在众多汽车厂商之中，马自达的确是一个另类，从转子发动机到创驰蓝天技术，马自达一直用一种专注于技术的偏执理念来研发发动机，实际上马自达的SKYACTIV-G创驰蓝天技术发动机的压缩比可以达到14：1，到了国内以后，为了适应国内的油品，把压缩比调低到13：1，尽管是13：1的高压缩比，马自达的创驰蓝天发动机仍然可以使用92号汽油。

为什么要使用高压缩比

发动机是热机，通过吸、压、爆、排四个冲程，利用燃料燃烧产生热膨胀气体推动活塞做往复运动进而带动曲轴旋转做功，由于技术原理限制，发动机的热功率最多可以被利用到30-40%左右，其余的能量会以热传递的方式被浪费掉。

提升发动机的燃烧效率就等于提升发动机的输出功率，因此如何提升发动机的燃烧效率就成为各个车企的努力方向，由发动机的基本原理可以得知，提升发动机燃烧效率的最直接的途径就是提升发动机的压缩比，压缩比越大，进气量越大、气缸温度越高、压力越大。我们可以把发动机的气缸理解成一个弹簧，压缩的越狠，反弹力越大。因此，主流的家用发动机压缩比一般在10：1左右，而性能型发动机压缩比一般可以达到11-12：1左右。

提高压缩比最大的障碍-发动机爆震

虽然提升发动机压缩比可以提高发动机热效率，但是如果发动机的压缩比过高就很容易产生发动机爆震，所谓的爆震也叫“敲缸”，这是一种不可控非正常燃烧。

发动机正常燃烧时，火花塞放电，混合气被点燃，火焰在点火中心呈放射性均匀传播，火焰爆燃推动活塞下行，由于火焰燃烧需要一定的时间，在这个时间内，如果因为压力过大、温度过高，混合气就有可能在发动机火花塞的远端被压燃，两种火焰冲击波会互相碰撞，这就导致产生一种卡拉卡拉的金属敲击声，这就是发动机爆震，轻微的爆震是允许的，甚至还会增加发动机输出功率，但是严重的爆震怀疑导致发动机功率下降，甚至发动机损坏。

控制发动机爆震的技术

1. 使用高标号汽油：减少发动机爆震的通常方法是提升燃料的辛烷值，也就是使用高标号汽油，但是这会增加用户的使用成本，从而降低市场竞争力。
   
2. 采用缸内直喷技术：从技术角度来说，可以采用缸内直喷的方式，利用燃油喷射雾化吸收缸内热量，降低混合气温度。
   
3. 降低发动机压缩比：从设计角度来说，尽量采用临界压缩比设计，也就是通常的11-12.5：1的压缩比，从而降低发动机燃烧室压力和温度。这也就是绝大多数发动机的压缩比在10-12附近的原因。
   

马自达特有的控制发动机爆震的技术

来自F1赛车发动机技术的4-2-1排气布局：

传统的4缸发动机大都使用4-1排气，4个气缸的排气经过很短的长度就汇集在一起，这种设计会导致发动机排气温度因为没有足够的散热距离而升高，当三缸排气以后，一缸开始吸气，传统发动机由于排气行程短，排气管内的高温气体来不及被排出，会被直接吸入一缸，导致气缸散热不畅，温度升高。马自达采用了加长的4-2-1的排气布局，即排气时，先两两汇集在一起，然后再汇集成一个，这样通过增加排气管长度（600mm以上）的方法使高温尾气不再被吸入气缸，降低了温度，当然，这种设计有一个很大的弊端就是三元催化器温度不容易升高，因此马自达发动机冷启动转数相对较高。此外，由于加长排气管占用空间，导致采用这种排气管布局的车发动机仓比较长，占用驾驶室空间。

采用特殊设计的-凹孔活塞

马自达发动机活塞采用独特的凸起设计，然后在中心挖出一个凹孔，这样，喷射的混合气可以均匀的集中在凹孔内，降低了远端的混合气浓度，这样可以均匀的燃烧扩散，避免了爆震发生。

超高压6孔缸内直喷：

一般的采用缸内直喷技术的发动机，喷油压力最多为16Mpa，而马自达的6孔缸内直喷喷油压力高达20Mpa，高压直喷使喷油位置得以更精确的控制，可以精确喷射燃油到达活塞凹孔部位附近，雾化时间大大缩短，降低混合气温度，抑制了爆震发生。

马自达Skyactiv-G创驰蓝天发动机的优点：

通过采用14：1的压缩比、4-2-1排气布局、超高压缸内直喷喷油、独特的凹孔活塞、双可变气门正时、使马自达的skyactiv-g汽油发动机的油耗和同级别发动机相比降低15%，中低速扭矩则提升了15%。

大众为什么要求使用95号汽油：

实际上大众的涡轮增压发动机并没有全都要求使用95号汽油，很多车型也允许使用92号，只不过其高端车型要求使用95，很多车型明确标注可以使用92号及以上汽油，但是95号汽油为推荐使用油品，之所以这么标注，主要原因还是为了性能，如上面所述，高标号燃油有利于控制爆震，发挥发动机高压缩比的优点，提高燃烧效率、降低油耗。低标号汽油虽然油耗稍高，效率降低，但是考虑汽油差价，使用92号汽油显然更实惠。

本人马自达CX5车主，对这两个厂家有一定了解，简单分析一下。

马自达采用自然吸气发动机，大众采用涡轮增压发动机。

这个特性就决定了一个要吃细粮，一个可以吃粗粮，马自达也可以用95的汽油，感觉就是动力响应比较及时，涡轮不能用92的汽油，用了会因为抗暴性差导致较高故障率，损坏进气格栅和排气系统。

还有个区别，马自达的这款发动机，在中国被改良了，实际上加92的油，平时只有12:1，只有在高负荷的情况下可以达到13:1，这是因为油品不达标的问题，这款发动机在中国最理想的油号是98号，亲身试过，98号的动力相当给力，还非常省油，当然了，只要你不差钱，建议98号。

大众车的EA888和EA221发动机，终极调校版本分别在保时捷macan和奥迪A4上，涡轮嘛！标定是95号，实际上在中国最理想的油依然是98号，标号也不是越高越好，一般不能比标定的高3个级别。

分享就这么多

说到这个问题其实主要还是很多人对于“压缩比”相关一些知识不够了解。很多解说作者也没有提到一个最为关键的“点”，下面就来讨论一下吧。

先说明一下压缩比的定义，其实就是活塞来回运动时，把气缸里的空气从平时状态的体积，压缩到最小体积的比例。参考下图

在这里了解到压缩行程就是等于气缸的行程的，而气缸的行程的多少是取决于曲轴的。我们知道曲轴是一个刚性部件，发动机所有的力都靠它输出了，或者说曲轴的设计就决定了压缩比的大小……真的是这样吗？话虽没错，但是并不准确，到这里开始要说文章开头的那个关键“点”了。

马自达和大众的压缩比不同的点在哪里

两者压缩比差别比较大的最重要原因是马自达发动机使用了“阿特金森循环”，而大众前两年的发动机使用的是同时期市面上大多数厂家使用的“奥托循环”。

两种循环有何不同呢？

奥托循环

传统的奥托循环采用的压缩行程和膨胀（做功）行程是等长的，形象点就是吸多少气就做多少的功。奥托循环的特征是：进气行程＝做功行程

特金森循环

看到上面这个结构是不是和我们平时见到的汽车结构不一样，没错，这种才是真正的阿特金森循环，这种结构优点是效率高，但是缺点也很明显，就是效率高的转速区间比较小，低转速扭矩小，所以一直都是用在船用发动机或者是电厂的发电机之类长期恒定输出的地方。注意看，这种循环的吸气行程和做功行程是不一样长的，吸气的行程短，但是气缸点火后做功的行程长，这里和一般车用的奥托循环很不同。形象点说就是吸较少的气，但是做更长时间的功，充分的压榨了排气时的能量。但是因为行程长，所以行程尾端的力矩比较小。所以在转速低的时候这个特点被放大，表现出来就是低扭差，但是中等转速的效率高。

综上所述，阿特金森的特征就是：进气行程＜做功行程。

上面说了这种结构因为曲轴的结构复杂，体积较大，所以汽车是没有办法直接使用的，严格来说马自达用的其实不是真正的阿特金森循环。一个名叫米勒的美国人用变通方法实现了这个特性，原理和前者是一样的，但是结构改变了，所以汽车用的都是“米勒循环”。马自达就是采用了这种设计。我们先来看一下米勒循环的图。

米勒循环

原来的阿特金森循环实现得关键部件是曲轴，而米勒循环的关键部件是气门室里的凸轮轴。米勒循环改变了进气端的凸轮轴，马自达通过修改曲轴设计增加了活塞的总行程达到13：1，但是我们注意看下图
米勒循环进气以后，在进行压缩的时候凸轮轴控制气门保持开启，把第一步吸进来的空气原路吐了一些回去，在压缩行程行进到大概10：1的时候关闭进气门，这时候才真正开始进行空气压缩，实际压缩比为10：1左右，这样就和一般的车一样了。到了点火做功的时候排气门和平时一样，全部13：1的行程都是闭合的。所以米勒循环具备了阿特金森循环一样的特征：进气行程＜做功行程

说到这里你应该已经明白为什么马自达有这么高的压缩比却可以使用低标号汽油而不会引发爆震的原因了，因为马自达使用的米勒循环在进气压缩的时候还是采用和一般车辆使用的普通压缩比（9.5~11：1），而马自达又鸡贼的在宣传的时候，把做功行程的高压缩比作为发动机的“压缩”比，也就达到了让人惊叹的目的。

虽然米勒改进了设计，使得阿特金森循环可以用在车上了，但是缺点也还是没有得到明显的改进，低扭依然不强，所以我们会看到一个现象，就是马自达即便拥有同级最好的变速箱，但车子加速依旧不及同级其他车，动力属于中等水平，究其原因就是因为米勒循环下扭矩不高、输出转速区间小等问题。

其实现在米勒循环已经被其他品牌在使用了，虽然低扭不好，但是中等转速省油的特点，丰田很机智的用电机弥补了低扭不足问题，组成一套混动系统，丰田就是基于利用米勒循环这个特性达成了世界第一热效率发动机得成就。

大众也是在现在的全系发动机都使用了米勒循环和奥托循环双循环的技术

原理是通过可以调节角度的进气凸轮实现两种模式的无缝切换，低负载的中等巡航速度时用米勒循环，在加速或者爬坡的高负载时使用奥托循环，也是因为有双循环的这个原因，配合涡轮提高缸内气压，所以大众在曲轴设计上活塞行程不需要做到太高的压缩比，只需要做到折中的情况就行了，但是因为有涡轮提高了缸内空气压力，大众的缸内空气的实际压缩比要比马自达高，所以大众对于汽油的标号要求就会比马自达的高了。

再延伸一点，日产也是通过另外一种设计实现了可变压缩比的特性。不过和上面三家不一样的是，改变的不是气门和凸轮，而是曲轴的设计。

文章开始的时候我们知道曲轴是要承受很大的力的，虽然不能通过改变曲轴本体的设计达到改变活塞行程（压缩比）的目的，所以日产设置了另外一套机构，使得曲轴可以改变本体的位置实现可变压缩比的目的，这个形态可以说是一个高级版的奥托循环。但是重量、可靠性、复杂度、成本都是问题了。

以上就是本人的见解了，内容全部为手打，如有纰漏欢迎指出，欢迎讨论，如果有让你收获知识希望点个赞，谢谢。

发动机压缩比越高理论上需要使用更高标号的汽油以避免爆震，但是马自达的发动机压缩比达到了13却仍可以使用92号汽油，这听起来让人感觉匪夷所思，莫非又有什么黑科技？其实这也不算什么黑科技，说到底还是从技术上避免了爆震的产生。

汽油发动机在排气门打开的时候其实气缸里其实还是有不小的压力的，最明显的特征就是拆掉排气歧管后发动机排气声音特别响亮还伴随有喷火，而此时活塞已经开始上行了，这部分剩余压力就浪费掉了。如果能把这部分能量也利用起来那么肯定会提高燃油利用率。想用到这部分能量也很简单，只需要把气缸行程增加就行了，这样混合气有了充分的膨胀空间，就可以推动活塞运行更远的距离。

但是这样做会导致发动机压缩比增加，因为气缸行程加长了。在吸气冲程肯定吸入更多的空气，压缩冲程末端混合气仍然有很高的爆震倾向，所以需要一种设计，在吸气冲程让活塞运行距离更短，吸入有限的气体，然后在做功冲程让活塞运行距离更远，充分利用废气的压力。这个发动机就是我们常说的阿特金森循环发动机。就像上图那样工作。

但是从物理上实现阿特金森循环需要复杂的结构，结构越复杂不稳定因素越多而且成本也越高，所以马自达使用了一个小技巧在使用传统曲柄连杆机构的情况下等效实现了阿特金森循环。那就是通过电控的进气门正时调节机构控制进气门的关闭时间来实现等效的阿特金森循环。

在进气冲程这台压缩比13的发动机活塞下行，吸入13份空气，然后压缩冲程活塞上行，这时候如果进气门关闭的话气缸里就要压缩13份气体，这时候别说92号汽油了，就是95号汽油也够呛，因为压缩比太大了，很容易就会爆震。所以马自达在压缩冲程开始的时候会推迟关闭进气门，活塞上行时会把一部分空气从进气门重新推出去，比如推出去了3份气体后进气门才关闭，这时候气缸里只有10份气体。这不就相当于一台压缩比为10的发动机么，92号油完全可以伺候。然后活塞继续上行，喷油嘴喷油、火花塞点火，混合气的压力推动活塞运行到下止点，本来13份混合气燃烧膨胀的空间拿来给10份混合气燃烧膨胀了，相当于变相提高了10份混合气燃烧的膨胀空间。

所以说马自达13压缩比的发动机使用92号汽油从本质上来说压缩冲程末端实际压缩的混合气体积才是重点。

这就是技术差距，知道为什么其他车系都要上涡轮吗？因为他们已经玩不转自吸发动机了。

咱们要弄明白一点，就是为什么我们要用高标号汽油。

这要从发动机排量说起。发动机排量越大，它的动力越强，但是油耗越高、体积越大。那我们如何既不改变发动机排量，又能提升动力呢？

我们现在的四冲程发动机，工作循环是这样的：进气、压缩、（点火）膨胀、排气。气缸容积不变，点火的时候这个压力越大，发动机膨胀的越有劲儿，发动机的动力就会得到提升。

要提高这个压力，一种办法是直接增压（机械增压、涡轮增压），另一个办法就是提高压缩比。但是这个压力如果太大，混合气会在打火之前燃烧，这就是爆震。

爆震会让发动机的循环不可控，这一定要避免。我们想了很多办法，其中一种办法就是使用高标号的汽油：标号越高的汽油，辛烷值越高，抗爆震能力也就越强。

看到这里，我们大体就有个数了，汽油标号跟发动机点火时候的压力有关，而不是跟压缩比有关（当然还有其他的调校）。同样的调校下，9：1的压缩比如果有增压，可能它气缸压力比11：1压缩比的更大。

就是说涡轮增压发动机，虽然压缩比不高，但是点火时候缸内压力更大，更容易发生爆震，所以它可能需要更高标号的汽油。这是一方面。

另一方面，就要说马自达这个创驰蓝天发动机了，它是采用米勒阿特金森循环，这个循环有个显著的特点，就是做功行程大于进气行程，也就是说膨胀比大于压缩比。它是通过膨胀的时候，多推一块多做功，从而达到了动力提升的效果。

虽然马自达宣传自己的压缩比是13：1，但它的实际压缩比可能是11：1。也就是说它这个13：1压缩比的发动机，工作时气缸压力和别人11：1的一样大，那么它也就不需要高标号的汽油了。

为啥马自达压缩比13:1可以使用92号汽油，大众压缩比不到11:1却要求用95？其实大众完全可以用92号汽油，只是双方对于汽油标号的要求不一样。但是无论是大众的EA211还是马自达的创驰蓝天，都是加92号油的粗粮也可以，但是加95号油动力更强更省油的典型。

马自达的创驰蓝天发动机在国内的压缩比高达13：1，在国外甚至达到了14：1，这是什么概念？就相当于14升的汽油和空气的混合气体，被压缩到了1升左右，压缩比越高，意味着发动机的效率和性能越好，但是压缩比也不是无限提高的，因为汽油高温易燃，压缩到极限汽油就会因为温度过高产生猛烈的燃烧，也就是所谓的爆震，爆震会严重影响发动机的工作寿命，所以在这种情况下，只能添加高辛烷值的高标号汽油来抑制爆震，降低点火提前角，达到理想的设计性能。但是为什么压缩比如此之高的马自达就可以使用92号汽油呢？那是因为马自达的创驰蓝天的发动机，压缩比并不是一直都是13：1。

准确的说13:1是创驰蓝天系列发动机的最高压缩比，也就是理论上的最高性能，但是这个压缩比在我国，只能短时间保持，大部分时间，创驰蓝天发动机的压缩比只有10.5:1，这才是创驰蓝天可以使用92号汽油的奥秘。为了解决这个问题，马自达就采用了米勒循环与奥托循环双模切换的方式，只有发动机进入高负载工况的时候，发动机才会切换为压缩比达到13:1的奥托循环，而当发动机处于部分负载工况时，发动机只会运转在米勒循环模式，这时候压缩比和其他的家用车差距不大。

另外，为了抑制爆震，马自达的工程师确实下了很多功夫，在这方面，不得不佩服马自达的钻研精神。

比如超高压6孔缸内直喷技术，其喷油压力达到了20Mpa，远远高于一般的16Mpa，就像狙击步枪强大的初速，可以更精准的命中目标一样，带来的效果就是喷油快准狠，将汽油精确喷射到活塞凹孔附近，减少雾化时间，降低混合气体的温度，抑制爆震的产生。

再比如特殊设计的凹孔活塞，和普遍的活塞不同，马自达在活塞中间挖了一个凹孔，相当于给混合气体找了一个小窝，这样一来，高压喷射的混动气体就能够集中在凹孔内，缸内远端的气体浓度降低，方便混合气体更均匀地燃烧，减少爆震。

这两项技术看似简单，其实都非常巧妙地解决了燃烧的爆震问题，让马自达的创驰蓝天发动机可以随意使用92汽油，但是其马自达中国技术中心总负责人董事副总裁水野成夫先生也曾说过，加95号汽油可以更好的发挥创驰蓝天技术的潜能，动力更强也更省油，这是因为高标号汽油抗爆性更好，能够降低点火提前角，让发动机更容易地达到设计压缩比，达到设计的性能。

所以说，大众的EA211系列和马自达的创驰蓝天发动机都可以加92号汽油，对于发动机不会造成损伤，只是加95号汽油会让发动机获得更好的动力和效率表现。至于大众官方推荐加注95号汽油，也是为了更好地发挥发动机性能的考虑。

汽油主要由异辛烷和正庚烷分子组成，异辛烷燃点四百多度，正庚烷燃点两百多度，和柴油差不多。

标号更高的汽油，异辛烷成分多，辛烷值高，抗燃爆性能强，因为汽油机气缸压缩带来的升温，达不到其燃点。

我们知道空气被压缩，就会升温，压缩越多，升温越高。

涡轮增压发动机因为涡轮鼓风机的存在，进入气缸的空气压力大于一个大气压，而自然吸气发动机因为进气道阻尼，进入气缸的空气压力小于一个大气压，即进气行程的气缸是负压，而涡轮增压发动机在进气行程的气缸是正压，也可以理解成涡轮增压发动机在进气阶段已经存在预压缩，考虑到进气阶段自然吸气发动机气缸负压，涡轮增压发动机的预压缩与之相比更加显著。

因此，如果气缸的压缩比相同，那么涡轮增压发动机真实的空气压缩比大于自然吸气发动机，气缸内空气在压缩行程阶段升温会显著得多，更容易燃爆，所以涡轮增压发动机的压缩比一定低于自然吸气发动机。这和技术高低无关。

大众就会坑爹呀

这个问题很多大神都回答过，我来分享一下我的理解，主要从发动机燃烧的基本原理来通俗的解释一下，给大家参考。

要说清楚马自达为啥能在高压缩比下仍然使用92汽油，我们先要了解两个概念：爆震和辛烷值。

一、爆震

爆震是点燃式发动机（通常说的汽油机）特有的一种不正常燃烧现象，简单说，点燃式发动机在压缩上止点附近靠火花塞点燃混合气，然后火焰逐渐向汽缸周围传播，点燃所有的混合气，一般称之为扩散燃烧。这个压燃式柴油机通过压缩实现多点同时着火存在根本性的差异。

爆震，通俗的讲就是“我还没点你就着火了”，也就是火焰还未传播到得地方发生了自燃，这会完成非常高的汽缸瞬时压力，轻微的爆震会听到明显的敲击声，俗称为敲缸，英文爆震Knock也是敲击的意思！

严重的爆震会击穿活塞，造成发动机报废。强烈的爆震冲击波还会破坏汽缸孔的润滑，从而引起拉缸等问题。

引起爆震的核心原因有两个：

1.压缩比太高，这是核心因素，压缩比高的话压缩后的温度会比较高，更容易引起爆震。

顺便说一下，压缩比的计算如下：也就是用气缸的总容积和气缸压缩后剩余的容积的比值。这个用发动机的结构参数能够很容易算出来，算是发动机设计的一个基本参数了。

2.有局部热点

通俗的理解就燃烧室有一些部位温度比较高，火花塞点燃的火焰还没有传递过来，它就先把混合气点燃了。简单理解就是在排气冲程的话如果燃烧室内燃烧完的废气没有排干净，还残留在气缸内部，这样气缸内的温度就会上升，在大负荷时更容易产生爆震。

二、辛烷值

辛烷值的物理定义我就不说了，大家可以自己查。这里从使用的角度来概括说明一下，我们一般用的汽油标号实际上代表了汽油的辛烷值，辛烷值是用来衡量汽油抵抗爆震的指标。简单理解，辛烷值越高，汽油抗爆震的的能力就越好。也就是使用高标号的燃油更不容易产生爆震，或者可以允许发动机使用更好的压缩比。

三、马自达高压缩比的奥秘

终于说到正题了，马自达的SKYACTIV-G发动机采用阿特金森循环。压缩比13：1，为何能够使用更低辛烷值的燃油呢？

1、实际压缩比

马自达的SKYACTIV-G发动机标识的压缩比13：1实际上是几何压缩比，也就是上面说到讲到的压缩比计算公式计算出来的。实际上由于阿特金森循环的特点是进气门晚关，因此，在压缩冲程的前期其实进气门还未关闭，此时会把一部分已经进入汽缸的空气重新推回进气管中，然后待气门关闭后才开始真正的压缩，所以很容易理解，实际工作时的压缩比没有几何结构计算的压缩比那么高。

但是，在膨胀做功的冲程，膨胀比就可以达到几何压缩比的水平。也就是膨胀比会大于压缩比，更多的燃气热量用于做功，同时可以降低部分负荷下的泵气损失，因此发动机的热效率就提高了。由于，实际压缩比没用那么高，因此使用92油也没问题了。

2、缸内残余废气的影响

刚才说爆震的另外一个因素是有局部热点，就是燃烧室有一些部位温度比较高。一般情况下发动机的残余废气量多的话也会更容易产生爆震。马自达的SKYACTIV-G发动机采用的极其复杂的4-2-1排气管可以让废气脉冲得到充分的利用，减少残余废气，这样可以降低爆震风险，提高性能。这种设计对马自达SKYACTIV-G发动机使用较低标号燃油情况下避免爆震也有帮助。

下图是马自达SKYACTIV-G发动机如何利用排气脉冲效应来提高气缸的充气效率，降低残余废气的示意：

以上信息供大家参考，欢迎讨论。对汽车和发动机感兴趣的朋友可以关注我，谢谢支持！