为什么马自达压缩比13:1可以使用92号汽油，大众压缩比不到11:1却要求用95？
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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
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。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。
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。
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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
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压缩比高、用高标号燃油，而压缩比低则用低标号燃油，实际上这完全是一种惯性思维，导致爆震的因素不仅仅是压缩比的高低、也可以说压缩比的高低仅仅是表面上的体现，真正导致爆震的因素则是点火前的缸压、温度，涡轮增压发动机即便压缩比低，但是点火前的缸压、温度则可能不低，反而更容易产生爆震！
请弄明白一点，压缩比本身与是否产生爆震没有直接的关系；但高压缩比会间接导致点火前的高温、高压（气体压缩程度越大、释放的热量以及压力也越强，这就是高压缩比更容易导致爆震的原因）；同理涡轮增压虽然压缩比不高、但因为其增压系统的强制进气，在空间有限的燃烧室内灌入了更大体积的压缩空气、点火前的缸压、温度同样可能不低；可以这么去理解：
自然吸气：混合气体在燃烧室、被上行的活塞压缩，如果压缩比够高、被压缩的混合气会产生大量的热，以及更大的压力，容易导致爆震现象出现！
涡轮增压：燃烧室内的混合气体已经是被压缩状态（增压嘛），当活塞上行时、等同于二次压缩，即便压缩比没有自吸机那么高，但毕竟等同于被压缩两次，所以即便压缩比低、点火前的缸压与温度也可以不低，如此低压缩比的涡轮增压发动机依然容易爆震；举一个比较有代表意义的例子，比如AMG A45、M133发动机压缩比只有8.60，是不是很低？但这款机器中高负荷运行时点火前的缸压、温度远比压缩比马自达压缩比13的机器更大，所以即便这款M133压缩比只有8.6、最低也得用95号！
爆震的产生原理
当燃油辛烷值低时、比如92号汽油，压缩冲程末尾、点火后燃烧室压力及温度迅速上升（一般情况下的爆震都是出现在点火后，如果是火前爆震、可能是机器设计有问题，少见），部分混合气被高温引燃（临近活塞处）、而上方临近火花塞的混合气是被点燃的，这样一来上行的压燃混合气与下行的点燃混合气来一次碰撞，这就叫爆震；而辛烷值高的燃油、可以防止混合气在高温、高压下被压燃，所以就能有效抑制爆震；写到这各位应该明白，爆震的产生只与混合气燃烧时面临的温度有关系，而与压缩比高低存在间接、而非直接的关系；所以可以得出两条结论如下
压缩比高、不一定用高标号汽油，因为点火时的缸压、温度可能并不高；
压缩比低、不一定用低标号汽油，因为点火时的缸压、温度可能比压缩比第的机器还高！
马自达为抑制爆震所采取的手段
所以马自达发动机压缩比为13、却能烧92号汽油也不算稀奇，拿创驰蓝天2.5L发动机与大众2.0T发动机做比较，可以说在大多数工况下马自达2.5L的缸内压力都没有大众2.0T发动机那么高、温度也同样如此；这里面设计到一个概念就是BMEP、也就是运行时发动机的内部压力，平均有效压力与发动机输出的扭矩是成正比的；
参考公式：输出扭矩=排量*平均有效压力
马自达低输出扭矩=2.5L*平均有效压力
大众高输出扭矩=2.0T*平均有效压力
通过上面两个公式的对比，可以确定大众2.0T发动机在绝大多数工况下的缸内平均有效压力都大于马自达2.5L；上文已经提到，与爆震产生最直接关系的是混合气燃烧时缸内的温度与压力，可以说涡轮增压发动机在这两点上都比自然吸气要大，所以马自达发动机机械压缩比虽然高、但燃烧室的温度及压力却没有死压缩比的涡轮增压机那么恶劣，所以直喷、配合一些其它技术就能很好的抑制爆震了，直喷时代的到来、压缩比普遍提高了2、3个！
缸内直喷对爆震的抑制：直喷发动机燃油喷射在燃烧室内，可以利用燃油的雾化吸热、从而降低燃烧室温度，也可以凭借丰富的燃油喷射策略通过燃油喷射来降低燃烧室温度，所以直喷机时代压缩比几乎都达到了11左右、还能烧92号汽油，歧管喷射、化油器时代压缩比到10就必须95号汽油了！
4-2-1排气对温度的抑制：对于绝大多数四缸发动机而言，发火顺序为1-3-4-2，对于传统的4-1排气歧管设计而言、容易形成一三缸的排气干扰，比如一缸燃烧完毕进入排气行程，而此时三缸才开始燃烧；而当三缸排气时、一缸的废气还没排完，这样一来三缸废气带来的压力就可能导致废气到灌回一缸，这样第一影响一缸新鲜空气的进入、其次影响热量的快速排出、容易形成热积累；所以4—2-1排气起到了加速排热、阻断热积累的作用（如上图所示一缸、四缸一路，二、三缸一路，从而避免了一三缸的排气干扰）！
凹孔活塞的应用：很多朋友对凹孔活塞可能不理解，实际上这凹孔活塞的设计是非常有意思的；抑制爆震用减压、降温方式是常规的，而如果换一种思路呢？既然我们都知道爆震是压燃、点燃对冲而形成，那么如果我们提高点燃火花传播速度呢？只要点燃的火花传播速度高于压燃火花传播速度，那么就能避免压燃、点燃的对冲，所以凹孔活塞就产生了（如上图所示），当压缩行程末尾时、混合气必然被压入这个小孔中，此时等于缩小了燃烧室、火焰传播半径降低，火焰传播速度不变、而传播长度变短，那么火焰传播时间就会缩短！这样一来就可以确保点燃火花传播的更快！
只要火花塞跳火产生的火花传播时间缩短、就能防止爆震的产生，因为混合气刚出现压燃就被点燃没了，所以凹孔活塞的设计其目的是加速点燃、实际上这就是个赛跑问题，这种理念受到温度、压力的影响小，即便温度已经高到足以产生压燃的趋势，但点燃的速度太快、压燃火点没来的及传播呢就结束了；所以这与雾化是否迅速、燃油喷射是否精准没有任何的关系，仅仅是点燃、压燃的一次赛跑问题；同样的设计理念还可以引申到F1领域的湍流喷射点火系统！
F1赛车发动机1.6T，高压、高温、高转速、高负荷，压缩比高达16，这时候谈什么降温、减压抑制爆震都是毫无意义的，除了在燃料上下功夫之外，就只能在点燃火焰传播速度上做文章了，无非就是少量混合气在预燃烧室进行点燃、之后点燃的预混合气变成无数的着火点被吹入主燃烧室，传统的火花塞跳一个火星、点燃效果差，那么预燃烧室内被吹出的无数个火花就能迅速完成点燃，简单理解就是在压燃还没来得及完成时、混合气全部点燃，这就是赛跑思路对爆震另一种角度的抑制！
阿特金森循环下的压缩比只有11
如上图所示创驰蓝天发动机在非高负荷状态下保持阿特金森循环（不必纠结米勒、还是阿特金森的名称，主要知道膨胀比、压缩比不一样就完了），此时的压缩比只有11、和大众的涡轮增压发动机是完全一样的，也就是说在大部分工况下、创驰蓝天的压缩比都是11，只有高负荷状态下、才会切换成奥托循环、此时的压缩比与膨胀比完全一致达到13，而日常行车中其实根本用不到高负荷区间（即便用到了滞后点火角一样能解决），所以创驰蓝天在日常工况中的压缩比其实就是11，一款压缩比为11的自然吸气发动机能烧92号汽油太正常！
大众1.5L发动机、压缩比也是11，关键还是多点电喷（歧管喷射）、都能烧92号汽油，创驰蓝天缸内直喷、常用工况下压缩比为11，能烧92号汽油太正常不过了、况且还有一系列抑制爆震的技术跟着呢；而大众的涡轮增压机即便压缩比只有11，点火时的缸压、温度远比创驰蓝天更高，简单点说就是涡轮增压机的等效压缩比更高，所以机械压缩比往往只是表象、真正的关键在于等效压缩比（实际），大众的增压机运行时等效压缩比远比创驰蓝天自吸要大的多、所以更容易导致高温（实际上各个品牌是增压机运行工况都比自然吸气运行工况恶劣的多），所以用95号汽油不正常么？实际上现如今的大众增压机也可以燃烧92号汽油，看看油箱盖的标注即可！
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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。
▍$为什么马自达压缩比13:1可以使用92号汽油，大众压缩比不到11:1却要求用95？
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。
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