【四輪解密】解析Mazda e-Skyactiv X引擎PART.3！成就汽油壓燃仍需必要配套！

在了解Mazda是如何藉由壓縮比、火星塞、活塞等部件讓e-Skyactiv X引擎能妥善執行壓燃（👉 延伸閱讀：【四輪解密】解析Mazda e-Skyactiv X引擎PART.2！汽油引擎想壓燃還是得有火星塞？！）後，可以發現這項原先在各大廠眼中的「不可能的任務」就此露出一絲曙光。但火焰燃起的光芒要能持續耀眼，還得下不少功夫，而Mazda在這其中所做的努力，不僅僅是把將近30年前的經驗放至現今來加以運用，更透過21世紀能採取的電控手段，讓這顆異種作品能維持在最佳狀態。

火花與壓燃以外的

儘管火花控制壓燃點火（SPCCI）已大抵完成，e-Skyactiv X的存在也已讓Mazda又再次在內燃機歷史上掀開嶄新的一頁，可單就這些並不足以形成如今導入的引擎，首先就是供油系統必須能夠讓油氣混合達到均質（HC）狀態，因此導入高壓共軌供油就勢在必行，而這無疑正式取材自柴油引擎。由於一般精準的噴油嘴會有著較差的噴射力道，為了妥善提升這點，Mazda將e-Skyactiv X的供油壓力調整至700bar，除了藉此在高精準度下具備高噴油壓力，四缸噴油嘴相應的管線還必須採用等長的金屬管，就現場丈量來看不含螺帽的長度大約落在22.2mm。而這樣的材質應用除了可避免產生減壓，甚至可以在燃燒室中的兩個區域產生截然不同的空燃比（AFR），這對火花控制壓燃點火（SPCCI）的妥善運作確實至關重要。

儘管這樣的供油壓力相比柴油引擎近2,000bar並不算高，但其數值已經是一般汽油引擎的數倍，就算相比近年標榜高供油壓力達350bar的渦輪增壓汽油引擎，也高出了整整一倍之多。

不僅如此，在過去Skyactiv G汽油引擎的噴油嘴上，Mazda已經設計了6孔，但在e-Skyactiv X上則來到10孔，其優點在於給定噴油量的時間只需不到原先的一半，並不同於Skyactiv G從側邊對準燃燒室噴射，e-Skyactiv-X則是從燃燒室上方直接噴入，以確保更精確的油氣分布和氣化效果。再者則是搭配ECU引擎控制單元，根據燃燒循環的狀況噴入適當的燃油量，而A/F Sensor空燃比氧傳感器和CPS汽缸壓力感知器則會進行回饋調整。只能說火花控制壓燃點火（SPCCI）能妥善運作一部分也取決於這些電子元件，舉例來說在引擎5,000rpm的狀態下，曲軸每轉3°就會回報一次數據給ECU，加上CPS汽缸壓力感知器得直接面對燃燒行程，在此般嚴苛的工作環境下其精準度與耐用度確實是一大考驗。

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在供油搞定並確保燃燒控制之後，進排氣的掌握也是為了達成均質（HC）狀態的一大重點，而掛在引擎側邊的機械增壓元件無疑是源自於當年KJ-ZEM型米勒循環引擎而來的手筆，透過1.5bar的增壓值為這顆2.3升的V6引擎強化進氣效率，搭載於Mazda Mikkenia車型上，在輝煌的90年代足以和3.0引擎分庭抗禮。也因此e-Skyactiv X掛上機械增壓也是同樣的道理，這顆引擎的汽門設計確實相當程度沿用了當時米勒循環的設計，也就是說進氣汽門在壓縮行程時仍維持開啟狀態，減少活塞上行時受到的阻力，並借此提高容積效率，不過壓縮行程排出的空氣會讓引擎產生的最大動力相對減少，因此需要機械增壓進行補充。

相較於渦輪增壓，機械增壓擁有線性與迅速的反應，並且能讓引擎在低轉狀態獲得高扭力輸出，扭力能持續到高轉數狀態，產生寬廣的扭力平原。不過在HF-VPH上這組波蘭製造的機械增壓元件其重點仍是為了提供米勒循環相對應的輔助，並增壓值僅約0.5bar，故原廠將其稱為「高反應空氣供應系統」來定位，至於排氣的部分則仰賴電子控制水冷式EGR廢氣循環系統。

事實上，EGR在一般汽油引擎上主要的用途在於避免爆震和減少容積效率損失，但在e-Skyactiv X上的重點則是為了要精準掌握導入的排氣比例以維持錯綜複雜的燃燒過程，只能說整合與控制無疑是完成火花控制壓燃點火（SPCCI）的核心課題，因此除此之外的周邊皆賦予了關鍵任務。而這技術含金量如此之高的引擎，在運作過程中額外還需要的是MHEV輕油電複合動力和專屬於這顆引擎的NVH隔音工程。

帶電不過剛好而已

不同於常見M Hybrid（MHEV）輕油電配置大多為12V或48V，Mazda這次在e-Skyactiv X系列動力上搭配的則為24V的鋰電池配置，這也就是為什麼如今的名號前方有著e字樣。在大多數動力仍仰賴引擎之下，額外還具備ISG整合式啟動馬達發電機，並支援煞車動能回收、改善i-Stop怠速熄火時的震動和噪音，也於車輛起步之際輔以6.5ps（4.8kW）和6kgm（60.5Nm）的力道表現。只是即便擁有初步的電能，另一節必須要設法克服的則是引擎所產生的噪音。

由於e-Skyactiv X基於均質壓燃（HCCI）的緣故，汽缸內壓力攀升的速度比傳統汽油引擎確實快上不少，以致於會產生更大的燃燒噪音，這對於駕馭體驗來說確實是致命傷。而為了解決這方面的問題，Mazda逐步分析聲音轉導至車室內的路徑後，於早期初開發階段打造了一款藉由玻璃纖維蓋板搭配隔音材後覆蓋聚氨酯而形塑的引擎隔音膠囊，以過濾多餘的引擎雜音，並在不至於過度抗噪的原則下使得高速奔馳過程仍可聽見引擎運作聲。而後這部分的設計已換成隔音棉、橡膠與塑料整合而成的飾蓋，並可透過下方的雙旋鈕開啟再從內層拉出掛勾以便掀起固定，可見這方面的拿捏又著實是另一項學問。

那麼最終，在整合火花控制壓燃點火（SPCCI）、24V MHEV輕油電複合動力、輔助性機械增壓、米勒循環後誕生的e-Skyactiv-X在Mazda 3能夠展現怎麼樣的成績呢？最大馬力180ps（132kW）/6,000rpm、峰值扭力22.9kgm（224Nm）/3,000rpm，並平均油耗測試值大抵落在17.2km/L。或許就效能來說確實比一般自然進氣汽油引擎出色了些，而且相當程度降低了NOx氮氧化物的排放問題，在法規日益嚴苛之下，內燃機的命脈就此稍稍獲得延續。

就整體來看，e-Skyactiv-X的考驗其實也正要開始，除了對於燃油品質有嚴格的限制，得採用譬如98無鉛的高辛烷值汽油外，長年使用之下是否能維持高妥善率，相信也是一大課題。再者，消費者對於這顆引擎的期待，其實大部分並非環保，而是油耗和性能，就現行引擎組成的各項元件來看，確實能針對機械增壓、MHEV連動電子渦輪等來加以著墨，甚至直接整合PHEV插電式油電，當然往直六動力發展也勢在必行，可見如今Mazda所打造的Skyactiv-X無疑是面對未來發展的重要基底，而這重新淬鍊的核心是否能妥善運用，就有待這間在廣島浴火重生的百年車廠如何發揮了。

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