壓燃點火發動機將量產 汽車內燃機開始自我救贖？

8月8日，馬自達宣布，即將推出配裝SPCCI壓燃點火發動機的量產車型。

馬自達獨有的SPCCI可歸屬為均質混合氣壓燃（HCCI）技術。HCCI因具備突出的燃油經濟性在內燃機行業有較高的「江湖地位」，追隨者眾多，不乏賓士、通用等跨國車企，清華大學、吉利汽車等也位列其中。但三十多年來，HCCI技術一直沒有被完全攻克，未能應用於量產車型。因此，馬自達即將量產壓燃點火發動機的消息一出，立即受到業內人士的密切關注。

當前，歐洲多個國家紛紛表態，要禁止柴油車甚至內燃機汽車上路。與此同時，汽車電動化的趨勢日益明顯，新能源汽車產業化的步伐不斷加快。內燃機一統天下的局面被打破，甚至唱衰之聲四起。在這樣的背景下，馬自達竟然要讓「擱淺」多年的HCCI發動機技術高調登上全球汽車業舞台，這會是內燃機自我救贖的開始嗎？

■HCCI發動機即將量產

據外媒報道，馬自達計劃於2019年推出包含全新一代SKYACTIV-X發動機在內的一系列革新性技術。該款產品通過活塞壓縮汽油和空氣的混合氣體實現自動點火，將成為全球範圍內採用HCCI技術的首款量產發動機。

「馬自達敢於推出壓燃點火汽油機，說明它找到了治療『癌症』的關鍵解藥。」天津大學內燃機燃燒學國家重點實驗室副主任姚春德接受《汽車報》記者採訪時表示，馬自達在避免發動機爆震方面很有經驗，在此基礎上進行了大量研究，能夠實現火花點火和壓燃點火之間的無縫切換。

資料顯示，通過壓燃點火的超稀薄燃燒，馬自達全新一代發動機的油耗改善率可比現款產品最高提升20％～30％；而對比馬自達2008年推出的同排量汽油發動機，其油耗改善率最高可提升35％～45％。也許正是看到這一潛力，馬自達堅持在提高內燃機燃油經濟性上下功夫。

不過，標榜要將內燃機路線走到底的馬自達也並非「鐵板一塊」，近來該公司在電動汽車技術領域進行布局。去年年底，馬自達官方宣布，自2021年起推出一系列新能源車型，以應對越來越嚴格的二氧化碳排放標準。

■創新技術值得研究

清華大學汽車工程系研究員王志稱：「HCCI代表一種內燃機新型燃燒方式，即均質混合氣被活塞壓縮到上止點附近時發生自燃著火。因其均質混合、低溫燃燒和快速放熱，使得PM、NOx排放及油耗都低。」但同時他也表示，HCCI技術存在著火時刻難控制、運行範圍窄的挑戰。江淮汽車發動機實驗開發研究院院長錢多德認為：「該技術優勢是泵氣損失低，燃燒溫度低，NOx排放少，燃燒效率高，可以大幅提高熱效率，難點是控制穩定燃燒。」

據悉，國內外相關企業和機構早已開展對HCCI技術的研發，有的甚至已經超過三十年。國家重點基礎研究發展計劃（973計劃）還專門為HCCI立項，奇瑞、長安等車企曾研製過HCCI樣機，清華大學也為此研究了十多年。

在採訪中，記者發現，國內外內燃機行業人士都非常關注馬自達這一技術的新動向。艾爾維汽車工程技術（上海）有限公司發動機研發總監袁益禧表示，雖然目前還沒有看到馬自達壓燃點火汽油機的具體數據，但這個方向可行，應該加強研發。

除了關注，這項進展也讓人感到很振奮。內燃機工業協會副秘書長魏安力向《汽車報》記者表示，馬自達SPCCI技術的成功，說明汽車內燃機還有很多創新技術值得進一步研究，對汽車行業而言更是如此。

事實上，在汽車內燃機行業，具有研究價值的領域很多，不同國家和企業的側重點也不盡相同。魏安力介紹稱，日本汽車製造商豐田聚焦雙噴射系統直噴技術，以實現低油耗、低排放及發動機的平穩運行，該技術廣泛應用在豐田和雷克薩斯品牌車型上。鼓勵使用清潔能源，在內燃機領域堅持尋找替代燃料。甲醇燃料在碳排放方面優勢突出，其碳含量遠少於柴油及汽油。目前，在甲醇燃料發動機方面已取得不錯進展，可以說技術處於領先地位。

魏安力表示：「日本馬自達、豐田傾向從內燃機點火方式上尋找突破口；歐美國家重視研究燃燒技術，比如缸內直噴、停缸等技術；則另闢蹊徑從燃料來源上著手研究，並沒有受到外界干擾。」

■節能減排有潛力可挖

在魏安力看來，內燃機技術潛力大，見效快，遠沒到達「天花板」。目前及未來很長一段時間內，市場上還將以內燃機汽車為主，因此提升發動機燃油經濟性對節能減排的貢獻效果會非常顯著。他提出，目前政府反而應該加大對汽車內燃機的研發支持力度。「每年消耗商品燃油超過2.9億噸，如能提高10％的燃油效率，即可節省2900萬噸燃油，按汽油每噸6000元計算等於節約了1700億元。如果政府每年拿出20億元用於支持內燃機工業的技術研發及產品應用，節能減排效果會非常明顯。」魏安力說。

從這個意義上說，汽車內燃機工業不應被邊緣化，更不應就此被唱衰。魏安力向《汽車報》記者強調：「為更好地落實節能減排發展戰略，一定要『雙輪』協同發展，切不可一個快一個慢。」

王志則從另一個角度揭示了內燃機的生命力。他表示，乘用車動力的發展趨勢是能源多元化，全球未來相當長的一段時間內燃機動力和混合動力仍將佔主導地位。混合動力結合了內燃機的高能量密度和電機的高能量轉換效率，通過能量管理聯合優化實現節能減排。而且，混合動力系統中內燃機可以運行在固定工況點，這就為內燃機提供了挑戰熱效率極限的可能性，因此混合動力專用發動機將是內燃機研究的重要方向。

「先進燃燒和清潔燃料都可以用於混合動力專用發動機，除HCCI等先進燃燒技術外，天然氣等替代燃料、煉油工業中採用淺加工的燃料如低辛烷值汽油都值得針對混合動力專用發動機的需求進行深入研究。」王志稱。