当倔强的马自达盯上HCCI ——CONVERGE助力SKYACTIV-X黑科技
马自达一直以对技术略带偏执的坚持和信仰树立着不太合群的品牌形象，在行业内风靡小排量涡轮增压时，马自达大部分产品仍坚持使用自然吸气，当新能源车的风口喧嚣尘上，竞争对手纷纷电动化弯道超车时，马自达坚持继续将大部分精力放在研发内燃机核心技术和部件上。他的倔强也为汽车行业带来了一系列备受瞩目的变革，同时用实际行动告诉整个行业，内燃机仍存在巨大的发展空间。2017年八月马自达就宣布计划于2019年推出加载汽油压燃发动机技术的SKYACTIV-X商业化产品，并宣称这将是世界上第一个商用的汽油压燃发动机。
由于汽油燃料进行压燃点火的技术具有很高的效率，被业界称为“终极内燃机工况”。汽油压燃或均质充气压缩点火（HCCI）技术是从过去应用于柴油机演变到应用在汽油机。在柴油机中，燃油和空气在缸内被压缩至某个点，压力和温度高到足够着火。这种方法的优点包括由高压缩比带来的高效率以及低燃烧温度带来的低排放。传统的汽油机则是燃油被喷射到进气歧管或直接喷入缸内，依靠火花塞的火焰点燃油气混合物。
和柴油发动机一样，马自达的SKYACTIV-X HCCI发动机依靠压缩来引燃，但所用的燃油是汽油。其结果就是发动机效率将比火花点火汽油直喷发动机提升20%到30%。同时也由于燃烧温度比传统火花点火汽油机要低，排放也就随之降低。SKYACTIV-X发动机仍然保留了火花塞，当无法达到有效的HCCI理想条件时仍然采用火花点火方式。由于在汽油机的基础上加入SPCCI（火花塞控制压燃）技术，把HCCI超稀薄燃烧的适用范围扩展到了气缸的整个实用领域，与现有的SKYACTIV-G相比，SKYACTIV-X发动机在不同区域可实现20%以上的油耗改善。
不过，HCCI发动机商业化的道路上有很多障碍。一是燃料和空气必须在燃烧室中充分混合确保匀匀燃烧。同时燃烧正时也需要小心控制以防发动机过度损耗。为了解决这些困难，主机厂的工程师以及科研机构的研究人员都在依靠数值计算工具来模拟HCCI发动机。这些工具可以让发动机设计者探索更宽泛的工况条件，设计方案，燃油混合物以及其他更多的可能性。而很多设计条件如果采用试验测试将花费很多的时间和金钱。
Convergent Science公司的计算流体动力学旗舰产品CONVERGE就是在这些研究中被广泛应用的数值工具。CONVERGE在计算过程中生成计算网格，极大的降低了发动机仿真过程中前处理的时间需求，设计者有更多的时间和精力致力于发动机设计提升而非计算设定本身。
自动化网格技术的优势在于CONVERGE可以决定网格加密的时间和位置并通过自适应网格技术完成这个过程。HCCI发动机的设计者们依靠CONVERGE自动捕捉相关的流动特性。
HCCI发动机模拟的一个重要挑战是如何准确模拟燃烧。CONVERGE具备详细化学反应的模拟能力可以准确捕捉缸内燃烧，以确保缸内均匀燃烧。
阿贡国家实验室的首席计算科学家Dr. Sibendu Som说：“CONVERGE网格生成的易用性，自适应网格以及高级燃烧模型结合高性能计算平台应用，能保证诸如汽油压燃等各种新燃烧概念的研发和优化。”
IDAJ的技术团队10多年来为马自达发动机研发部门提供高质量的咨询服务，着力于创新汽车技术。在马自达SKYACTIV-X技术开发中和马自达一道以精益求精的精神，在传承中坚守，在坚守中创新，在创新中进化。
