Mesin Mazda SkyActiv G - bensin lan SkyActiv D - diesel

Produsen mobil ngarahake nyuda emisi CO₂ beda. Kadhangkala, contone, o Kompromi sing ngganti rasa seneng nyopir menyang pinggir. Nanging, Mazda mutusake kanggo pindhah menyang arah sing beda lan nyuda emisi kanthi solusi kabeh-ing-siji anyar sing ora ngilangi kesenengan nyopir. Saliyane desain anyar mesin bensin lan diesel, solusi uga kalebu sasis anyar, awak lan gearbox. Ngurangi bobot kabeh kendaraan dadi bebarengan karo teknologi anyar.

Panaliten anyar nuduhake yen mesin pembakaran konvensional bakal terus nguwasani jagad otomotif sajrone 15 taun sabanjure, mula sampeyan kudu terus nandur modal akeh usaha kanggo ngembangake. Kaya sing sampeyan ngerteni, sebagian besar energi kimia sing ana ing bahan bakar ora diowahi dadi karya mekanik sajrone pembakaran, nanging kanthi harfiah nguap ing bentuk panas sampah liwat pipa knalpot, radiator, lan liya-liyane lan uga nerangake kerugian sing disebabake gesekan. bagean mechanical saka engine. Nalika ngembangake mesin bensin lan diesel SkyActiv generasi anyar, insinyur saka Hiroshima, Jepang, fokus ing enem faktor utama sing mengaruhi konsumsi lan emisi sing diasilake:

• rasio kompresi,
• rasio bahan bakar kanggo udara,
• durasi fase pembakaran campuran,
• wektu fase pembakaran campuran,
• kerugian pumping,
• gesekan saka bagean mechanical saka engine.

Ing kasus mesin bensin lan diesel, rasio kompresi lan pengurangan gesekan wis kabukten dadi faktor sing paling penting kanggo nyuda emisi lan konsumsi bahan bakar.

SkyActiv D motor

Mesin 2191 cc dilengkapi sistem injeksi common rail tekanan tinggi kanthi injeksi piezoelektrik. Iki nduweni rasio kompresi sing luar biasa mung 14,0: 1 kanggo diesel. Ngisi daya diwenehake dening sepasang turbocharger ukuran sing beda-beda, sing nduweni efek positif kanggo ngurangi wektu tundha ing respon engine kanggo mencet pedal akselerator. Sepur tutup kalebu lelungan katup variabel, sing luwih cepet dadi panas nalika mesin kadhemen, amarga sawetara gas buang bali menyang silinder. Amarga wiwitan kadhemen lan pembakaran sing stabil sajrone fase pemanasan, mesin diesel konvensional mbutuhake rasio kompresi sing dhuwur, sing biasane ana ing kisaran 16: 1 nganti 18: 1. Rasio kompresi kurang 14,0: 1 kanggo SkyActiv -D engine ngidini ngoptimalake wektu proses pangobongan. Nalika rasio kompresi mudhun, suhu lan tekanan silinder uga mudhun ing tengah mati ndhuwur. Ing kasus iki, campuran diobong luwih suwe, sanajan bahan bakar disuntikake menyang silinder sadurunge tekan tengah mati ndhuwur. Minangka asil saka pangobongan ingkang dipun danguaken, wilayah karo kurang oksigen ora kawangun ing campuran combustible, lan suhu tetep seragam, supaya tatanan saka NOx lan soot wis ora kalebu. Kanthi injeksi bahan bakar lan pembakaran sing cedhak karo pusat mati ndhuwur, mesin luwih efisien. Iki tegese panggunaan energi kimia sing luwih efisien sing ana ing bahan bakar, uga luwih akeh kerja mekanik saben unit bahan bakar, tinimbang ing mesin diesel kanthi rasio kompresi sing dhuwur. Asilé yaiku nyuda konsumsi diesel lan emisi CO2 logis luwih saka 20% dibandhingake karo mesin 2,2 MZR-CD sing operasi kanthi rasio kompresi 16: 1. Kaya kasebut, oksida nitrogen sing luwih sithik diasilake sajrone pembakaran lan meh ora ana karbon teknis. . Mangkono, sanajan tanpa sistem penghapusan NOx tambahan, mesin kasebut memenuhi standar emisi Euro 6 amarga dileksanakake ing 2015. Mangkono, mesin ora mbutuhake reduksi katalitik selektif utawa katalis penghapus NOx.

Amarga komprèsi sing kurang, mesin ora bisa ngasilake suhu sing cukup dhuwur kanggo ngobong campuran nalika wiwitan kadhemen, sing bisa nyebabake masalah wiwitan lan operasi intermiten mesin, utamane ing mangsa. Kanggo alasan iki, SkyActiv-D dilengkapi colokan cemlorot keramik lan katup exhaust VVL stroke variabel. Iki ngidini gas exhaust panas kanggo recirculated internal ing kamar pangobongan. Ignition pisanan dibantu dening plug cemlorot, kang cukup kanggo gas exhaust kanggo tekan suhu sing dibutuhake. Sawise miwiti mesin, katup exhaust ora bakal nutup kaya mesin intake normal. Nanging, tetep ajar lan gas exhaust panas bali menyang kamar pangobongan. Iki ngundakake suhu ing kono lan mulane nggampangake ignisi campuran sabanjure. Mangkono, engine mlaku lancar lan tanpa gangguan saka wayahe pisanan.

Dibandhingake karo mesin diesel 2,2 MZR-CD, gesekan internal uga wis suda 25%. Iki dibayangke ora mung ing abang luwih ing losses sakabèhé, nanging uga ing respon luwih cepet lan kinerja apik. Manfaat liyane saka rasio komprèsi sing luwih murah yaiku tekanan silinder maksimum sing luwih murah lan mulane kurang kaku ing komponen mesin individu. Kanggo alasan iki, ora perlu desain mesin sing kuat, sing nyebabake bobote luwih irit. Kepala silinder kanthi manifold terpadu nduweni tembok sing luwih tipis lan bobote kurang telung kilogram tinimbang sadurunge. Blok silinder aluminium luwih entheng 25 kg. Bobot piston lan crankshaft wis suda dening liyane 25 persen. Akibaté, bobot sakabèhé mesin SkyActiv-D 20% luwih murah tinimbang mesin 2,2 MZR-CD sing digunakake nganti saiki.

Mesin SkyActiv-D nggunakake supercharging rong tahap. Iki tegese dilengkapi siji turbocharger cilik lan siji gedhe, saben operasi ing sawetara kacepetan beda. Sing luwih cilik digunakake ing revs kurang lan medium. Amarga inersia ngisor saka bagean puteran, iku mbenakake kurva torsi lan ngilangake supaya disebut-efek turbo, sing, wektu tundha ing respon engine kanggo mlumpat akselerator dadakan ing kacepetan kurang nalika ora cukup meksa ing exhaust. . pipa cabang kanggo ngowahi cepet turbin turbocharger. Ing kontras, turbocharger luwih gedhe wis kebak ing sawetara agêng-kacepetan. Bebarengan, loro turbocharger nyedhiyakake mesin kanthi kurva torsi sing rata ing rpm kurang lan daya dhuwur ing rpm dhuwur. Thanks kanggo pasokan udara sing cukup saka turbocharger sajrone sawetara kacepetan, emisi NOx lan partikulat tetep minimal.

Nganti saiki, rong versi mesin 2,2 SkyActiv-D diprodhuksi kanggo Eropa. Sing kuwat nduweni daya maksimal 129 kW ing 4500 rpm lan torsi maksimal 420 Nm ing 2000 rpm. Sing luwih ringkih nduweni 110 kW ing 4500 rpm lan torsi 380 Nm ing kisaran 1800-2600 rpm, kanthi maksimal. kacepetan loro mesin punika 5200. Ing laku, engine tumindak rada lesu nganti 1300 rpm, saka watesan iki wiwit gain kacepetan, nalika kanggo nyopir normal cukup kanggo njaga ing bab 1700 rpm utawa luwih malah kanggo kabutuhan. saka percepatan Gamelan.

SkyActiv G engine

Mesin bensin sing disedot kanthi alami, sing ditunjuk Skyactiv-G, nduweni rasio kompresi sing luar biasa dhuwur yaiku 14,0: 1, saiki paling dhuwur ing mobil penumpang sing diproduksi massal. Nambah rasio kompresi nambah efisiensi termal mesin bensin, sing pungkasane tegese nilai CO2 sing luwih murah lan konsumsi bahan bakar luwih murah. Resiko sing digandhengake karo rasio komprèsi sing dhuwur ing mesin bensin yaiku pembakaran sing diarani knocking - detonasi lan nyuda torsi lan nyandhang mesin sing gedhe banget. Kanggo nyegah pembakaran campuran amarga rasio kompresi sing dhuwur, mesin Skyactiv-G nggunakake pangurangan jumlahe uga tekanan sisa gas panas ing ruang bakar. Mulane, pipa exhaust ing konfigurasi 4-2-1 digunakake. Mulane, pipa knalpot relatif dawa lan kanthi efektif nyegah gas buang bali menyang kamar pembakaran sanalika sawise dibuwang. Penurunan suhu pembakaran kanthi efektif nyegah kedadeyan pembakaran detonasi - detonasi. Minangka liya kanggo nyegah detonasi, wektu kobong campuran wis suda. Pembakaran campuran sing luwih cepet tegese wektu sing luwih cendhek sajrone campuran bahan bakar lan hawa sing ora diobong katon ing suhu dhuwur, saéngga detonasi ora ana wektu kanggo kedadeyan. Sisih ngisor piston uga diwenehake karo recesses khusus supaya geni saka campuran kobong mbentuk ing akeh arah bisa nggedhekake tanpa nyebrang saben liyane, lan sistem injeksi uga wis dilengkapi injector multi-bolongan mentas dikembangaké, sing ngijini bahan bakar kanggo atomized.

Sampeyan uga perlu kanggo ngurangi supaya disebut-losses pumping kanggo nambah efficiency saka engine. Iki kedadeyan ing beban mesin sing luwih murah nalika piston narik hawa nalika gerakane mudhun sajrone fase intake.Jumlah hawa sing mlebu ing silinder biasane dikontrol dening katup throttle sing ana ing saluran intake. Ing beban engine entheng, mung jumlah cilik saka online dibutuhake. Katup throttle meh ditutup, sing ndadékaké kasunyatan manawa tekanan ing saluran intake lan ing silinder ana ing ngisor atmosfer. Mulane, piston kudu ngatasi tekanan negatif sing signifikan - meh vakum, sing mengaruhi konsumsi bahan bakar. Desainer Mazda nggunakake intake variabel tanpa wates lan timing katup exhaust (S-VT) kanggo nyuda kerugian pompa. Sistem iki ngidini sampeyan ngontrol jumlah udara intake nggunakake katup tinimbang throttle. Ing beban engine kurang, udhara sethitik banget dibutuhake. Mangkono, sistem wektu katup variabel njaga katup intake mbukak ing wiwitan fase kompresi (nalika piston mundhak) lan nutup mung nalika jumlah hawa sing dibutuhake ana ing silinder. Mangkono, sistem S-VT pungkasanipun nyuda mundhut pumping dening 20% ​​lan mbenakake efisiensi proses pembakaran. Solusi sing padha wis digunakake dening BMW kanggo dangu, nelpon sistem iki VANOS kaping pindho.

Nalika nggunakake sistem kontrol volume udara intake iki, ana risiko pembakaran campuran sing ora cukup amarga tekanan sing luwih murah, amarga katup intake tetep mbukak ing wiwitan fase kompresi. Ing babagan iki, insinyur Mazda nggunakake rasio komprèsi dhuwur saka mesin Skyactiv G 14,0: 1, sing tegese suhu lan tekanan sing luwih dhuwur ing silinder, supaya proses pembakaran tetep stabil lan mesin bisa mlaku luwih ekonomis.

Efisiensi mesin sing sithik uga difasilitasi kanthi desain sing entheng lan gesekan mekanik sing kurang saka bagean obah. Dibandhingake karo mesin bensin 2,0 MZR sing dipasang, mesin Skyactiv G nduweni piston sing luwih entheng 20%, rod penghubung 15% luwih entheng lan bantalan utama crankshaft sing luwih cilik, sing nyebabake bobote bobote kurang saka 10%. Kanthi nyuda gesekan katup lan gesekan ring piston meh 40%, gesekan mekanik total mesin wis suda 30%.

Kabeh modifikasi kasebut nyebabake kemampuan maneuver mesin sing luwih apik ing revs kurang nganti medium lan nyuda konsumsi bahan bakar 15% dibandhingake karo 2,0 MZR klasik. Saiki, emisi CO2 sing penting iki luwih murah tinimbang mesin diesel 2,2 MZR-CD sing digunakake saiki. Kauntungan kasebut uga nggunakake bensin BA 95 klasik.

Kabeh mesin bensin lan diesel SkyActiv ing Eropah bakal dilengkapi sistem i-stop, yaiku sistem stop-start kanggo mateni mesin kanthi otomatis nalika mandheg. Sistem listrik liyane, rem regeneratif, lsp.