Skyactiv X með bifreiðar og íþróttatækniverðlaun

Nýjasta vél Mazda hlýtur Paul Pietsch verðlaun fjölmiðlastofnunar

Árlega afhendir farartæki og íþróttamiðlar alþjóðleg verðlaun Paul Pitch fyrir tækninýjungar. Á sama tíma og rafknúin hreyfing er í auknum mæli talin koma í staðinn fyrir brennsluvél, hafa Paul Pietsch 2020 verðlaunin verið veitt fyrir einmitt slíka hitavél. Það hefur þó framúrstefnulegan karakter. Ekkert annað fyrirtæki hefur náð sambandi af einsleitni eins og bensínvél og sjálfkveikja eins og dísilvél, með ávinningi af báðum gerðum véla í framleiðslulíkani. Þetta er tilefni til að segja þér aftur frá því hvernig þetta tæki virkar.

Með bensíninnsprautunarþrýstingi eins og í dísilvél, kertakveikju, sjálfkveikju, "λ" sem er stöðugt að breytast, er Skyactiv X sannarlega bylting í bílaiðnaðinum.

HCCI vélarþróun Mazda nær yfir 30 ár og byggist að miklu leyti á afar ítarlegri eldsneytisgreiningu við þróun Wankel-vélarinnar. Nokkrar kynslóðir verkfræðinga eru þjálfaðir á þessum grunni, sem skapar mikinn höfuðverk og vandamál, en færir einnig mikla reynslu.

Það var í dýpi snúningsvélarinnar sem fyrstu frumgerðir véla með einsleitri blöndun og sjálfkveikju fundust. Wankel vélin þjónar einnig sem vettvangur fyrir þróun ýmissa túrbótengdrar tækni - þetta er RX-7, sem kynnir grunn VNT túrbínu, tveggja þotu hverfla og fossaáfyllingu í bensínvél sem eingöngu var notuð af Porsche.

X-skrár

Hins vegar er bein grundvöllur núverandi Skyactiv X hin þegar sannaða nýja kynslóð af bensínvélum Skyactiv G og Skyactiv D. Ef þú skoðar lausnirnar sem kynntar eru í þessum tækjum muntu óhjákvæmilega komast að því að þær eru að einhverju leyti „að veruleika“. „Í nýju SPCCI verksmiðjunni, af reynslu sem fengist hefur við að greina brennsluhólf til flæðisóróa.

Samkvæmt þessari tilgátu er skilvirkni Skyactiv X meiri en skilvirkni 2ZR-FXE bensínvélarinnar sem knúin er af Toyota Prius (með Atkinson hringrásinni) um 39 prósent, en Mazda er sjálf meðvituð um að þessi hámarkspunktur er ekki sá mikilvægasti lið. Oftast keyrir vélin á hlutföllum og meðalnýtni bensínvélar lækkar verulega. Vegna þess að í flestum tilfellum starfar Skyactiv X með breiðan opinn fiðrildisventil, dælutap minnkar verulega og meðalnýtni eykst. Þetta, ásamt háu þjöppunarhlutfalli, leiðir til sameiginlegrar aukinnar skilvirkni.

Frábært afrek fyrir verkfræðinga Mazda er sú staðreynd að Skyactiv X þeirra starfar í einsleitri og sjálfkveikjuham á mjög breiðu svið hraðans og álagsins. Í reynd sameinar það ferla sem notaðir eru ekki aðeins í dísil- og bensínvélum heldur einnig svipaðir þeim sem notaðir eru í bensíndísilvélum og bensínvélum með halla brennslu. Hið síðastnefnda framleiðir einnig eðlileg og slæm svæði, en ólíkt þeim, þar sem ferlið á sér stað algjörlega framan á flassinu, í tilfelli Mazda, kviknar slæm blanda af sjálfu sér með hjálp kerta.

Hvað er að gerast í Skyactiv X? Allar tilraunavélar sem starfa á grundvelli HCCI-stillingarinnar sem búnar hafa verið til hingað til eru byggðar á mjög flókinni sjálfkveikjustýringu (byggt á hita og þrýstingi við þjöppun og bráðabirgðaefnaviðbrögð milli eldsneytis, lofttegunda og lofts) með óstöðugum rekstrarbreytum sem eiga sér stað í fjölda stillinga. að eðlilegum gangi vélarinnar. Mazda vél notar alltaf neisti sem kveikjufyrirtæki. Hins vegar liggur munurinn frá venjulegum rekstri bensínvélar í síðari atburðum. Þetta gerir umskiptin í mismunandi stillingar miklu jafnvægi og þessi leið til að stjórna í HCCI ham leiðir til stöðugs og stöðugs ferils.

Hlutir í orði

Skyactiv X er byggður á náttúrulega sogaðri, fjögurra strokka Skyactiv G 0,5 lítra, sem í sjálfu sér er góður grunnur með mikilli skilvirkni. Að auki hefur það 16,3 lítra tilfærslu á hólk, sem er ákjósanlegur miðað við hraða brennsluferlanna. Til að skapa skilyrði fyrir HCCI notkun var rúmfræðilegt þjöppunarhlutfall aukið í 1: 95. Þannig þykknar blandan í hitastig nálægt sjálfkveikjuhita flestra brota í bensíni með meðaltal oktanafjölda XNUMXH og venjulegum vinnsluhita vélarinnar.

Byggt á gögnum frá nokkrum skynjurum, þar á meðal fjórir þrýstiskynjarar á hverjum strokki eru lykilatriði, ákveður tölvan hvaða vinnslumáta á að velja. Hið síðarnefnda er ákvarðað á grundvelli nokkurra hagnýtra svæða, allt eftir hraða og álagi (með öðrum orðum, hversu þungt bensíngjöfin er) vélarinnar. Með hjálp sérstakrar þyrileiningar sem kallast SCV (þar á meðal sérstakur loftstýriventill í einni af inntaksportunum) myndast ákaft ókyrrðflæði um strokkaásinn. Það fer eftir aðstæðum og byggt á samanburði á kúrfum þjöppunar og brunaþrýstingsuppbyggingar, sem og mörgum öðrum breytum í fyrirfram skilgreindum „kortum“, fjölporta innspýtingartækið sprautar eldsneyti við þrýsting sem nálgast það sem er í fyrstu kynslóðum common rail dísilolíu. kerfi. - frá 300 til 1200 bör - í nokkrum skömmtum. Þetta er gert frá einum löngum púlsi (í venjulegu blossaferli) til nokkurra púlsa meðan á inntaks- og þjöppunarslag stendur (í sjálfkveikjuaðgerð). Augljóslega er metinnsprautunarþrýstingur fyrir bensínvél einnig lykilatriði í myndun blöndunnar. Hins vegar vaknar rökrétt spurning - hvernig mun allt sett af breytum breytast ef og hvenær á að skipta yfir í lægra vélarafl og túrbóhleðslu, með aukningu á strokkþrýstingi, sem og með þörfinni á að auka eldsneytisskammta ...

Allt gerist hraðar

SPCCI einkaleyfi Mazda er 44 blaðsíður að lengd og upplýsingar um að bíllinn keyrir í sjálfkveikjustillingu (SPCCI) í verulegan hluta tímans. Stýringin byggist á nokkrum gerðum af SPCCI sjálfkveikjuhamum meðan á notkun hennar stendur - einn með að mestu lélegri blöndu, að mestu eðlilegri blöndu og örlítið ríkri blöndu. Í öllum tilfellum myndar innspýting og hringstilling lög með mismunandi samsetningu (lagskiptingu) sammiðja í kringum ásinn, með ríkara innra svæði (loft:eldsneyti hlutfall um 14,7-20:1) og grennra ytra svæði (35). -50:1). Hið innra hefur nægjanlegt "eldfimi" og hið ytra hefur náð næstum mikilvægu hitastigi fyrir sjálfkveikju nálægt efsta dauðapunkti stimplsins við þjöppun. Neisti kerti kemur af stað íkveikju innra svæðisins sem veldur því að hiti og þrýstingur hækkar mikið og það veldur því að hinir kvikna sjálfkrafa á sama tíma. Þar sem engin leiftur er til staðar við hitastig undir viðmiðunarmörkum fyrir myndun köfnunarefnisoxíða, sem dregur verulega úr nærveru köfnunarefnisoxíða, og veik einsleit blanda gefur fullkomnari bruna og mjög lítið magn svifryks, kolmónoxíðs og kolvetni.

Það fer eftir notkunaraðstæðum – eins og meðalhraði og mikið álag, og í öllum tilfellum á miklum hraða – kemur vélræna þjöppan í gang til að hjálpa til við að veita meira lofti og tæma blönduna enn frekar. Þótt tilgangur hans sé ekki að auka afl þá stuðlar hann að góðum kraftmiklum eiginleikum bílsins. Einkaleyfið nefnir einnig að bíllinn gæti verið túrbóhlaðinn og rökrétt gæti lægra útblásturshitastig leyft notkun túrbínu með breytilegri rúmfræði. Í bili hefur stjórnun með móttækilegri vélrænni þjöppu hins vegar orðið auðveldari (að því gefnu að slík skilgreining samrýmist Skyactiv X). Að sögn verkfræðinga Mazda gæti notkun túrbóhleðslutækis komið á síðari stigum.

Það er mikilvægt að hafa í huga að þeim tókst að búa til eitthvað sem enginn annar hefur getað gert - að minnsta kosti ekki í raðformi. Margar skynjarabreytur eru bornar saman við forstillta hegðun fyrir stillingarval, en staðreyndin er sú að í reynd er „SPCCI Mode“ táknið sýnt á Mazda skjánum oftast, jafnvel við mjög lágt og mjög hátt snúningssvið - jafnvel við mjög lágt snúningssvið. snúningur á mínútu Mazda3 hreyfist mjúklega í sjötta gír.

Hvernig gerist þetta í raunveruleikanum?

Eftir svo langan fræðilegan hluta er loksins kominn tími til að svara spurningunni - til hvers leiðir þetta allt saman í reynd á endanum. Líkt og bensín hliðstæðan tekur bíllinn upp hraða auðveldlega og bregst hratt við. Á meðan á prófunum stendur, þar á meðal klifur og beygjur í Iskar-gljúfrinu, venjulegri milli- og þjóðvegastillingu, heldur Mazda 3 Skyactiv X eyðslu sinni á bilinu um 5,2 l / 100 km. Meðalprófseyðsla sem kollegar í Þýskalandi hafa náð er 6,6 l / 100 km, en þar er einnig háhraðaakstur innifalinn. Í hagkvæmu ökuprófi ná þeir 5,4 l/100 km, sem er 124 g/100 km CO2, sem er á pari við Audi A3 2.0 TDI, BMW 118d og Mercedes A 200d. Hins vegar skal tekið fram að þrátt fyrir flókið vinnsluferlið þarf þessi vél ekki flókna gasmeðhöndlunartækni, en á hinn bóginn eykur mjög háþrýstingsinnsprautunarkerfið kostnaðinn. Á hinn bóginn er lítil vélræn þjöppu ódýrari en túrbóþjöppu, þannig að hún ætti að vera sett sem verð á milli dísil- og bensínvéla.

Vélin er í samræmi við kraftmikinn karakter Mazda 3 og góðar stillingar fyrir skemmtilegar beygjur. Stýrið er nákvæmlega útfært og bíllinn heldur hlutlausri framkomu sem sýnir tilhneigingu til að snúa afturhjólunum aðeins við snörp ögrun. Við þetta bætist góð blanda af hjálparkerfum og búnaði sem hjá Mazda eru hluti af búnaði á ýmsum stigum. Við höfum nú þegar talað nóg um nýja vinnuvistfræðilega samsetningu stjórnarinnar. Aðgerðunum er ekki stjórnað af skjánum og þær eru einfaldar og þægilegar í notkun. Á heildina litið hefur innréttingin fíngerða tilfinningu fyrir léttleika og gæðum sem fannst aðeins í lúxusgerðum fyrir mörgum árum. Í stuttu máli - Skyactiv X virkar - og það kveikir í þér.