Skyactiv X kanthi penghargaan teknologi motor otomatis lan olahraga

Mesin canggih Mazda menangake Pendhiri Media Paul Pietsch Award

Saben taun, motor otomatis lan media olahraga nyedhiyakake hadiah internasional Paul Pitch kanggo inovasi teknologi. Ing wektu nalika mobilitas listrik saya katon ganti kanggo mesin pembakaran internal, penghargaan Paul Pietsch 2020 wis dianugerahi mesin panas kasebut. Nanging, nduweni karakter avant-garde. Ora ana perusahaan liyane sing entuk kombinasi campuran kaya mesin bensin lan autoignition kaya mesin diesel, kanthi mupangat kalorone jinis mesin ing model produksi. Iki minangka kesempatan kanggo ngandhani maneh babagan cara aparat iki digunakake.

Kanthi tekanan injeksi bensin kaya ing mesin diesel, busi ignition, self-ignition, "λ" sing terus-terusan ganti, Skyactiv X pancen dadi revolusi ing industri otomotif.

Pangembangan mesin HCCI Mazda bali luwih saka 30 taun lan umume adhedhasar analisis bahan bakar sing jero banget kanggo pangembangan mesin Wankel. Sawetara generasi insinyur dilatih kanthi basis iki, sing nggawe akeh ngelu lan masalah, nanging uga nggawa akeh pengalaman.

Ing jero mesin rotary ditemokake prototipe pisanan mesin kanthi campuran homogen lan nyala dhewe. Mesin Wankel uga dadi platform kanggo pangembangan macem-macem teknologi sing gegandhengan karo turbo - yaiku RX-7, sing ngenalake turbocharger VNT dhasar, turbin kembar jet lan ngisi bahan bakar ing mesin bensin sing mung digunakake dening Porsche.

The X-Files

Nanging, basis langsung saka Skyactiv X saiki wis buktiaken generasi anyar mesin bensin Skyactiv G lan Skyactiv D. Yen katon ing solusi presented ing piranti iki, sampeyan mesthi bakal nemokake sing padha kanggo sawetara ombone "temen maujud". "Ing pabrik SPCCI anyar, saka pengalaman sing dipikolehi saka nganalisa ruang pembakaran kanggo aliran turbulensi.

Miturut hipotesis iki, Skyactiv X luwih efisien tinimbang mesin bensin 2ZR-FXE sing didhukung dening Toyota Prius (nggunakake siklus Atkinson) nganti 39 persen, nanging Mazda dhewe ngerti yen titik tinggi iki dudu sing paling penting. Umume mesin mlaku kanthi beban parsial lan efisiensi rata-rata mesin bensin mudhun kanthi dramatis. Amarga kasunyatan manawa ing pirang-pirang kasus Skyactiv X dioperasikake karo katup kupu-kupu sing kabuka, kerugian pompa dikurangi sacara signifikan lan efisiensi rata-rata ditambah. Iki, digabungake karo rasio kompresi sing dhuwur, ngasilake efisiensi sing tambah.

Prestasi sing apik kanggo para insinyur Mazda yaiku kasunyatan manawa Skyactiv X dioperasikake kanthi mode sing homogen lan mandhiri kanthi kecepatan lan beban sing akeh banget. Ing prakteke, nggabungake proses sing digunakake ora mung ing mesin diesel lan bensin, nanging uga padha karo sing digunakake ing mesin diesel gas lan mesin bensin bakar bakar. Sing terakhir uga ngasilake area sing normal lan sing ala, nanging ora beda, ing endi proses kasebut ana ing ngarepe lampu kilat, ing kasus Mazda, campuran ala kasebut bisa diobong kanthi spontan kanthi bantuan busi.

Apa sing kedadeyan ing Skyactiv X? Kabeh mesin eksperimen sing dioperasikake adhedhasar mode HCCI sing digawe nganti saiki adhedhasar kontrol pengapian diri sing kompleks banget (adhedhasar panas lan tekanan sajrone reaksi kompresi lan reaksi kimia ing antarane bahan bakar, gas lan udara) kanthi paramèter operasi sing ora stabil, ngliwati pirang-pirang mode. kanggo operasi mesin normal. Mesin Mazda mesthi nggunakake busi minangka inisiator pembakaran. Nanging, bedane saka operasi mesin bensin normal yaiku kedadeyan sabanjure. Iki nggawe transisi menyang macem-macem mode luwih imbang lan cara kontrol HCCI iki ngasilake proses sing stabil lan stabil.

Babagan miturut teori

Skyactiv X adhedhasar Skyactiv G sing diupayakake kanthi alami, papat silinder, 0,5 liter, kanthi dhasar sing apik kanthi efisiensi tinggi. Kajaba iku, duwe pamindahan 16,3 liter saben silinder, sing paling optimal ing babagan kacepetan proses pembakaran. Kanggo nggawe kahanan operasi HCCI, rasio kompresi geometris ditambah dadi 1: 95. Dadi, campuran iki kenthel dadi suhu sing cedhak karo suhu otomatisasi fraksi bensin kanthi rata-rata oktane rata-rata XNUMXH lan suhu operasi mesin normal.

Adhedhasar data saka sawetara sensor, ing antarane papat sensor tekanan ing saben silinder minangka kunci, komputer nemtokake mode operasi sing kudu dipilih. Sing terakhir ditemtokake ing basis saka sawetara zona fungsi, gumantung ing kacepetan lan mbukak (ing tembung liyane, tingkat depresi pedal akselerator) engine. Kanthi bantuan saka modul swirl khusus sing disebut SCV (kalebu katup kontrol udara khusus ing salah sawijining port intake), aliran turbulen sing kuat digawe ing sumbu silinder. Gumantung ing kahanan lan adhedhasar perbandingan kurva komprèsi lan tekanan pembakaran, uga akeh paramèter liyane ing "peta" sing wis ditemtokake, injektor multi-port nyuntikake bahan bakar kanthi tekanan sing nyedhaki generasi pisanan saka diesel rel umum. sistem. - saka 300 nganti 1200 bar - ing sawetara bagean. Iki rampung saka siji pulsa dawa (ing proses flaring normal) kanggo sawetara pulses sak intake lan komprèsi stroke (ing operasi poto-ignition). Temenan, tekanan injeksi rekaman kanggo mesin bensin uga minangka unsur kunci ing pambentukan campuran. Nanging, ana pitakonan logis - carane kabeh set paramèter bakal ngganti yen lan nalika kanggo ngalih menyang ngisor daya engine lan turbocharging, karo Tambah ing meksa silinder, uga karo perlu kanggo nambah bagean bahan bakar ...

Kabeh kedadeyan luwih cepet

Paten SPCCI Mazda dawane 44 kaca lan rincian manawa mobil kasebut mlaku ing mode spark plug auto-ignition (SPCCI) kanggo sawetara wektu. Kontrol kasebut adhedhasar sawetara jinis mode nyala dhewe SPCCI sajrone operasi - siji kanthi campuran sing umume ora apik, campuran sing biasane normal, lan campuran sing rada sugih. Ing kabeh kasus, konfigurasi injeksi lan swirl nggawe lapisan komposisi (stratifikasi) sing beda-beda ing saubengé sumbu, kanthi zona jero sing luwih sugih (rasio udara: bahan bakar kira-kira 14,7-20: 1) lan zona njaba sing luwih ramping (35). -50:1). Internal wis cukup "kebakaran", lan njaba wis tekan meh suhu kritis kanggo poto-ignition cedhak tengah mati ndhuwur piston sak komprèsi. Percikan saka busi miwiti kontak saka zona njero, nyebabake suhu lan meksa mundhak banget, lan iki nimbulaké liyane kanggo spontan ignited ing wektu sing padha. Amarga ora ana ngarep lampu kilat, kedadeyan ing suhu ngisor ambang kanggo pambentukan oksida nitrogen, sing nyuda oksida nitrogen kanthi drastis, lan campuran homogen sing lemah nyedhiyakake pembakaran sing luwih lengkap lan tingkat partikel partikel, karbon monoksida lan karbon monoksida. hidrokarbon.

Gumantung ing kondisi operasi - kayata kacepetan medium lan mbukak dhuwur, lan ing kabeh kasus ing kacepetan dhuwur - kompresor mechanical kick ing kanggo nyedhiyani liyane online lan luwih ngurangi dicampur. Senajan tujuane ora kanggo nambah daya, iku nyumbang kanggo kuwalitas dinamis apik saka mobil. Paten kasebut uga nyebutake manawa mobil kasebut bisa diisi turbo, lan kanthi logis, suhu knalpot sing luwih murah bisa ngidini panggunaan turbin geometri variabel. Nanging saiki, kontrol karo kompresor mekanik sing luwih responsif dadi luwih gampang (yen definisi kasebut kompatibel karo Skyactiv X). Miturut insinyur Mazda, panggunaan turbocharger bisa uga ana ing tahap sabanjure.

Iku penting kanggo Wigati sing padha ngatur kanggo nggawe soko sing ora ana wong liya wis bisa nindakake - paling ora ing wangun serial. Akeh paramèter sensor dibandhingake karo prilaku prasetel kanggo pilihan mode, nanging nyatane yen ing laku tandha "Mode SPCCI" ditampilake ing tampilan Mazda paling wektu, sanajan ing kisaran rpm banget lan dhuwur banget - malah ing banget kurang. rpm Mazda3 lancar obah ing pindah enem.

Kepiye kedadeyan kasebut ing kasunyatan?

Sawise bagean teoretis sing dawa, wektu pungkasane teka kanggo mangsuli pitakon - apa kabeh iki ndadékaké ing praktik ing pungkasan. Kaya mitra bensin, mobil bisa cepet lan cepet nanggapi. Sajrone tes, kalebu climbs lan giliran ing Iskar Gorge, mode intercity normal lan dalan gedhe, Mazda 3 Skyactiv X njaga konsumsi ing kisaran 5,2 l / 100 km. Konsumsi tes rata-rata sing ditindakake dening kolega ing Jerman yaiku 6,6 l / 100 km, nanging iki uga kalebu nyopir kanthi kacepetan dhuwur. Ing tes nyopir ekonomi, padha entuk 5,4 l / 100 km, yaiku 124 g / 100 km CO2, sing padha karo Audi A3 2.0 TDI, BMW 118d lan Mercedes A 200d. Nanging, kudu dicathet yen sanajan proses operasi sing rumit, mesin iki ora mbutuhake teknologi perawatan gas sing kompleks, nanging, ing sisih liya, sistem injeksi tekanan sing dhuwur banget nambah biaya. Ing sisih liya, kompresor mekanik cilik luwih murah tinimbang turbocharger, mula kudu dipanggonke minangka rega antarane mesin diesel lan bensin.

Engine ing harmoni karo karakter dinamis Mazda 3 lan setelan apik kanggo cornering penake. Setir sabenere glethakaken metu, lan mobil njogo demeanor netral, nuduhake cenderung kanggo nguripake gembong mburi mung ing provokasi cetha. Ditambahake iki campuran apik saka sistem pitulungan lan peralatan, kang ing Mazda minangka bagéan saka peralatan ing macem-macem tingkat. Kita wis cukup ngomong babagan komposisi kontrol ergonomis anyar. Fungsi kasebut ora dikontrol dening monitor lan gampang lan trep kanggo operate. Sakabèhé, interior nduweni rasa entheng lan kualitas sing mung ditemokake ing model mewah pirang-pirang taun kepungkur. Ing cendhak - Skyactiv X dianggo - lan tenan nguripake sampeyan.