Mazda SkyActiv G-Motor - Bensin a SkyActiv D - Diesel
Automobiliste wëllen d'CO -Emissiounen reduzéieren2 anescht. Heiansdo ass et zum Beispill o Kompromëss déi d'Freed um Fueren op d'Säitlinn verréckelen. Wéi och ëmmer, Mazda huet decidéiert an eng aner Richtung ze goen an Emissiounen ze reduzéieren mat enger neier All-in-One Léisung déi d'Freed vum Fueren net ofhëlt. Zousätzlech zum neien Design vu Bensin an Dieselmotoren, enthält d'Léisung och en neie Chassis, Kierper a Gearbox. D'Gewiicht vum ganzen Auto ze reduzéieren geet Hand an Hand mat neier Technologie.
Rezent Fuerschung weist datt konventionell Verbrennungsmotore weiderhin d'Automobilwelt fir déi nächst 15 Joer dominéieren, sou datt et derwäert ass weider vill Effort ze investéieren fir se z'entwéckelen. Wéi Dir wësst, gëtt déi meescht vun der chemescher Energie, déi am Brennstoff enthale gëtt, net a mechanesch Aarbecht wärend der Verbrennung ëmgewandelt, awer verdampt wuertwiertlech a Form vun Offallwärm duerch d'Auspuffleitungen, Heizkierper, asw. déi mechanesch Deeler vum Motor. Bei der Entwécklung vun der neier Generatioun vu SkyActiv Bensin an Dieselmotoren, hunn Ingenieuren aus Hiroshima, Japan, sech op sechs Haaptfaktoren fokusséiert déi de resultéierende Konsum an Emissiounen beaflossen:
- Kompressiounsverhältnis,
- Brennstoff zu Loft Verhältnis,
- d'Dauer vun der Verbrennungsphase vun der Mëschung,
- d'Zäit vun der Verbrennungsphase vun der Mëschung,
- Pompelverloschter,
- Reibung vun de mechanesche Deeler vum Motor.
Am Fall vu Bensin an Dieselmotoren hu Kompressiounsverhältnis a Reduktiounsverloschtreduktioun bewisen déi wichtegst Faktore bei der Reduktioun vun Emissiounen a Brennstoffverbrauch ze sinn.
SkyActiv D Motor
Den 2191 cc Motor ass mat engem Héichdrock Common Rail Injektiounssystem mat piezoelektresche Injektoren ausgestatt. Et huet en ongewéinlech niddereg Kompressiounsverhältnis vun nëmmen 14,0: 1 fir Diesel. Opluedstatioun gëtt vun engem Paar Turbochargers vu verschiddene Gréissten zur Verfügung gestallt, wat e positiven Effekt huet fir d'Verzögerung vun der Motorreaktioun op de Gaspedal ze drécken. De Ventilzuch aktivéiert variabel Rees vun den Auspuffventile, wat zu enger méi séier Erwiermung vun engem kale Motor féiert, well e puer vun den Auspuffgasen an d'Zylinder zréckkommen. Wéinst zouverléissege Kälstart a stabile Verbrennung wärend der Erwiermungsphase erfuerderen konventionell Dieselmotoren en héije Kompressiounsverhältnis, wat typesch am Beräich 16: 1 bis 18: 1. Den nidderegen Kompressiounsverhältnis vun 14,0: 1 fir SkyActiv ass -D Motor erlaabt d'Zäit vum Verbrennungsprozess ze optimiséieren. Wéi de Kompressiounsverhältnis erofgeet, falen d'Zylindertemperatur an den Drock och am Top Dead Center erof. An dësem Fall verbrennt d'Mëschung méi laang och wann Brennstoff an den Zylinder injizéiert gëtt just ier en den Top Dead Center erreecht. Als Resultat vun enger länger Verbrennung gi Gebidder mat engem Mangel u Sauerstoff net an der brennbarer Mëschung geformt, an d'Temperatur bleift uniform, sou datt d'Bildung vum NOx a Rous wesentlech ausgeschloss gëtt. Mat Brennstoffinjektioun a Verbrennung no uewen um Doudeger Zentrum ass de Motor méi effizient. Dëst bedeit méi effizient Notzung vun der chemescher Energie am Brennstoff wéi och méi mechanesch Aarbecht pro Brennstoff Eenheet wéi am Fall vun engem High Compression Dieselmotor. D'Resultat ass eng Reduktioun vum Dieselverbrauch a logesche CO2 Emissiounen ëm méi wéi 20% am Verglach zum 2,2 MZR-CD Motor dee mat engem Kompressiounsverhältnis vun 16: 1. Wéi ernimmt gi vill manner Stickstoffoxide generéiert wärend der Verbrennung a bal keng technesch Kuelestoff . Also, och ouni en zousätzlechen NOx Entfernungssystem, erfëllt de Motor den Euro 6 Emissiounsstandard, deen 2015 a Kraaft trëtt. Also brauch de Motor keng selektiv katalytesch Reduktioun oder en NOx eliminéierende Katalysator.
Wéinst der gerénger Kompressioun kann de Motor net eng héich genuch Temperatur generéieren fir d'Mëschung bei kale Start ze brennen, wat zu engem ganz problematesche Start a mam Motor intermittéierende Betrib féiere kann, besonnesch am Wanter. Aus dësem Grond ass SkyActiv-D ausgestatt mat Keramik Glühstecker an engem variabelen Schlag VVL Auspuffventil. Dëst erlaabt waarm Ofgasgase intern an der Verbrennungskammer zirkuléieren. Déi éischt Zündung gëtt assistéiert vun engem Glühwäin, dee genuch ass fir d'Ausgasen déi erfuerderlech Temperatur z'erreechen. Nom Start vum Motor wäert den Auspuffventil net zoumaachen wéi en normalen Opnammotor. Amplaz bleift et ajar an déi waarm Ofgasgase kommen zréck an d'Verbrennungskammer. Dëst erhéicht d'Temperatur an et erliichtert dofir déi spéider Zündung vun der Mëschung. Sou leeft de Motor ofgefaangen an ouni Ënnerbriechung vum éischte Moment.
Am Verglach zum 2,2 MZR-CD Dieselmotor ass d'intern Reibung och ëm 25% reduzéiert ginn. Dëst spigelt sech net nëmmen an enger weiderer Reduktioun vun de Gesamtverloschter, awer och a méi séier Äntwert a verbessert Leeschtung. En anere Virdeel vun engem méi nidderegen Kompressiounsverhältnis ass manner maximal Zylinderdruck an dofir manner Stress op eenzel Motorkomponenten. Aus dësem Grond ass et kee Besoin fir sou e robuste Motordesign, wat zu weidere Gewiichterspuerungen resultéiert. Den Zylinderkopf mat integréiertem Manifold huet méi dënn Maueren a waacht dräi Kilo manner wéi virdrun. Den Aluminiumzylinderblock ass 25 kg méi hell. D'Gewiicht vun de Kolben an de Kurbelwell ass ëm 25 Prozent reduzéiert ginn. Als Resultat ass d'Gesamtgewiicht vum SkyActiv-D-Motor 20% manner wéi dat vum 2,2 MZR-CD-Motor bis elo benotzt.
De SkyActiv-D Motor benotzt zweestufeg Supercharging. Dëst bedeit datt et mat engem klengen an engem grousse Turbocharger ausgestatt ass, dee jidderee mat engem anere Geschwindegkeetsberäich funktionnéiert. Déi méi kleng gëtt bei nidderegen a mëttleren Ufang benotzt. Wéinst der niddereger Inertie vun de rotéierenden Deeler verbessert et d'Drehmomentkurve an eliminéiert de sougenannten Turbo-Effekt, dat heescht d'Verzögerung vun der Reaktioun vum Motor op e plötzleche Beschleuniger Sprong mat gerénger Geschwindegkeet wann et net genuch Drock am Auspuff ass . Branche Pipe fir séier Dréie vun der Turbocharger Turbin. Am Géigesaz ass de gréisseren Turbocharger voll an der Mëttelgeschwindegkeet engagéiert. Zesumme suerge béid Turbocharger de Motor mat enger flaach Dréimomentkurve bei nidderegen U / min an héijer Kraaft bei héijer U / min. Dank der genuch Loftversuergung vun den Turbochargers iwwer e breet Geschwindegkeetsberäich, ginn NOx a Partikelemissiounen op e Minimum gehalen.
Bis elo ginn zwou Versioune vum 2,2 SkyActiv-D Motor fir Europa produzéiert. Dee méi staarken huet eng maximal Kraaft vun 129 kW bei 4500 U / min an e maximalt Dréimoment vun 420 Nm bei 2000 U / min. Déi méi schwaach huet 110 kW bei 4500 U / min an en Dréimoment vun 380 Nm am Beräich 1800-2600 U / min, bei maximal. d'Rotatiounsgeschwindegkeet vu béide Motore ass 5200. An der Praxis handelt de Motor zimmlech lethargesch bis 1300 U / min, vun dëser Limit fänkt et un d'Geschwindegkeet ze kréien, wärend fir normal fueren et genuch ass et bei ongeféier 1700 U / min ze halen a méi souguer fir de Bedierfnesser fir glat Beschleunegung.
SkyActiv G Motor
Den natierlech aspiréierte Bensinmotor, deen Skyactiv-G bezeechent gëtt, huet en ongewéinlech héije Kompressiounsverhältnis vu 14,0:1, am Moment deen héchsten an engem masseproduzéierte Passagéierauto. D'Erhéijung vum Kompressiounsverhältnis erhéicht d'thermesch Effizienz vum Benzinmotor, wat schlussendlech manner CO2 Wäerter bedeit an domat manner Brennstoffverbrauch. De Risiko verbonne mat engem héije Kompressiounsverhältnis am Fall vu Benzinmotoren ass déi sougenannt Klappverbrennung - Detonatioun an déi resultéierend Reduktioun vum Dréimoment an exzessive Motorverschleiung. Fir d'Klappverbrennung vun der Mëschung wéinst dem héije Kompressiounsverhältnis ze vermeiden, benotzt de Skyactiv-G-Motor eng Reduktioun vun der Quantitéit wéi och den Drock vun de Reschtwaarmgasen an der Verbrennungskammer. Dofir gëtt en Auspuffpipe an enger 4-2-1 Konfiguratioun benotzt. Aus dësem Grond ass d'Auspuffleitung relativ laang a verhënnert doduerch effektiv Ofgase direkt an d'Verbrennungskammer zréckzekommen, nodeems se dovun ofgeleet goufen. Déi resultéierend Ofsenkung vun der Verbrennungstemperatur verhënnert effektiv d'Optriede vun der Detonatioun Verbrennung - Detonatioun. Als aner Mëttel fir Detonatioun ze verhënneren, ass d'Verbrennungszäit vun der Mëschung reduzéiert ginn. Méi séier Verbrenne vun der Mëschung bedeit eng méi kuerz Zäit, während där déi onverbrennt Mëschung aus Brennstoff a Loft héich Temperaturen ausgesat ass, sou datt d'Detonatioun guer net méi Zäit huet. Den ënneschten Deel vun de Kolben ass och mat speziellen Ausschnëtter ausgestatt, sou datt d'Flämme vun der brennend Mëschung, déi a ville Richtungen bilden, sech ausdehnen kënnen ouni sech géigesäiteg ze kräizen, an d'Injektiounssystem gouf och mat nei entwéckelte Multi-Loch-Injektoren ausgestatt, wat et erlaabt Brennstoff ze atomiséieren.
Et ass och noutwendeg déi sougenannte Pompelverloschter ze reduzéieren fir d'Effizienz vum Motor ze erhéijen. Dëst geschitt bei méi nidderegen Motorbelaaschtungen wann de Kolben an d'Loft zitt wéi se sech während der Intakephase erof beweegt. D'Quantitéit vun der Loft, déi an den Zylinder eragitt, gëtt normalerweis vun engem Drosselventil kontrolléiert, deen am Intakstrakt läit. Bei liichte Motorbelaaschtung ass nëmmen eng kleng Quantitéit Loft néideg. D'Drosselventil ass bal zou, wat zu der Tatsaach féiert datt den Drock am Intakstrakt an am Zylinder ënner der Atmosphär ass. Dofir muss de Piston e wesentlechen negativen Drock iwwerwannen - bal e Vakuum, wat de Brennstoffverbrauch negativ beaflosst. D'Designer vun Mazda hunn onendlech verännerlech Intake an Auspuffventil Timing (S-VT) benotzt fir Pompelverloschter ze minimiséieren. Dëse System erlaabt Iech d'Quantitéit vun der ofgeroden Loft ze kontrolléieren mat Ventile amplaz vun engem Drossel. Bei nidderegen Motorlaascht ass ganz wéineg Loft erfuerderlech. Also hält de verännerleche Ventil Timing System d'Intaksventile am Ufank vun der Kompressiounsphase op (wann de Kolben eropgeet) a mécht se nëmmen zou wann déi erfuerderlech Quantitéit un Loft am Zylinder ass. Sou reduzéiert de S-VT System schlussendlech d'Pompelverloschter ëm 20% a verbessert d'Effizienz vum Verbrennungsprozess. Eng ähnlech Léisung huet BMW fir eng laang Zäit benotzt, dëse System nennt Duebel VANOS.
Wann Dir dëst Inlauchluftvolumekontrollsystem benotzt, gëtt et e Risiko vun enger net genuch Verbrennung vun der Mëschung wéinst dem nidderegen Drock, well d'Intake Ventile am Ufank vun der Kompressiounsphase oppe bleiwen. An dëser Hisiicht hunn Mazda Ingenieuren den héije Kompressiounsverhältnis vum Skyactiv G Motor vun 14,0: 1 benotzt, dat heescht méi héich Temperatur an Drock am Zylinder, sou datt de Verbrennungsprozess stabil bleift an de Motor méi ekonomesch leeft.
D'Motor niddereg Effizienz gëtt och erliichtert duerch säi liichte Design a manner mechanesch Reibung vu bewegende Deeler. Am Verglach mam installéierten 2,0 MZR Bensinmotor huet de Skyactiv G Motor 20% méi liicht Piston, 15% méi hell Verbindungsstäbchen a méi kleng Krumpshaftlager, wat zu enger Gesamtgewiichtreduktioun vun 10% resultéiert. Duerch d'Halbung vun der Reibung vun de Ventile an der Reibung vun de Pistonringe mat bal 40%ass déi total mechanesch Reibung vum Motor ëm 30%reduzéiert ginn.
All déi uewe genannte Modifikatioune hunn zu enger besserer Motormanöverbarkeet mat nidderegen bis mëttleren Uwendungen gefouert an eng 15% Reduktioun vum Brennstoffverbrauch am Verglach zum klassesche 2,0 MZR. Haut sinn dës wichteg CO2 Emissiounen nach méi niddereg wéi den 2,2 MZR-CD Dieselmotor deen haut benotzt gëtt. De Virdeel ass och d'Benotzung vum klassesche BA 95 Bensin.
All SkyActiv Bensin an Dieselmotoren an Europa si mat engem i-Stop System ausgestatt, dat heescht e Stop-Start System fir de Motor automatesch auszeschalten wann se gestoppt gëtt. Aner elektresch Systemer, regenerativ Bremsen, asw.
