„Skyactiv X“ su automobilių variklių ir sporto technologijų apdovanojimu
Straipsniai

„Skyactiv X“ su automobilių variklių ir sporto technologijų apdovanojimu

Pažangiausias „Mazda“ variklis laimi žiniasklaidos įkūrėjo Paulo Pietscho apdovanojimą

Kiekvienais metais automobilių ir sporto žiniasklaida įteikia tarptautinį Paulo Pitcho prizą už novatorišką technologinę pažangą. Tuo metu, kai elektrinis mobilumas vis dažniau vertinamas kaip vidaus degimo variklio pakaitalas, „Paul Pietsch 2020“ apdovanojimas buvo skirtas būtent tokiam šilumos varikliui. Tačiau jis turi avangardinį pobūdį. Nei viena kita kompanija nepasiekė homogenizavimo, pavyzdžiui, benzininio ir savaiminio užsidegimo, kaip dyzelinis variklis, naudos iš abiejų tipų variklių. Tai proga dar kartą papasakoti, kaip veikia šis aparatas.

Benzino įpurškimo slėgis kaip dyzeliniame variklyje, uždegimo žvakės uždegimas, savaiminis užsidegimas, „λ“, kuris nuolat kinta, „Skyactiv X“ yra tikrai revoliucija automobilių pramonėje.

„Mazda“ HCCI variklių kūrimas tęsiasi daugiau nei 30 metų ir daugiausia remiasi itin išsamia kuro „Wankel“ kuro analize. Šiuo pagrindu rengiamos kelios inžinierių kartos, o tai sukelia daug galvos skausmo ir problemų, tačiau atneša ir daug patirties.

Būtent rotorinio variklio gelmėse buvo rasti pirmieji mašinų prototipai su homogeniniu maišymu ir savaiminiu užsidegimu. Wankel variklis taip pat tarnauja kaip platforma kuriant įvairias su turbokompresoriais susijusias technologijas – tai RX-7, kuriame pristatomi elementariai VNT turbokompresoriai, dviejų reaktyvinių turbinų ir kaskadinis degalų papildymas benzininiame variklyje, kurį naudojo tik „Porsche“.

„Skyactiv X“ su automobilių variklių ir sporto technologijų apdovanojimu

X-failai

Tačiau tiesioginis dabartinio Skyactiv X pagrindas yra jau pasiteisinusios naujos kartos benzininiai aparatai Skyactiv G ir Skyactiv D. Pažvelgę ​​į šiuose įrenginiuose pateiktus sprendimus, neišvengiamai pastebėsite, kad jie tam tikru mastu yra „realizuoti“. „Naujoje SPCCI gamykloje iš patirties, įgytos analizuojant degimo kameras, iki srauto turbulencijos.

Remiantis šia hipoteze, „Skyactiv X“ efektyvumas 2 proc. taškas. Dažniausiai variklis dirba esant dalinei apkrovai, o vidutinis benzininio variklio efektyvumas smarkiai sumažėja. Atsižvelgiant į tai, kad daugeliu atvejų „Skyactiv X“ veikia su plačiai atidaromu sklendės vožtuvu, siurblio nuostoliai yra žymiai sumažinti ir padidėja vidutinis efektyvumas. Tai kartu su dideliu suspaudimo laipsniu padidina efektyvumą.

„Skyactiv X“ su automobilių variklių ir sporto technologijų apdovanojimu

Puikus „Mazda“ inžinierių pasiekimas yra tai, kad jų „Skyactiv X“ veikia vienalyčiu ir savaiminio užsidegimo režimu labai plačiu greičio ir apkrovos diapazonu. Praktiškai jis sujungia procesus, naudojamus ne tik dyzeliniuose ir benzininiuose varikliuose, bet ir panašius į tuos, kurie naudojami dyzeliniuose ir lieso degimo benzininiuose varikliuose. Pastarasis taip pat gamina įprastas ir blogas sritis, tačiau, skirtingai nuo jų, kai procesas vyksta tik su blykstės priekine dalimi, „Mazda“ atveju blogas mišinys užsidega savaime žvakės pagalba.

Kas vyksta „Skyactiv X“? Visi eksperimentiniai varikliai, veikiantys iki šiol sukurto HCCI režimo pagrindu, yra pagrįsti labai kompleksišku savaiminio užsidegimo valdymu (paremtu šiluma ir slėgiu suspaudimo metu ir išankstinėmis cheminėmis reakcijomis tarp degalų, dujų ir oro) su nestabiliais darbo parametrais, kurie vyksta keliais režimais. normaliam variklio veikimui. „Mazda“ variklis kaip degimo iniciatorius visada naudoja žvakę. Tačiau skirtumas nuo įprasto benzininio variklio veikimo slypi vėlesniuose įvykiuose. Dėl to perėjimas prie skirtingų režimų tampa daug labiau subalansuotas, o tokiu būdu valdant HCCI režimu gaunamas stabilus ir stabilus procesas.

Daiktai teoriškai

„Skyactiv X“ yra pagamintas iš natūraliai įsiurbiamo keturių cilindrų 0,5 litrų „Skyactiv G“, kuris pats savaime yra gera bazė, turinti didelį efektyvumą. Be to, jo tūris yra 16,3 litro vienam cilindrui, o tai optimaliausia atsižvelgiant į degimo procesų greitį. Siekiant sukurti HCCI veikimo sąlygas, geometrinis suspaudimo laipsnis buvo padidintas iki 1: 95. Taigi mišinys sutirštėja iki tokios temperatūros, kuri yra artima daugumos benzino frakcijų savaiminio užsidegimo temperatūrai, kurio vidutinis oktaninis skaičius yra XNUMXH ir normali variklio darbinė temperatūra.

„Skyactiv X“ su automobilių variklių ir sporto technologijų apdovanojimu

Remdamasis kelių jutiklių duomenimis, tarp kurių yra keturi slėgio jutikliai kiekviename cilindre, kompiuteris nusprendžia, kurį veikimo režimą pasirinkti. Pastaroji nustatoma remiantis keliomis funkcinėmis zonomis, priklausomai nuo variklio greičio ir apkrovos (kitaip tariant, akceleratoriaus pedalo nuspaudimo laipsnio). Naudojant specialų sūkurinį modulį, vadinamą SCV (įskaitant specialų oro valdymo vožtuvą vienoje iš įsiurbimo angų), aplink cilindro ašį sukuriamas intensyvus turbulentinis srautas. Priklausomai nuo sąlygų ir palyginus suspaudimo bei degimo slėgio didėjimo kreives, taip pat daugelį kitų parametrų iš anksto apibrėžtuose „žemėlapiuose“, kelių angų purkštukas įpurškia degalus, kurių slėgis yra artimas pirmos kartos „common rail“ dyzelino slėgiui. sistemos. - nuo 300 iki 1200 barų - keliomis porcijomis. Tai atliekama nuo vieno ilgo impulso (įprastame deginimo procese) iki kelių impulsų įsiurbimo ir suspaudimo takto metu (savaiminio užsidegimo režimu). Akivaizdu, kad rekordinis benzininio variklio įpurškimo slėgis taip pat yra pagrindinis mišinio formavimo elementas. Tačiau kyla logiškas klausimas - kaip pasikeis visas parametrų rinkinys, jei ir kada pereisime prie mažesnės variklio galios ir turbokompresoriaus, padidėjus cilindro slėgiui, taip pat esant poreikiui didinti degalų porcijas...

Viskas vyksta greičiau

„Mazda“ SPCCI patentas yra 44 puslapių ilgio ir nurodo, kad automobilis didelę laiko dalį veikia uždegimo žvakės automatinio uždegimo (SPCCI) režimu. Valdymas yra pagrįstas kelių tipų SPCCI savaiminio užsidegimo režimais jo veikimo metu – vienas su dažniausiai prastu mišiniu, dažniausiai įprastas mišinys ir šiek tiek sodrus mišinys. Visais atvejais įpurškimo ir sūkurio konfigūracija sukuria skirtingos sudėties (sluoksniavimosi) sluoksnius koncentriškai aplink ašį su turtingesne vidine zona (oro ir kuro santykis apie 14,7-20:1) ir plonesne išorine zona (35). -50:1). Viduje yra pakankamai „degumo“, o išorė pasiekė beveik kritinę savaiminio užsidegimo temperatūrą šalia viršutinio stūmoklio negyvojo taško suspaudimo metu. Žvakės kibirkštis inicijuoja vidinės zonos užsidegimą, todėl temperatūra ir slėgis smarkiai pakyla, o dėl to tuo pačiu metu savaime užsidega kitos. Kadangi nėra pliūpsnio fronto, jis atsiranda esant žemesnei nei azoto oksidų susidarymo slenkstis temperatūrai, o tai drastiškai sumažina azoto oksidų buvimą, o silpnas homogeniškas mišinys užtikrina pilnesnį degimą ir labai mažą kietųjų dalelių, anglies monoksido ir anglies monoksido kiekį. angliavandeniliai.

„Skyactiv X“ su automobilių variklių ir sporto technologijų apdovanojimu

Priklausomai nuo darbo sąlygų, tokių kaip vidutinis greitis ir didelė apkrova, ir visais atvejais esant dideliam greičiui, mechaninis kompresorius įsijungia, kad padėtų tiekti daugiau oro ir toliau išeikvoti mišinį. Nors jo tikslas nėra didinti galią, jis prisideda prie gerų dinaminių automobilio savybių. Patente taip pat minima, kad automobilis galėtų būti su turbokompresoriumi, logiškai mąstant, žemesnė išmetamųjų dujų temperatūra leistų naudoti kintamos geometrijos turbiną. Tačiau kol kas lengviau valdyti su jautresniu mechaniniu kompresoriumi (jei toks apibrėžimas suderinamas su Skyactiv X). „Mazda“ inžinierių teigimu, turbokompresorius gali būti naudojamas vėliau.

Svarbu pažymėti, kad jiems pavyko sukurti tai, ko niekas kitas nesugebėjo padaryti – bent jau ne serijiniu būdu. Daugelis jutiklio parametrų lyginami su iš anksto nustatytais režimo pasirinkimo elgsena, tačiau faktas yra tas, kad praktiškai „SPCCI režimo“ ženklas „Mazda“ ekrane rodomas didžiąją laiko dalį, net esant labai mažam ir labai dideliam apsisukimų dažniui, net esant labai mažam sūkių dažniui. rpm Mazda3 sklandžiai juda šešta pavara.

Kaip tai vyksta realiame gyvenime?

Po tokios ilgos teorinės dalies pagaliau atėjo laikas atsakyti į klausimą – prie ko visa tai galiausiai priveda praktiškai. Kaip ir benzininis atitikmuo, automobilis lengvai įsibėgėja ir greitai reaguoja. Bandymų metu, įskaitant pakilimus ir posūkius Iskar tarpekle, įprastą tarpmiestinį ir greitkelio režimą, „Mazda 3 Skyactiv X“ išlaiko savo sąnaudas maždaug 5,2 l / 100 km diapazone. Vidutinės bandymų sąnaudos, kurias pasiekė kolegos Vokietijoje, yra 6,6 l / 100 km, tačiau tai apima ir važiavimą dideliu greičiu. Ekonomiško vairavimo teste jie pasiekia 5,4 l/100 km, tai yra 124 g/100 km CO2, o tai prilygsta Audi A3 2.0 TDI, BMW 118d ir Mercedes A 200d. Tačiau reikia pažymėti, kad nepaisant sudėtingo eksploatavimo proceso, šiai mašinai nereikia sudėtingų dujų apdorojimo technologijų, tačiau, kita vertus, labai aukšto slėgio įpurškimo sistema padidina jos kainą. Kita vertus, mažas mechaninis kompresorius yra pigesnis nei turbokompresorius, todėl jį reikėtų pozicionuoti kaip kainą tarp dyzelinių ir benzininių variklių.

„Skyactiv X“ su automobilių variklių ir sporto technologijų apdovanojimu

Variklis dera su dinamišku Mazda 3 charakteriu ir gerais nustatymais maloniems posūkiams. Vairas yra tiksliai išdėstytas, o automobilis išlaiko neutralų elgesį, rodantį polinkį pasukti galinius ratus tik esant aštrioms provokacijoms. Prie to pridedamas geras pagalbinių sistemų ir įrangos derinys, kuris „Mazda“ yra įvairių lygių įrangos dalis. Jau pakankamai kalbėjome apie naują ergonominę valdymo sudėtį. Funkcijos nėra valdomos monitoriumi ir yra paprastos bei patogios valdyti. Apskritai, interjeras turi subtilų lengvumo ir kokybės pojūtį, kuris prieš daugelį metų buvo aptiktas tik prabangiuose modeliuose. Trumpai tariant – „Skyactiv X“ veikia – ir tikrai jus įjungia.

Добавить комментарий