Skyactiv X me çmim të teknologjisë sportive dhe motorike

Motori më i lartë i artit Mazda fiton çmimin Themeluesi i Mediave Paul Pietsch

Çdo vit media automobilistike dhe sportive paraqet çmimin ndërkombëtar Paul Pitch për inovacion teknologjik. Në një kohë kur lëvizshmëria elektrike shihet gjithnjë e më shumë si një zëvendësim për një motor me djegie të brendshme, çmimi Paul Pietsch 2020 është dhënë për pikërisht një motor të tillë të nxehtësisë. Sidoqoftë, ka një karakter avangardë. Asnjë kompani tjetër nuk ka arritur kombinimin e homogjenizimit si një motor benzinë ​​dhe vetë-ndezjen si një motor dizel, me përfitimet e të dy llojeve të motorëve në një model prodhimi. Ky është një rast për t'ju treguar përsëri se si funksionon ky aparat.

Me presionin e injektimit të benzinës si në një motor nafte, ndezjen e kandelave, vetëndezjen, "λ" që ndryshon vazhdimisht, Skyactiv X është me të vërtetë një revolucion në industrinë e automobilave.

Zhvillimi i motorit Mazda HCCI shkon prapa mbi 30 vjet dhe bazohet kryesisht në analizën jashtëzakonisht të thellë të karburantit në zhvillimin e motorit Wankel. Disa breza inxhinierësh janë trajnuar mbi këtë bazë, gjë që krijon shumë dhimbje koke dhe probleme, por gjithashtu sjell shumë përvojë.

Ishte në thellësitë e motorit rrotullues që u gjetën prototipet e para të makinave me përzierje homogjene dhe vetëndezje. Motori Wankel shërben gjithashtu si një platformë për zhvillimin e teknologjive të ndryshme të lidhura me turbo - ky është RX-7, i cili prezanton turbochargers elementar VNT, turbina me dy avion dhe karburant në kaskadë në një motor benzine që përdorej vetëm nga Porsche.

X-Files

Megjithatë, baza e drejtpërdrejtë e Skyactiv X aktual është gjenerata e re tashmë e provuar e makinerive të benzinës Skyactiv G dhe Skyactiv D. Nëse shikoni zgjidhjet e paraqitura në këto pajisje, në mënyrë të pashmangshme do të zbuloni se ato deri diku janë "realizuar". “Në impiantin e ri SPCCI, nga përvoja e fituar nga analizimi i dhomave të djegies deri te turbulencat e rrjedhës.

Sipas kësaj hipoteze, efikasiteti i Skyactiv X tejkalon efikasitetin e motorit të benzinës 2ZR-FXE të mundësuar nga Toyota Prius (duke përdorur ciklin Atkinson) me 39 përqind, por vetë Mazda është e vetëdijshme se kjo pikë maksimale nuk është më e rëndësishmja pikë Shumicën e kohës motori funksionon me ngarkesë të pjesshme dhe efikasiteti mesatar i një motori benzine bie në mënyrë dramatike. Për shkak të faktit se në shumicën e rasteve Skyactiv X funksionon me një valvul flutur të gjerë të hapur, humbjet e pompës zvogëlohen ndjeshëm dhe efikasiteti mesatar rritet. Kjo, e kombinuar me raportin e lartë të ngjeshjes, rezulton në një rritje të përbashkët të efikasitetit.

Një arritje e madhe për inxhinierët e Mazda është fakti që Skyactiv X i tyre operon në një mënyrë homogjene dhe vetë-ndezëse për një gamë shumë të gjerë shpejtësish dhe ngarkesash. Në praktikë, ai kombinon proceset e përdorura jo vetëm në motorët me naftë dhe benzinë, por gjithashtu të ngjashme me ato në motorët me naftë me gaz dhe motorët me benzinë ​​me djegie të dobët. Kjo e fundit prodhon gjithashtu zona normale dhe të këqija, por ndryshe nga ato, ku procesi ndodh tërësisht me pjesën e përparme të blicit, në rastin e Mazda, përzierja e keqe ndizet spontanisht me ndihmën e një kandele.

Çfarë po ndodh në Skyactiv X? Të gjithë motorët eksperimentalë që funksionojnë në bazë të mënyrës HCCI të krijuar deri më sot bazohen në kontroll shumë kompleks të vetë-ndezjes (bazuar në nxehtësinë dhe presionin gjatë kompresimit dhe reagimet paraprake kimike midis karburantit, gazrave dhe ajrit) me parametra të paqëndrueshëm të funksionimit që ndodhin në një numër mënyrash. në funksionimin normal të motorit. Një motor Mazda gjithmonë përdor një kandele elektrike si një iniciator djegieje. Sidoqoftë, ndryshimi nga funksionimi normal i një motori benzine qëndron në ngjarjet pasuese. Kjo e bën kalimin në mënyra të ndryshme shumë më të ekuilibruar dhe kjo mënyrë e kontrollit në mënyrën HCCI rezulton në një proces të qëndrueshëm dhe të qëndrueshëm.

Gjërat në teori

Skyactiv X bazohet në Skyactiv G, me katër cilindra, me katër cilindra të aspiruar natyrshëm, që në vetvete është një bazë e mirë me efikasitet të lartë. Përveç kësaj, ajo ka një zhvendosje prej 0,5 litra për cilindër, e cila është optimale për sa i përket shpejtësisë së proceseve të djegies. Për të krijuar kushte për funksionimin e HCCI, raporti i shtypjes gjeometrike u rrit në 16,3: 1. Kështu, përzierja trashet në një temperaturë afër temperaturës së automjetit të shumicës së fraksioneve në benzinë ​​me një numër oktan mesatar prej 95H dhe temperaturën normale të funksionimit të motorit.

Bazuar në të dhënat nga disa sensorë, ndër të cilët katër sensorë presioni në secilin cilindër janë kyç, kompjuteri vendos se cilën mënyrë funksionimi të zgjedhë. Kjo e fundit përcaktohet në bazë të disa zonave funksionale, në varësi të shpejtësisë dhe ngarkesës (me fjalë të tjera, shkalla e depresionit të pedalit të gazit) të motorit. Me ndihmën e një moduli të veçantë rrotullimi të quajtur SCV (duke përfshirë një valvul të veçantë të kontrollit të ajrit në një nga portat e marrjes), krijohet një rrjedhje intensive e turbullt rreth boshtit të cilindrit. Në varësi të kushteve dhe bazuar në një krahasim të kurbave të rritjes së presionit të ngjeshjes dhe djegies, si dhe shumë parametrave të tjerë në "hartat" e paracaktuara, injektori me shumë porta injekton karburant me presione që i afrohen atyre të gjeneratave të para të dizelit të zakonshëm. sistemeve. - nga 300 në 1200 bar - në disa porcione. Kjo bëhet nga një puls i gjatë (në një proces normal ndezjeje) në disa pulse gjatë marrjes dhe goditjes së kompresimit (në funksionimin e vetëndezjes). Natyrisht, presioni rekord i injektimit për një motor benzine është gjithashtu një element kyç në formimin e përzierjes. Sidoqoftë, lind një pyetje logjike - si do të ndryshojë i gjithë grupi i parametrave nëse dhe kur të kaloni në fuqi më të ulët të motorit dhe turbocharging, me një rritje të presionit të cilindrit, si dhe me nevojën për të rritur porcionet e karburantit ...

Gjithçka ndodh më shpejt

Patenta SPCCI e Mazda-s është 44 faqe dhe tregon se makina funksionon në modalitetin e ndezjes automatike të kandelave (SPCCI) për një pjesë të konsiderueshme të kohës. Kontrolli bazohet në disa lloje të mënyrave të vetëndezjes SPCCI gjatë funksionimit të tij - një me një përzierje kryesisht të dobët, një përzierje kryesisht normale dhe një përzierje paksa të pasur. Në të gjitha rastet, konfigurimi i injektimit dhe rrotullimit krijon shtresa me përbërje të ndryshme (stratifikimi) në mënyrë koncentrike rreth boshtit, me një zonë të brendshme më të pasur (raporti ajër:karburant rreth 14,7-20:1) dhe një zonë të jashtme më të dobët (35). -50:1). E brendshme ka "ndezshmëri" të mjaftueshme dhe e jashtme ka arritur pothuajse temperaturën kritike për vetëndezjen pranë qendrës së sipërme të vdekur të pistonit gjatë ngjeshjes. Shkëndija e kandelit fillon ndezjen e zonës së brendshme, duke bërë që temperatura dhe presioni të rriten ndjeshëm dhe kjo bën që të tjerët të ndizen spontanisht në të njëjtën kohë. Meqenëse nuk ka front flash, ndodh në temperatura nën pragun për formimin e oksideve të azotit, gjë që redukton në mënyrë drastike praninë e oksideve të azotit, dhe një përzierje e dobët homogjene siguron djegie më të plotë dhe nivele shumë të ulëta të grimcave, monoksidit të karbonit dhe hidrokarburet.

Në varësi të kushteve të funksionimit – të tilla si shpejtësia mesatare dhe ngarkesa e lartë, dhe në të gjitha rastet me shpejtësi të lartë – kompresori mekanik futet për të ndihmuar në sigurimin e më shumë ajrit dhe për të varfëruar më tej përzierjen. Megjithëse qëllimi i tij nuk është të rrisë fuqinë, ai kontribuon në cilësitë e mira dinamike të makinës. Patenta përmend gjithashtu se makina mund të jetë me turbocharg, dhe logjikisht, temperatura më e ulët e shkarkimit mund të lejojë përdorimin e një turbine me gjeometri të ndryshueshme. Megjithatë, tani për tani, kontrolli me një kompresor mekanik më të përgjegjshëm është bërë më i lehtë (me kusht që një përkufizim i tillë të jetë në përputhje me Skyactiv X). Sipas inxhinierëve të Mazda, përdorimi i një turbocharger mund të vijë në një fazë të mëvonshme.

Është e rëndësishme të theksohet se ata arritën të krijojnë diçka që askush tjetër nuk ka mundur ta bëjë - të paktën jo në formë serike. Shumë parametra sensorë krahasohen me sjelljet e paracaktuara për zgjedhjen e modalitetit, por fakti është se në praktikë shenja "SPCCI Mode" shfaqet në ekranin e Mazda shumicën e kohës, edhe në intervale shumë të ulëta dhe shumë të larta të rpm - edhe në shumë të ulëta. rpm Mazda3 lëviz pa probleme në marshin e gjashtë.

Si ndodh kjo në jetën reale?

Pas një pjese kaq të gjatë teorike, më në fund ka ardhur koha për t'iu përgjigjur pyetjes - deri ku e gjithë kjo në fund çon në praktikë. Ashtu si homologu i benzinës, makina merr shpejtësinë lehtësisht dhe përgjigjet shpejt. Gjatë provave, duke përfshirë ngjitjet dhe kthesat në Grykën e Iskarit, modalitetin normal ndërqytetas dhe autostradë, Mazda 3 Skyactiv X ruan konsumin e tij në intervalin prej rreth 5,2 l / 100 km. Konsumi mesatar i testit i arritur nga kolegët në Gjermani është 6,6 l / 100 km, por këtu përfshihet edhe ngasja me shpejtësi të lartë. Në një test ekonomik drejtimi, ata arrijnë 5,4 l/100 km, që është 124 g/100 km CO2, që është në të njëjtin nivel me Audi A3 2.0 TDI, BMW 118d dhe Mercedes A 200d. Megjithatë, duhet theksuar se pavarësisht procesit kompleks të funksionimit, kjo makinë nuk ka nevojë për teknologji komplekse të trajtimit të gazit, por, nga ana tjetër, sistemi i injektimit me presion shumë të lartë rrit koston e saj. Nga ana tjetër, një kompresor i vogël mekanik është më i lirë se një turbocharger, kështu që duhet të pozicionohet si një çmim midis motorëve me naftë dhe benzinë.

Motori është në harmoni me karakterin dinamik të Mazda 3 dhe cilësimet e tij të mira për kthesa të këndshme. Drejtimi është vendosur saktësisht dhe makina mban një sjellje neutrale, duke treguar një tendencë për të rrotulluar rrotat e pasme vetëm në provokime të mprehta. Kësaj i shtohet një përzierje e mirë e sistemeve dhe pajisjeve të asistencës, të cilat në Mazda janë pjesë e pajisjeve në nivele të ndryshme. Ne kemi folur tashmë mjaft për përbërjen e re ergonomike të komandimit. Funksionet nuk kontrollohen nga monitori dhe janë të thjeshta dhe të përshtatshme për t'u përdorur. Në përgjithësi, pjesa e brendshme ka një ndjenjë delikate lehtësie dhe cilësie që gjendej vetëm në modelet luksoze shumë vite më parë. Me pak fjalë - Skyactiv X funksionon - dhe ju ndez vërtet.