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当年三言两语间催生的“马自达塞车”梗，成了日后粉丝们乐此不疲的经典自嘲，也刻下了这家日系品牌挥之不去的形象烙印。说它小众吧，也不至于稀罕到大街上看不见;说它大牌吧，又确实长期偏离主流——国人说起马自达，脑海中印象大抵如此。
2010年，全世界都在搞小排量、搞涡轮增压，只有马自达硬要把自然进气发动机的潜力挖到底;步入2020年，当全世界都在搞电动化、搞混合动力，马自达却在闷头做一种拗口难懂的“稀薄压燃”发动机。还顶着一个又土又怪的名字”创驰蓝天”——谁不知道电动才是环保、用电才能蓝天？今天你搞出来一个汽油车再怎么省油，就不怕大家连看5分钟科普的兴趣都没有吗？
2010年——正是小排量涡轮时代风雨欲来之际，马自达提出了Skyactiv创驰蓝天计划，核心便是发展高效率的自然吸气发动机Skyactiv-G。现成的加涡轮、减排量之路，马自达不走，偏要去试着打破自然吸气的现有技术天花板。
Skyactiv-G的首要指标是热效率。对，就是内燃机经常被拿来耻笑的那个“20%-30%”。小排量涡轮风潮正是为了应付环保法规，那么马自达非要用自然进气发动机来干小排量涡轮的事儿，首先便是要把能耗和排放降下来。
马自达在2012年交出的答卷——Skyactiv-G发动机，拥有37%的最大热效率和60kW/L升功率（美国EPA数据，Skyactiv-G 2.OL，2014）。没有如今风靡的48V电机，没有任何混合动力，也没有以驾驶性和动力为牺牲，单纯依靠优化汽油燃烧过程，实现了37%的最大热效率。作为当代最早的一批高效发动机，Skyactiv-G的很多指标要到几年后才被丰田等大厂超越。
现在你能买到热效率最高的汽油发动机，是丰田TNGA架构的Dynamic Force系列发动机的40%，加上丰田油电混动系统的话可以到41%，同时升功率也达到了60kW/L（即效率不以动力为代价）。虽然热效率已经比马自达Skyactiv-G还高，但马自达毕竟早了五年，算得上早了一整代。
以如今的眼光来看-Skyactiv-G虽然仍属先进，很多技术其实已经不算新鲜。提高燃烧效率最直接的手段，是提高发动机的压缩比。粗略理解，压缩比就是发动机活塞运动到上止点时的最小容积，与运动到下至点时的最大容积之比。通常，汽油发动机的压缩比在10口1左右，超过11口1的已属罕见。注重动力性能的发动机，会使用偏小的压缩比;强调低能耗和高效率的发动机，压缩比会偏大。
提高压缩比的困难-是要面对爆震风险。爆震，是指在发动机活塞上行压缩的过程中，气缸内燃油在高温高压下被提前引燃。燃油不依照活塞运动规律的突发意外爆燃，会严重损伤发动机内部结构直至报废，这是一种十分危险的现象。
抑制爆震的手段之一，是减少气缸内残余的上次燃烧废气。为了抑制爆震、提高压缩比，Skyactiv-G使用了独特的4-2-1排气歧管。即四个气缸的四个排气歧管先汇成两个，再合二为一。排气路径更长，点火相邻气缸间相隔更远，相邻点火气缸的排气脉冲不会互相干扰，就可以让排气门开启时间更久，尽可能地排光废气、减少残余。
特殊的排气歧管，加上其他一些措施，使得Skyactiv-G得以拥有惊人的14口1压缩比（国内因油品问题减至13.1口1）。这一度是压缩比最大的量产汽油机，直到被马自达下一代发动机Skyactiv-X打破。五年之后40%热效率的丰田Dynamic Force发动机，压缩比也“不过”13口1。
同样是要满足越来越严的环保法规要求，小排量涡轮是让发动机的高效区间，向着日常使用工况靠近一些。而马自达则是选择”硬刚”：我就是要把热效率这个硬指标做上去。凭借第一代Skyactiv系列发动机，马自达在不断收紧且更利于小排量涡轮机的排放法规中，用别人眼中挖掘殆尽、毫无希望的自然吸气发动机，不仅生存下来还站稳了一席之地——盡管这片地有越站越小的趋势。好在，高压缩比自吸的Skyactiv-G才只是一个开始。
“你坐马自达，怪不得你塞车。”1997年，梁家辉在电影《黑金》里对着迟到了11分钟的与会黑老板轻蔑一笑。在无忧无虑的淳朴汽油时代，汽车品牌之间等级分明，座次清晰。“我们坐的都是奔驰，都是劳斯莱斯”，而“你坐马自达，你根本就没有资格来开这个会。”谁也不会想到，二十年过后，当奔驰和劳斯莱斯们都已经对电动车亦步亦趋，内燃机汽车最后的坚守者，竟然是那家廉价亲民、又天生反骨的日本偏门小公司。
没有哪家停滞不前的公司能生存下来，尤其对于那些剑走偏锋的独行者.2012年第一代Skyactiv-G投产后，这些年来马自达都在做什么呢？当然是忙着研发第二代Skyactiv——Skyactiv-X，这才是本文的高光主角。如果按照计划，刚刚在海外投产不久的Skyactiv-X发动机，应该在2020年内在国内上市。
第一代Skyactiv，其实分为汽油机Skyactiv-G和柴油机Skyactiv-D，而第二代Skyactiv则放弃柴油机而专注于汽油机。之所以有这样的选择是因为Skyactiv-X的核心，可以归结为“用柴油机的方式，烧汽油”。后缀“×”仿佛代表了汽柴油技术的交汇。
我们知道，由于汽油柴油各自特性不同，汽油机使用火花塞点火，即点燃式;柴油机无须点火压缩即燃，也就是压燃式。百年来，汽油点燃、柴油压燃，仿佛—加一等于二般的真理。
老司机都知道柴油车省油是因为柴油机的压燃式点火在热效率方面更具优势。原理其实很好理解：火花塞点火，火焰要从中心的火花塞向四周扩散，逐步引燃整个气缸内的所有燃油混合气，燃烧传播的过程是需要一段时间的。
但在燃烧做功的过程中，发动机不会停下来等你烧，活塞始终在飞速上下运动。当燃烧还没有完全结束，活塞却已开始向下运动，意味着后面有一部分燃烧的能量，并没有真正作用于活塞下行，也就相当于这部分能量被浪费了。就好像我们蹬自行车时脚不慎踩空，你的腿明明做了功，却并没有真正用于自行车前进-，相当于这部分劲是白费的。 反观柴油机使用的压燃式点火。燃油混合气在气缸内是均匀分布的，所以当活塞上行达到压燃所需条件时，燃烧会在整个气缸内多点、同时发生。燃烧能量在一瞬间释放，做功时间更短、峰值更高。并且气缸内各处燃料的，燃烧情况更为均匀一致。燃料能量中会有更大部分（相比点燃式）被用于推动活塞做功，热效率自然会更高。
马自达Skyactiv-x，世界上第一台也是唯一的压燃式汽油机。把汽油机做成了“柴油机’，马自达是如何实现这一魔幻现实的？Skyactiv-X的核心技术，叫作SPCCI火花塞控制压燃点火（Spark Controlled CompressionIgnition）。如果你懒得往下细看，简单粗暴划个重点：1.汽油其实可以压燃，但条件极为苛刻，压燃不稳定难应用;2.Skyactiv-X既能压燃也能点燃，能“压”时则“压”，不能“压”时切换到“点”;但如果太多的时间是点燃式，压燃就没什么意义了;3.为了尽量扩大压燃的可用范围，需要精确控制气缸内压力;4.使用火花塞进行有限的点火，虽然用了火花塞，但目的不是点燃，而是精确控制压力来保证稳定压燃。以上，即所谓火花塞控制压燃点火SPCCI。
在内燃机前沿研究领域，有一种理想中的燃烧状态，叫作稀薄燃烧。怎么算稀薄？按照空气中氧含量和燃烧化学式，人们计算出充分燃烧所需的空气/燃油混合比例（空燃比），应该是14.7口1。所以理论上讲，只有当空燃比大于等于14.7时，燃油才可能被完全烧尽，其中的化学能才有可能被全部释放。当空燃比大于等于14.7，就可以认为是稀薄混合气，所以说稀薄燃烧是—种理想燃烧。
然而汽油车发展百年，几乎从未实现理想空燃比。你在路上见过那么多车在跑，没有一辆能达到14.7的空气燃料配比，没有一辆能提供充足的空气让汽油充分燃烧。
这当然是有原因的。现在的汽油发动机，空燃比都是燃油过剩一些。因为这样虽然会导致燃烧不充分，浪费燃料并增加排放，但多余的燃油会起到降温作用，帮助提升动力性能。另—方面，当空燃比真的接近14.7时，稀薄混合气带来的富氧环境，会导致氮化物（NOx）等污染物大幅增加：燃油经济性是上去了，但排放污染就很难看。理想燃烧，不是不想，实属不能。
马自达要继续提升发动机的热效率，但Skyactiv-G那种提高压缩比的法子，已经不能再多指望。原因是根据内燃机奥拓循环的理论热效率公式，随着压缩比增加，热效率的提升空间会越来越小，即边际效用递减。Skyactiv-G已经做到了压缩比14口1，单靠继续提高压缩比，对于热效率的提升幅度有限。
理论公式给出了另一个出路，叫作比热比，即“定压比热容”比上“定容比热容”。虽然听着玄了吧唧让人头大，但稍微花点时间琢磨归纳—下就容易明白，姑且可以这么理解：如果气缸内的燃油混合气，能将更多的热量用于使其膨胀，而不是用于使其升温，内燃机的热效率就会提高。
让混合气变得更加稀薄，可以提高比热比。因为当空气过量，有更多气体不参与燃烧但会吸热，燃烧温度就会下降;再加上燃料能充分燃烧，能量更彻底地用在了膨胀做功。所以燃油混合气越稀薄，理论热效率会越高。
理论到位了，下面剩下实践。前面说到的氮化污染物是第一大难题。然而马自达在实验室中，在尝试了多种空燃混合比例后发现：当空燃比等于和稍大于14.7时，确实会如人们常识中那样，导致排放氮化物激增;但进一步增加混合气的稀薄程度，当空燃比达到29.4时（两倍于14.7），氮化物排放又会降低至可接受程度。也就是说，人们以往的认识是，稀薄混合气会导致NOx排放爆发，然而马自达发现——那是因为你家的稀薄混合气，还是不够稀。
惊喜还没结束。马自达在实验室中还发现，当稀薄程度进一步增加，空燃比增加到惊人的36.8口1时，在足够压力下，燃料混合气还没有等到火花塞点火，就自发被引燃了一一也就是说，汽油压燃，其实完全可以实現。稀薄+压燃，就此成为马自达的钻研方向。同时，这也是业界公认的，未来终极内燃机的重要发展方向之一。
然而接下来几年，马自达—直都在被”实现稳定压燃”这一难题按在地上反复摩擦。当然了，它是自愿的。汽油压燃，确实是可行的一一在实验室里。虽然和柴油压燃相似，但汽油终归是汽油，化学性质比柴油更活跃，要实现稳定可用的压燃，困难得多。
首先，压燃对发动机的运转工况有着极为苛刻的要求。只当发动机负荷、转速同时满足一小片特定范围时，才能维持稳定的压燃点火。其次，压燃对于温度与压强十分敏感，在不同的温度不同的海拔，压燃能不能成，简直像看缘分。再有，燃烧室内部的环境也影响着压燃的成败：温度过高，压燃发生太早振动严重;温度过低，压燃太晚降低效率……
要实现稳定、可用的汽油压燃，简直像在伺候爹。也就不难理解，哪怕汽油压燃能在实验室中实现超高的热效率，却从未曾被任何一家厂商应用于现实。但眼下马自达已经骑上了老虎，想下去肯定是来不及，就算下去了也没有其他出路，只有硬着头皮刚正面。最后工程师们想出的解决方法是：用“背叛”柴油压燃的方式，来实现汽油压燃。
既然压燃不可能覆盖发动机的全部工况，那么压燃发动机终归不会完全舍弃火花塞，在部分无法实现压燃的时候，还是得以点燃式保持运转。而压燃不稳定的原因，无非是温度和压力。温度难以做到精确实时控制，但压力是可以的，比如——用火花塞点个火？
在气缸内压力不满足压燃条件时，火花塞提前实施小范围的有限点火，使缸内压力瞬间增加，之后气缸内尚未燃烧的大部分混合气就可以压燃点火。只要能精确控制火花塞的点火，就可以精确控制气缸内压力，也就能够实现更大范围的稳定压燃。是压燃吗？是。火花塞呢？也用。这就是Skyactiv-X的核心科技，所谓火花塞控制压燃点火SPCCI。
基本原理听起来不复杂，但真要做到精确控制，就成了”听着简单做起来难”。由于Skyactiv-X同时具备点燃、压燃模式，其中压燃模式（SPCCI）还要判断火花塞的介入时机和介入程度，最后Skyactiv-X光是大体的燃烧策略就多达三层。 在不同的发动机负荷、转速组合下，分别使用不同的空燃比、喷油量和燃烧方式。比如在起步、急加速时，直接使用火花塞点燃;在中高速巡航时，按需进行不同程度的SPCCI压燃。
由于Skyactiv-X已属于稀薄燃烧发动机，很多方面不能以过往的常规发动机来考量。比如前面提到的压缩比。要让超稀薄混合气仅靠压缩能量自发引燃，压缩比一定会远高于以往的点燃式汽油发动机。
上一代Skyactiv-G压缩比14口1已经是世界第一，而Skyactiv-X达到了惊人的16口1！而且，别忘了SPCCI还有火花塞点火增压进行再压缩，所以实际压缩比有时会比16口1的物理压缩比更高。压缩比如此之高，爆震风险自然要倍加重视。马自达的解决策略，是使用高达1000bar（常规汽油机的3倍-4倍）超高压油泵，将喷油过程分多次进行。普通汽油发动机，喷油后在压缩过程中，混合气吸热升温，这是爆震的前提条件。
于是Skyactiv-X在压缩前的初次喷射时只喷少量燃油，此时混合气过于稀薄，以至于无法形成爆震;当压缩进行到中段再喷射足够燃油，这些燃油尚未来得及吸热升温就会被压燃，于是爆震风险被降了下来。
Skyactiv-X的最大热效率“目标”，将达到44%（因为还没有第三方实测，所以才只能说“目标”）。这是不借助混合动力的纯内燃机热效率，并且高热效率并不以牺牲驾驶动力性为代价。据马自达自己的数据，在2000转，分这样的经济转速下，超稀薄燃烧的Skyactiv-X发动机，能比前代（Skyactiv-G）节省燃油20%。意思是不只是最大热效率提升，而是Skyactiv-X的高效率工作区域被大幅扩宽，意昧着实际中的综合热效率也会显著提高。
动力方面，受益于高达16口1的高压缩比，Skyactiv-X的低转速扭矩提升了10%-30%（类似柴油机扭矩大的特点），最大功率相比上代增加了14%。
作为一款刚刚投入使用的新概念发动机，Skyactiv-X当然也存在着一些需要时间检验的疑问。—方面，对于国内油品的适应能力还没有答案;另—方面，发动机控制压燃的长期可靠性尚待验证。另外，对于压燃时机的控制，是否真的保证了NVH（振动和噪音）表现不输同级别普通汽油车，也是需要等到Skyactiv-X实车到来才有答案。
不过至少，在去年下半年开始交付Skyactiv-X车型的欧洲市场，对新发动机的接受程度超出了马自达预期。CEO青山康弘去年接受《Automotive News Europe》采访时透露，欧洲的两款主力车型马自达3和CX-30，分别有60%和45%订单选择了更贵的Skyactiv-X发动机。以德国为例，Skyactiv-X版马自达3起售价2.629万欧元，而选择原有的Skyactiv-G发动机只需2.379万欧元。
44%还不是内燃机的终点。在Skyactiv-X之后，马自达正在研发第三代Skyactiv-3。在Skyactiv-X攻克了稀薄压燃后，下一代Skyactiv-3的重点，据传闻将包括副燃烧室和绝热燃烧技术。Skyactiv-3的目标是在前代（Skyacitv-X）基础上提高27%，即热效率56%（纯内燃机效率）。如果再加上48V这样的微混动技术，热效率完全可能逼近60%。
热效率50%-60%-和电动车80%-90%的能量转化效率一比，好像也还是不老给力？但如果把电厂发电和传导效率算进来，再考虑—下锂电池生产回收中的排放，再琢磨—下燃油车的续航、补能速度、无电池衰减等优势，当燃油车（都不是混动哦）的热效率来到50%-60%，纯电动车还能说自己有多大优势？
Skyactiv-X在海外装车交付不足一年，国内则要等到2020年下半年。届时，搞定了技术问题的马自达，将面对一个技术无法解决的问题——价格。
目前在售的马自达Skyactiv-G车型，成本及定价已显偏高，间接导致了马自达近年来在国内逐渐远离主流沦为二线品牌。而搭載Skyactiv-X压燃发动机的马自达3（国内昂克赛拉），国产后预计售价可能会逼近20万元。对于马自达这样的品牌、马3这样定位的家用车来说，这无论如何都显得过于高了。
花了那么大代价开发出的先进高效发动机，好像并不匹配马自达目前的品牌定位。或者换句话讲，这不应该是马自达这样一家体量小、定位大众的汽车品牌该干的事。
2019年3月，马自达照例公布了自己的上一年度财报，其中一张中期规划PPT让业内人士纷纷惊掉下巴：马自达正在研制直列六缸（至少3.0L的大排量）Skyactiv-X发动机，并且是一台用于后驱车的纵置直六。这其中，还提到了“品牌高端化”的字眼（brand value improvement）。
直六、纵置、后驱，这是标准的宝马配方！而在日系品牌中相对强调驾控的马自达，又素有“东瀛宝马”之称。当正经德国宝马开始转向四缸和前驱，“日本宝马”反倒要“转正”了？
马自达的高端化计划，不是空穴来风，更不是打嘴炮过嘴瘾。随后的几个月，有关马自达全新直六Skyactiv-X引擎、前置后驱底盘、纵置8速自动变速箱的专利纷至沓来。马自达不久前也宣布，将集中精力研发新一代马自达6，在2022年前不会再推出任何其他新车型。传言基本实锤：新马6将从目前的横置前驱“买菜车”，转向高端化运动化的纵置后驱车，甚至还可能会有一辆新的双门跑车作为RX-8后继。
当年那个坐马自达难怪塞车”的品牌，如今竟然打算和奔驰宝马掰手腕，难免让人们吃惊。不过仔细一想，马自达与丰田的合作关系，其实已经隐约为前者的高端化铺上了一层保护网。
2017年，丰田与马自达达成交叉持股协议，丰田取得了约5%的马自达股份，双方在生产制造在内的领域进行全面合作。到了2019年，日本媒体曝出，丰田正计划为旗下雷克萨斯品牌的高端车型，配备马自达开发中的直列六缸发动机。此时正值马自达六缸后驱专利满天飞之际，而丰田刚刚与宝马合作推出了搭载宝马直六发动机的新跑车——Supra。
如果丰田日后只打算从别家获取高性能发动机，同属日系的合作伙伴马自达，总要比宝马来得合适一些。
有丰田与雷克萨斯作为“保底”措施，马自达得以更自如地投入到直六Skyactiv-X发动机、前置后驱平台等高端技术上面，而不必过多担心高端化尝试初期没人买账。当然潜藏的隐患和挑战是，高端化后的马自达如何与雷克萨斯之间做好差异化，避免合作双方的内部竞争。
马自达是在汽油机路线上，走得最坚决的一个，但也并不是唯一一个。其他几家日系车企，也在电动化之余进行着未来终极内燃机技术的开发。比如丰田和本田看好副燃烧室技术，这是一种低成本增加热效率的方法：日产在实现了可变压缩比的VC-Turbo发动机后，也在稀薄燃烧领域进行过预研。
但只有马自达，将大部分精力都放在了Skyactiv系列高效内燃机上。与其说是马自达对内燃机更有情怀、技术更强大，不如说是马自达船小好掉头——像丰田这样的巨头想如此孤注一掷，几乎是不可能的事。所以只有马自达在这条没人敢走的路上，一个人一条路走到黑。
不过，千万别以为我们讲了半天内燃机，就等于认定电动车没戏。当内燃机热效率发展到50%-60%，也就基本来到了理论极限。但对于电动车来讲，长期来看真正限制其环保程度的主要因素，其实是整个电网的可持续能源占比。内燃机热效率可以看到极限，而可持续能源占比的提升空间还很大。虽然目前发电（尤其是国内）主要还是靠热电，但可持续清洁能源发电的比例会越来越高。燃油车是不可能随着电网日渐清洁化而节能减排的，但电动车可以。地球上每竖起一座新的风力发电机、一块新的光伏面板，你的电动车清洁程度就增加了一分，而你的燃油车与此没有—点关系。
只是，这个过程也许会比一些人想象中，来得慢一些、复杂一些。如果看很遥远的未来，电动车100%会取代内燃机汽车;但如果要说当下以及近未来，继续提升内燃机热效率，至少仍是一种非常值得尝试的方向。马自达37%和44%，丰田的40%和41%，都是目前世界上第一流的高效发动机。而目前市面上的主流家用车发动机，最大热效率不过30%上下，综合热效率大概只有20%多，提升空间至少还有一半多。2020年，当汽油都可以压燃了，新能源车还有什么理由不努力？
2010年，全世界都在搞小排量、搞涡轮增压，只有马自达硬要把自然进气发动机的潜力挖到底;步入2020年，当全世界都在搞电动化、搞混合动力，马自达却在闷头做一种拗口难懂的“稀薄压燃”发动机。还顶着一个又土又怪的名字”创驰蓝天”——谁不知道电动才是环保、用电才能蓝天？今天你搞出来一个汽油车再怎么省油，就不怕大家连看5分钟科普的兴趣都没有吗？
2010年——正是小排量涡轮时代风雨欲来之际，马自达提出了Skyactiv创驰蓝天计划，核心便是发展高效率的自然吸气发动机Skyactiv-G。现成的加涡轮、减排量之路，马自达不走，偏要去试着打破自然吸气的现有技术天花板。
Skyactiv-G的首要指标是热效率。对，就是内燃机经常被拿来耻笑的那个“20%-30%”。小排量涡轮风潮正是为了应付环保法规，那么马自达非要用自然进气发动机来干小排量涡轮的事儿，首先便是要把能耗和排放降下来。
马自达在2012年交出的答卷——Skyactiv-G发动机，拥有37%的最大热效率和60kW/L升功率（美国EPA数据，Skyactiv-G 2.OL，2014）。没有如今风靡的48V电机，没有任何混合动力，也没有以驾驶性和动力为牺牲，单纯依靠优化汽油燃烧过程，实现了37%的最大热效率。作为当代最早的一批高效发动机，Skyactiv-G的很多指标要到几年后才被丰田等大厂超越。
现在你能买到热效率最高的汽油发动机，是丰田TNGA架构的Dynamic Force系列发动机的40%，加上丰田油电混动系统的话可以到41%，同时升功率也达到了60kW/L（即效率不以动力为代价）。虽然热效率已经比马自达Skyactiv-G还高，但马自达毕竟早了五年，算得上早了一整代。
以如今的眼光来看-Skyactiv-G虽然仍属先进，很多技术其实已经不算新鲜。提高燃烧效率最直接的手段，是提高发动机的压缩比。粗略理解，压缩比就是发动机活塞运动到上止点时的最小容积，与运动到下至点时的最大容积之比。通常，汽油发动机的压缩比在10口1左右，超过11口1的已属罕见。注重动力性能的发动机，会使用偏小的压缩比;强调低能耗和高效率的发动机，压缩比会偏大。
提高压缩比的困难-是要面对爆震风险。爆震，是指在发动机活塞上行压缩的过程中，气缸内燃油在高温高压下被提前引燃。燃油不依照活塞运动规律的突发意外爆燃，会严重损伤发动机内部结构直至报废，这是一种十分危险的现象。
抑制爆震的手段之一，是减少气缸内残余的上次燃烧废气。为了抑制爆震、提高压缩比，Skyactiv-G使用了独特的4-2-1排气歧管。即四个气缸的四个排气歧管先汇成两个，再合二为一。排气路径更长，点火相邻气缸间相隔更远，相邻点火气缸的排气脉冲不会互相干扰，就可以让排气门开启时间更久，尽可能地排光废气、减少残余。
特殊的排气歧管，加上其他一些措施，使得Skyactiv-G得以拥有惊人的14口1压缩比（国内因油品问题减至13.1口1）。这一度是压缩比最大的量产汽油机，直到被马自达下一代发动机Skyactiv-X打破。五年之后40%热效率的丰田Dynamic Force发动机，压缩比也“不过”13口1。
同样是要满足越来越严的环保法规要求，小排量涡轮是让发动机的高效区间，向着日常使用工况靠近一些。而马自达则是选择”硬刚”：我就是要把热效率这个硬指标做上去。凭借第一代Skyactiv系列发动机，马自达在不断收紧且更利于小排量涡轮机的排放法规中，用别人眼中挖掘殆尽、毫无希望的自然吸气发动机，不仅生存下来还站稳了一席之地——盡管这片地有越站越小的趋势。好在，高压缩比自吸的Skyactiv-G才只是一个开始。
“你坐马自达，怪不得你塞车。”1997年，梁家辉在电影《黑金》里对着迟到了11分钟的与会黑老板轻蔑一笑。在无忧无虑的淳朴汽油时代，汽车品牌之间等级分明，座次清晰。“我们坐的都是奔驰，都是劳斯莱斯”，而“你坐马自达，你根本就没有资格来开这个会。”谁也不会想到，二十年过后，当奔驰和劳斯莱斯们都已经对电动车亦步亦趋，内燃机汽车最后的坚守者，竟然是那家廉价亲民、又天生反骨的日本偏门小公司。
没有哪家停滞不前的公司能生存下来，尤其对于那些剑走偏锋的独行者.2012年第一代Skyactiv-G投产后，这些年来马自达都在做什么呢？当然是忙着研发第二代Skyactiv——Skyactiv-X，这才是本文的高光主角。如果按照计划，刚刚在海外投产不久的Skyactiv-X发动机，应该在2020年内在国内上市。
第一代Skyactiv，其实分为汽油机Skyactiv-G和柴油机Skyactiv-D，而第二代Skyactiv则放弃柴油机而专注于汽油机。之所以有这样的选择是因为Skyactiv-X的核心，可以归结为“用柴油机的方式，烧汽油”。后缀“×”仿佛代表了汽柴油技术的交汇。
我们知道，由于汽油柴油各自特性不同，汽油机使用火花塞点火，即点燃式;柴油机无须点火压缩即燃，也就是压燃式。百年来，汽油点燃、柴油压燃，仿佛—加一等于二般的真理。
老司机都知道柴油车省油是因为柴油机的压燃式点火在热效率方面更具优势。原理其实很好理解：火花塞点火，火焰要从中心的火花塞向四周扩散，逐步引燃整个气缸内的所有燃油混合气，燃烧传播的过程是需要一段时间的。
但在燃烧做功的过程中，发动机不会停下来等你烧，活塞始终在飞速上下运动。当燃烧还没有完全结束，活塞却已开始向下运动，意味着后面有一部分燃烧的能量，并没有真正作用于活塞下行，也就相当于这部分能量被浪费了。就好像我们蹬自行车时脚不慎踩空，你的腿明明做了功，却并没有真正用于自行车前进-，相当于这部分劲是白费的。 反观柴油机使用的压燃式点火。燃油混合气在气缸内是均匀分布的，所以当活塞上行达到压燃所需条件时，燃烧会在整个气缸内多点、同时发生。燃烧能量在一瞬间释放，做功时间更短、峰值更高。并且气缸内各处燃料的，燃烧情况更为均匀一致。燃料能量中会有更大部分（相比点燃式）被用于推动活塞做功，热效率自然会更高。
马自达Skyactiv-x，世界上第一台也是唯一的压燃式汽油机。把汽油机做成了“柴油机’，马自达是如何实现这一魔幻现实的？Skyactiv-X的核心技术，叫作SPCCI火花塞控制压燃点火（Spark Controlled CompressionIgnition）。如果你懒得往下细看，简单粗暴划个重点：1.汽油其实可以压燃，但条件极为苛刻，压燃不稳定难应用;2.Skyactiv-X既能压燃也能点燃，能“压”时则“压”，不能“压”时切换到“点”;但如果太多的时间是点燃式，压燃就没什么意义了;3.为了尽量扩大压燃的可用范围，需要精确控制气缸内压力;4.使用火花塞进行有限的点火，虽然用了火花塞，但目的不是点燃，而是精确控制压力来保证稳定压燃。以上，即所谓火花塞控制压燃点火SPCCI。
在内燃机前沿研究领域，有一种理想中的燃烧状态，叫作稀薄燃烧。怎么算稀薄？按照空气中氧含量和燃烧化学式，人们计算出充分燃烧所需的空气/燃油混合比例（空燃比），应该是14.7口1。所以理论上讲，只有当空燃比大于等于14.7时，燃油才可能被完全烧尽，其中的化学能才有可能被全部释放。当空燃比大于等于14.7，就可以认为是稀薄混合气，所以说稀薄燃烧是—种理想燃烧。
然而汽油车发展百年，几乎从未实现理想空燃比。你在路上见过那么多车在跑，没有一辆能达到14.7的空气燃料配比，没有一辆能提供充足的空气让汽油充分燃烧。
这当然是有原因的。现在的汽油发动机，空燃比都是燃油过剩一些。因为这样虽然会导致燃烧不充分，浪费燃料并增加排放，但多余的燃油会起到降温作用，帮助提升动力性能。另—方面，当空燃比真的接近14.7时，稀薄混合气带来的富氧环境，会导致氮化物（NOx）等污染物大幅增加：燃油经济性是上去了，但排放污染就很难看。理想燃烧，不是不想，实属不能。
马自达要继续提升发动机的热效率，但Skyactiv-G那种提高压缩比的法子，已经不能再多指望。原因是根据内燃机奥拓循环的理论热效率公式，随着压缩比增加，热效率的提升空间会越来越小，即边际效用递减。Skyactiv-G已经做到了压缩比14口1，单靠继续提高压缩比，对于热效率的提升幅度有限。
理论公式给出了另一个出路，叫作比热比，即“定压比热容”比上“定容比热容”。虽然听着玄了吧唧让人头大，但稍微花点时间琢磨归纳—下就容易明白，姑且可以这么理解：如果气缸内的燃油混合气，能将更多的热量用于使其膨胀，而不是用于使其升温，内燃机的热效率就会提高。
让混合气变得更加稀薄，可以提高比热比。因为当空气过量，有更多气体不参与燃烧但会吸热，燃烧温度就会下降;再加上燃料能充分燃烧，能量更彻底地用在了膨胀做功。所以燃油混合气越稀薄，理论热效率会越高。
理论到位了，下面剩下实践。前面说到的氮化污染物是第一大难题。然而马自达在实验室中，在尝试了多种空燃混合比例后发现：当空燃比等于和稍大于14.7时，确实会如人们常识中那样，导致排放氮化物激增;但进一步增加混合气的稀薄程度，当空燃比达到29.4时（两倍于14.7），氮化物排放又会降低至可接受程度。也就是说，人们以往的认识是，稀薄混合气会导致NOx排放爆发，然而马自达发现——那是因为你家的稀薄混合气，还是不够稀。
惊喜还没结束。马自达在实验室中还发现，当稀薄程度进一步增加，空燃比增加到惊人的36.8口1时，在足够压力下，燃料混合气还没有等到火花塞点火，就自发被引燃了一一也就是说，汽油压燃，其实完全可以实現。稀薄+压燃，就此成为马自达的钻研方向。同时，这也是业界公认的，未来终极内燃机的重要发展方向之一。
然而接下来几年，马自达—直都在被”实现稳定压燃”这一难题按在地上反复摩擦。当然了，它是自愿的。汽油压燃，确实是可行的一一在实验室里。虽然和柴油压燃相似，但汽油终归是汽油，化学性质比柴油更活跃，要实现稳定可用的压燃，困难得多。
首先，压燃对发动机的运转工况有着极为苛刻的要求。只当发动机负荷、转速同时满足一小片特定范围时，才能维持稳定的压燃点火。其次，压燃对于温度与压强十分敏感，在不同的温度不同的海拔，压燃能不能成，简直像看缘分。再有，燃烧室内部的环境也影响着压燃的成败：温度过高，压燃发生太早振动严重;温度过低，压燃太晚降低效率……
要实现稳定、可用的汽油压燃，简直像在伺候爹。也就不难理解，哪怕汽油压燃能在实验室中实现超高的热效率，却从未曾被任何一家厂商应用于现实。但眼下马自达已经骑上了老虎，想下去肯定是来不及，就算下去了也没有其他出路，只有硬着头皮刚正面。最后工程师们想出的解决方法是：用“背叛”柴油压燃的方式，来实现汽油压燃。
既然压燃不可能覆盖发动机的全部工况，那么压燃发动机终归不会完全舍弃火花塞，在部分无法实现压燃的时候，还是得以点燃式保持运转。而压燃不稳定的原因，无非是温度和压力。温度难以做到精确实时控制，但压力是可以的，比如——用火花塞点个火？
在气缸内压力不满足压燃条件时，火花塞提前实施小范围的有限点火，使缸内压力瞬间增加，之后气缸内尚未燃烧的大部分混合气就可以压燃点火。只要能精确控制火花塞的点火，就可以精确控制气缸内压力，也就能够实现更大范围的稳定压燃。是压燃吗？是。火花塞呢？也用。这就是Skyactiv-X的核心科技，所谓火花塞控制压燃点火SPCCI。
基本原理听起来不复杂，但真要做到精确控制，就成了”听着简单做起来难”。由于Skyactiv-X同时具备点燃、压燃模式，其中压燃模式（SPCCI）还要判断火花塞的介入时机和介入程度，最后Skyactiv-X光是大体的燃烧策略就多达三层。 在不同的发动机负荷、转速组合下，分别使用不同的空燃比、喷油量和燃烧方式。比如在起步、急加速时，直接使用火花塞点燃;在中高速巡航时，按需进行不同程度的SPCCI压燃。
由于Skyactiv-X已属于稀薄燃烧发动机，很多方面不能以过往的常规发动机来考量。比如前面提到的压缩比。要让超稀薄混合气仅靠压缩能量自发引燃，压缩比一定会远高于以往的点燃式汽油发动机。
上一代Skyactiv-G压缩比14口1已经是世界第一，而Skyactiv-X达到了惊人的16口1！而且，别忘了SPCCI还有火花塞点火增压进行再压缩，所以实际压缩比有时会比16口1的物理压缩比更高。压缩比如此之高，爆震风险自然要倍加重视。马自达的解决策略，是使用高达1000bar（常规汽油机的3倍-4倍）超高压油泵，将喷油过程分多次进行。普通汽油发动机，喷油后在压缩过程中，混合气吸热升温，这是爆震的前提条件。
于是Skyactiv-X在压缩前的初次喷射时只喷少量燃油，此时混合气过于稀薄，以至于无法形成爆震;当压缩进行到中段再喷射足够燃油，这些燃油尚未来得及吸热升温就会被压燃，于是爆震风险被降了下来。
Skyactiv-X的最大热效率“目标”，将达到44%（因为还没有第三方实测，所以才只能说“目标”）。这是不借助混合动力的纯内燃机热效率，并且高热效率并不以牺牲驾驶动力性为代价。据马自达自己的数据，在2000转，分这样的经济转速下，超稀薄燃烧的Skyactiv-X发动机，能比前代（Skyactiv-G）节省燃油20%。意思是不只是最大热效率提升，而是Skyactiv-X的高效率工作区域被大幅扩宽，意昧着实际中的综合热效率也会显著提高。
动力方面，受益于高达16口1的高压缩比，Skyactiv-X的低转速扭矩提升了10%-30%（类似柴油机扭矩大的特点），最大功率相比上代增加了14%。
作为一款刚刚投入使用的新概念发动机，Skyactiv-X当然也存在着一些需要时间检验的疑问。—方面，对于国内油品的适应能力还没有答案;另—方面，发动机控制压燃的长期可靠性尚待验证。另外，对于压燃时机的控制，是否真的保证了NVH（振动和噪音）表现不输同级别普通汽油车，也是需要等到Skyactiv-X实车到来才有答案。
不过至少，在去年下半年开始交付Skyactiv-X车型的欧洲市场，对新发动机的接受程度超出了马自达预期。CEO青山康弘去年接受《Automotive News Europe》采访时透露，欧洲的两款主力车型马自达3和CX-30，分别有60%和45%订单选择了更贵的Skyactiv-X发动机。以德国为例，Skyactiv-X版马自达3起售价2.629万欧元，而选择原有的Skyactiv-G发动机只需2.379万欧元。
44%还不是内燃机的终点。在Skyactiv-X之后，马自达正在研发第三代Skyactiv-3。在Skyactiv-X攻克了稀薄压燃后，下一代Skyactiv-3的重点，据传闻将包括副燃烧室和绝热燃烧技术。Skyactiv-3的目标是在前代（Skyacitv-X）基础上提高27%，即热效率56%（纯内燃机效率）。如果再加上48V这样的微混动技术，热效率完全可能逼近60%。
热效率50%-60%-和电动车80%-90%的能量转化效率一比，好像也还是不老给力？但如果把电厂发电和传导效率算进来，再考虑—下锂电池生产回收中的排放，再琢磨—下燃油车的续航、补能速度、无电池衰减等优势，当燃油车（都不是混动哦）的热效率来到50%-60%，纯电动车还能说自己有多大优势？
Skyactiv-X在海外装车交付不足一年，国内则要等到2020年下半年。届时，搞定了技术问题的马自达，将面对一个技术无法解决的问题——价格。
目前在售的马自达Skyactiv-G车型，成本及定价已显偏高，间接导致了马自达近年来在国内逐渐远离主流沦为二线品牌。而搭載Skyactiv-X压燃发动机的马自达3（国内昂克赛拉），国产后预计售价可能会逼近20万元。对于马自达这样的品牌、马3这样定位的家用车来说，这无论如何都显得过于高了。
花了那么大代价开发出的先进高效发动机，好像并不匹配马自达目前的品牌定位。或者换句话讲，这不应该是马自达这样一家体量小、定位大众的汽车品牌该干的事。
2019年3月，马自达照例公布了自己的上一年度财报，其中一张中期规划PPT让业内人士纷纷惊掉下巴：马自达正在研制直列六缸（至少3.0L的大排量）Skyactiv-X发动机，并且是一台用于后驱车的纵置直六。这其中，还提到了“品牌高端化”的字眼（brand value improvement）。
直六、纵置、后驱，这是标准的宝马配方！而在日系品牌中相对强调驾控的马自达，又素有“东瀛宝马”之称。当正经德国宝马开始转向四缸和前驱，“日本宝马”反倒要“转正”了？
马自达的高端化计划，不是空穴来风，更不是打嘴炮过嘴瘾。随后的几个月，有关马自达全新直六Skyactiv-X引擎、前置后驱底盘、纵置8速自动变速箱的专利纷至沓来。马自达不久前也宣布，将集中精力研发新一代马自达6，在2022年前不会再推出任何其他新车型。传言基本实锤：新马6将从目前的横置前驱“买菜车”，转向高端化运动化的纵置后驱车，甚至还可能会有一辆新的双门跑车作为RX-8后继。
当年那个坐马自达难怪塞车”的品牌，如今竟然打算和奔驰宝马掰手腕，难免让人们吃惊。不过仔细一想，马自达与丰田的合作关系，其实已经隐约为前者的高端化铺上了一层保护网。
2017年，丰田与马自达达成交叉持股协议，丰田取得了约5%的马自达股份，双方在生产制造在内的领域进行全面合作。到了2019年，日本媒体曝出，丰田正计划为旗下雷克萨斯品牌的高端车型，配备马自达开发中的直列六缸发动机。此时正值马自达六缸后驱专利满天飞之际，而丰田刚刚与宝马合作推出了搭载宝马直六发动机的新跑车——Supra。
如果丰田日后只打算从别家获取高性能发动机，同属日系的合作伙伴马自达，总要比宝马来得合适一些。
有丰田与雷克萨斯作为“保底”措施，马自达得以更自如地投入到直六Skyactiv-X发动机、前置后驱平台等高端技术上面，而不必过多担心高端化尝试初期没人买账。当然潜藏的隐患和挑战是，高端化后的马自达如何与雷克萨斯之间做好差异化，避免合作双方的内部竞争。
马自达是在汽油机路线上，走得最坚决的一个，但也并不是唯一一个。其他几家日系车企，也在电动化之余进行着未来终极内燃机技术的开发。比如丰田和本田看好副燃烧室技术，这是一种低成本增加热效率的方法：日产在实现了可变压缩比的VC-Turbo发动机后，也在稀薄燃烧领域进行过预研。
但只有马自达，将大部分精力都放在了Skyactiv系列高效内燃机上。与其说是马自达对内燃机更有情怀、技术更强大，不如说是马自达船小好掉头——像丰田这样的巨头想如此孤注一掷，几乎是不可能的事。所以只有马自达在这条没人敢走的路上，一个人一条路走到黑。
不过，千万别以为我们讲了半天内燃机，就等于认定电动车没戏。当内燃机热效率发展到50%-60%，也就基本来到了理论极限。但对于电动车来讲，长期来看真正限制其环保程度的主要因素，其实是整个电网的可持续能源占比。内燃机热效率可以看到极限，而可持续能源占比的提升空间还很大。虽然目前发电（尤其是国内）主要还是靠热电，但可持续清洁能源发电的比例会越来越高。燃油车是不可能随着电网日渐清洁化而节能减排的，但电动车可以。地球上每竖起一座新的风力发电机、一块新的光伏面板，你的电动车清洁程度就增加了一分，而你的燃油车与此没有—点关系。
只是，这个过程也许会比一些人想象中，来得慢一些、复杂一些。如果看很遥远的未来，电动车100%会取代内燃机汽车;但如果要说当下以及近未来，继续提升内燃机热效率，至少仍是一种非常值得尝试的方向。马自达37%和44%，丰田的40%和41%，都是目前世界上第一流的高效发动机。而目前市面上的主流家用车发动机，最大热效率不过30%上下，综合热效率大概只有20%多，提升空间至少还有一半多。2020年，当汽油都可以压燃了，新能源车还有什么理由不努力？