Skyactiv X auto motor eta kirol teknologiaren sariarekin

Mazdaren punta-puntako motorrak Paul Pietsch Media Fundatzailea saria irabazi du

Urtero auto motor eta kirol komunikabideek nazioarteko Paul Pitch saria ematen dute garapen teknologiko berritzaileengatik. Mugikortasun elektrikoa barne errekuntzako motor baten ordezko gisa gero eta gehiago ikusten den garaiotan, Paul Pietsch 2020 saria eman zaio horrelako bero motor bati. Hala ere, abangoardiako izaera du. Beste konpainiarik ez du lortu gasolina motorra bezalako nahasketa eta diesel motorra bezalako auto-pizketa konbinazioa, bi motako motorrek ekoizpen eredu batean dituzten abantailekin. Aparatu honen funtzionamendua berriro kontatzeko aukera da hau.

Diesel motor batean bezalako gasolina injekzio-presioarekin, bujiak piztearekin, auto-piztearekin, etengabe aldatzen ari den "λ"rekin, Skyactiv X benetan iraultza da automobilgintzan.

Mazdaren HCCI motorraren garapena 30 urte baino gehiago igaro da eta, neurri handi batean, Wankel motorra garatzeko erregai analisi oso sakonetan oinarritzen da. Hainbat ingeniari belaunaldi trebatu dira oinarri horretan, eta horrek buruhauste eta arazo ugari sortzen ditu, baina esperientzia handia dakar.

Motor birakariaren sakonean aurkitu ziren nahasketa homogeneoa eta autosufizientea zuten makinen lehen prototipoak. Wankel motorrak turboarekin erlazionatutako hainbat teknologia garatzeko plataforma gisa ere balio du: RX-7 da, oinarrizko VNT turbokonpresorak, bi-jet turbinak eta kaskadako hornikuntza Porsche-k bakarrik erabiltzen zuen gasolina-motor batean sartzen dituena.

The X-Files

Hala ere, egungo Skyactiv X-ren oinarri zuzena Skyactiv G eta Skyactiv D gasolina-makinen belaunaldi berria da. Gailu hauetan aurkezten diren irtenbideei erreparatuz gero, ezinbestean ikusiko duzu neurri batean "konturatuta" daudela. “SPCCI planta berrian, errekuntza-ganberak aztertzean lortutako esperientziatik fluxuen turbulentziaraino.

Hipotesi horren arabera, Skyactiv X-ren eraginkortasunak Toyota Prius-ek (Atkinson zikloa erabiliz) elikatutako 2ZR-FXE gasolina motorearen eraginkortasuna ehuneko 39an gainditzen du, baina Mazda bera jakitun da puntu maximo hori ez dela garrantzitsuena puntua. Gehienetan motorrak karga partzialean funtzionatzen du eta gasolina motor baten batez besteko eraginkortasuna izugarri jaisten da. Skyactiv X kasu gehienetan zabalik dagoen tximeleta balbula batekin funtzionatzen duenez, ponpa galerak nabarmen murrizten dira eta batez besteko eraginkortasuna handitzen da. Horrek, konpresio-erlazio altuarekin konbinatuta, eraginkortasuna handitu egiten da.

Mazda ingeniarientzako lorpen handia da Skyactiv X-k modu homogeneoan eta auto-pizterakoan funtzionatzen duela abiadura eta karga oso zabaletan. Praktikan, diesel eta gasolina motorretan ez ezik, gasoliozko motorretan eta erregai gutxiko gasolinako motorretan erabilitako prozesuak ere konbinatzen ditu. Azken honek eremu normalak eta txarrak ere sortzen ditu, baina ez bezala, prozesua flasharen aurrealdearekin gertatzen den guztietan, Mazdaren kasuan, nahasketa txarra berez pizten da bujia baten laguntzaz.

Zer gertatzen ari da Skyactiv X-n? Orain arte sortutako HCCI modua oinarritzat hartuta funtzionatzen duten motor esperimental guztiak auto-pizteko kontrol oso konplexuan oinarritzen dira (konpresioan zehar beroan eta presioan oinarrituta eta erregai, gas eta airearen arteko aurretiazko erreakzio kimikoak) funtzionamendu parametro ezegonkorrak dituztenak, hainbat modutan igarotzen direnak. motorraren funtzionamendu normalera. Mazda motor batek txinparta bat erabiltzen du beti errekuntza abiarazle gisa. Hala ere, gasolina motor baten ohiko funtzionamenduaren aldea ondorengo gertaeretan dago. Modu desberdinetara igarotzea askoz ere orekatuagoa da eta HCCI kontrol modu honek prozesu egonkor eta egonkorra lortzen du.

Gauzak teorian

Skyactiv X 0,5 zilindroko eta 16,3 litroko Skyactiv G aspirazio naturalean oinarrituta dago, berez eraginkortasun handiko oinarri ona baita. Gainera, zilindro bakoitzeko 1 litroko desplazamendua du, eta hori optimoa da errekuntza prozesuen abiadurari dagokionez. HCCI funtzionamendurako baldintzak sortzeko, konpresio erlazio geometrikoa 95ra igo zen: XNUMX. Horrela, nahastea gasolinako zatiki gehienen autoinfizio tenperaturatik hurbil dagoen tenperatura loditzen da batez besteko oktanoko kopurua XNUMXH-koa eta motorra funtzionatzeko tenperatura normala izanik.

Zenbait sentsoreren datuetan oinarrituta, horien artean zilindro bakoitzeko lau presio sentsore gakoak, ordenagailuak erabakitzen du zein funtzionamendu-modua hautatu. Azken hori hainbat gune funtzionalaren arabera zehazten da, motorraren abiaduraren eta kargaren arabera (hau da, azeleragailuaren pedalaren depresioaren maila). SCV izeneko zurrunbilo modulu berezi baten laguntzaz (harrerako portuetako batean aire kontrolatzeko balbula berezi bat barne), fluxu nahasi bizia sortzen da zilindroaren ardatzaren inguruan. Baldintzen arabera eta konpresio- eta errekuntza-presio-sortze-kurben konparazioan oinarrituta, baita aurrez zehaztutako "mapetan" beste hainbat parametrotan ere, portu anitzeko injektoreak erregaia injektatzen du diesel common rail-en lehen belaunaldietako presioetara hurbiltzen diren presioetan. sistemak. - 300 eta 1200 bar - hainbat zatitan. Hau pultsu luze batetik (flaring prozesu normal batean) hainbat pultsutara egiten da sarreran eta konpresio trazuan (autopizte-eragiketan). Jakina, gasolina-motor baten injekzio-presioa errekorra ere funtsezko elementua da nahastearen eraketan. Hala ere, galdera logiko bat sortzen da: nola aldatuko den parametro-multzo osoa motorraren potentzia txikiagora eta turbokargara aldatu behar bada, zilindroaren presioa handituz eta erregai-zatiak handitu beharrarekin ...

Dena azkarrago gertatzen da

Mazdaren SPCCI patenteak 44 orrialde ditu eta autoak txinparta auto-pizte moduan (SPCCI) moduan funtzionatzen duela zehazten du denboraren zati handi batean. Kontrola SPCCI auto-pizte-modu mota batzuetan oinarritzen da bere funtzionamenduan zehar: nahasketa gehienbat pobrea, gehienbat nahasketa normala eta nahasketa apur bat aberatsa. Kasu guztietan, injekzio eta zurrunbiloaren konfigurazioak konposizio ezberdineko (estratifikazioa) geruzak sortzen ditu ardatzaren inguruan, zentrokideki, barne-eremu aberatsagoa (aire:erregai erlazioa 14,7-20:1 ingurukoa) eta kanpo-eremu arinago batekin (35). -50:1). Barnekoak nahikoa "sukoitasun" du, eta kanpokoak konpresioan pistoiaren goiko erdigune hilaren ondoan auto-pizteko tenperatura kritikoa ia iritsi da. Bujiaren txinpartak barne-eremuaren pizteari hasiera ematen dio, tenperatura eta presioa nabarmen igotzea eraginez, eta honek aldi berean berez piztea eragiten du besteak. Flash-fronterik ez dagoenez, nitrogeno oxidoak sortzeko atalasearen azpiko tenperaturetan gertatzen da, eta horrek ikaragarri murrizten du nitrogeno oxidoen presentzia, eta nahaste homogeneo ahulak errekuntza osoa eta partikula, karbono monoxido eta oso maila baxuak ematen ditu. hidrokarburoak.

Funtzionamendu-baldintzen arabera (adibidez, abiadura ertaina eta karga handia, eta, kasu guztietan, abiadura handian), konpresore mekanikoa abiatzen da aire gehiago ematen laguntzeko eta nahasketa gehiago agortzen laguntzeko. Bere helburua potentzia handitzea ez bada ere, autoaren ezaugarri dinamiko onetan laguntzen du. Patenteak ere aipatzen du kotxea turbokargatua izan zitekeela, eta logikoki, ihes-tenperatura baxuagoak geometria aldakorreko turbina erabiltzeko aukera eman dezake. Oraingoz, ordea, konpresore mekaniko erreaktiboagoa duen kontrola errazagoa bihurtu da (baldin eta definizio hori Skyactiv X-rekin bateragarria bada). Mazdako ingeniarien arabera, baliteke turbokonpresor baten erabilera geroago etortzea.

Garrantzitsua da beste inork egin ezin izan duen zerbait sortzea lortu dutela, serie moduan ez behintzat. Sentsore-parametro asko modua aukeratzeko aurrez ezarritako jokabideekin alderatzen dira, baina kontua da praktikan "SPCCI modua" seinalea agertzen dela Mazdaren pantailan gehienetan, nahiz eta oso baxu eta oso altuetan rpm tarteetan - oso baxuetan ere. rpm Mazda3 leunki mugitzen da seigarren martxan.

Nola gertatzen da bizitza errealean?

Hain zati teoriko luze baten ondoren, azkenean iritsi da galderari erantzuteko unea: zertan dakar horrek guztiak praktikara azkenean. Gasolinari bezala, autoak erraz hartzen du abiadura eta azkar erantzuten du. Probetan, Iskar Gorgeko igoerak eta biraketak barne, hiri arteko normala eta autopista modua, Mazda 3 Skyactiv X-k 5,2 l / 100 km inguruko kontsumoa mantentzen du. Alemaniako lankideek lortzen duten probaren batez besteko kontsumoa 6,6 l / 100 km-koa da, baina horrek abiadura handiko gidatzea ere barne hartzen du. Gidatze proba ekonomiko batean, 5,4 l/100 km lortzen dute, hau da, 124 g/100 km CO2, Audi A3 2.0 TDI, BMW 118d eta Mercedes A 200d-en parekoa. Hala ere, kontuan izan behar da funtzionamendu-prozesu konplexua izan arren, makina honek ez duela gasa tratatzeko teknologia konplexurik behar, baina, bestalde, oso presio handiko injekzio-sistemak kostua handitzen duela. Bestalde, konpresore mekaniko txiki bat turbokonpresor bat baino merkeagoa da, beraz, diesel eta gasolina motorren artean prezio gisa kokatu behar da.

Motorra bat dator Mazda 3ren izaera dinamikoarekin eta bere ezarpen onekin bihurgune atseginak egiteko. Zuzendaritza zehatza da, eta autoak jarrera neutroa mantentzen du, probokazio zorrotzetan soilik atzeko gurpilak biratzeko joera erakutsiz. Horri gehitzen zaio laguntza-sistemen eta ekipamenduen nahasketa ona, Mazda-n hainbat mailatako ekipamenduaren parte baitira. Dagoeneko nahikoa hitz egin dugu agintearen konposizio ergonomiko berriari buruz. Funtzioak ez ditu monitoreak kontrolatzen eta funtzionatzeko errazak eta erosoak dira. Oro har, barrualdeak duela urte asko luxuzko modeloetan bakarrik aurkitzen zen arintasun eta kalitate zentzu sotila du. Laburbilduz, Skyactiv X-k funtzionatzen du eta benetan pizten zaitu.