV-G发动机海外最高压缩比14 ， 国内13 ， 要继续提高就需要改变发动机构造 。 于是汽油发动机开始向柴油发动机的高压缩比靠拢 ， 另一方面柴油发动机也在向汽油发动机靠拢 。
过去燃油混合气体在气缸内是通过火花塞点燃的 ， 整体上是一种被动的方式 ， 如果希望突破被动点火的极限 ， 就需要给空气增加压力 ， 让这些汽油颗粒「自燃」 。 均匀混合的燃油混合气体均匀「自燃」 ， 温度更加平均 ， 气缸内温度传播也更快 ， 不再是由火花塞附近向周围传播 ， 优势显而易见 。
最终实现了更高的热效率 ， 所谓的热效率就是汽油燃烧产生的能量能更多的为我们所用 ， 比如输出同样动力 ， 油耗更低 ， 或者相同油耗 ， 输出的动力更高 。
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2007年 ， 奔驰在其F700概念车上 ， 搭载了使用HCCI技术的DiesOtto 1.8T直喷发动机 ， 输出功率达到177kW ， 最大扭矩达到400Nm 。
不久 ， 通用在土星Aura和欧宝Vectra上也搭载了刚刚研发的HCCI发动机 ， 宣传语是「More miles ， Less fuel」——更多里程 ， 更低油耗 。
两款HCCI发动机在细节上有些不同 。 通用研发的HCCI发动机依然带有火花塞 ， 而奔驰的F700则是在排气过程中 ， 创造吸排气阀双向关闭的状态 ， 引燃喷射微量燃料 ， 促进燃料的分解 ， 然后通过吸气过程的主喷射 ， 使燃料充满气缸 ， 促成压缩过程中的自燃 。
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不过这款发动机在历史长河中都属于「昙花一现」 ， 很快就被HCCI发动机先天顽疾折腾的够呛 ， 而选择退却 ， 这些问题总结起来大概可以归类为：
1、燃烧时刻难以精准控制 。 通过提高气缸压力和温度使汽油自燃 ， 需要对喷射过程、气缸内温度和压力进行精确的检测 ， 以保证在压缩行程结束时才能燃烧 ， 否则太早能量浪费 ， 太迟动力迟滞 。
2、采用压燃式发动机燃效提高了很多 ， 但冷启动难度会上升 ， 同时高低转速下的扭矩和功率会受到影响 。
低负荷时 ， HCCI吸入的燃料少 ， 发热量就少 ， 气缸内温度就无法提高 ， 很容易出现一个或几个气缸无法点火的状况 。 这样一来 ， 更多的一氧化碳和碳氢化合物就会进入尾气 ， 带来排放超标的问题 。
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高负荷时 ， 燃料增加 ， 但由于燃烧流动原本就比较快 ， 因此会快速燃烧掉更多的燃料 ， 导致压力上升 ， 噪音和震动加剧 ， 且过高温度会产生氮氧化合物 。
3、超高压缩比一旦发生爆震 ， 能量会更大 ， 更容易影响平顺性和舒适性 。
4、增加了这么多东西 ， 发动机会不会变得太重 ， 反而达不到提升燃效的效果？
这四个问题是摆在前往HCCI终极目标上的拦路虎 。 马自达如果希望研发靠拢HCCI发动机终极状态的发动机 ， 不得不思考针对这几大问题的相关对策 ， 这就为SPCCI技术的诞生埋下了伏笔 。


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