Ajal, mil peaaegu kogu tööstus näib olevat otsustanud piirata sisepõlemismootorit ajalooraamatutega, läheb Mazda... vastu! Hea meelega.
See pole esimene kord, kui Mazda seda teeb ja viimane kord oli see õige. Kas sama kordub? Jaapanlased usuvad nii.
Otsusest jätkata panuseid sisepõlemismootoritele teatati eelmisel aastal uue põlvkonna SKYACTIV-X mootorite kaudu. Ja meil oli võimalus kogeda seda uut SKYACTIV-X mootorit otse ja värvilisena enne selle ametlikku turuletulekut 2019. aastal.
Sellepärast külastate Reason Automotive'i iga päev, kas pole?
Sea end valmis! Artikkel tuleb pikk ja tehniline. Kui jõuate lõppu, saate hüvitist ...
Sisepõlemismootor? Ja elektrilised?
Tulevik on elektriline ja selle väitega nõustuvad ka Mazda ametnikud. Kuid nad ei nõustu ennustustega, mis annavad sisepõlemismootorile "surnud" … eile!
Võtmesõnaks on siin "tulevik". Kuni 100% elektriauto on uus "tavaline", võtab üleminek ülemaailmsele elektrilisele mobiilsusele aastakümneid. Lisaks peab kasvama ka taastuvatest allikatest elektri tootmine, nii et elektriautode nullheite lubadus poleks teeseldud.
Vahepeal on "vana" sisepõlemismootori ülesanne olla üks peamisi CO2-heite vähendamise tõukejõude lühikeses ja keskmises perspektiivis – see jääb kõige levinumaks mootoritüübiks ka järgmistel aastakümnetel. Ja sellepärast peame selle parandamist jätkama. Mazda on võtnud oma ülesandeks saavutada sisepõlemismootorist võimalikult palju tõhusust, et saavutada väiksemad heitkogused.
"Pühendunud õige lahenduse põhimõttele õigel ajal", nagu Mazda ütleb, juhib kaubamärki pidevalt parima lahenduse otsimisel – mitte seda, mis paberil kõige parem välja näeb, vaid seda, mis reaalses maailmas toimib. . Selles kontekstis kerkib esile SKYACTIV-X, selle uuenduslik ja isegi revolutsiooniline sisepõlemismootor.
Miks revolutsiooniline?
Lihtsalt sellepärast, et SKYACTIV-X on esimene diiselmootoriga bensiinimootor, mis on võimeline kasutama diiselmootoreid... noh, peaaegu nagu diiselmootorid, aga me ei tööta.
Survesüüte – st õhu/kütuse segu tähendab koheselt, ilma süüteküünlata, kolviga kokkusurutuna – on bensiinimootorites olnud üks inseneride poolt taotletud "püha graal". Seda seetõttu, et survesüüte kasutamine on soovitavam: see on palju kiirem, põletades koheselt kogu põlemiskambris oleva kütuse, võimaldades teil sama energiahulgaga rohkem tööd teha, mille tulemuseks on suurem tõhusus.
Kiirem põlemine võimaldab ka lahjemat õhu/kütuse segu põlemiskambris, see tähendab, et õhuhulk on palju suurem kui kütus. Eelised on kergesti mõistetavad: põlemine toimub madalamatel temperatuuridel, mille tulemusena tekib vähem NOx (lämmastikoksiide) ja mootori soojendamisel kulub vähem energiat.
Probleemid
Kuid bensiini survesüüte tegemine pole lihtne – mitte et teised ehitajad poleks seda viimastel aastakümnetel proovinud, aga ükski pole leidnud elujõulist lahendust, mida saaks turustada.Homogeenne survesüütelaadimine (HCCI), diiselsüüte aluseks olev kontseptsioon, on seni saavutatud ainult mootori madalatel pööretel ja madalal koormusel, seega on praktilistel põhjustel vaja sädesüüte (süüteküünal) endiselt kõrgete režiimide ja koormuse korral. . Teine suur probleem on juhtimine, millal toimub survesüüte.
Seetõttu on väljakutseks suutma harmooniliselt üleminekut kahe süütetüübi vahel, mis sundis Mazdat täiustama ja kontrollima erinevaid tegureid, mis võimaldavad bensiini ja lahja segu survesüütet.
Lahendus
“Eureka” hetk – või on see hetk, mil tekkis säde? ba dum tss… – mis võimaldas neid probleeme lahendada, juhtus siis, kui Mazda insenerid vaidlustasid tavapärase idee, et kokkusurumisega põletamine ei vaja süüteküünlaid: “Kui üleminek erinevate põlemisrežiimide vahel on keeruline, kas see on ennekõike kas me tõesti peame selle ülemineku tegema?" Siin peitub SPCCI süsteemi – SPark-Controlled Compression Ignition – alus.
Teisisõnu, isegi kompressiooniga põletamisel kasutab Mazda süüteküünlaid, mis võimaldavad sujuvat üleminekut kompressiooniga põlemisel ja sädepõlemisel. Aga kui kasutada süüteküünalt, kas seda võib ikkagi kompressioonpõlemiseks nimetada?
Muidugi! Selle põhjuseks on asjaolu, et süüteküünal toimib ennekõike juhtimismehhanismina, kui toimub kokkusurumisega põlemine. Teisisõnu, SPCCI ilu seisneb selles, et see kasutab diiselmootori põlemismetoodikat koos süüteküünlaga bensiinimootori ajastusmetoodikaga. Kas me saame käsi plaksutada? Me saame!
Eesmärk
Mootor oli konstrueeritud selliselt, et luuakse põlemiskambris vajalikud temperatuuri ja rõhu tingimused kuni punktini, kus õhu/kütuse segu on väga lahja, 37:1, umbes 2,5 korda rohkem kui tavalises bensiinimootoris. — püsida ülemises surnud punktis süttimise äärel. Kuid süüteküünlast tulev säde käivitab protsessi.
See tähendab väikest rikkalikumat õhu/kütuse segu (29:1), mis süstitakse hiljem ja tekitab tulekera. See tõstab veelgi rõhku ja temperatuuri põlemiskambris, nii et lahja segu, mis on juba plahvatusvalmiduse lähedal, ei pea vastu ja süttib peaaegu koheselt.
See süütekontroll teeb mulle piinlikuks. Mazda on võimeline seda tegema kiirusel üle 5000 p/min ja ma ei saa alguses isegi grilli süüdata...
Lahendus, mis tundub nüüd nii ilmne, kuid mis nõudis uusi "nippe":
- kütust tuleb sissepritsida kahel erineval ajal, üks on lahja segu jaoks, mis surutakse kokku ja teine veidi rikkalikuma segu jaoks, mis süüteküünlast süttib.
- kütuse sissepritsesüsteemil peab olema ülikõrge rõhk, et võimaldada kütuse kiiret aurustumist ja pihustamist, hajutades selle kohe kogu silindris, minimeerides kokkusurumisaega
- kõigil balloonidel on rõhuandur, mis jälgib pidevalt eelnimetatud juhtseadiseid, kompenseerides reaalajas võimalikud kõrvalekalded kavandatud efektidest.
- Kompressori kasutamine – on oluline koostisosa kompressiooni kõrge hoidmiseks, kuna SKYACTIV-X kasutab Milleri tsüklit, mis vähendab kompressiooni, võimaldades soovitud lahja segu. Täiendav võimsus ja pöördemoment on teretulnud tagajärg.
Tagumine osa
Kasu
SPCCI-süsteem võimaldab põletamist tihendamise teel laiendada palju laiemate režiimide ulatuses, seega on suurem tõhusus mitme kasutusstsenaariumi korral. Võrreldes praeguse SKYACTIV-G-ga on kaubamärk lubab väiksemat tarbimist 20-30% sõltuvalt kasutusest . Bränd ütleb, et SKYACTIV-X suudab isegi ületada oma SKYACTIV-D diiselmootori kütusesäästu ja isegi seda ületada.
Kompressor võimaldab suuremat sisselaskerõhku, tagades mootori parema jõudluse ja reageerimisvõime. Suurem efektiivsus laiemas pöörete vahemikus võimaldab sõita ka kõrgematel pööretel, kus on rohkem võimsust saadaval ja mootori reaktsioon on parem.
Vaatamata toimingu keerukusele on küünla pidev kasutamine huvitaval kombel võimaldanud lihtsamat konstruktsiooni – pole vaja muutuvat jaotust ega muutuvat tihenduskiirust – ja paremat, see mootor töötab 95 bensiiniga , kuna vähem oktaanarvu on survesüüte jaoks parem.
Lõpuks rooli taha
Tekst on juba väga pikk, aga see on vajalik. Oluline on mõista, miks kogu selle mootori ümber käiv "sumin" on – see on sisepõlemismootorite osas tõesti märkimisväärne edasiminek. Peame ootama 2019. aastani, et kontrollida kõiki Mazda väiteid selle kohta, kuid arvestades seda, mida SKYACTIV-G-ga on lubatud ja demonstreeritud, on ootused, et SKYACTIV-X täidab kõik, mida ta lubab.
Õnneks oli meil juba varajaseks testiks võimalus. Näha oli dünaamiline kontakt SKYACTIV-X-ga varustatud prototüüpidega, mis on peidetud tuttava Mazda3 kere alla, kuigi sellel oli vähe või üldse mitte midagi pistmist tuttava Mazda3-ga – ka kerealune põhiarhitektuur on nüüd teise põlvkonna .
SKYACTIV on ka sünonüüm uutele platvormi/struktuuri/kere lahendustele. See uus põlvkond lubab suuremat väände jäikust, madalamat müra, vibratsiooni ja kareduse taset (NVH – müra, vibratsioon ja karedus) ning töötati välja isegi uued istmed, mis lubavad loomulikumat asendit, mis võimaldab suuremat mugavust.
Sõitsime prototüüpidest kahe versiooniga – üks manuaalkäigukastiga ja teine automaatkäigukastiga, mõlemad kuue kiirusega – ja saime isegi võrrelda erinevust praeguse 165hj manuaalkäigukastiga Mazda3 2.0-ga, et paremini tajuda. erinevusi. Õnneks oli see esimene auto, millega sõitsin, võimaldades kontrollida head mootori/kasti (manuaali) komplekti.
Erinevus SKYACTIV-X (tuleviku mootor) ja SKYACTIV-G (tänapäeva mootor) vahel ei saaks olla selgem. Mazda uus mootor on olenemata pööretevahemikust palju energilisem – saadaolev lisapöördemoment on üsna ilmne. Nagu "G", on ka "X" 2,0-liitrine, kuid mahlasemate numbritega. Mazda sihiks on umbes 190 hj võimsus - mis on märgatavad ja hästi, teel.
See üllatas oma reageerimisvõimega madalaimatest režiimidest, kuid parim kompliment, mida saate mootorile maksta, on see, et vaatamata sellele, et see on arendusüksus, veenab see juba praegu rohkem kui paljud turul olevad mootorid.
Kartsid, et kuna diiselmootoriga sarnaselt on diiselsüüte, toob see kaasa mõned seda tüüpi mootorite omadused, nagu suurem inerts, lühike kasutusala või isegi heli, olid täiesti alusetud. Kui see on sisepõlemismootorite tulevik, siis tule!
Prototüübi interjöör – selgelt väljatöötamisel oleva auto sisemus – oli varustatud kolme nummerdatud ringiga keskkonsooli kohal paikneva ekraaniga. Need kustusid või süttisid olenevalt süttimise või segu tüübist:
- 1 — sädesüüde
- 2 — survesüüde
- 3 — lahjem õhu/kütuse segu, kus saavutatakse maksimaalne efektiivsus
"Väikesed" mootorid Portugali jaoks?
Portugali ebanormaalne maksustamine muudab selle mootori marginaalseks valikuks. 2,0-liitrine mahutavus on ideaalne mitmel põhjusel, muu hulgas seetõttu, et see on enamikul maailmaturgudel hästi aktsepteeritud. SKYACTIV-X-i eest vastutavad insenerid mainisid, et võimalikud on ka muud võimsused, kuid praegu pole kaubamärgil plaanis arendada alla 2,0-liitriseid mootoreid.
Erinevaid olukordi, kus tekkis diiselsüüte – peaaegu lihtsalt sädesüütele lülitumine, mootori suuremate pöörete uurimisel või gaasipedaali vajutamisel – oli muljetavaldav.
Mis puutub režiimi 3, siis see nõudis selgelt kontrollitumat sõitu, eriti manuaalkäigukastiga, kus selle kuvamine osutus keeruliseks – või parema jala tundlikkuse puudumiseks. Pangaautomaati – Põhja-Ameerika turu jaoks skaleeritavat –, kuigi seda oli vähem meeldiv kasutada, osutus ringi number 3 “süütamine” palju lihtsamaks.
Tarbimised? Me ei tea!
Küsisin küll, aga keegi ei tulnud konkreetseid numbreid välja. Pardaarvuti oli “strateegiliselt” kleeplindiga kaetud, seega jääb esialgu loota vaid margi väidetele.Viimane märkus prototüüpidele, mis olid juba uue arhitektuuri osaks – jäigemad ja võimaldavad suuremat interjööri viimistlemist. Oluline on mitte unustada, et need olid arendusprototüübid, mistõttu oli üllatav, et need olid rafineeritumad ja helikindlamad kui praegune Mazda3 – järgmine põlvkond lubab…
Uus Mazda3 on esimene SKYACTIV-X
Tõenäoliselt on Mazda3 esimene mudel, mis saab uuendusliku SKYACTIV-X, nii et alles 2019. aastal saame näha mootori tõhususe kasvu.
Mis puudutab disaini, siis Mazda Euroopa disainikeskuse juht Kevin Rice ütles meile, et Kai Concepti üldilme on toodetav, mis tähendab, et see pole tulevase Mazda3 lõplikust versioonist liiga kaugel – unustage, et tegemist on megarattad, mini- tahavaatepeeglid või avatud optika…
Tootmisse võiks minna 85-90% Kai Concepti disainilahendustest.
Olete jõudnud artikli lõppu ... lõpuks!
Lubadus on täidetud, ütles Rui Veloso juba. Nii et siin on omamoodi hüvitis. Eepiline kamehameha, mis meenutab sündmusi SKYACTIV-X mootori põlemiskambrites.