התלקחות דחיסה הומוגנית (HCCI) . ראשי תיבות שהופיעו ללא הרף ב-Autopédia da Razão Automóvel במהלך החודשים האחרונים. כמה דוגמאות:
- מאזדה עובדת על מנוע חדש שלא צריך מצתים
- איך יעבוד מנוע ה-HCCI של מאזדה ללא מצתים?
- מאזדה שוב עושה מהפכה. גלה את מנועי SKYACTIV-X החדשים
בשנת 2018 נשנה את ראשי התיבות HCCI לאחר: SPCCI. למה? התשובה תופיע בהמשך הטקסט.
בואו נסקור את המאמר
כפי שכתבנו קודם, טכנולוגיה HCCI (הצתה על ידי דחיסה עם מטען הומוגני) מאפשר מנוע בנזין מפעיל בעירה ללא מצתים . הליטניה המפורסמת (כבר בת מאה...): כניסה, דחיסה, פיצוץ ואגזוז.
ממש כמו מנוע דיזל, מנועי בנזין בטכנולוגיית HCCI הלחץ בתערובת הוא כזה שהבעירה מופעלת ללא שימוש במצתים.
בונים רבים ניסו להפוך את מנועי הבנזין לאפשריים עם הטכנולוגיה הזו, המשלבת את המיטב של דיזל (מומנט, תגובת סל"ד נמוכה וחסכון בדלק) עם המיטב של מנועי הבנזין במחזור אוטו (הספק, יעילות ופליטות), אבל אף אחד לא עושה זאת. הושג עקב הבעיות הגלומות בפתרון זה - שאסביר בהמשך.
אף אחד, מלבד כמה ג'נטלמנים מאוד עקשנים שעובדים שם בצד של הירושימה. אותם ג'נטלמנים שממשיכים להשקיע במנועי וואנקל, מסרבים להקטין את המנועים וטוענים בשכנוע שלפני חשמול המכונית, יש עוד הרבה "מיץ" להפיק ממנוע הבעירה הישן. האדונים האלה (כפי שכבר ניחשתם...) הם מהנדסי מאזדה.
תגיד שלום! ל-SPCCI (הצתה מבוקרת דחיסה)
ככל שהחדשות מתפרסמות, אנו מתוודעים לפרטים נוספים על הטכנולוגיה החדשה הזו שתהיה נוכחת בדור השני של מנועי מאזדה SKYACTIV - החל משנת 2019.
דור שני זה של מנועי מאזדה ייקרא SKYACTIV-X ומבטיח להציע את מיטב הדיזל ואת מיטב מנועי הבנזין במנוע אחד בלבד:
כפי שהיה נהוג בשנים האחרונות, מהנדסי המותג הירושימה נשארים משוכנעים באפשרויות שלהם. ומההשקעה הזו נולדה טכנולוגיה SPCCI (Spark Controled Compression Ignition), שפירושו בפורטוגזית הוא משהו כמו "מערכת הצתת דחיסה מבוקרת ניצוץ".
אבל זה לא נקרא HCCI?
כן, זה נקרא HCCI, אבל הטכנולוגיה הזו לא שירתה את מטרותיה של מאזדה. לטכנולוגיית HCCI יש בעיה רצינית: זה עובד רק בתנאי שימוש אידיאליים (סל"ד נמוך, טמפרטורות נמוכות ולחץ אטמוספרי קבוע). אחרת, מתרחשת תופעה המכונה "טרום פיצוץ", אשר מפחיתה באופן דרסטי את יעילות הבעירה ופוגעת באמינות המנוע.לכן המותג פיתח את טכנולוגיית SPCCI, המייחדת את עצמה מ-HCCI בכך שהיא מצליחה לעקוף את מגבלותיה, כאשר פונים למצתים ולמערכות אחרות (עליהם נדבר בהמשך...) לשלוט ברגע ההצתה, למרות שעיקרון העבודה זהה.
לכן, בניגוד למה שדווח במהלך החודשים האחרונים, על ידינו, למנועי SKYACTIV-X יהיו מצתים. התפקוד של טכנולוגיית SPCCI מומחש היטב בסרטון זה:
כפי שאתה יכול לראות, עקרון העבודה הוא פשוט. עם זאת, הביצוע מורכב יותר ממה שהוא נראה.
בקצרה, טכנולוגיית SPCCI פועלת באופן הבא: גל ראשון של אוויר/בנזין גרועים מאוד מוזרק בכניסה, על מנת להיות נתון לדחיסה גדולה יותר מאשר במנועים רגילים ללא הצתה מוקדמת (כאשר התערובת מתפוצצת לפני הנקודה האידיאלית).
ברגע שני מוזרק גל שני של דלק עם תערובת עשירה יותר ליד המצת, וה-ECU נותן למצת. באמצעות הפרמטרים המאומתים באותו רגע בדיוק (טמפרטורה, לחץ, תערובת אוויר/בנזין וכו'). ברגע זה, תערובת האוויר/דלק נתונה ללחץ כה גדול עד שהתערובת נדלקת, לא רק ליד המצת, אלא באופן מיידי בכל תא הבעירה.
כאן טמון ההבדל. רצף אירועים זה מפעיל בעירה הומוגנית יותר, מהירה ויעילה יותר של התערובת כולה. במילים אחרות, מושגת בעירה מהירה בהרבה, כאשר יותר עבודה נעשית עם פחות דלק, ועם פחות היווצרות של גזי פליטה מזיקים כגון NOx (תחמוצות חנקן).
במנוע בנזין שתלוי רק במצת, הפיצוץ איטי יותר, מתרחש רק בסמוך למצת, כשהלהבה מתפשטת דרך תא הבעירה הנותר.
זה נראה פשוט, אבל כל התהליך הזה נבע ממחקר אינטנסיבי של התנהגות הגזים בתא הבעירה ופיתוח של אלקטרוניקה מתקדמת ביותר. השליטה באירועים בזמן הבעירה כה גדולה שמאזדה מסוגלת לשנות את יחס הדחיסה של המנוע בהתאם לרגע ההצתה של המצת. כמו? יצירת גלי לחץ בכיוון ההפוך לבוכנה דרך רגע הצתת הניצוץ.
פתר את הבעיה עם בקרת ההצתה...
... מאזדה הייתה צריכה למצוא פתרון כדי לשמור על תערובת האוויר/דלק במנוע קבועה ומספקת, ללא קשר ללחץ האטמוספרי החיצוני. זוהי הדרך היחידה שבה טכנולוגיית SPCCI, בניגוד למה שקורה עם טכנולוגיית HCCI, יכולה לעבוד בכל משטרי הסיבוב ובהמון סביבות שונות.
כדי לפתור בעיה זו, מאזדה תצייד את מנועי SKYACTIV-X במדחס נפחי "רזה" (סוג שורשים) שישמור על לחץ הכניסה קבוע. בתורו, בקרת הטמפרטורה בתא הבעירה תתבצע על ידי שסתום EGR מבוקר אלקטרוני. בדרך זו, מאזדה מסוגלת לשלוט בכל הפרמטרים המפריעים לתזמון ההצתה של המנוע באמצעות יחידת בקרה השולטת על ציוד היקפי של המנוע הזה ואחרים (חיישנים, מזרקים וכו').
בקרת האש האולטימטיבית?
עם המקור הטכנולוגי הזה, מאזדה מסוגלת לשלוט איך, מתי ובאילו תנאים הוא שהבעירה (אנרגיה תרמית) הופכת לתנועה (אנרגיה קינטית). זה ללא ספק הישג טכנולוגי יוצא דופן, במעל 6000 סיבובים לדקה! והנה, אני מרגיש כאילו אני בשנת 3000 לפני הספירה, עדיין מתקשה להדליק אח...
אנו מצפים לנסות את הדגמים הראשונים עם מנועי SKYACTIV-X. המועמד להופעת הבכורה של מנוע זה עם טכנולוגיית SPCCI הוא דור העתיד של מאזדה 3 , שתצא לשוק ב-2019.
