الاشتعال بضغط الشحنة المتجانس (HCCI) . اختصار ظهر باستمرار في Autopédia da Razão Automóvel خلال الأشهر القليلة الماضية. بعض الأمثلة:
- مازدا تعمل على محرك جديد لا يحتاج الى شمعات احتراق
- كيف سيعمل محرك مازدا HCCI بدون شمعات إشعال؟
- مازدا تحدث ثورة مرة أخرى. اكتشف محركات SKYACTIV-X الجديدة
في عام 2018 سنغير الاختصار HCCI إلى آخر: SPCCI. لماذا ا؟ ستظهر الإجابة لاحقًا في النص.
دعونا نراجع المقال
كما كتبنا سابقًا ، التكنولوجيا HCCI (الاشتعال عن طريق الضغط بشحنة متجانسة) يسمح محرك البنزين دورات الاحتراق بدون شمعات الإشعال . الدعاء الشهير (عمره قرن من الزمان ...): القبول والضغط والانفجار والعادم.
تمامًا مثل محرك الديزل ، محركات البنزين بتقنية HCCI يكون الضغط في الخليط مثل الاحتراق دون استخدام شمعات الإشعال.
حاول العديد من البنائين جعل محركات البنزين ممكنة باستخدام هذه التقنية ، التي تجمع بين أفضل ما في الديزل (عزم الدوران ، والاستجابة منخفضة السرعة والاقتصاد في استهلاك الوقود) مع أفضل محركات البنزين ذات الدورات أوتو (القوة والكفاءة والانبعاثات) ، لكن لا أحد يفعل ذلك .تحقق بسبب المشاكل الملازمة لهذا الحل - والتي سأشرحها لاحقا.
لا أحد ، باستثناء بعض السادة العنيدين الذين يعملون هناك على جانب هيروشيما. هؤلاء السادة الذين يواصلون الاستثمار في محركات وانكل ، يرفضون تقليص حجم المحركات ويؤكدون باقتناع أنه قبل كهربة السيارة ، لا يزال هناك الكثير من "العصير" الذي يجب استخراجه من محرك الاحتراق القديم. هؤلاء السادة (كما خمنت بالفعل ...) هم مهندسو Mazda.
قل مرحبا! إلى SPCCI (اشتعال بالضغط المتحكم فيه شرارة)
مع ظهور الأخبار ، نتعرف على مزيد من التفاصيل حول هذه التقنية الجديدة التي ستكون موجودة في الجيل الثاني من محركات Mazda SKYACTIV - بدءًا من عام 2019.
سيطلق على هذا الجيل الثاني من محركات Mazda اسم SKYACTIV-X ويعد بتقديم أفضل محركات الديزل وأفضل محركات البنزين في محرك واحد فقط:
كما جرت العادة في السنوات الأخيرة ، يظل مهندسو العلامة التجارية في هيروشيما مقتنعين بخياراتهم. ومن هذا الاستثمار ولدت التكنولوجيا SPCCI (اشتعال بالضغط المتحكم فيه بالشرارة) ، والذي يعني بالبرتغالية شيئًا مثل «نظام الإشعال بالضغط الذي يتم التحكم فيه بالشرارة».
لكن ألم يطلق عليه اسم HCCI؟
نعم ، كان يسمى HCCI ، لكن هذه التقنية لم تخدم أغراض Mazda. تواجه تقنية HCCI مشكلة خطيرة: إنه يعمل فقط في ظل ظروف استخدام مثالية (دورات منخفضة ودرجات حرارة منخفضة وضغط جوي ثابت). وبخلاف ذلك ، تحدث ظاهرة تُعرف باسم "ما قبل التفجير" ، والتي تقلل بشكل كبير من كفاءة الاحتراق وتعرض موثوقية المحرك للخطر.لهذا السبب طورت العلامة التجارية تقنية SPCCI ، والتي تميز نفسها عن HCCI من حيث أنها تمكنت من التغلب على قيودها ، عند اللجوء إلى شمعات الإشعال والأنظمة الأخرى (التي سنتحدث عنها لاحقًا ...) للتحكم في لحظة الاشتعال ، على الرغم من أن مبدأ العمل هو نفسه.
لذلك ، وعلى عكس ما تم الإبلاغ عنه خلال الأشهر القليلة الماضية ، من قبلنا ، سيكون لمحركات SKYACTIV-X شمعات إشعال. يتضح أداء تقنية SPCCI جيدًا في هذا الفيديو:
كما ترى ، فإن مبدأ العمل بسيط. ومع ذلك ، فإن التنفيذ أكثر تعقيدًا مما يبدو.
باختصار ، تعمل تقنية SPCCI على النحو التالي: يتم حقن الموجة الأولى من الهواء / البنزين السيئ للغاية عند الإدخال ، من أجل التعرض لضغط أكبر من المحركات التقليدية دون الاشتعال المسبق (عندما ينفجر الخليط قبل النقطة المثالية).
في لحظة ثانية ، يتم حقن موجة ثانية من الوقود بمزيج أكثر ثراءً بجانب شمعة الإشعال ، وتقوم وحدة التحكم الإلكترونية بإشعال شمعة الإشعال من خلال المعلمات التي تم التحقق منها في تلك اللحظة بالضبط (درجة الحرارة ، الضغط ، خليط الهواء / البنزين ، إلخ). في هذه اللحظة ، يتعرض خليط الهواء / الوقود لضغط كبير بحيث يشتعل الخليط ، ليس فقط بالقرب من شمعة الإشعال ، ولكن على الفور في جميع أنحاء غرفة الاحتراق.
هنا يكمن الاختلاف. يؤدي تعاقب الأحداث هذا إلى احتراق الخليط بأكمله بشكل أكثر تجانسًا وأسرع وفعالية. بمعنى آخر ، يتم تحقيق احتراق أسرع بكثير ، حيث يتم إنجاز المزيد من العمل بوقود أقل ، وتكوين أقل لغازات العادم الضارة مثل أكاسيد النيتروجين (أكاسيد النيتروجين).
في محرك البنزين الذي يعتمد فقط على شمعة الإشعال ، يكون الانفجار أبطأ ، حيث يحدث بالقرب من شمعة الإشعال فقط ، مع انتشار اللهب عبر غرفة الاحتراق المتبقية.
يبدو الأمر بسيطًا ، لكن هذه العملية برمتها نتجت عن دراسة مكثفة لسلوك الغازات في غرفة الاحتراق وتطوير إلكترونيات متقدمة للغاية. يعد التحكم في الأحداث أثناء الاحتراق أمرًا رائعًا لدرجة أن Mazda قادرة على تغيير نسبة ضغط المحرك اعتمادًا على لحظة اشتعال شمعة الإشعال. مثل؟ تكوين موجات ضغط في الاتجاه المعاكس للمكبس خلال لحظة اشتعال الشرارة.
تم إصلاح مشكلة التحكم في الإشعال ...
… مازدا بحاجة إلى إيجاد حل للحفاظ على خليط الهواء / الوقود في المحرك ثابتًا وكافيًا ، بغض النظر عن الضغط الجوي الخارجي. هذه هي الطريقة الوحيدة التي يمكن أن تعمل بها تقنية SPCCI ، على عكس ما يحدث مع تقنية HCCI ، في جميع أنظمة الدوران وفي العديد من البيئات المختلفة.
لحل هذه المشكلة ، ستقوم Mazda بتجهيز محركات SKYACTIV-X بضاغط حجمي "خفيف" (نوع الجذور) يحافظ على ثبات ضغط المدخل. في المقابل ، سيتم التحكم في درجة الحرارة في غرفة الاحتراق بواسطة صمام EGR يتم التحكم فيه إلكترونيًا. وبهذه الطريقة ، فإن Mazda قادرة على التحكم في جميع المعلمات التي تتداخل مع توقيت اشتعال المحرك من خلال وحدة التحكم التي تتحكم في هذه وغيرها من الأجهزة الطرفية للمحرك (أجهزة الاستشعار ، والحاقنات ، وما إلى ذلك).
السيطرة النهائية على الحرائق؟
مع هذا المصدر التكنولوجي ، مازدا قادرة على التحكم كيف ومتى وتحت أي ظروف هو أن الاحتراق (الطاقة الحرارية) يتحول إلى حركة (طاقة حركية). إنه بلا شك إنجاز تقني رائع ، بأكثر من 6000 دورة في الدقيقة! وهنا ، أشعر وكأنني في 3000 قبل الميلاد ، ما زلت أواجه مشكلة في إضاءة الموقد ...
نتطلع إلى تجربة الطرازات الأولى بمحركات SKYACTIV-X. المرشح لأول مرة لهذا المحرك مع تقنية SPCCI هو جيل المستقبل Mazda3 ، والتي ستطرح في السوق في عام 2019.
