有关全新一代发动机“SKYACTIV-X”的概要说明

原标题：有关全新一代发动机“SKYACTIV-X”的概要说明

马自达汽车株式会社

研发?MDI?成本创新统筹专务执行董事

藤原 清志

大家好！我是藤原，主要负责马自达研发?MDI?成本创新统筹方面的工作。

发布会伊始，小饲社长以“Zoom-Zoom可持续发展宣言2030”为题发表了演讲，并对马自达技术开发的长期愿景进行了展望。诚如他所言，如今，我们需要以解决地球的环境问题及以社会课题为己任，利用汽车本身具有的“驾乘愉悦”的独有魅力，丰盈人们的身心。一直以来，我们都在持续追求并致力于创造这样的美好生活。

在这一系列内容中，我将主要以“地球”这一课题作为发言内容，针对“遏制全球气候变暖”、“减少温室气体排放”这几个方面与大家做一些探讨。

一直以来，马自达以保护地球作为使命，在汽车制造、使用、回收的整个生命周期中，把减少温室气体排放的重任置于首位。而马自达选择减少汽车使用过程中的二氧化碳排放为核心，秉承“从燃料开采到车辆行驶”（Well-to-Wheel）这一宏观减排理念，致力于为整个地球的大生态做出贡献。

马自达认为，世界各地的燃料来源和发电形式如果没有多元化的解决方案，而只依赖于一种动力源的话，要实现各个地区相应的二氧化碳排放量减少目标是相当困难的。

刚才向大家展示了马自达在2008年作出的世界能源普及预测图表。现今的情况基本和我们的预测相符。同时，我们也尝试预测了2035年的世界能源普及图，实际情况可能会一定程度受到各国政府政策的影响。

根据马自达的预测，极致地追求更理想的内燃机技术仍是全世界在相当一段时间内的未来趋势所在，同时也将成为汽车行业的主流选择。当然，轻混合动力等电动化技术的发展也是不可或缺的重要部分。马自达将毫不动摇地坚持以内燃机技术研发为主，配合电动化技术同步发展的基本战略。

目前，创驰蓝天汽油发动机（SKYACTIV-G）和创驰蓝天柴油发动机（SKYACTIV-D）已在世界范围内广受好评。日后，我们将继续对这两种产品进行技术升级，使之具有更强的竞争力。而在刚才向大家介绍的汽油发动机“SKYACTIV-X”及其他全新一代技术，也将从2019年起正式产品化。当然，除了创驰蓝天汽油发动机（SKYACTIV-G）和创驰蓝天柴油发动机（SKYACTIV-D）之外，“SKYACTIV-X”发动机将更具马自达的品牌特性，能够进一步满足用户日益提升的需求。以内燃机的进化及改良为基础，逐次推动“i-stop”和“i-ELOOP”等电动化技术的普及，同时，进一步加速轻混合动力汽车、电动车和插电式混合动力汽车的普及进程。

其中，全新一代汽油发动机“SKYACTIV-X”作为一系列计划中的第一步，已经备受全世界的瞩目。今天，我将从技术理念和用户价值这两方面对其进行简要介绍。详细介绍将在今后计划的技术说明会或试驾活动中再向大家进行说明。

我将再一次借用2009年向大家展示的马自达发展蓝图进行说明。一直以来，马自达以追求理想发动机为目标，对内燃机的可控因素进行高度提炼，一步步接近了理想燃烧的目标。接下来，我将介绍采用了“创驰蓝天”技术所追求的理想内燃机汽油燃料的全新燃烧技术，这一技术将是马自达迈向理想发动机目标的第二阶段技术。

简而言之，这一新型发动机可以将汽油如同柴油发动机一般进行压燃点火。也就是说，“SKYACTIV-X”发动机作为马自达特有的新型内燃机，融合汽油发动机和柴油发动机的优势特点，将实现出色的环保性能与输出及动力性能的双赢。同时，这一发动机也将进一步助力马自达所奉行的“人马一体”驾乘理念，拉近与地球和人的距离。

一直以来，马自达以实现实用且出色的高水平油耗性能、排放性能和符合人们驾驶意图的自由随心的“驾乘愉悦”为宗旨，并为此制定了 “CCI（Controlled Compression Ignition）”理想燃烧目标。大家可能对这个词并不熟悉，“CCI”的意思就是完全可被控制的压燃点火燃烧技术。

这里面有两个关键词：其中一个是压燃点火，另一个就是压燃点火可以被完全控制。这就是马自达独一无二的技术所在。

接下来，我先谈一谈“压燃点火”。“压燃点火（CI）”是柴油发动机采用的燃烧方式，汽油发动机若采用“压燃点火”，则被称为“预混合（燃料）压燃点火（HCCI）”。这种燃烧方式以汽油和空气的混合气体为燃料，通过控制压缩温度和压力实现点火。即便是在火花点火情况下都难以点燃的稀薄状态混合气体，也可以在压燃点火状态下迅速且清洁地进行燃烧。这种燃烧方式的优点就是可以提高热效率，也就是大家常说的降低油耗，还能有效减少氮氧化物（NOx）的排放。

那么，为什么马自达执着于压燃点火呢？主要有两个原因。第一个原因是为了突破以稀少混合气体为燃料的稀薄燃烧这一难点。要实现油耗水平的提升，减少燃料是必要的。使用火花点火（SI）的燃烧方式进行稀薄燃烧的状态，也已经到达了极限。但是，如果可以实现压燃点火的燃烧方式，就可以仅凭稀薄于火花点火两倍的燃料，实现超级稀薄燃烧，远远超过火花点火所不能实现的理论空燃比。通俗来说，就是通过压燃点火仅凭现在一半的燃料就可以实现点火燃烧。

另外，压燃点火的燃烧方式可以在活塞从上止点开始运动后，在极短时间内让燃烧室的各个角落气体进行燃烧，可以强力、持久地挤压活塞，提高燃烧效率。相信每个工程师都有这样一个梦想，就是可以开发出以不易燃汽油为燃料的压燃点火发动机。如果这样的技术能够实现量产化运用，那必定会成为当今世界独一无二的燃烧技术。

然而，预混合（燃料）压燃点火面临着两大亟需解决的课题。一个是有效范围（回转?负荷）比较狭窄，另一个课题是实现这一目标需要混合使用火花点火。可是在过渡点和相当一部分环境下，难以实现火花点火和压燃点火之间的切换。许多企业和工程师一直为解决这两个课题而努力，却始终未成功实现并实际使用。

因此，我们所肩负的课题就是在扩大压燃点火燃烧范围的同时，实现汽油燃料的完全转换控制技术。这一控制技术是突破的关键，也是马自达特有的技术核心。

下面我将简单介绍一下可以完全控制压燃点火的技术。由于（实现全领域稳定燃烧的火花点火和压燃点火）这一切换技术势在必行，我们选择反向思维通过利用火花塞构造，活用“使用火花塞作为控制压燃点火控制因素的手段”的构思，最终结果显示，除部分冷启动时间外，几乎能实现全区域压燃点火。

为了从概念上对这一技术彻底理解，下面我将进一步进行说明。控制本身是一个非常非常细致复杂的过程，详细介绍今后将由被誉为“创驰蓝天之父”的人见光夫先生和其后继者中井先生另行说明。这次，就由我来介绍一下概念层面的内容。火花塞点火使得火球膨胀，就像第二个活塞（空气活塞）一样，继续压缩燃烧室内的混合气体，创造出压燃点火所需要的环境。通过控制火花塞点火的时机，扩大压燃点火，顺利实现其与火花点火燃烧的切换，得以实现完全可控制的压燃点火和火花点火。

将完全受控制的压燃点火和火花点火变为可能的就是马自达独有的燃烧方式——“火花点火控制压燃点火（SPCCI）”。也就是用火花点火控制压燃点火实现压缩燃烧。

另外，装有采用支持压燃点火燃烧空气比例提高技术的高灵敏空气供给机，向高度压缩的气缸内输送气体。为了使得压燃点火适用中高负荷的区域，必须输入大量空气。可以采用空气供给机输入空气，使得压燃点火区域的扩大成为可能，实现行驶效率和燃油效率的双赢。

因此，在概念图这一块，我们排除极低温度的情况，基本上所有区域内压燃点火的比例都很高，并且可以实现无缝切换。当然，我们也特别提示在极低温度的条件下也可以进行火花点火，实现马自达现在市场上销售的创驰蓝天汽油发动机“SKYACTIV-G”同样的功能。这也是我们持续不断进行点火技术改良和长期积累的验证。

另外，这一全新发动机可以给用户带来三大价值，我在此特意说明一下。

第一点，即是为所有用户持续带来“驾乘愉悦”的出色驾驶性能。“SKYACTIV-X”发动机采用压燃点火，因为这是一个推入空气的过程，所以它并不会像普通的汽油发动机一样“慢慢将空气吸入气缸”，而是拥有相当灵敏的反应，能够为用户带来更加高反馈的驾驶感受。用户在一定速度下驾驶时，如先将加速踏板踩下10%，然后突然加速将加速板踩到50%，就能感受到发动机极强的初期反应速度，与同样采用压燃点火的柴油发动机无异。

现在展示给大家的图表大致可以显示出差距。相信会有人觉得这个差距数值差得不多，在心理层面就会觉得踏实，感受到自身跟车子之间的步调一致。驾驶者可以毫无压力地追上前车，随心又安心地驾驶并实现安全操控价值。能够使汽油发动机具有这样的优点，也正是“SKYACTIV-X”的强大之处。

我在这里还要提及的是，汽油发动机在高速运转时能维持高灵敏度。这一点相对柴油机而言的确是一个优势。我们从这一点出发，考虑为用户提供“驾乘愉悦”。大家请看扭矩曲线的变化。利用火花点火控制压燃点火和组合空气，与“SKYACTV-G”相比，扭矩全程将提高10%，甚至可以达到最高30%的大幅度提升。和创驰蓝天汽油发动机“SKYACTV-G”的改良率相比，这个产品基本可以达到相同的性能提升。

通过图标可以看到其间的差异。可能在座各位会觉得差异很小，但是这样会获得更多的安全感，能够让驾驶者感受到“人马一体”的驾驶感受。可以在车流拥塞处毫无压力地跟车，同时也可以实现“车随意动”的安全安心驾控。在汽油发动机上实现这样的驾驶感受，是“SKYACTIV-X”的耀人之处。

同时汽油发动机在高转速时的顺畅驾驶感受是柴油发动机所没有的。这点也是“驾乘愉悦”的重要一环。如图所示（扭矩曲线图）。通过“火花点火控制压燃点火（SPCCI）”和空气辅助机械的组合，实现了相对于创驰蓝天汽油发动机“SKYACTIV-G”在全域速10%的提升，同时最大30%的大幅度扭矩提升。这几乎等同并超越了现款创驰蓝天汽油发动机公布于世时的提升率。

另外一个价值在于“SKYACTIV-X”具有更好的油耗表现，包括两点革新内容。

第一个需要进行革新的课题是大幅度降低油耗。在油耗方面，比现款创驰蓝天汽油发动机“SKYACTIV-G”可缩减20%油耗，在汽油发动机领域内堪称世界第一。另外，在低车速使用频率较高的地区可以使用超稀薄燃烧，所以这一数字还可以提升到30%。对比2008年时马自达的发动机技术，已经达到35-45%的飞跃性改良效果，可以达到与马自达最新创驰蓝天柴油发动机“SKYACTIV-D”升级版同等水平的油耗。因为轻负荷区域的油耗改善率较大，推翻了目前大排气量=高油耗的固有概念。

第二项革新的特点是稳定的燃油消耗率，使发动机在实际驾驶中油耗稳定，波动幅度小。此图是油耗率分布图。大家请看，传统的发动机是这样的。颜色越是明亮鲜艳，油耗表现越好。左边的黄色代表油耗最好的区域，其次是黄绿色、绿色、淡蓝色……油耗表现会随着颜色的加深，变得越来越差。马自达并不只以混合动力汽车专用发动机中的最高效率点作为目标，而是在进一步提升到油耗橘色区域的同时，扩大无差别油耗黄色区域。无论是在市区还是高速的长途驾驶，及其他各类驾驶路况，我们可以让客户在多种发动机转速和负荷的情况下实现低油耗行驶状态。新型的发动机可以在这些实际运用领域内降低自身的油耗。我们也对比了各个模式下的冷启动情况，发现无论是在WLTC模式、JCO8模式、还是NEDC模式下，几乎都没有数值差异。

第三点我要谈的是：“SKYACTIV-X”发动机可以同时兼顾驾驶性能和低油耗的“驾乘愉悦”理念。之前提到的油耗率良好区域是基于此理念下的马自达自身优势，并且还可以在拥有良好油耗率的同时灵活驾驶车辆。

发动机通过变速箱的传动比转化出驱动力，再驱动轮胎进行行驶。因此，变速箱上传动比的设定支配着驱动力的大小以及发动机的着力区域，这也是决定油耗高低的重要因素。请看一下左侧的传统发动机。红线表示的是传动比。现在有(a)和(b)两个数值。与(a)相比，(b)是驱动力较强、以驾驶为优先的传动比，也就是低速模式。

在这种情况下，车子如果要达到100km/h的速度，发动机转速势必也要加快。油耗也一定会从淡黄绿色区域变成表现较差的绿色区域。传动比选择，始终是油耗和速度之间需要进行的权衡。

请看右侧的“SKYACITV-X”，黄色低油耗领域这一块面积非常大。同样请看一下(a)和(b)，这两个数值也是可以适用在同样的黄色区域。也就是说，即使是达到数值(b)，油耗的变化也很小。负荷对油耗的影响本身比较小，所以在传动比一定的状态下，速度和油耗之间的反比也就随之大幅度下降了。因此在不用增加油耗的基础上，也可以保持让车主享受“车随意动”的驾驶过程的传动比。

通过以上油耗和扭矩特性的灵活运用，以Mazda3 2.0L级别车型为例，“SKYACTIV-X”可以达到创驰蓝天汽油发动机“SKYACTIV-G”2.5L的驾驶性能，但油耗却低于2.0L，大概在1.5L左右。也就是说，这一发动机能以驾驶性能为优先，在不影响油耗性能的前提下实现变速器的传动比加强行驶性能。反向言之就是：在没有明显影响行驶性能的基础上，却降低了油耗。这一优势可以帮助我们灵活应对市场环境的变化，并为消费者带来马自达品牌核心价值所主张的“驾乘愉悦”。

我们使用试验车辆评价的基本情况是这样的： 实现“Mazda2创驰蓝天柴油1.5L”的二氧化碳排放量的同时，但却达到“Mazda MX-5 创驰蓝天汽油发动机2.0L”相同的加速度，并体验到相应的驾驶感受。

最后，我想谈一下产品战略方面的定位，做一下整体总结。

首先，我们将对2011年推出的创驰蓝天汽油发动机“SKYACTIV-G”继续进行技术革新。为此，我们正在进行持续统一企划，在制造革新进程中进行产品改良和升级。通过不断改良的积累，让新车型源源不断地出现在马自达的展厅中。

在日本市场创驰蓝天柴油发动机“SKYACTIV-D”广受好评。在美国市场，就像此处向大家展示的那样，在SAE Paper中美国EPA作为第三方机构给予创驰蓝天汽油发动机“SKYACTIV-G”高度评价。正如之前所说，马自达依旧认为“SKYACTIV-G”、“SKYACTIV-D”是拥有较高竞争力的产品。通过近几年来销售生产方面的努力，我们的成本竞争力也在提高。 同时“SKYACTIV-G”、“SKYACTIV-D”的升级版发动机，将为用户带来“物超所值”的价值感。在此我可以总结一下，“SKYACTIV-G”、“SKYACTIV-D”这两种发动机的革新和升级将持续下去并将继续强化马自达产品竞争力，并对强化马自达产业基础方面做出极大贡献。

如上在“SKYACTIV-G”升级版、 “SKYACTIV-D”升级版发动机的持续使用的基础上，通过新款“SKYACTIV-X”发动机的应用，将组成具有价格竞争力、并兼顾行驶性能和油耗的广泛领域的产品线组合。在配合先前提到的电动技术，已经形成了一种“卓越的挑战格局”。现在，马自达将进一步针对地域特性和对用户特点的考虑，提供一种最佳的组合产品，相信可以为今后汽车业界的发展做出贡献。

今后，马自达也会继续守护我们共同的美好地球，在解决诸多社会问题的同时，通过“驾乘愉悦”为人们带来更为丰盈的拥车生活。这也是马自达一直以来所追求的理念。马自达对理想内燃机的追求，也正诠释了我们在技术层面的憧憬，并将在今后继续进行多种形式的挑战。

我们认为，理想的内燃机，伴随着变速箱、车身、底盘革新技术，以及先进的“i-stop”和“i-ELOOP”系统在内的一系列综合内容，以由此而构建的轻混合动力汽车（MildHEV）组合为技术基础，进一步集合最重要的控制技术和电动化技术，将纯电动车、增程式、插电式混合动力汽车也投入产品化的进程。

相信包括电动车在内的一系列电动化产品、电动化技术、电机控制技术、电池控制技术等等，都会在车型开发基础的助力下，转化成为高效、低成本、高品质的优质产品。

阶梯式技术发展战略和以车型为基础的开发及制造革新的持续进化，在2020年，甚至在更遥远一些的2025年，马自达将在多种解决方案的助力下，跨越巨大障碍，切实落实符合自身规模的发展。无论是守护地球的宏伟心愿，还是给全世界用户带来优质的车型和服务，又或是给当地用户提供最佳的动力源泉，马自达早已蓄势待发，将持续为全世界的爱车人士提供具备“驾乘愉悦”的优质产品。

2020年，是马自达诞生的第100周年。在此，我们向大家做出承诺，马自达将在今后的每一年都努力推出全新技术，并将之介绍给大家。2021年将是马自达第二个百年的全新开端，我们希望彼时能够与您再次相约，为大家带来更加令人惊喜的马自达全线产品群！返回搜狐，查看更多

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