" 黑人不黑古天樂，黑車不黑馬自達"做為日系的小廠品牌，馬自達一直在發動機領域獨樹一幟，它獨有造車風格使得從未輸過其它大廠。馬自達在汽車界是出了名的技術偏執狂，在發動機研發上更是體現得淋淋盡致，時不時給世人秀出一些黑科技，其中以轉子發動機和創馳藍天發動機這兩款發動機為代表。說到馬自達發動機熱效率是否能到50%，應該指的是即將亮相上海車展的新一代馬自達3所搭載的創馳藍天Skyactiv-X發動機。
汽車界"技術宅"的馬自達最新研發的創馳藍天SkyActiv-X汽油發動機 號稱熱效率達到50%。這是真的嗎？震驚了整個汽車界。 接下來我將要給大家分享一下我的理解和看法。
燃料燃燒所產生的熱量轉化為發動機有效功的百分數稱為發動機有效熱效率，簡稱熱效率。如今汽油機的熱效率為0.30~0.40，柴油機的熱效率為0.35~0.45。量產車型裡公佈出來的熱效率一般指最佳工況熱效率，即最大熱效率，因為一臺發動機的熱效率其實並不是一成不變的，它隨著工況改變而改變。。熱效率較高的如本田地球夢發動機熱效率38%，豐田2.5L汽油機熱效率40%，豐田普銳斯發動機熱效率40%，豐田2.8L柴油機熱效率44%。馬自達創馳藍天SkyActiv-X汽油發動號稱熱效率達到50%，這是不是要吊打本田豐田，我覺得以馬自達這種"有錢了就研究轉子，沒錢了就賣車"的技術宅，是有這種能力的。
那麼發動機的熱效率為什麼會如此的低呢？燃料為什麼不能全部轉化成有效功呢？發動機在運轉過程中，自身要消耗一部分功率，這部分消耗就稱為機械損失。在發動機的氣缸中，燃料燃燒後所放出的總熱量，只有25%~40%轉化為有效功，其他部分都以不同的方式散失與外界。
發動機是熱機的一種，整個過程可以看做高溫物質轉化為低溫物質同時輸出功。根據熱力學第二定律：不可能從單一熱源吸收熱能並使之完全轉換為有用功而不產生其他變化。簡單理解就是熱能不可能完全用來做功，在能量轉化過程中必然會有一定的損失。根據"卡諾循環"η=1-T2（低溫物體）/T1（高溫物體）來看，發動機熱效率存在一定極限的。
傳統往復活塞式發動機結構從發明至今已經超過一百多年的歷史，經過這麼多年的不斷優化，熱效率的提升也越來越困難。現在的技術手段，如阿特金森或米勒循環、缸內直噴、提高壓縮比、HCCI壓燃技術等，通常只是一些輔助手段提高燃料燃燒效率。而渦輪增壓是從廢氣中回收一部分能量，減少排氣損失。在不改變發動機現有構造和燃燒理論的情況下，發動機熱效率很難做到大幅度提升。各車企和研究機構都在開展對提升熱效率的理論和技術研究，問題是怎麼把這些理論與技術應用到量產發動機上，提高發動機熱效率。
在講創馳藍天發動機之前，我們先了解一下馬自達研究轉子發動機的歷史。1961年，馬自達花巨資從德國人手裡買下了轉子發動機的專利，從此開啟了技術宅模式。當年買入轉子發動機專利的不止馬自達一家，通用、鈴木、福特、奔馳和保時捷等汽車公司也都買下了轉子發動機的專利並且都投入了巨大的人力和心血進行技術改良研究，但是馬自達在1967年率先完成了轉子發動機的量產工作，並且推出了全世界首款搭載轉子引擎的車型COSMO Sport 110s。小哥還是有一定技術實力的吧。
柴油機熱效率比汽油機高是因為兩者燃燒方式不同。汽油機是火花塞點火，由於存在爆震，壓縮比不能太大，一般為9-12。柴油機是壓縮著火，壓縮比可以設置的比汽油機高一些。壓縮比越高，發動機熱效率越高，如下圖所示
何謂壓縮比呢？我們通常把發動機活塞運行至下止點的缸內體積與活塞壓縮至上止點的缸內體積之比值稱為壓縮比。所以每次爆燃，壓縮比越大，活塞單次做工時行程越長，做功量也就越大。既然提高壓縮比有"百利"為什麼各大廠商不效仿呢？那是因為提高壓縮比還有一害——爆震。常規汽油發動機的壓縮比一般被限制在"9:1～12:1"範圍內，過高的話，發動機就會產生爆震。所謂爆震現象就是在活塞還沒有壓縮至點火位置時燃油已經爆燃，這時上行的活塞和膨脹的氣體產生對衝，使發動機劇烈震動。要想提高汽油機熱效率太難了吧？看馬自達工程師如何解決的。
創馳藍天SkyActiv-X發動機結合了汽油機和柴油機的特點，採用了SPCCI火花控制壓燃點火技術，將壓縮比提到了驚人的18：1（第一代14：1），使得燃料可以更加充分的燃燒，其採用的均質壓燃技術完美解決了發動機爆震問題。
SPCCI是什麼技術呢？SPCCI的全稱是Spark Controlled Compression Ignition，字面翻譯過來就是火花塞控制的壓燃點火技術。說直白一點，就是把汽油機點火和柴油機壓燃相結合的一種發動機新型燃燒技術。
因為汽油比柴油燃點高，燃燒起來又比柴油更加迅速，這就使得汽油的壓燃比柴油更加難以控制。簡單來說：缸內溫度低了它不著，缸內溫度高了又爆震，總之就是不好伺候。馬自達並沒有取消火花塞的設置，保留了火花塞點火能夠使得HCCI過程有了更多的控制，火花塞能夠引燃混合氣，這樣就能避免失火現象的出現，而且火花塞還能夠控制點火時刻，大負荷情況下也能夠使用傳統的火花塞點燃模式工作，冷啟動也得到了保障。通過"壓燃"來解決這種"極度稀燃"的問題。一旦汽油發動機通過"壓燃"實現了極度"稀燃"，它的效率就能如同馬自達宣傳的那樣，最佳燃效突破50％。馬自達這種對技術的追求，汽油壓燃的創新探索，給傳統汽油提帶來了新希望。