사실상 전체 업계가 내연 기관을 역사책에 국한시키기로 결정한 것처럼 보이는 시기에 Mazda는 ... 곡물에 반대합니다! 기꺼이.
Mazda가 그것을 한 것은 처음이 아니며 마지막으로 옳았습니다. 같은 일이 다시 일어날까요? 일본인들은 그렇게 믿습니다.
내연 기관에 계속 베팅하기로 한 결정은 작년에 차세대 SKYACTIV-X 엔진을 통해 발표되었습니다. 그리고 우리는 2019년 공식 출시되기 전에 이 새로운 SKYACTIV-X 엔진을 생생한 컬러로 경험할 기회를 가졌습니다.
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연소 엔진? 그리고 전기제품?
미래는 전기이며 Mazda 관계자도 그 말에 동의합니다. 그러나 그들은 연소 엔진을 "죽은" 것으로 제공하는 예측에 동의하지 않습니다... 어제!
여기서 키워드는 '미래'입니다. 100% 전기 자동차가 새로운 "노멀"이 될 때까지 전 세계적인 전기 이동성으로의 전환은 수십 년이 걸릴 것입니다. 뿐만 아니라 재생 가능 에너지원에서 전기 생산도 증가해야 전기 자동차의 탄소 배출 제로에 대한 약속이 거짓이 아닙니다.
한편, 단기 및 중기적으로 CO2 배출량을 줄이는 주요 동인 중 하나는 "오래된" 내연 기관에 달려 있습니다. 앞으로 수십 년 동안 계속해서 가장 일반적인 유형의 엔진이 될 것입니다. 이것이 우리가 계속해서 개선해야 하는 이유입니다. Mazda는 낮은 배기 가스를 추구하기 위해 연소 엔진에서 가능한 한 많은 효율성을 추출하는 임무를 수행했습니다.
Mazda가 말했듯이 "적시에 올바른 솔루션의 원칙에 전념합니다"는 브랜드가 최상의 솔루션을 지속적으로 추구하도록 합니다. . 이러한 맥락에서 SKYACTIV-X의 혁신적이고 혁신적인 내연 기관이 탄생했습니다.
왜 혁명적인가?
SKYACTIV-X가 디젤 엔진과 마찬가지로 압축 점화가 가능한 최초의 가솔린 엔진이기 때문에… 글쎄요, 거의 디젤 엔진과 비슷하지만 이제 그만입니다.
압축 점화(즉, 공기/연료 혼합기가 피스톤에 의해 압축될 때 점화 플러그 없이 즉시 의미함)는 가솔린 엔진에서 엔지니어들이 추구하는 "성배" 중 하나였습니다. 압축 착화가 더 바람직하기 때문입니다. 훨씬 빠르고 연소실의 모든 연료를 즉시 연소시켜 동일한 양의 에너지로 더 많은 작업을 수행할 수 있어 효율성이 높아집니다.
더 빠른 연소는 또한 연소실에서 더 희박한 공기/연료 혼합물을 허용합니다. 즉, 연료보다 훨씬 많은 공기의 양입니다. 이점은 이해하기 쉽습니다. 연소는 더 낮은 온도에서 발생하여 NOx(질소 산화물)가 적고 엔진 예열 중에 낭비되는 에너지가 적습니다.
문제
그러나 가솔린의 압축 점화는 쉽지 않습니다. 최근 수십 년 동안 다른 건설업체에서 시도한 적이 없지만 상용화할 수 있는 실행 가능한 솔루션을 내놓은 사람이 아무도 없었기 때문입니다.압축 점화의 기본 개념인 균일 압축 점화 충전(HCCI)은 지금까지 낮은 엔진 속도와 낮은 부하에서만 달성되었으므로 실제적인 이유로 스파크 점화(스파크 플러그)는 여전히 필요합니다. . 또 다른 큰 문제는 압축 착화 발생시 제어.
따라서 문제는 조화로운 방식으로 두 가지 유형의 점화 사이를 전환할 수 있어야 하며, 이를 통해 Mazda는 가솔린 및 희박 혼합물 압축 점화를 허용하는 다양한 요소를 개선하고 제어할 수 있습니다.
해결책
"유레카" 순간, 아니면 불꽃이 튀는 순간인가요? ba dum tss... — 이러한 문제를 해결할 수 있었던 것은 Mazda 엔지니어가 압축 연소에 점화 플러그가 필요하지 않다는 기존의 아이디어에 이의를 제기했을 때 발생했습니다. 우리가 정말로 그 전환을 할 필요가 있습니까?” 여기에 SPCCI 시스템의 기초인 SPark-Controlled Compression Ignition이 있습니다.
즉, 압축 연소의 경우에도 Mazda는 스파크 플러그를 사용하여 압축 연소와 스파크 연소 사이를 원활하게 전환할 수 있습니다. 그러나 점화 플러그를 사용하면 여전히 압축 연소라고 할 수 있습니까?
물론이야! 이는 무엇보다도 압축에 의한 연소가 일어날 때 점화 플러그가 제어 메커니즘의 역할을 하기 때문입니다. 즉, SPCCI의 장점은 디젤엔진의 연소방법론과 점화플러그가 장착된 가솔린엔진의 타이밍방법을 함께 사용한다는 점이다. 박수를 쳐볼까요? 우리는 할 수 있습니다!
목표
엔진은 공기/연료 혼합물이 기존 가솔린 엔진보다 약 2.5배 더 많은 37:1의 매우 희박한 지점까지 연소실에 필요한 온도 및 압력 조건을 생성하는 방식으로 설계되었습니다. - 상사점에서 점화 직전에 머문다. 그러나 그 과정을 시작하는 것은 점화 플러그의 불꽃입니다.
이것은 더 작고 풍부한 공기/연료 혼합물(29:1)을 의미하며, 이는 불덩어리를 발생시키는 나중 단계에서 주입됩니다. 이것은 연소실의 압력과 온도를 더욱 증가시켜 이미 폭발할 준비가 된 지점에 가까운 희박한 혼합물이 저항하지 않고 거의 즉시 점화되지 않도록 합니다.
이 점화 제어 장치는 나를 당황하게 합니다. Mazda는 5000rpm 이상에서 이것을 할 수 있고 처음에는 바베큐에 불도 붙일 수 없습니다…
이제 매우 명백해 보이지만 새로운 "트릭"이 필요한 솔루션:
- 연료는 두 가지 다른 시간에 분사되어야 합니다. 하나는 압축될 희박한 혼합물을 위한 것이고 다른 하나는 점화 플러그에 의해 점화될 약간 더 풍부한 혼합물을 위한 것입니다.
- 연료 분사 시스템은 연료의 빠른 기화 및 분무를 허용하고 실린더 전체에 즉시 분산시키고 압축 시간을 최소화하기 위해 초고압을 가져야 합니다.
- 모든 실린더에는 압력 센서가 있어 앞서 언급한 컨트롤을 지속적으로 모니터링하여 의도한 효과에서 벗어난 모든 편차를 실시간으로 보정합니다.
- 압축기 사용 — SKYACTIV-X는 압축률을 낮추어 원하는 린 믹스를 허용하는 Miller 사이클을 사용하므로 압축률을 높게 유지하는 데 필수적인 요소입니다. 추가 출력과 토크는 환영할 만한 결과입니다.
뒷분
이익
SPCCI 시스템은 훨씬 더 넓은 범위에 걸쳐 압축을 통해 연소를 확장할 수 있으므로 더 많은 사용 시나리오에서 더 많은 효율성을 얻을 수 있습니다. 기존 SKYACTIV-G와 비교하여 브랜드 사용량에 따라 20~30% 낮은 소비를 약속합니다. . 이 브랜드는 SKYACTIV-X가 자체 SKYACTIV-D 디젤 엔진의 연비와 비슷하거나 심지어 초과할 수 있다고 말합니다.
압축기는 더 높은 흡기 압력을 허용하여 더 나은 엔진 성능과 반응성을 보장합니다. 더 넓은 범위의 회전수에서 더 큰 효율성은 더 많은 출력을 사용할 수 있고 엔진의 응답이 더 우수한 더 높은 회전수에서도 달릴 수 있게 해줍니다.
작업의 복잡성에도 불구하고 양초를 지속적으로 사용하면 흥미롭게도 더 간단한 설계가 가능합니다. 가변 분포나 가변 압축률이 필요하지 않으며 더 좋습니다. 이 엔진은 95 가솔린으로 작동합니다. , 낮은 옥탄가가 압축 착화에 더 좋습니다.
마지막으로 운전대 뒤에서
텍스트는 이미 매우 길지만 필요합니다. 왜 이 엔진 주변의 모든 "윙윙거리는 소리"를 이해하는 것이 중요합니다. 이는 연소 엔진에 관한 한 정말 놀라운 발전입니다. Mazda에 대한 모든 주장을 확인하려면 2019년까지 기다려야 하지만 SKYACTIV-G로 약속되고 입증된 것을 고려할 때 SKYACTIV-X가 약속한 모든 것을 이행할 것이라는 기대가 높습니다.
운 좋게도 우리는 이미 조기 시험을 볼 기회가 있었습니다. 익숙한 Mazda3 차체 아래에 숨겨져 있는 SKYACTIV-X 장착 프로토타입과의 동적 접촉이 예상되었지만 친숙한 Mazda3와 거의 또는 전혀 관련이 없었습니다. 차체 아래의 기본 아키텍처도 이제 2세대입니다.
SKYACTIV는 또한 새로운 플랫폼/구조/바디 솔루션과 동의어입니다. 이 새로운 세대는 더 큰 비틀림 강성, 더 낮은 수준의 소음, 진동 및 가혹함(NVH - 소음, 진동 및 가혹함)을 약속하며 더 자연스러운 자세를 약속하는 새로운 시트도 개발되어 더 큰 수준의 편안함을 허용합니다.
우리는 두 가지 버전의 프로토타입을 운전했습니다. 하나는 수동 기어박스와 다른 하나는 자동 기어박스가 있는 6단입니다. 그리고 수동 기어박스가 장착된 현재 165hp Mazda3 2.0과의 차이점을 비교하여 더 잘 식별할 수 있었습니다. 차이점. 운 좋게도 내가 운전한 첫 차여서 좋은 엔진/박스(수동) 세트를 확인할 수 있었습니다.
SKYACTIV-X(미래의 엔진)와 SKYACTIV-G(오늘의 엔진)의 차이점은 이보다 더 명확할 수 없습니다. Mazda의 새로운 엔진은 회전 범위에 관계없이 훨씬 더 강력합니다. 사용 가능한 추가 토크는 매우 분명합니다. "G"와 마찬가지로 "X"는 2.0리터 단위이지만 숫자가 더 많습니다. Mazda는 약 190마력의 출력을 목표로 합니다. — 도로에서 눈에 띄게 나타납니다.
가장 낮은 체제의 반응성에 놀랐지만 엔진에 대해 가장 칭찬할 수 있는 것은 개발 중인 장치임에도 불구하고 이미 시장에 나와 있는 많은 엔진보다 더 많은 것을 확신시키고 있다는 것입니다.
디젤과 같은 압축 착화 방식이 있기 때문에 더 큰 관성, 짧은 사용 범위 또는 소음과 같은 이러한 유형의 엔진 특성 중 일부를 가져올 것이라는 두려움은 완전히 근거가 없었습니다. 이것이 내연기관의 미래라면 어서오세요!
프로토타입의 내부(분명히 개발 중인 자동차의 내부)에는 센터 콘솔 위에 3개의 번호가 매겨진 원이 있는 스크린이 있습니다. 발생한 점화 또는 혼합물의 유형에 따라 다음과 같이 꺼지거나 켜집니다.
- 1 - 스파크 점화
- 2 - 압축 점화
- 3 - 최대 효율을 얻을 수 있는 희박한 공기/연료 혼합물
포르투갈을 위한 "작은" 엔진?
비정상적인 포르투갈 과세로 인해 이 엔진은 한계 선택이 될 것입니다. 2.0리터 용량은 몇 가지 이유에서 이상적입니다. 특히 대부분의 세계 시장에서 잘 수용되는 용량이기 때문입니다. SKYACTIV-X를 담당하는 엔지니어는 다른 용량도 가능하다고 언급했지만 현재로서는 2.0리터 미만 용량의 엔진을 개발할 계획이 아닙니다.
압축 점화가 발생하는 다양한 상황(거의 그냥 스파크 점화로 전환하거나, 더 높은 엔진 속도를 탐색할 때 또는 스로틀을 낮출 때)은 인상적이었습니다.
모드 3의 경우 특히 수동 변속기의 경우 더 제어된 운전이 필요했습니다. 특히 수동 기어박스에서는 화면에 표시하기가 어렵거나 오른쪽 발의 감도가 부족했습니다. 북미 시장을 겨냥한 자동 입출금기(Automatic Teller Machine)는 사용하기는 덜하지만 3번 원을 "밝힐" 수 있는 것으로 밝혀졌습니다.
소비? 우리는 모른다!
물어봤지만 구체적인 수치를 알려주는 사람은 아무도 없었다. 온보드 컴퓨터는 "전략적으로" 접착 테이프로 덮여 있었기 때문에 지금은 브랜드의 설명에만 의존할 수 있습니다.이미 새로운 아키텍처의 일부였던 프로토타입에 대한 마지막 메모입니다. 이것이 개발 프로토타입이라는 것을 잊지 않는 것이 중요합니다. 그래서 이것이 현재 생산 중인 Mazda3보다 더 세련되고 방음이 잘되었다는 사실에 놀랐습니다 — 차세대 약속…
최초의 SKYACTIV-X가 될 New Mazda3
아마도 Mazda3는 혁신적인 SKYACTIV-X를 받는 첫 번째 모델이 될 것이므로 2019년 언젠가가 되어야 엔진의 효율성 향상을 실제로 볼 수 있을 것입니다.
디자인과 관련하여 Mazda의 유럽 디자인 센터 책임자인 Kevin Rice는 Kai Concept의 전반적인 모습이 생산 가능하다고 말했습니다. 즉, 미래 Mazda3의 최종 버전에서 너무 멀지 않은 것입니다. 백미러 또는 노출된 광학 장치…
Kai Concept의 설계 솔루션 중 85-90%가 생산에 들어갈 수 있습니다.
기사의 끝에 도달했습니다...드디어!
약속은 기한이라고 Rui Veloso는 이미 말했습니다. 그래서 여기에 일종의 보상이 있습니다. SKYACTIV-X 엔진 연소실 내부의 사건을 회상하는 장대한 카메하메하.