东风汽车自研汽油压燃混动发动机

寂静回声

2025 年 12 月 8 日，东风汽车自研的全新马赫 1.5T 混动发动机凭借 48.09% 的最高有效热效率，斩获 “能效之星” 认证，成为行业首款热效率突破 48% 的混动汽油发动机。

核心技术突破：
高能智燃系统：通过创新性燃烧方式，结合大于 15.5 的高压缩比、500bar 喷射系统、高能点火系统等创新设计，让燃油燃烧更迅猛充分。
低阻滞进气系统：凭借混动专用 VGT、无气门座圈、电动 VVT 等核心零部件优化，实现全转速区间顺畅进气，动力响应更灵敏、输出更持久。
极致摩擦技术：以集成电动机油泵、缸孔热喷涂等 10 余项技术，大幅降低机械损耗，让更多能量高效转化为驱动动力。
技术意义：此次突破，是马赫动力技术持续进阶的关键一步，其根基源于已获市场验证的第三代马赫混动技术平台的深厚积累，标志着东风马赫混动技术平台的能效潜力迈入全新高度。
实际效果：三大核心技术与 10 余项关键集成创新，使发动机高效区占比超过 50%，让用户在城市拥堵、高速巡航等全场景下都能享受到低油耗与强动力的双重优势，相同油量下续航提升 10%，日常通勤加油频次显著减少。

大于 15.5 的高压缩比、500bar 喷射系统的燃油发动机是个什么水平？
压缩比 > 15.5远高于典型的火花点火式汽油机压缩比，处于柴油机的典型范围内。
500 bar 喷射压力：属于共轨直喷系统的压力范围（在共轨系统中属中高压水平）。

现代研究和原型发动机已证实，汽油压燃（GCI）及其相关模式（如 HCCI、PCCI、RCCI，以及火花辅助的 SPCCI）可在高压缩比和缸内直喷条件下使用汽油，这类技术旨在融合柴油机的高效率与汽油机的低排放特性。
GCI 的实验研究通常采用 350–700 bar 范围内的直喷压力（文献中 500 bar 频繁出现），以实现汽油可控自燃所需的精细雾化与混合效果。因此，您提到的 500 bar 完全符合已发表的 GCI 实验数据。
市售车型中已有压缩控制型汽油燃烧的实例：例如马自达的 “SPCCI”（Skyactiv-X 发动机），通过火花控制实现类似压燃的工作模式，证明该技术在适当控制策略下已具备量产可行性。

为何 GCI 仍较难普及：
汽油本身被设计为抗自燃（高辛烷值），因此要实现稳定可靠的压燃，必须对混合气反应性进行精密控制——包括废气再循环（EGR）、进气温度、增压压力、先进的喷油正时策略，甚至需要使用低反应性燃料、十六烷值提升添加剂或引燃油。这些都显著增加了系统复杂度，远超传统柴油机。
这类压燃模式普遍存在燃烧控制的难题，以核心的 HCCI 技术为例，其燃烧完全依赖混合气被压缩后的自燃，而这种自燃对发动机转速、负荷、进气温度的微小变化都极度敏感。高负荷时，混合气燃烧过快易引发爆震，损伤发动机；低负荷时又可能燃烧不稳定甚至失火。后续的 PCCI、RCCI 等模式虽通过部分预混或双燃料等方式优化，但并未根治该问题。像 RCCI 需协调两种不同反应活性的燃料供给，控制逻辑极为复杂；即便是火花辅助的 SPCCI，也只能在中低速等特定工况实现压燃，高速工况仍需切换回火花塞点火，实际压燃优势难以充分发挥。

这类压燃模式虽能降低氮氧化物排放，但会出现碳氢化合物和一氧化碳排放偏高的问题。要让排放符合日益严格的国七、欧七等标准，需额外加装更高效的尾气后处理装置，这进一步增加了车辆的制造成本和整车重量。而传统汽油机可通过成熟的催化转化器解决排放问题，混动和电动车则从源头减少或杜绝了尾气排放，相比之下，汽油压燃技术在排放控制上既复杂又不具备优势。

为攻克压燃相关技术难题，车企需在硬件和软件上投入大量成本。硬件方面，要研发超高压燃油喷射系统、可变气门机构、高精度传感器等特殊部件；软件方面，需开发复杂的电控程序来协调各项参数，以把控燃烧时机和过程。这使得搭载该技术的车型售价大幅上涨，比如马自达 3 压燃版比普通 2.0L 版本贵 6 万元。而其实际优势却不明显，压燃版百公里油耗仅比普通版低 1 升左右，消费者若想收回差价，按年行驶 1 万公里计算需 75 年。同时，该类发动机多需加注高标号汽油，维修保养成本也比普通发动机高 30%，如此低的性价比让消费者难以接受。

所以将汽油压燃 (GCI) 发动机与混合动力系统结合，混动系统可通过电机辅助，让 GCI 发动机避开燃烧不稳定区域，始终工作在高效稳定区间。
电机可提供稳定启动转矩，避免 GCI 冷启动困难和高 HC 排放问题。
实际案例：马自达 SKYACTIV-X+24V 轻混系统，综合油耗低至 4.1L/100km，比普通版降低约 20%。

哪种混合动力构型最适合 GCI？
轻度混合（48V）：成本较低，可改善瞬态响应和启停性能，但对解决 GCI 低负荷问题作用有限。
全混合动力（强混）：平衡性最佳——可完全覆盖零速和低速电驱需求，让发动机更多时间运行于高效区间。
串联式 / 增程式：若目标是让 GCI 发动机几乎始终在单一最优工况点运行（如作为发电机），此方案极具吸引力，热效率最大化，但在某些工况下存在能量转换损失。
插电式混合动力（PHEV）：日常通勤靠纯电，长途行驶由高效 GCI 发动机驱动——若多数行程为纯电模式，可实现显著的能效与 CO₂ 减排效益。

成本、重量与复杂性增加：电池、电机、电力电子器件及控制软件会带来额外成本、重量和系统复杂度。
控制与标定难度上升：需协调燃烧模式、EGR、喷油策略、电池荷电状态（SOC）和电机扭矩，控制逻辑高度复杂。
布置与热管理挑战：电池和电气部件需要空间与冷却，可能限制整车布置。
生命周期与环境权衡：电池生产具有碳足迹；净环境效益取决于实际使用场景及纯电行驶比例。
后处理与排放特性特殊性：尽管混合动力有帮助，但某些 GCI 燃烧模式会产生独特的碳氢（HC）和一氧化碳（CO）排放特征，仍需针对性设计后处理系统。