天通-X背后的想法是能夠在盡可能稀薄的燃料空氣混合物(已知)下運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)。因?yàn)榉浅Ｏ”〉娜紵^(guò)化學(xué)計(jì)量反應(yīng)(這里有足夠的空氣來(lái)完全燃燒每種分子燃料，但沒(méi)有更多的空氣)，所以作為熱量浪費(fèi)的能量更少。更重要的是，廢氣中含有較少的氮氧化物，未使用的空氣投入工作。它吸收燃燒熱，然后膨脹并向下推動(dòng)活塞。其結(jié)果是一個(gè)更清潔，更有效和更強(qiáng)大的引擎。天東V-X用的是很稀的混合物：波長(zhǎng)高達(dá)2.5。

這聽(tīng)起來(lái)像是汽車(chē)的圣杯，所以你可能想知道為什么每個(gè)人都不這樣做。正如經(jīng)常發(fā)生的那樣，現(xiàn)實(shí)世界并沒(méi)有那么簡(jiǎn)單。非常稀薄的空氣/燃料混合物的問(wèn)題是它們的燃燒不是特別穩(wěn)定；因?yàn)槿剂戏肿拥臐舛鹊偷枚?，所以燃燒事件容易熄滅。因此，解決方法是將事物壓縮到比正常情況大得多的程度。如果你壓縮足夠的燃料和空氣，一件奇妙的事情發(fā)生了：它可以被點(diǎn)燃，沒(méi)有火花。

可惜一直是實(shí)驗(yàn)室工作的思路，卻無(wú)法完全轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)引擎。在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)壓燃過(guò)程中，最大的問(wèn)題一直是精確控制，你想盡可能靠近上止點(diǎn)。

馬自達(dá)的突破是認(rèn)識(shí)到火花塞仍然可以發(fā)揮作用。天東V-X發(fā)動(dòng)機(jī)被設(shè)計(jì)成具有非常高的壓縮比-16:1和非常稀的空燃比，但兩者都低于HCCI燃燒所需的閾值。相反，馬自達(dá)的引擎用火花來(lái)啟動(dòng)派對(duì)；然后，火球給燃燒室增加了更多的熱量和壓力，等等！壓縮點(diǎn)火已被觸發(fā)。馬自達(dá)稱(chēng)這種火花控制壓縮點(diǎn)火或SPCCI。

顯然，這并非沒(méi)有挑戰(zhàn)。燃料：空氣混合物需要比火花點(diǎn)火濃，而不是你希望它在氣缸的其余部分點(diǎn)燃。這些需要是不同的區(qū)域，以避免將其降至2或更低(它不會(huì)受到壓縮點(diǎn)火)。這是通過(guò)使氣缸中的空氣旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生渦流效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其中靜止中心具有足夠低的波長(zhǎng)以被火花點(diǎn)燃，并被高波長(zhǎng)區(qū)域包圍，該高波長(zhǎng)區(qū)域隨后經(jīng)受壓縮點(diǎn)火。

馬自達(dá)的下一個(gè)挑戰(zhàn)是防止提前點(diǎn)火或爆震。更高的壓縮比增加了爆震的可能性，這也是為什么高壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)通常需要更昂貴、抗爆辛烷值更高的燃料?，F(xiàn)在，從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，壓縮點(diǎn)火是爆震，但如果發(fā)生在上止點(diǎn)-上止點(diǎn)，就會(huì)發(fā)生不好的事情，因?yàn)楫?dāng)活塞在壓縮沖程移動(dòng)時(shí)，燃燒事件會(huì)對(duì)活塞施加向下的壓力。

這里的解決方案是用更少的時(shí)間加熱燃料：空氣混合。首先，進(jìn)行少量的初始燃油噴射，然后在壓縮沖程期間將盡可能多的燃油引入氣缸。這是通過(guò)使用多孔噴油器來(lái)增加燃油和空氣的霧化和混合來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

如果這些都不夠，還有一個(gè)保持壓燃軌跡增加的問(wèn)題。過(guò)去，這一直是HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)解決的最困難的問(wèn)題之一。理想，每次都想在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的同一點(diǎn)燃燒(上止點(diǎn)后4度左右)。然而，隨著環(huán)境條件的變化，與休斯頓的炎熱天氣相比，火球達(dá)到足夠壓力所需的時(shí)間也發(fā)生了變化。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)該能夠改變點(diǎn)火正時(shí)，以將峰值壓力保持在正確的點(diǎn)。

Skyactiv-X通過(guò)主動(dòng)監(jiān)控每個(gè)氣缸中的壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，因此它知道每個(gè)燃燒事件的壓力上升軌跡。如果有偏差，調(diào)整點(diǎn)火正時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償。馬自達(dá)電力系統(tǒng)工程師之一陳頡解釋說(shuō)，這是馬自達(dá)已經(jīng)考慮了一段時(shí)間的事情，但直到最近，發(fā)動(dòng)機(jī)控制處理器的速度足以逐個(gè)控制事情。

天東V-X還具有其他一些功能，這可以將其與馬自達(dá)目前的天東V-G發(fā)動(dòng)機(jī)系列區(qū)分開(kāi)來(lái)。它在現(xiàn)在的汽油直噴系統(tǒng)和柴油DI系統(tǒng)之間有一個(gè)高壓直噴燃油系統(tǒng)來(lái)促進(jìn)霧化，雖然我拿不出具體的燃油壓力圖。有一個(gè)缸內(nèi)壓力傳感器，它是向發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)字大腦提供控制正時(shí)所需的數(shù)據(jù)所必需的。馬自達(dá)低增壓的羅茨增壓器被稱(chēng)為高響應(yīng)氣源，因?yàn)樗墓ぷ鞑皇窃黾庸β?，它確實(shí)在高負(fù)荷下工作。還有一個(gè)空氣-水中冷器，一個(gè)有助于防止過(guò)早燃燒的廢氣再循環(huán)(EGR)冷卻器，一個(gè)用于更快氣門(mén)正時(shí)的電動(dòng)可變氣門(mén)正時(shí)執(zhí)行器(使用步進(jìn)電機(jī))，以及最后一個(gè)48V輕型混合啟停系統(tǒng)。