In 'n tyd wanneer feitlik die hele bedryf vasbeslote lyk om die binnebrandenjin tot die geskiedenisboeke te beperk, gaan Mazda ... teen die korrel! Met graagte.
Dit is nie die eerste keer dat Mazda dit doen nie, en die laaste keer dat dit reg was. Gaan dieselfde weer gebeur? Die Japannese glo so.
Die besluit om voort te gaan om op verbrandingsenjins te wed, is verlede jaar aangekondig deur die nuwe generasie SKYACTIV-X-enjins. En ons het die geleentheid gehad om hierdie nuwe SKYACTIV-X-enjin, lewendig en in kleur, te ervaar voor sy amptelike aankoms op die mark in 2019.
Dis hoekom jy elke dag Reason Automotive besoek, is dit nie?
Maak reg! Die artikel sal lank en tegnies wees. As jy die einde bereik sal jy 'n vergoeding hê ...
Verbrandingsenjin? En die elektriese?
Die toekoms is elektries, en Mazda-amptenare stem ook saam met dié stelling. Maar hulle stem nie saam oor die voorspellings wat die verbrandingsenjin as "dood" gee... gister!
Die sleutelwoord hier is "toekoms". Totdat die 100% elektriese motor die nuwe “normale” is, sal die oorgang na wêreldwye elektriese mobiliteit dekades neem. Verder sal die produksie van elektrisiteit uit hernubare bronne ook moet groei, sodat die belofte van nul-emissies van elektriese motors nie 'n bedrog is nie.
Intussen sal dit aan die "ou" binnebrandenjin wees om een van die hoofdryfvere te wees om CO2-emissies op kort en medium termyn te verminder - dit sal vir dekades vorentoe steeds die algemeenste tipe enjin wees. En daarom moet ons voortgaan om dit te verbeter. Mazda het sy missie aanvaar om soveel doeltreffendheid as moontlik uit die verbrandingsenjin te haal in die strewe na laer uitlaatgasse.
"Verbind tot die beginsel van die regte oplossing op die regte tyd", soos Mazda dit stel, dryf die handelsmerk in 'n konstante soeke na die beste oplossing - nie die een wat die beste op papier lyk nie, maar die een wat in die regte wêreld werk . Dit is in hierdie konteks dat die SKYACTIV-X ontstaan, sy innoverende en selfs revolusionêre binnebrandenjin.
Hoekom revolusionêr?
Bloot omdat die SKYACTIV-X die eerste petrolenjin is wat kompressie-ontsteking kan doen — net soos dieselenjins … wel, amper soos dieselenjins, maar ons is weg.
Kompressie-ontsteking - dit wil sê, die lug/brandstofmengsel beteken onmiddellik, sonder 'n vonkprop, wanneer dit deur die suier saamgepers word - in petrolenjins was een van die "heilige graal" wat deur ingenieurs nagestreef word. Dit is omdat kompressie-ontsteking meer wenslik is: dit is baie vinniger en verbrand onmiddellik al die brandstof in die verbrandingskamer, wat jou in staat stel om meer werk met dieselfde hoeveelheid energie te doen, wat meer doeltreffendheid tot gevolg het.
Die vinniger verbranding maak ook voorsiening vir 'n maerder lug/brandstofmengsel in die verbrandingskamer, dit wil sê 'n hoeveelheid lug wat baie groter is as dié van brandstof. Die voordele is maklik om te verstaan: verbranding vind by laer temperature plaas, wat minder NOx (stikstofoksiede) tot gevolg het, en daar is minder vermorste energie tydens enjinopwarming.
Die probleme
Maar kompressie-ontsteking in petrol is nie maklik nie - nie dat dit nie die afgelope dekades deur ander bouers probeer is nie, maar niemand het met 'n lewensvatbare oplossing vorendag gekom wat gekommersialiseer kan word nie.Homogeneous Compression Ignition Charging (HCCI), die onderliggende konsep van kompressie-ontsteking, is tot dusver slegs bereik teen lae enjinsnelhede en lae las, so om praktiese redes is vonkontsteking (vonkprop) steeds nodig vir hoë regimes en vragte . Die ander groot probleem is beheer wanneer kompressie-ontsteking plaasvind.
Die uitdaging is dus om op 'n harmonieuse wyse tussen die twee soorte ontsteking te kan oorskakel, wat Mazda gedwing het om die verskeie faktore wat petrol en maer mengsel kompressie ontsteking moontlik maak, te verbeter en te beheer.
Die oplossing
Die "eureka"-oomblik — of is dit die oomblik toe daar 'n vonk was? ba dum tss … — wat dit moontlik gemaak het om hierdie probleme op te los, het gebeur toe Mazda-ingenieurs die konvensionele idee uitgedaag het dat verbranding deur kompressie nie vonkproppe vereis nie: “as die oorgang tussen verskillende verbrandingsmodusse moeilik is, is dit eerstens, moet ons regtig daardie oorgang maak?” Hierin lê die grondslag van die SPCCI-stelsel - Spark-Controlled Compression Ignition.
Met ander woorde, selfs vir verbranding deur kompressie, gebruik Mazda vonkproppe, wat 'n gladde oorgang tussen verbranding deur kompressie en vonkverbranding moontlik maak. Maar as jy 'n vonkprop gebruik, kan dit steeds kompressieverbranding genoem word?
Natuurlik! Dit is omdat die vonkprop bowenal as 'n beheermeganisme dien wanneer verbranding deur kompressie plaasvind. Met ander woorde, die skoonheid van SPCCI is dat dit die verbrandingsmetodologie van 'n dieselenjin gebruik met die tydmetodologie van 'n petrolenjin met 'n vonkprop. Kan ons hande klap? Ons kan!
Die doel
Die enjin is so ontwerp dat dit die nodige toestande van temperatuur en druk in die verbrandingskamer skep, tot op die punt waar die lug/brandstofmengsel - baie maer, 37:1, ongeveer 2,5 keer meer as in 'n enjin konvensionele petrol - bly op die rand van ontsteking by die boonste dooie punt. Maar dit is die vonk van die vonkprop wat die proses begin.
Dit beteken 'n klein, ryker lug/brandstofmengsel (29:1), wat op 'n later stadium ingespuit word, wat aanleiding gee tot 'n vuurbal. Dit verhoog die druk en temperatuur in die verbrandingskamer verder, sodat die maer mengsel, reeds naby die punt waar dit gereed is om te ontplof, nie weerstand bied nie en byna oombliklik ontbrand.
Hierdie ontstekingsbeheer stel my in die verleentheid. Mazda is in staat om dit teen meer as 5000 rpm te doen en ek kan eers nie eers die braai aansteek nie...
'n Oplossing wat nou so voor die hand liggend lyk, maar wat nuwe "truuks" vereis het:
- die brandstof moet op twee verskillende tye ingespuit word, een vir die maer mengsel wat saamgepers sal word en die ander vir die effens ryker mengsel wat deur die vonkprop aangesteek sal word.
- die brandstofinspuitingstelsel moet 'n superhoë druk hê, om vinnige verdamping en atomisering van die brandstof moontlik te maak, dit onmiddellik deur die silinder versprei te word, wat die kompressietyd tot die minimum beperk.
- alle silinders het 'n druksensor wat voortdurend die bogenoemde kontroles monitor en intyds kompenseer vir enige afwykings van die beoogde effekte.
- gebruik van 'n kompressor — is die noodsaaklike bestanddeel om kompressie hoog te hou, aangesien SKYACTIV-X die Miller-siklus gebruik, wat kompressie verlaag, wat die gewenste maer mengsel moontlik maak. Die ekstra krag en wringkrag is 'n welkome gevolg.
Agterste deel
Voordele
Die SPCCI-stelsel maak voorsiening vir uitbreiding van verbranding deur kompressie oor 'n baie groter reeks regimes, dus meer doeltreffendheid in meer gebruikscenario's. In vergelyking met die huidige SKYACTIV-G, die handelsmerk beloof laer verbruik tussen 20 tot 30% na gelang van gebruik . Die handelsmerk sê dat die SKYACTIV-X selfs die brandstofverbruik van sy eie SKYACTIV-D-dieselenjin kan ewenaar en selfs oortref.
Die kompressor maak voorsiening vir hoër inlaatdruk, wat beter enjinwerkverrigting en responsiwiteit verseker. Die groter doeltreffendheid in ’n groter toerereeks laat jou ook toe om teen hoër toere te hardloop, waar daar meer krag beskikbaar is en die enjin se reaksie voortreflik is.
Ten spyte van die kompleksiteit van die operasie, het die konstante gebruik van die kers, interessant genoeg, 'n eenvoudiger ontwerp moontlik gemaak - geen veranderlike verspreiding of veranderlike kompressietempo is nodig nie - en beter, hierdie enjin loop op 95 petrol , aangesien minder oktaan beter is vir kompressie-ontsteking.
Uiteindelik, agter die stuur
Die teks is reeds baie lank, maar dit is nodig. Dit is belangrik om te verstaan hoekom al die "gons" rondom hierdie enjin - dit is werklik 'n merkwaardige vooruitgang wanneer dit by verbrandingsenjins kom. Ons sal tot 2019 moet wag om alle Mazda-aansprake daaroor te verifieer, maar in ag genome wat met SKYACTIV-G beloof en gedemonstreer is, is verwagtinge hoog vir SKYACTIV-X om alles te lewer wat hy beloof om te doen.
Gelukkig het ons reeds die geleentheid gehad vir 'n vroeë toets. Dinamiese kontak met SKYACTIV-X-toegeruste prototipes, weggesteek onder die bekende Mazda3-bakwerk, is voorsien, hoewel dit min of niks met die bekende Mazda3 te doen gehad het nie — ook die basisargitektuur onder die bakwerk is nou tweedegenerasie .
SKYACTIV is ook sinoniem met nuwe platform/struktuur/liggaamsoplossings. Hierdie nuwe generasie beloof groter torsierigiditeit, laer vlakke van geraas, vibrasie en hardheid (NVH – geraas, vibrasie en hardheid) en selfs nuwe sitplekke is ontwikkel, wat 'n meer natuurlike postuur belowe, wat groter vlakke van gerief sal toelaat.
Ons het twee weergawes van die prototipes gery - een met 'n handratkas en die ander met 'n outomatiese ratkas, albei met ses spoed - en ons kon selfs die verskil met die huidige 165 pk Mazda3 2.0 met 'n handratkas vergelyk, om die verskil beter te onderskei. verskille. Gelukkig was dit die eerste motor wat ek gery het, wat my toegelaat het om die goeie enjin/boks (handleiding) stel na te gaan.
Die verskil tussen SKYACTIV-X (enjin van die toekoms) en SKYACTIV-G (enjin van vandag) kan nie duideliker wees nie. Mazda se nuwe enjin is baie meer energiek, ongeag die toeretrek – die ekstra wringkrag beskikbaar is redelik duidelik. Soos die “G”, is die “X” ’n 2.0 liter-eenheid, maar met sappiger getalle. Mazda mik na 'n krag van ongeveer 190 pk - wat opvallend is, en wel, op die pad.
Dit het verras deur sy responsiwiteit, van die laagste regimes, maar die beste kompliment wat jy aan die enjin kan gee, is dat dit, ondanks die feit dat dit 'n eenheid in ontwikkeling is, reeds meer as baie enjins op die mark oortuig.
Die vrese dat, aangesien daar kompressie-ontsteking soos 'n Diesel is, dit van die kenmerke van hierdie tipe enjin sou meebring, soos groter traagheid, kort gebruiksafstand, of selfs klank, was heeltemal ongegrond. As dit die toekoms van verbrandingsenjins is, komaan!
Die binnekant van die prototipe - duidelik die binnekant van 'n motor in ontwikkeling - het 'n skerm bo die middelkonsole geplaas met drie genommerde sirkels. Hierdie het af of aangegaan, afhangende van die tipe ontsteking of mengsel wat plaasgevind het:
- 1 - vonk ontsteking
- 2 - kompressie-ontsteking
- 3 — maerder lug/brandstofmengsel waar maksimum doeltreffendheid verkry word
"Klein" enjins vir Portugal?
Afwykende Portugese belasting sal hierdie enjin 'n marginale keuse maak. Die 2.0 liter-kapasiteit is om verskeie redes ideaal, nie die minste nie omdat dit 'n goed aanvaarde kapasiteit in die meeste wêreldmarkte is. Die ingenieurs verantwoordelik vir die SKYACTIV-X het genoem dat ander kapasiteite moontlik is, maar vir eers is dit nie in die handelsmerk se planne om enjins met 'n kapasiteit onder 2,0 liter te ontwikkel nie.
Die verskeidenheid situasies waar kompressie-ontsteking plaasgevind het - amper net oorgeskakel na vonk-ontsteking, wanneer ons hoër enjinsnelhede verken of wanneer ons die gashendel afgedruk het - was indrukwekkend.
Wat modus 3 betref, het dit duidelik 'n meer beheerde bestuur vereis, veral met die handratkas, waar dit moeilik was - of 'n gebrek aan sensitiwiteit in die regtervoet - om op die skerm te verskyn. Die outomatiese tellermasjien - skaal vir die Noord-Amerikaanse mark -, hoewel minder aangenaam om te gebruik, was baie makliker om sirkel nommer 3 te "verlig".
Verbruike? Ons weet nie!
Ek het wel gevra, maar niemand het met konkrete syfers vorendag gekom nie. Die boordrekenaar was “strategies” met kleefband bedek, so vir eers kan ons net op die handelsmerk se verklarings staatmaak.'n Laaste nota vir die prototipes wat reeds deel was van die nuwe argitektuur - meer rigied en maak voorsiening vir groter vlakke van binneverfyning. Dit is belangrik om nie te vergeet dat dit ontwikkelingsprototipes was nie, so dit was verbasend dat dit meer verfyn en klankdigte was as die huidige produksie Mazda3 — die volgende generasie beloof ...
Nuwe Mazda3 sal die eerste SKYACTIV-X wees
Heel waarskynlik sal die Mazda3 die eerste model wees wat die innoverende SKYACTIV-X ontvang, so dit is eers iewers in 2019 dat ons werklik die enjin se doeltreffendheidswinste sal kan sien.
Wat die ontwerp betref, het Kevin Rice, hoof van Mazda se Europese ontwerpsentrum, vir ons gesê dat die algehele voorkoms van die Kai-konsep vervaardigbaar is, wat beteken dit is nie te ver van die finale weergawe van die toekomstige Mazda3 nie – vergeet dis megawiele, mini- truspieëls of blootgestelde optika ...
85-90% van Kai Concept se ontwerpoplossings kan in produksie gaan.
Jy het die einde van die artikel bereik ... uiteindelik!
Die belofte is verskuldig, het Rui Veloso reeds gesê. Hier is dus 'n soort vergoeding. ’n Epiese kamehameha wat die gebeure in die verbrandingskamers van die SKYACTIV-X-enjin herinner.