Motori Mazda SkyActiv G - benzinë ​​dhe SkyActiv D - naftë

Prodhuesit e automjeteve synojnë të zvogëlojnë emetimet e COXNUMX₂ ndryshe. Ndonjëherë janë, për shembull, kompromiset që zhvendosin gëzimin e vozitjes në anë. Sidoqoftë, Mazda ka vendosur të shkojë në një drejtim tjetër dhe të zvogëlojë emetimet me një zgjidhje të re gjithë-në-një që nuk heq kënaqësinë e vozitjes. Përveç modelit të ri të motorëve me benzinë ​​dhe naftë, zgjidhja përfshin gjithashtu shasi, trup dhe kuti ingranazhesh të reja. Ulja e peshës së të gjithë automjetit shkon paralelisht me teknologjinë e re.

Hulumtimet e fundit tregojnë se motorët konvencionalë me djegie do të vazhdojnë të dominojnë botën e automobilave për 15 vitet e ardhshme, kështu që ia vlen të vazhdoni të investoni shumë përpjekje në zhvillimin e tyre. Siç e dini, shumica e energjisë kimike të përmbajtur në karburant nuk shndërrohet në punë mekanike gjatë djegies, por fjalë për fjalë avullon në formën e nxehtësisë së mbeturinave përmes tubave të shkarkimit, radiatorit, etj. Dhe ato gjithashtu shpjegojnë humbjet e shkaktuara nga fërkimi i pjesët mekanike të motorit. Në zhvillimin e gjeneratës së re të motorëve të benzinës dhe naftës SkyActiv, inxhinierët nga Hiroshima, Japoni, u përqëndruan në gjashtë faktorë kryesorë që ndikojnë në konsumin dhe emetimet që rezultojnë:

• raporti i ngjeshjes,
• raporti karburant me ajrin,
• kohëzgjatja e fazës së djegies së përzierjes,
• koha e fazës së djegies së përzierjes,
• humbjet e pompimit,
• fërkimi i pjesëve mekanike të motorit.

Në rastin e motorëve me benzinë ​​dhe naftë, raporti i ngjeshjes dhe zvogëlimi i humbjes së fërkimit janë provuar të jenë faktorët më të rëndësishëm në zvogëlimin e emetimeve dhe konsumin e karburantit.

Motor SkyActiv D

Motori 2191 cc është i pajisur me një sistem injeksioni hekurudhor të zakonshëm me presion të lartë me injektorë piezoelektrik. Ajo përmban një raport jashtëzakonisht të ulët të kompresimit prej vetëm 14,0: 1 për naftë. Rimbushja sigurohet nga një palë turbochargers e madhësive të ndryshme, e cila ka një efekt pozitiv në zvogëlimin e vonesës në përgjigjen e motorit në shtypjen e pedalës së gazit. Treni i valvulave aktivizon udhëtimin e ndryshueshëm të valvulave të shkarkimit, gjë që çon në ngrohje më të shpejtë të një motori të ftohtë, pasi disa nga gazrat e shkarkimit kthehen në cilindra. Për shkak të fillimit të besueshëm të ftohtë dhe djegies së qëndrueshme gjatë fazës së ngrohjes, motorët konvencionalë me naftë kërkojnë një raport të lartë kompresimi, i cili është zakonisht në intervalin 16: 1 deri 18: 1. Raporti i ulët i ngjeshjes prej 14,0: 1 për SkyActiv -Motori D ju lejon të optimizoni kohën e procesit të djegies. Ndërsa raporti i ngjeshjes zvogëlohet, temperatura dhe presioni i cilindrit gjithashtu zvogëlohen në qendrën e sipërme të vdekur. Në këtë rast, përzierja digjet më gjatë, edhe nëse karburanti injektohet në cilindër pak para se të arrijë në qendrën e sipërme të vdekur. Si rezultat i djegies së zgjatur, zonat me mungesë oksigjeni nuk formohen në përzierjen e djegshme, dhe temperatura mbetet uniforme, kështu që formimi i NOx dhe blozës eliminohet ndjeshëm. Me injektimin dhe djegien e karburantit pranë qendrës së vdekur, motori është më efikas. Kjo do të thotë përdorim më efikas i energjisë kimike që përmban karburanti si dhe më shumë punë mekanike për njësi karburanti sesa në rastin e një motori me naftë me kompresion të lartë. Rezultati është një reduktim i konsumit të naftës dhe emetimeve logjike të CO2 me më shumë se 20% në krahasim me një motor 2,2 MZR-CD që funksionon me një raport kompresimi 16: 1. karboni. Kështu, edhe pa një sistem shtesë të heqjes së NOx, motori plotëson standardin e emetimit Euro 6 që do të hyjë në fuqi në 2015. Kështu, motori nuk ka nevojë për reduktim katalitik selektiv ose katalizator eliminues të NOx.

Për shkak të ngjeshjes së ulët, motori nuk mund të krijojë një temperaturë mjaft të lartë për të ndezur përzierjen gjatë fillimeve të ftohta, gjë që mund të çojë në fillimin shumë problematik dhe funksionimin e ndërprerë të motorit, veçanërisht në dimër. Për këtë arsye, SkyActiv-D është i pajisur me priza qeramike të ndezjes dhe një valvul shkarkimi të ndryshueshëm VVL. Kjo lejon që gazrat e nxehtë të shkarkimit të riciklohen brenda në dhomën e djegies. Ndezja e parë ndihmohet nga një prizë shkëlqimi, e cila është e mjaftueshme që gazrat e shkarkimit të arrijnë temperaturën e kërkuar. Pas fillimit të motorit, valvula e shkarkimit nuk do të mbyllet si një motor futës normal. Në vend të kësaj, ajo mbetet e ndezur dhe gazrat e nxehta të shkarkimit kthehen në dhomën e djegies. Kjo ngre temperaturën në të dhe për këtë arsye lehtëson ndezjen e mëvonshme të përzierjes. Kështu, motori funksionon pa probleme dhe pa ndërprerje që në momentin e parë.

Krahasuar me motorin me naftë 2,2 MZR-CD, fërkimi i brendshëm gjithashtu është zvogëluar me 25%. Kjo reflektohet jo vetëm në një reduktim të mëtejshëm të humbjeve të përgjithshme, por edhe në reagim më të shpejtë dhe performancë të përmirësuar. Një përfitim tjetër i një raporti më të ulët të kompresimit është presioni më i ulët maksimal i cilindrit dhe për këtë arsye më pak stres në komponentët individualë të motorit. Për këtë arsye, nuk ka nevojë për një dizajn kaq të fortë motori, duke rezultuar në kursime të mëtejshme në peshë. Koka e cilindrit me kolektor të integruar ka mure më të holla dhe peshon tre kilogramë më pak se më parë. Blloku i cilindrave të aluminit është 25 kg më i lehtë. Pesha e pistonëve dhe boshtit të gungës është ulur me 25 për qind të tjera. Si rezultat, pesha e përgjithshme e motorit SkyActiv-D është 20% më e ulët se ajo e motorit 2,2 MZR-CD të përdorur deri më tani.

Motori SkyActiv-D përdor mbingarkim me dy faza. Kjo do të thotë se është i pajisur me një turbocharger të vogël dhe një të madh, secili duke punuar me një interval të ndryshëm shpejtësie. Më e vogla përdoret në rrotullime të ulëta dhe të mesme. Për shkak të inercisë më të ulët të pjesëve rrotulluese, përmirëson kurbën e çift rrotullues dhe eliminon të ashtuquajturin efekt turbo, domethënë vonesën në përgjigjen e motorit ndaj një kërcimi të papritur të përshpejtuesit me shpejtësi të ulët kur nuk ka presion të mjaftueshëm në shkarkim Me tub degëzimi për kthimin e shpejtë të turbinës me turbocharger. Në të kundërt, turbocharger më i madh është i përfshirë plotësisht në intervalin e shpejtësisë së mesme. Së bashku, të dy turbochargers i japin motorit një kurbë të sheshtë të çift rrotullues në rpm të ulët dhe fuqi të lartë në rpm. Falë furnizimit të mjaftueshëm të ajrit nga turbochargers në një gamë të gjerë shpejtësie, emetimet e NOx dhe grimcave mbahen në minimum.

Deri më tani, dy versione të motorit 2,2 SkyActiv-D janë duke u prodhuar për Evropën. Më i forti ka një fuqi maksimale prej 129 kW në 4500 rpm dhe një çift rrotullues maksimal prej 420 Nm në 2000 rpm. Më e dobëta ka 110 kW në 4500 rpm dhe një çift rrotullues prej 380 Nm në rangun 1800-2600 rpm, në maksimum. shpejtësia rrotulluese e të dy motorëve është 5200. Në praktikë, motori vepron mjaft letargjik deri në 1300 rpm, nga ky kufi fillon të fitojë shpejtësi, ndërsa për vozitje normale mjafton ta mbash atë në rreth 1700 rpm dhe më shumë madje edhe për nevojat e përshpejtimit të qetë.

Motori SkyActiv G

Motori i benzinës me aspirim natyral, i caktuar Skyactiv-G, ka një raport kompresimi jashtëzakonisht të lartë prej 14,0:1, aktualisht më i larti në një makinë pasagjerësh të prodhuar në masë. Rritja e raportit të kompresimit rrit efikasitetin termik të motorit me benzinë, që në fund do të thotë vlera më të ulëta të CO2 dhe rrjedhimisht konsum më të ulët të karburantit. Rreziku që lidhet me një raport të lartë kompresimi në rastin e motorëve me benzinë ​​është i ashtuquajturi djegie trokitjeje - shpërthimi dhe reduktimi që rezulton në çift rrotullues dhe konsumimi i tepërt i motorit. Për të parandaluar djegien goditëse të përzierjes për shkak të raportit të lartë të kompresimit, motori Skyactiv-G përdor një reduktim në sasi si dhe presionin e gazrave të nxehtë të mbetur në dhomën e djegies. Prandaj, përdoret një tub shkarkimi në një konfigurim 4-2-1. Për këtë arsye, tubi i shkarkimit është relativisht i gjatë dhe në këtë mënyrë parandalon në mënyrë efektive kthimin e gazrave të shkarkimit në dhomën e djegies menjëherë pasi ato të jenë shkarkuar prej saj. Rënia që rezulton në temperaturën e djegies parandalon në mënyrë efektive shfaqjen e djegies së shpërthimit - shpërthimit. Si një mjet tjetër për të parandaluar shpërthimin, koha e djegies së përzierjes është zvogëluar. Djegia më e shpejtë e përzierjes nënkupton një kohë më të shkurtër gjatë së cilës përzierja e padjegur e karburantit dhe ajrit është e ekspozuar ndaj temperaturave të larta, në mënyrë që shpërthimi të mos ketë fare kohë të ndodhë. Pjesa e poshtme e pistonëve është gjithashtu e pajisur me prerje të posaçme në mënyrë që flakët e përzierjes së djegur që formohet në shumë drejtime të mund të zgjerohen pa u kryqëzuar me njëri-tjetrin, dhe sistemi i injektimit është pajisur gjithashtu me injektorë me shumë vrima të reja të zhvilluara, gjë që lejon karburanti që do të atomizohet.

Është gjithashtu e nevojshme të zvogëlohen të ashtuquajturat humbje të pompimit në mënyrë që të rritet efikasiteti i motorit. Kjo ndodh në ngarkesa më të ulëta të motorit kur pistoni tërheq ajrin ndërsa lëviz poshtë gjatë fazës së marrjes. Sasia e ajrit që hyn në cilindër zakonisht kontrollohet nga një valvul mbytëse e vendosur në traktin e marrjes. Në ngarkesa të lehta të motorit, kërkohet vetëm një sasi e vogël ajri. Valvula e mbytjes është pothuajse e mbyllur, gjë që çon në faktin se presioni në traktin e marrjes dhe në cilindër është nën atmosferën. Prandaj, pistoni duhet të kapërcejë një presion të konsiderueshëm negativ - pothuajse një vakum, i cili ndikon negativisht në konsumin e karburantit. Dizajnerët e Mazda përdorën kohën e valvulave të marrjes dhe shkarkimit pafundësisht të ndryshueshme (S-VT) për të minimizuar humbjet e pompës. Ky sistem ju lejon të kontrolloni sasinë e ajrit të marrjes duke përdorur valvula në vend të mbytjes. Në ngarkesa të ulëta të motorit, kërkohet shumë pak ajër. Kështu, sistemi i ndryshueshëm i kohës së valvulave i mban valvulat e marrjes të hapura në fillim të fazës së kompresimit (kur pistoni ngrihet) dhe i mbyll ato vetëm kur sasia e nevojshme e ajrit është në cilindër. Kështu, sistemi S-VT përfundimisht redukton humbjet e pompimit me 20% dhe përmirëson efikasitetin e procesit të djegies. Një zgjidhje e ngjashme është përdorur nga BMW për një kohë të gjatë, duke e quajtur këtë sistem VANOS i dyfishtë.

Kur përdorni këtë sistem të kontrollit të vëllimit të ajrit të marrjes, ekziston rreziku i djegies së pamjaftueshme të përzierjes për shkak të presionit më të ulët, pasi valvulat e marrjes mbeten të hapura në fillim të fazës së ngjeshjes. Në këtë drejtim, inxhinierët Mazda përdorën raportin e lartë të kompresimit të motorit Skyactiv G prej 14,0: 1, që do të thotë temperaturë dhe presion më të lartë në cilindër, kështu që procesi i djegies mbetet i qëndrueshëm dhe motori funksionon më ekonomikisht.

Efikasiteti i ulët i motorit lehtësohet gjithashtu nga dizajni i tij i lehtë dhe fërkimi më pak mekanik i pjesëve lëvizëse. Krahasuar me motorin e instaluar me benzinë ​​2,0 MZR, motori Skyactiv G përmban 20% pistona më të lehtë, 15% shufra lidhës më të lehtë dhe kushineta kryesore më të vogla të boshtit me gunga, duke rezultuar në një rënie të përgjithshme të peshës prej 10%. Duke përgjysmuar fërkimin e valvulave dhe fërkimin e unazave të pistonit me gati 40%, fërkimi i përgjithshëm mekanik i motorit është zvogëluar me 30%.

Të gjitha modifikimet e përmendura rezultuan në manovrim më të mirë të motorit në rrotullime të ulëta dhe të mesme dhe një ulje 15% të konsumit të karburantit në krahasim me 2,0 MZR klasik. Sot, këto emetime të rëndësishme të CO2 janë edhe më të ulëta se motori me naftë 2,2 MZR-CD që përdoret sot. Avantazhi është edhe përdorimi i benzinës klasike BA 95.

Të gjithë motorët me benzinë ​​dhe naftë SkyActiv në Evropë do të pajisen me një sistem i-stop, domethënë një sistem stop-start për të fikur automatikisht motorin kur ndalet. Do të pasojnë sisteme të tjera elektrike, frenim rigjenerues, etj.