Skyactiv X з узнагародай за тэхналогіі auto motor und sport

Ультрасучасны рухавік Mazda атрымлівае прыз імя медыя-заснавальніка Paul Pietsch Award

Кожны год auto motor und sport media уручае міжнародную прэмію імя Пола пітч за інавацыйныя тэхналагічныя распрацоўкі. У той час, калі электрычная мабільнасць ўсё часцей разглядаецца як замена для рухавіка ўнутранага згарання, ўзнагарода Paul Pietsch 2020 была прысуджана менавіта за такі цеплавой рухавік. Тым не менш, ён мае авангардны характар. Ні адна іншая кампанія не дасягнула такога спалучэння адукацыі аднастайнай сумесі, як у бензінавым рухавіку, і самазагарання, як у дызельным рухавіку, з перавагамі абодвух тыпаў рухавікоў у серыйнай мадэлі. Гэта падстава зноў распавесці вам пра тое, як працуе гэты апарат.

З ціскам упырску бензіну, як у дызельным рухавіку, запальваннем свечкі запальвання, самазагараннем, λ, які ўвесь час змяняецца, Skyactiv X сапраўды рэвалюцыя ў аўтамабільнай прамысловасці.

Распрацоўкі Mazda ў галіне рухавікоў HCCI налічваюць больш за 30 гадоў і ў значнай ступені заснаваныя на надзвычай глыбокім аналізе паліўных працэсаў пры распрацоўцы рухавіка Ванкеля. Некалькі пакаленняў інжынераў навучаюцца на гэтай аснове, што стварае шмат галаўнога болю і праблем, але таксама прыносіць вялікі вопыт.

Менавіта ў глыбіні ротарнага рухавіка былі знойдзеныя першыя дасведчаныя ўзоры машын з аднастайным мяшаннем і самазагараннем. Рухавік Ванкеля таксама служыць платформай для распрацоўкі розных тэхналогій, злучаных з турбанаддувам – гэта RX-7, які ўяўляе элементарныя турбанагнетальнікі VNT, двухструменныя турбіны і каскадную запраўку ў бензінавым рухавіку, які выкарыстоўваўся толькі Porsche.

сакрэтныя матэрыялы

Аднак прамой асновай цяперашніх Skyactiv X сталі ўжо правераныя машыны новага пакалення ў выглядзе бензінавых Skyactiv G і Skyactiv D. Калі вы паглядзіце на рашэнні, прадстаўленыя ў гэтых прыладах, вы непазбежна выявіце, што яны ў некаторай ступені рэалізаваны . «У новай усталёўцы SPCCI – ад досведу, назапашанага пры аналізе камер згарання, да турбулентнасці струменя.

Згодна з гэтай гіпотэзе, эфектыўнасць Skyactiv X перавышае эфектыўнасць бензінавага рухавіка 2ZR-FXE, які працуе на Toyota Prius (з выкарыстаннем цыклу Аткінсана), з яго 39 працэнтамі, але сама Mazda не прапускае з-пад увагі, што гэтая кропка максімуму не з'яўляецца самай важнай. Большую частку часу рухавік працуе ў рэжыме частковай нагрузкі, і сярэдняя эфектыўнасць бензінавага рухавіка рэзка падае. У сувязі з тым, што ў большасці выпадкаў Skyactiv X працуе з шырока адкрытым дросельным клапанам, страты помпы значна зніжаюцца, а сярэдняя эфектыўнасць павялічваецца. Гэта ў спалучэнні з высокай ступенню сціску прыводзіць да сумеснага павелічэнню эфектыўнасці.

Вялікім дасягненнем інжынераў Mazda з'яўляецца той факт, што іх Skyactiv X працуе ў рэжыме адукацыі аднастайнай сумесі і самазагарання ў вельмі шырокім дыяпазоне хуткасцяў і нагрузак. На практыцы ён аб'ядноўвае працэсы, якія выкарыстоўваюцца не толькі ў дызельных і бензінавых рухавіках, але і аналагічныя працэсам у газодизельных рухавіках і бензінавых рухавіках з збедненай сумесі. У апошнім таксама ўтвараюцца нармальныя і дрэнныя ўчасткі, але ў адрозненне ад іх, дзе працэс адбываецца цалкам з фронтам ўспышкі, у выпадку з Mazda дрэнная сумесь самовоспламеняется з дапамогай свечкі запальвання.

Што адбываецца ў Skyactiv X? Усе эксперыментальныя рухавікі, якія працуюць на аснове створанага да цяперашняга часу рэжыму HCCI, заснаваныя на вельмі складаным кіраванні самазагарання (на аснове цяпла і ціску пры сціску і папярэдніх хімічных рэакцыях паміж палівам, газамі і паветрам) з нестабільнымі працоўнымі параметрамі, якія праходзяць у шэрагу рэжымаў. да звычайнай працы рухавіка. Рухавік Mazda заўсёды выкарыстоўвае свечку запальвання ў якасці ініцыятара згарання. Аднак адрозненне ад звычайнага рэжыму працы бензінавага рухавіка заключаецца ў наступных падзеях. Дзякуючы гэтаму пераход да розных рэжымаў становіцца значна больш збалансаваным, і гэты спосаб кіравання ў рэжыме HCCI прыводзіць да ўстойлівага і стабільнаму працэсу.

Рэчы ў тэорыі

Skyactiv X заснаваны на чатырохцыліндравым двухлітровым Skyactiv G з атмасферным напаўненнем, што само па сабе з'яўляецца добрай асновай з высокай эфектыўнасцю. Акрамя таго, ён мае працоўны аб'ём 0,5 літра на цыліндр, аптымальны з пункту гледжання хуткасці працэсаў згарання. Каб стварыць умовы для працы ў рэжыме HCCI, геаметрычная ступень сціску была павялічана да 16,3: 1. Такім чынам, сумесь згушчаецца да тэмпературы, блізкай да тэмпературы самазагарання большасці фракцый у бензіне пры сярэднім актанавы лік 95H і нармальнай рабочай тэмпературы рухавіка.

На аснове дадзеных ад некалькіх датчыкаў, сярод якіх чатыры датчыка ціску на кожным цыліндры з'яўляюцца ключавымі, кампутар вырашае, які рэжым працы абраць. Апошняя вызначаецца на аснове некалькіх функцыянальных зон, у залежнасці ад хуткасці і нагрузкі (іншымі словамі, ступені націску педалі акселератара) рухавіка. З дапамогай адмысловага віхравога модуля, званага SCV (уключаючы адмысловы паветраны які рэгулюе клапан у адным з впускных каналаў), вакол восі цыліндру ствараецца інтэнсіўны турбулентны струмень. У залежнасці ад умоў і на аснове параўнання крывой нарастання ціску сціску і згаранні, а таксама шматлікіх іншых параметраў у папярэдне зададзеных "картах", інжэктар з некалькімі адтулінамі ўпырсквае паліва з ціскам, які дасягае ціску ў першых пакаленнях дызельных сістэм Common Rail. - Ад 300 да 1200 бар - некалькімі порцыямі. Гэта робіцца ад аднаго доўгага імпульсу (у звычайным працэсе спальвання паходні) да некалькіх імпульсаў падчас такту ўсмоктвання і сціску (пры працы з самазагараннем). Відавочна, што рэкордны ціск упырску для бензінавага рухавіка таксама з'яўляецца ключавым элементам у адукацыі сумесі. Аднак узнікае лагічнае пытанне як зменіцца ўвесь набор параметраў, калі і калі перайсці на меншую магутнасць рухавіка і турбанаддувам, з павелічэннем ціску ў цыліндры, а таксама з неабходнасцю павелічэння порцый паліва…

Усё адбываецца хутчэй

Патэнт Mazda SPCCI апісаны на 44 старонках і падрабязна апісвае, што машына працуе ў рэжыме самазагарання са свечкамі (SPCCI) на працягу значнай часткі часу. Кіраванне заснавана на некалькіх тыпах рэжымаў самазагарання SPCCI падчас яго працы - адзін з у асноўным дрэннай сумессю, у асноўным нармальнай сумессю і трохі багатай сумессю. Ва ўсіх выпадках канфігурацыя ўпырску і віхуры стварае канцэнтрычна вакол восі пласты рознага складу (расслаення) з багацейшай унутранай зонай (суадносіны паветра: паліва каля 14,7-20: 1) і беднейшай вонкавай зонай (35). -50: 1). Унутраная мае дастатковую «ўзгаральнасць», а знешняя дасягнула амаль крытычнай тэмпературы для самазагарання зблізку верхняй мёртвай кропкі поршня падчас сціску. Іскра свечкі запальвання з'яўляецца ініцыятарам запальвання ўнутранай зоны, у выніку чаго тэмпература і ціск рэзка ўзрастаюць, і гэта выклікае самазагаранне астатніх адначасова. Паколькі фронту выбліску няма, гэта адбываецца пры тэмпературы ніжэй парога адукацыі аксідаў азоту, што рэзка змяншае іх прысутнасць, а слабая гамагенная сумесь забяспечвае больш поўнае згаранне і вельмі нізкі ўзровень утрымання цвёрдых часціц, аксіду вугляроду і вуглевадародаў.

У залежнасці ад умоў эксплуатацыі такіх як сярэдняя хуткасць і высокая нагрузка і ва ўсіх выпадках на высокай хуткасці ўключаецца механічны кампрэсар, які дапамагае забяспечыць больш паветра і наступнае знясіленне сумесі. Хоць яго мэтай з'яўляецца не павелічэнне магутнасці, яно спрыяе добрым дынамічным якасцям машыны. У патэнце таксама згадваецца, што машына можа быць абсталявана турбанаддувам, і лагічна, больш нізкая тэмпература выхлапу можа дазволіць выкарыстоўваць турбіну з змянянай геаметрыяй. На дадзены момант, аднак, кіраванне з дапамогай больш хутка які рэагуе механічнага кампрэсара стала прасцей (пры ўмове, што такое вызначэнне сумяшчальна са Skyactiv X). Па словах інжынераў Mazda, выкарыстанне турбакампрэсара можа адбыцца на пазнейшым этапе.

Важна адзначыць, што ім удалося стварыць нешта, што яшчэ ніхто не змог зрабіць - прынамсі, не ў серыйнай форме. Многія параметры датчыкаў параўноўваюцца з прадусталяванымі мадэлямі паводзін для выбару рэжыму, але фактам з'яўляецца тое, што на практыцы знак "Рэжым SPCCI" адлюстроўваецца на дысплеі Mazda большую частку часу, нават пры вельмі нізкіх і вельмі высокі дыяпазон абарачэнняў нават на вельмі нізкіх абарачэннях Mazda3 плыўна рухаецца на шосты перадачы.

Як гэта адбываецца ў рэальным жыцці?

Пасля такой доўгай тэарэтычнай часткі прыйшоў час, нарэшце, адказаць на пытанне - да чаго ўсё гэта прыводзіць на практыцы ў канцы. Як бензінавы аналаг, машына лёгка набірае хуткасць і хутка рэагуе. У ходзе выпрабаванняў, уключаючы ўздымы і павароты на цясніну Искыр, нармальны міжгароднія і рэжым шашы, Mazda 3 Skyactiv X захоўвае свой выдатак у дыяпазоне каля 5,2 л / 100 км. Сярэдні тэставы выдатак, дасягнуты калегамі ў Нямеччыне, складае 6,6 л / 100 км, але ён таксама ўключае высакахуткаснае кіраванне. У цесцю эканамічнага кіравання яны дасягаюць 5,4 л / 100 км, што складае 124 г / 100 км CO2, што адпавядае ўзроўню Audi A3 2.0 TDI, BMW 118d і Mercedes A 200d. Варта, аднак, адзначыць, што, нягледзячы на ​​складаны працэс эксплуатацыі, гэтая машына не мае патрэбу ў складаных тэхналогіях апрацоўкі газу, але, з іншага боку, сістэма ўпырску пад вельмі высокім ціскам павялічвае свой кошт. З іншага боку, невялікі механічны кампрэсар танней, чым турбакампрэсар, таму ён павінен быць пазіцыянаваны як кошт паміж дызельным і бензінавым рухавікамі.

Рухавік гармануе з дынамічным характарам Mazda 3 і яго добрымі наладамі для прыемных паваротаў. Рулявое кіраванне сапраўды скампанавана, і аўтамабіль захоўвае нейтральныя паводзіны, дэманструючы тэндэнцыю паварочваць заднія колы толькі пры рэзкіх правакацыях. Да гэтага варта дадаць добрае спалучэнне сістэм дапамогі і абсталяванні, якія ў Mazda з'яўляюцца часткай абсталявання рознага ўзроўня. Мы ўжо дастаткова пагаварылі аб новым эрганамічным складзе кіравання. Функцыі не кантралююцца маніторам і простыя і зручныя ў эксплуатацыі. У цэлым інтэр'ер валодае тонкім адчуваннем лёгкасці і якасці, якія шмат гадоў таму былі ўласцівыя толькі мадэлям класа люкс. Карацей кажучы - Skyactiv X працуе - і гэта сапраўды запальвае вас.