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)下運行發(fā)動機。因為非常稀薄的燃燒超過化學計量反應(這里有足夠的空氣來完全燃燒每種分子燃料，但沒有更多的空氣)，所以作為熱量浪費的能量更少。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活塞。其結果是一個更清潔，更有效和更強大的引擎。天東V-X用的是很稀的混合物：波長高達2.5。

這聽起來像是汽車的圣杯，所以你可能想知道為什么每個人都不這樣做。正如經(jīng)常發(fā)生的那樣，現(xiàn)實世界并沒有那么簡單。非常稀薄的空氣/燃料混合物的問題是它們的燃燒不是特別穩(wěn)定；因為燃料分子的濃度低得多，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：它可以被點燃，沒有火花。

可惜一直是實驗室工作的思路，卻無法完全轉化為生產(chǎn)引擎。在發(fā)動機循環(huán)壓燃過程中，最大的問題一直是精確控制，你想盡可能靠近上止點。

馬自達的突破是認識到火花塞仍然可以發(fā)揮作用。天東V-X發(fā)動機被設計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，馬自達的引擎用火花來啟動派對；然后，火球給燃燒室增加了更多的熱量和壓力，等等！壓縮點火已被觸發(fā)。馬自達稱這種火花控制壓縮點火或SPCCI。

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

馬自達的下一個挑戰(zhàn)是防止提前點火或爆震。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)動機通常需要更昂貴、抗爆辛烷值更高的燃料?，F(xiàn)在，從技術上來說，壓縮點火是爆震，但如果發(fā)生在上止點-上止點，就會發(fā)生不好的事情，因為當活塞在壓縮沖程移動時，燃燒事件會對活塞施加向下的壓力。

這里的解決方案是用更少的時間加熱燃料：空氣混合。首先，進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。這是通過使用多孔噴油器來增加燃油和空氣的霧化和混合來實現(xiàn)的。

如果這些都不夠，還有一個保持壓燃軌跡增加的問題。過去，這一直是HCCI發(fā)動機解決的最困難的問題之一。理想，每次都想在發(fā)動機循環(huán)的同一點燃燒(上止點后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，火球達到足夠壓力所需的時間也發(fā)生了變化。因此，發(fā)動機應該能夠改變點火正時，以將峰值壓力保持在正確的點。

Skyactiv-X通過主動監(jiān)控每個氣缸中的壓力來實現(xiàn)這一點，因此它知道每個燃燒事件的壓力上升軌跡。如果有偏差，調整點火正時進行補償。馬自達電力系統(tǒng)工程師之一陳頡解釋說，這是馬自達已經(jīng)考慮了一段時間的事情，但直到最近，發(fā)動機控制處理器的速度足以逐個控制事情。

天東V-X還具有其他一些功能，這可以將其與馬自達目前的天東V-G發(fā)動機系列區(qū)分開來。它在現(xiàn)在的汽油直噴系統(tǒng)和柴油DI系統(tǒng)之間有一個高壓直噴燃油系統(tǒng)來促進霧化，雖然我拿不出具體的燃油壓力圖。有一個缸內壓力傳感器，它是向發(fā)動機的數(shù)字大腦提供控制正時所需的數(shù)據(jù)所必需的。馬自達低增壓的羅茨增壓器被稱為高響應氣源，因為它的工作不是增加功率，它確實在高負荷下工作。還有一個空氣-水中冷器，一個有助于防止過早燃燒的廢氣再循環(huán)(EGR)冷卻器，一個用于更快氣門正時的電動可變氣門正時執(zhí)行器(使用步進電機)，以及最后一個48V輕型混合啟停系統(tǒng)。