Enjin Mazda SkyActiv G - petrol dan SkyActiv D - diesel
artikel

Enjin Mazda SkyActiv G - petrol dan SkyActiv D - diesel

Enjin Mazda SkyActiv G - petrol dan SkyActiv D - dieselPembuat kenderaan bertujuan untuk mengurangkan pelepasan CO2 berbeza. Kadang-kadang, misalnya, Kompromi yang mengubah kegembiraan memandu ke pinggir jalan. Namun, Mazda telah memutuskan untuk pergi ke arah yang berbeza dan mengurangkan pelepasan dengan penyelesaian all-in-one baru yang tidak menghilangkan keseronokan memandu. Sebagai tambahan kepada reka bentuk baru mesin petrol dan diesel, penyelesaiannya juga merangkumi casis, bodi dan kotak gear baru. Mengurangkan berat keseluruhan kenderaan seiring dengan teknologi baru.

Kajian terbaru menunjukkan bahawa enjin pembakaran konvensional akan terus menguasai dunia automotif selama 15 tahun ke depan, jadi perlu terus melabur banyak usaha untuk mengembangkannya. Seperti yang anda ketahui, sebahagian besar tenaga kimia yang terkandung dalam bahan bakar tidak diubah menjadi kerja mekanikal semasa pembakaran, tetapi secara harfiah menguap dalam bentuk haba sisa melalui paip ekzos, radiator, dll. Dan mereka juga menjelaskan kerugian yang disebabkan oleh geseran bahagian mekanikal enjin. Dalam mengembangkan generasi baru mesin petrol dan diesel SkyActiv, jurutera dari Hiroshima, Jepun, memfokuskan pada enam faktor utama yang mempengaruhi penggunaan dan pelepasan yang dihasilkan:

  • nisbah mampatan,
  • nisbah bahan api ke udara,
  • tempoh fasa pembakaran campuran,
  • masa fasa pembakaran campuran,
  • kerugian mengepam,
  • geseran bahagian mekanikal enjin.

Bagi enjin petrol dan diesel, nisbah mampatan dan penurunan geseran terbukti menjadi faktor terpenting dalam mengurangkan pelepasan dan penggunaan bahan bakar.

Enjin SkyActiv D

Mesin 2191 cc dilengkapi dengan sistem suntikan common rail tekanan tinggi dengan penyuntik piezoelektrik. Ia mempunyai nisbah mampatan yang luar biasa rendah hanya 14,0: 1 untuk diesel. Pengisian semula disediakan oleh sepasang turbocharger dengan pelbagai ukuran, yang memberi kesan positif untuk mengurangkan kelewatan tindak balas mesin untuk menekan pedal pemecut. Kereta api injap merangkumi perjalanan injap berubah-ubah, yang memanaskan lebih cepat apabila enjin sejuk, kerana beberapa gas ekzos kembali ke silinder. Kerana permulaan sejuk dan pembakaran yang stabil semasa fasa pemanasan, enjin diesel konvensional memerlukan nisbah mampatan tinggi, yang biasanya berada dalam julat 16: 1 hingga 18: 1. Nisbah mampatan rendah 14,0: 1 untuk SkyActiv -D engine membolehkan mengoptimumkan masa proses pembakaran. Apabila nisbah mampatan menurun, suhu dan tekanan silinder juga menurun di pusat mati atas. Dalam kes ini, campuran membakar lebih lama walaupun bahan bakar disuntik ke dalam silinder sebelum sampai ke pusat mati atas. Akibat pembakaran yang berpanjangan, kawasan dengan kekurangan oksigen tidak terbentuk dalam campuran yang mudah terbakar, dan suhunya tetap seragam, sehingga pembentukan NOx dan jelaga dihilangkan dengan ketara. Dengan suntikan bahan bakar dan pembakaran berhampiran pusat mati atas, enjinnya lebih cekap. Ini bererti penggunaan tenaga kimia yang lebih cekap yang terkandung dalam bahan bakar serta kerja mekanikal per unit bahan bakar daripada pada mesin diesel pemampatan tinggi. Hasilnya adalah pengurangan penggunaan diesel dan pelepasan CO2 logik lebih daripada 20% berbanding dengan mesin 2,2 MZR-CD yang beroperasi dengan nisbah mampatan 16: 1. Seperti yang telah disebutkan, lebih kurang nitrogen oksida dihasilkan semasa pembakaran dan hampir tidak ada karbon teknikal . Oleh itu, walaupun tanpa sistem penyingkiran NOx tambahan, enjinnya memenuhi standard pelepasan Euro 6 yang akan mula berkuat kuasa pada tahun 2015. Oleh itu, enjin tidak memerlukan pengurangan pemangkin selektif atau pemangkin penghapusan NOx.

Oleh kerana pemampatan yang rendah, mesin tidak dapat menghasilkan suhu yang cukup tinggi untuk menyalakan campuran semasa permulaan sejuk, yang dapat menyebabkan permulaan yang sangat bermasalah dan operasi berselang mesin, terutama pada musim sejuk. Atas sebab ini, SkyActiv-D dilengkapi dengan palam cahaya seramik dan injap ekzos VVL tak ubah. Ini membolehkan gas ekzos panas dikitar semula secara dalaman di ruang pembakaran. Pencucuhan pertama dibantu oleh palam cahaya, yang mencukupi untuk gas ekzos mencapai suhu yang diperlukan. Setelah menghidupkan enjin, injap ekzos tidak akan ditutup seperti enjin pengambilan biasa. Sebaliknya, ia tetap terbuka dan gas ekzos panas kembali ke ruang pembakaran. Ini menaikkan suhu di dalamnya dan oleh itu memudahkan pencucuhan campuran berikutnya. Oleh itu, enjin berjalan lancar dan tanpa gangguan dari saat pertama.

Berbanding dengan enjin diesel 2,2 MZR-CD, geseran dalaman juga telah dikurangkan sebanyak 25%. Ini dicerminkan bukan sahaja dalam pengurangan selanjutnya dalam kerugian keseluruhan, tetapi juga dalam tindak balas yang lebih pantas dan prestasi yang lebih baik. Manfaat lain daripada nisbah mampatan yang lebih rendah ialah tekanan silinder maksimum yang lebih rendah dan oleh itu kurang tekanan pada komponen enjin individu. Atas sebab ini, tidak ada keperluan untuk reka bentuk enjin yang teguh, menghasilkan penjimatan berat lagi. Kepala silinder dengan manifold bersepadu mempunyai dinding yang lebih nipis dan beratnya kurang tiga kilogram daripada sebelumnya. Blok silinder aluminium adalah 25 kg lebih ringan. Berat omboh dan aci engkol telah dikurangkan sebanyak 25 peratus lagi. Akibatnya, berat keseluruhan enjin SkyActiv-D adalah 20% lebih rendah daripada enjin 2,2 MZR-CD yang digunakan setakat ini.

Enjin SkyActiv-D menggunakan supercharging dua peringkat. Ini bermakna ia dilengkapi dengan satu pengecas turbo kecil dan satu, masing-masing beroperasi pada julat kelajuan yang berbeza. Yang lebih kecil digunakan pada putaran rendah dan sederhana. Oleh kerana inersia bahagian berputar yang lebih rendah, ia meningkatkan lekukan tork dan menghilangkan kesan turbo yang disebut, iaitu, kelewatan tindak balas mesin terhadap lonjakan pemecut secara tiba-tiba pada kelajuan rendah apabila tidak ada tekanan yang cukup dalam ekzos . paip cawangan untuk putaran turbin turbocharger dengan pantas. Sebaliknya, pengecas turbo yang lebih besar terlibat sepenuhnya dalam julat kelajuan pertengahan. Bersama-sama, kedua pengecas turbo menyediakan enjin dengan keluk tork rata pada rpm rendah dan daya tinggi pada rpm tinggi. Berkat bekalan udara yang mencukupi dari pengecas turbo pada julat kelajuan yang luas, pelepasan NOx dan zarah tetap minimum.

Setakat ini, dua versi enjin 2,2 SkyActiv-D dihasilkan untuk Eropah. Yang lebih kuat mempunyai kuasa maksimum 129 kW pada 4500 rpm dan tork maksimum 420 Nm pada 2000 rpm. Yang lebih lemah mempunyai 110 kW pada 4500 rpm dan tork 380 Nm dalam julat 1800-2600 rpm, pada maksimum. kelajuan kedua-dua enjin adalah 5200. Pada praktiknya, enjin bertindak lebih lesu hingga 1300 rpm, dari had ini ia mulai mendapat kelajuan, sementara untuk pemanduan biasa, cukup untuk mengekalkannya pada sekitar 1700 rpm atau lebih bahkan untuk keperluan pecutan lancar.

Enjin Mazda SkyActiv G - petrol dan SkyActiv D - diesel

Enjin SkyActiv G

Enjin petrol aspirasi semula jadi, Skyactiv-G, mempunyai nisbah mampatan yang luar biasa tinggi iaitu 14,0:1, pada masa ini yang tertinggi dalam kereta penumpang yang dihasilkan secara besar-besaran. Meningkatkan nisbah mampatan meningkatkan kecekapan haba enjin petrol, yang akhirnya bermakna nilai CO2 yang lebih rendah dan seterusnya mengurangkan penggunaan bahan api. Risiko yang dikaitkan dengan nisbah mampatan yang tinggi dalam kes enjin petrol ialah pembakaran ketukan yang dipanggil - letupan dan pengurangan tork dan kehausan enjin yang berlebihan. Untuk mengelakkan pembakaran mengetuk campuran disebabkan nisbah mampatan yang tinggi, enjin Skyactiv-G menggunakan pengurangan kuantiti serta tekanan sisa gas panas dalam kebuk pembakaran. Oleh itu, paip ekzos dalam konfigurasi 4-2-1 digunakan. Atas sebab ini, paip ekzos agak panjang dan dengan itu berkesan menghalang gas ekzos daripada kembali ke ruang pembakaran serta-merta selepas ia dilepaskan daripadanya. Penurunan suhu pembakaran yang terhasil dengan berkesan menghalang berlakunya pembakaran letupan - letupan. Sebagai cara lain untuk mencegah letupan, masa pembakaran campuran telah dikurangkan. Pembakaran campuran yang lebih cepat bermakna masa yang lebih singkat di mana campuran bahan api dan udara yang tidak terbakar terdedah kepada suhu tinggi, supaya letupan tidak mempunyai masa untuk berlaku sama sekali. Bahagian bawah omboh juga disediakan dengan ceruk khas supaya api campuran terbakar yang terbentuk dalam banyak arah boleh mengembang tanpa bersilang antara satu sama lain, dan sistem suntikan juga telah dilengkapi dengan penyuntik berbilang lubang yang baru dibangunkan, yang membolehkan bahan api untuk diatomkan.

Ia juga perlu untuk mengurangkan kehilangan pengepaman yang dipanggil untuk meningkatkan kecekapan enjin. Ini berlaku pada beban enjin yang lebih rendah apabila omboh menarik udara semasa ia bergerak ke bawah semasa fasa pengambilan.Jumlah udara yang memasuki silinder biasanya dikawal oleh injap pendikit yang terletak di saluran masuk. Pada beban enjin yang ringan, hanya sedikit udara diperlukan. Injap pendikit hampir tertutup, yang membawa kepada fakta bahawa tekanan dalam saluran pengambilan dan dalam silinder berada di bawah atmosfera. Oleh itu, omboh mesti mengatasi tekanan negatif yang ketara - hampir vakum, yang menjejaskan penggunaan bahan api secara negatif. Pereka Mazda menggunakan pemasaan injap masukan dan injap ekzos tidak terhingga (S-VT) untuk meminimumkan kehilangan pam. Sistem ini membolehkan anda mengawal jumlah udara masuk menggunakan injap dan bukannya pendikit. Pada beban enjin yang rendah, udara yang sangat sedikit diperlukan. Oleh itu, sistem pemasaan injap boleh ubah memastikan injap masukan terbuka pada permulaan fasa mampatan (apabila omboh naik) dan menutupnya hanya apabila jumlah udara yang diperlukan berada di dalam silinder. Oleh itu, sistem S-VT akhirnya mengurangkan kehilangan pengepaman sebanyak 20% dan meningkatkan kecekapan proses pembakaran. Penyelesaian serupa telah digunakan oleh BMW untuk masa yang lama, memanggil sistem ini VANOS berganda.

Semasa menggunakan sistem kawalan isipadu udara pengambilan ini, ada risiko pembakaran campuran tidak mencukupi kerana tekanan yang lebih rendah, kerana injap pengambilan tetap terbuka pada awal fasa pemampatan. Dalam hal ini, jurutera Mazda menggunakan nisbah mampatan tinggi mesin Skyactiv G 14,0: 1, yang bermaksud suhu dan tekanan yang lebih tinggi dalam silinder, sehingga proses pembakaran tetap stabil dan mesin berjalan lebih ekonomik.

Kecekapan rendah enjin juga difasilitasi oleh reka bentuknya yang ringan dan geseran mekanikal pada bahagian yang bergerak. Berbanding dengan enjin petrol 2,0 MZR yang dipasang, enjin Skyactiv G mempunyai piston 20% lebih ringan, rod penyambung 15% lebih ringan dan galas utama poros engkol yang lebih kecil, yang mengakibatkan penurunan berat badan keseluruhan sebanyak 10%. Dengan mengurangkan geseran injap dan geseran cincin omboh hampir 40%, jumlah geseran mekanikal mesin telah dikurangkan sebanyak 30%.

Semua modifikasi yang disebutkan menghasilkan kemampuan manuver enjin yang lebih baik pada putaran rendah hingga sederhana dan pengurangan penggunaan bahan bakar sebanyak 15% berbanding dengan MZR 2,0 klasik. Hari ini, pelepasan CO2 penting ini lebih rendah daripada enjin diesel 2,2 MZR-CD yang digunakan hari ini. Kelebihannya ialah penggunaan petrol BA 95 klasik.

Semua enjin petrol dan diesel SkyActiv di Eropah akan dilengkapi dengan sistem i-stop, iaitu sistem stop-start untuk mematikan enjin secara automatik ketika dihentikan. Sistem elektrik lain, brek regeneratif, dan lain-lain akan mengikuti.

Enjin Mazda SkyActiv G - petrol dan SkyActiv D - diesel

Tambah komen