Skyactiv X na may gantimpala sa teknolohiya ng auto motor at isport

Ang state-of-the-art engine ng Mazda ay nanalo ng Media Founder na si Paul Pietsch Award

Taon-taon ang auto motor und sport media ay nagpapakita ng pang-internasyonal na premyo na Paul Pitch para sa makabagong teknolohikal na pag-unlad. Sa isang oras kung kailan ang koryenteng kadaliang kumilos ay lalong nakikita bilang isang kapalit para sa isang panloob na engine ng pagkasunog, ang gantimpala na Paul Pietsch 2020 ay iginawad para sa tulad ng isang heat engine. Gayunpaman, mayroon itong isang avant-garde character. Walang ibang kumpanya ang nakakamit ang kombinasyon ng pagsasama tulad ng isang gasolina engine at autoignition tulad ng isang diesel engine, na may mga pakinabang ng parehong uri ng mga engine sa isang modelo ng produksyon. Ito ay isang okasyon upang sabihin sa iyo muli tungkol sa kung paano gumagana ang aparatong ito.

Sa petrol injection pressure tulad ng sa isang diesel engine, spark plug ignition, self-ignition, "λ" na patuloy na nagbabago, ang Skyactiv X ay tunay na isang rebolusyon sa industriya ng automotive.

Ang pag-unlad ng engine ng HCCI ng Mazda ay bumalik sa loob ng 30 taon at higit sa lahat ay batay sa labis na malalim na pagtatasa ng gasolina sa pag-unlad ng Wankel engine. Maraming henerasyon ng mga inhinyero ang sinanay sa batayan na ito, na lumilikha ng maraming sakit ng ulo at mga problema, ngunit nagdudulot din ng maraming karanasan.

Nasa kailaliman ng rotary engine na natagpuan ang mga unang prototype ng mga makina na may homogenous na paghahalo at pag-aapoy sa sarili. Ang Wankel engine ay nagsisilbi rin bilang isang platform para sa pagbuo ng iba't ibang mga teknolohiyang nauugnay sa turbo - ito ang RX-7, na nagpapakilala ng mga elementary VNT turbocharger, twin-jet turbines at cascade refueling sa isang gasolina engine na ginamit lamang ng Porsche.

X-Files

Gayunpaman, ang direktang batayan ng kasalukuyang Skyactiv X ay ang napatunayang bagong henerasyon ng mga petrol machine na Skyactiv G at Skyactiv D. Kung titingnan mo ang mga solusyon na ipinakita sa mga device na ito, hindi mo maiiwasang makita na ang mga ito ay "natanto" sa ilang mga lawak. "Sa bagong planta ng SPCCI, mula sa karanasang natamo mula sa pagsusuri sa mga combustion chamber hanggang sa daloy ng turbulence.

Ayon sa teorya na ito, ang kahusayan ng Skyactiv X ay lumampas sa kahusayan ng engine ng gasolina ng 2ZR-FXE na pinalakas ng Toyota Prius (gamit ang siklo ng Atkinson) ng 39 porsyento, ngunit ang Mazda mismo ay may kamalayan na ang pinakamataas na puntong ito ay hindi ang pinakamahalaga. punto. Karamihan sa mga oras na tumatakbo ang engine sa bahagi ng pagkarga at ang average na kahusayan ng isang gasolina engine ay bumagsak nang malaki. Dahil sa ang katunayan na sa karamihan ng mga kaso ang Skyactiv X ay nagpapatakbo ng isang malawak na bukas na balbula ng butterfly, ang mga pagkawala ng bomba ay makabuluhang nabawasan at ang average na kahusayan ay nadagdagan. Ito, na sinamahan ng mataas na ratio ng compression, ay nagreresulta sa isang magkasanib na pagtaas sa kahusayan.

Ang isang mahusay na nakamit para sa mga inhinyero ng Mazda ay ang katunayan na ang kanilang Skyactiv X ay nagpapatakbo sa isang homogenous at self-igniting mode sa isang napakalawak na hanay ng mga bilis at karga. Sa pagsasagawa, pinagsasama nito ang mga proseso na ginamit hindi lamang sa mga diesel at gasolina engine, ngunit katulad din sa mga ginagamit sa mga gas-diesel engine at lean-burn na gasolina engine. Gumagawa din ang huli ng normal at masamang lugar, ngunit hindi katulad ng mga ito, kung saan ang proseso ay ganap na nangyayari sa harap ng flash, sa kaso ng Mazda, ang masamang halo ay kusang nag-apoy sa tulong ng isang spark plug.

Ano ang nangyayari sa Skyactiv X? Ang lahat ng mga pang-eksperimentong makina na tumatakbo batay sa mode na HCCI na nilikha hanggang ngayon ay batay sa napaka-kumplikadong kontrol sa pag-aapoy sa sarili (batay sa init at presyon sa panahon ng pag-compress at paunang mga reaksyong kemikal sa pagitan ng gasolina, mga gas at hangin) na may hindi matatag na mga parameter ng pagpapatakbo na nagaganap sa maraming mga mode. sa normal na operasyon ng makina. Ang isang Mazda engine ay laging gumagamit ng isang spark plug bilang isang pagsisimula ng pagkasunog. Gayunpaman, ang pagkakaiba mula sa normal na pagpapatakbo ng isang petrol engine ay nakasalalay sa mga kasunod na kaganapan. Ginagawa nitong paglipat sa iba't ibang mga mode na mas balanse at ang ganitong paraan ng pagkontrol sa HCCI ay nagreresulta sa isang matatag at matatag na proseso.

Mga bagay sa teorya

Ang Skyactiv X ay batay sa natural na hinahangad, apat na silindro, 0,5-litro na Skyactiv G, na kung saan mismo ay isang mabuting base na may mataas na kahusayan. Bilang karagdagan, mayroon itong pag-aalis ng 16,3 liters bawat silindro, na pinakamainam sa mga tuntunin ng bilis ng mga proseso ng pagkasunog. Upang lumikha ng mga kundisyon para sa pagpapatakbo ng HCCI, ang ratio ng geometric compression ay nadagdagan sa 1: 95. Sa gayon, ang timpla ay lumalapot sa isang temperatura na malapit sa temperatura ng autoignition ng karamihan sa mga praksiyon sa gasolina na may average na bilang ng oktano na XNUMXH at normal na temperatura ng operating engine.

Batay sa data mula sa ilang mga sensor, kung saan ang apat na pressure sensor sa bawat cylinder ay susi, ang computer ang magpapasya kung aling mode ng operasyon ang pipiliin. Ang huli ay tinutukoy batay sa maraming mga functional zone, depende sa bilis at pag-load (sa madaling salita, ang antas ng pagkalumbay ng accelerator pedal) ng makina. Sa tulong ng isang espesyal na swirl module na tinatawag na SCV (kabilang ang isang espesyal na air control valve sa isa sa mga intake port), isang matinding magulong daloy ang nalilikha sa paligid ng cylinder axis. Depende sa mga kondisyon at batay sa paghahambing ng compression at combustion pressure build-up curve at maraming iba pang mga parameter sa pre-set na "mga mapa", ang multi-port injector ay nag-iinject ng gasolina sa mga pressure na lumalapit sa mga unang henerasyon ng common rail mga sistema ng diesel. - mula 300 hanggang 1200 bar - sa maraming bahagi. Ginagawa ito mula sa isang mahabang pulso (sa isang normal na proseso ng paglalagablab) hanggang sa ilang mga pulso sa panahon ng paggamit at compression stroke (sa self-ignition operation). Malinaw, ang rekord ng presyon ng iniksyon para sa isang makina ng gasolina ay isa ring pangunahing elemento sa pagbuo ng pinaghalong. Gayunpaman, lumitaw ang isang lohikal na tanong - paano magbabago ang buong hanay ng mga parameter kung at kailan lumipat sa mas mababang kapangyarihan ng engine at turbocharging, na may pagtaas ng presyon sa silindro, pati na rin sa pangangailangan na dagdagan ang mga bahagi ng gasolina ...

Mas mabilis na nangyayari ang lahat

Ang patent ng SPCCI ng Mazda ay 44 na pahina ang haba at mga detalye na tumatakbo ang kotse sa spark plug auto-ignition (SPCCI) mode para sa isang makabuluhang bahagi ng oras. Ang kontrol ay batay sa ilang mga uri ng SPCCI self-ignition mode sa panahon ng operasyon nito - isa na may halos hindi magandang timpla, halos normal na timpla, at medyo mayamang timpla. Sa lahat ng kaso, ang configuration ng injection at swirl ay lumilikha ng mga layer ng iba't ibang komposisyon (stratification) na concentrically sa paligid ng axis, na may mas mayamang inner zone (air:fuel ratio na humigit-kumulang 14,7-20:1) at mas payat na panlabas na zone (35). -50:1). Ang panloob ay may sapat na "flammability", at ang panlabas ay umabot sa halos kritikal na temperatura para sa self-ignition malapit sa tuktok na patay na sentro ng piston sa panahon ng compression. Ang spark ng spark plug ay nagsisimula sa pag-aapoy ng panloob na zone, na nagiging sanhi ng pagtaas ng temperatura at presyon, at ito ay nagiging sanhi ng iba na kusang mag-apoy sa parehong oras. Dahil walang flash front, ito ay nangyayari sa mga temperatura sa ibaba ng threshold para sa pagbuo ng nitrogen oxides, na lubhang binabawasan ang pagkakaroon ng nitrogen oxides, at ang mahinang homogenous mixture ay nagbibigay ng mas kumpletong combustion at napakababang antas ng particulate matter, carbon monoxide at haydrokarbon.

Depende sa mga kondisyon ng pagpapatakbo – tulad ng katamtamang bilis at mataas na pagkarga, at sa lahat ng kaso sa mataas na bilis – ang mechanical compressor ay pumapasok upang makatulong na magbigay ng mas maraming hangin at higit pang maubos ang timpla. Kahit na ang layunin nito ay hindi upang madagdagan ang kapangyarihan, ito ay nag-aambag sa magandang dynamic na mga katangian ng kotse. Binanggit din ng patent na ang kotse ay maaaring turbocharged, at lohikal, ang mas mababang temperatura ng tambutso ay maaaring magpapahintulot sa paggamit ng isang variable na geometry turbine. Sa ngayon, gayunpaman, ang kontrol sa isang mas tumutugon na mechanical compressor ay naging mas madali (sa kondisyon na ang gayong kahulugan ay tugma sa Skyactiv X). Ayon sa mga inhinyero ng Mazda, ang paggamit ng turbocharger ay maaaring dumating sa mas huling yugto.

Mahalagang tandaan na nakagawa sila ng isang bagay na hindi nagawa ng ibang tao - hindi bababa sa hindi sa serial form. Maraming mga parameter ng sensor ang inihahambing sa mga preset na pag-uugali para sa pagpili ng mode, ngunit ang katotohanan ay sa pagsasanay ang "SPCCI Mode" sign ay ipinapakita sa Mazda display halos lahat ng oras, kahit na sa napakababa at napakataas na mga saklaw ng rpm - kahit na sa napakababa rpm Mazda3 maayos na gumagalaw sa ikaanim na gear.

Paano ito nangyayari sa totoong buhay?

Matapos ang napakahabang teoretikal na bahagi, sa wakas ay dumating na ang oras upang sagutin ang tanong - ano ang humahantong sa lahat ng ito sa pagsasanay sa wakas. Tulad ng petrol counterpart, ang kotse ay mabilis na tumataas at tumugon nang mabilis. Sa panahon ng mga pagsubok, kabilang ang pag-akyat at pagliko sa Iskar Gorge, normal na intercity at highway mode, pinapanatili ng Mazda 3 Skyactiv X ang pagkonsumo nito sa hanay na humigit-kumulang 5,2 l / 100 km. Ang average na pagkonsumo ng pagsubok na nakamit ng mga kasamahan sa Germany ay 6,6 l / 100 km, ngunit kabilang din dito ang high-speed na pagmamaneho. Sa isang matipid na pagsubok sa pagmamaneho, nakakamit nila ang 5,4 l/100 km, na 124 g/100 km CO2, na katumbas ng Audi A3 2.0 TDI, BMW 118d at Mercedes A 200d. Gayunpaman, dapat tandaan na sa kabila ng kumplikadong proseso ng operasyon, ang makina na ito ay hindi nangangailangan ng mga kumplikadong teknolohiya ng paggamot sa gas, ngunit, sa kabilang banda, ang napakataas na sistema ng pag-iniksyon ng presyon ay nagpapataas ng gastos nito. Sa kabilang banda, ang isang maliit na mechanical compressor ay mas mura kaysa sa isang turbocharger, kaya dapat itong iposisyon bilang isang presyo sa pagitan ng diesel at gasolina engine.

Ang makina ay kasuwato ng dynamic na karakter ng Mazda 3 at ang magandang setting nito para sa kaaya-ayang cornering. Ang pagpipiloto ay tiyak na inilatag, at ang kotse ay nagpapanatili ng isang neutral na kilos, na nagpapakita ng isang ugali upang i-on ang mga gulong sa likuran lamang sa matalim na mga provocation. Idinagdag dito ang isang mahusay na halo ng mga sistema ng tulong at kagamitan, na sa Mazda ay bahagi ng kagamitan sa iba't ibang antas. Napag-usapan na natin ang tungkol sa bagong ergonomic na komposisyon ng kontrol. Ang mga function ay hindi kinokontrol ng monitor at simple at maginhawang gamitin. Sa pangkalahatan, ang interior ay may banayad na pakiramdam ng liwanag at kalidad na natagpuan lamang sa mga luxury model maraming taon na ang nakalilipas. Sa madaling salita - gumagana ang Skyactiv X - at talagang na-on ka nito.