Laikā, kad šķiet, ka gandrīz visa nozare ir apņēmības pilna iekšdedzes dzinēju aprobežot tikai ar vēstures grāmatām, Mazda dodas... pretī! Labprāt.
Mazda tā nav pirmā reize, un pēdējā reize tā bija pareizi. Vai atkārtosies tas pats? Japāņi tā uzskata.
Lēmums turpināt derības uz iekšdedzes dzinējiem tika paziņots pagājušajā gadā, izmantojot jaunās paaudzes SKYACTIV-X dzinējus. Un mums bija iespēja izjust šo jauno SKYACTIV-X dzinēju gan dzīvā, gan krāsainā veidā pirms tā oficiālās ienākšanas tirgū 2019. gadā.
Tāpēc jūs katru dienu apmeklējat Reason Automotive, vai ne?
Sagatavojies! Raksts būs garš un tehnisks. Ja sasniegsi beigas, saņemsi kompensāciju…
Iekšdedzes dzinējs? Un elektriskie?
Nākotne ir elektriska, un arī Mazda amatpersonas piekrīt šim apgalvojumam. Bet viņi nepiekrīt pareģojumiem, kas norāda, ka iekšdedzes dzinējs ir “miris”… vakar!
Atslēgas vārds šeit ir "nākotne". Kamēr 100% elektriskā automašīna kļūs par jauno “normālo”, pāreja uz elektrisko mobilitāti visā pasaulē prasīs gadu desmitus. Turklāt būs jāpalielina arī elektroenerģijas ražošanai no atjaunojamiem avotiem, lai solījums par nulles emisiju no elektromobiļiem nebūtu viltus.
Tikmēr “vecais” iekšdedzes dzinējs būs viens no galvenajiem CO2 emisiju samazināšanas dzinējspēkiem īstermiņā un vidējā termiņā — tas joprojām būs visizplatītākais dzinēja veids arī turpmākajās desmitgadēs. Un tāpēc mums tas jāturpina uzlabot. Mazda ir uzņēmusies savu misiju iegūt pēc iespējas lielāku efektivitāti no iekšdedzes dzinēja, cenšoties samazināt emisijas.
“Apņemšanās ievērot pareizā risinājuma pareizajā laikā principu”, kā saka Mazda, virza zīmolu, pastāvīgi meklējot labāko risinājumu — nevis to, kas vislabāk izskatās uz papīra, bet gan tādu, kas darbojas reālajā pasaulē. . Tieši šajā kontekstā rodas SKYACTIV-X, tā novatoriskais un pat revolucionārais iekšdedzes dzinējs.
Kāpēc revolucionārs?
Vienkārši tāpēc, ka SKYACTIV-X ir pirmais benzīna dzinējs, kas spēj nodrošināt kompresijas aizdedzi — tāpat kā dīzeļa dzinējiem... labi, gandrīz kā dīzeļdzinējiem, bet mēs esam prom.
Kompresijas aizdedze — tas ir, gaisa/degvielas maisījums nozīmē tūlītēju, bez aizdedzes sveces, kad to saspiež virzulis — benzīna dzinējos ir bijis viens no inženieru īstenotajiem “svētajiem grāliem”. Tas ir tāpēc, ka kompresijas aizdedze ir vēlama: tas ir daudz ātrāk, acumirklī sadedzinot visu degkamerā esošo degvielu, ļaujot paveikt vairāk darba ar tādu pašu enerģijas daudzumu, tādējādi palielinot efektivitāti.
Ātrāka sadegšana nodrošina arī liesāku gaisa/degvielas maisījumu sadegšanas kamerā, tas ir, gaisa daudzums ir daudz lielāks nekā degvielas daudzums. Priekšrocības ir viegli saprotamas: sadegšana notiek zemākā temperatūrā, kā rezultātā rodas mazāk NOx (slāpekļa oksīdu), un dzinēja iesildīšanas laikā tiek iztērēta mazāk enerģijas.
Problēmas
Taču kompresijas aizdedze benzīnā nav viegla — ne tāpēc, ka to nebūtu izmēģinājuši citi celtnieki pēdējo desmitgažu laikā, taču neviens nav nācis klajā ar dzīvotspējīgu risinājumu, ko varētu komercializēt.Homogēnās kompresijas aizdedzes uzlāde (HCCI), kompresijas aizdedzes pamatkoncepcija, līdz šim ir sasniegta tikai pie zemiem dzinēja apgriezieniem un zemas slodzes, tāpēc praktisku iemeslu dēļ dzirksteļaizdedze (aizdedzes svece) joprojām ir nepieciešama. lieliem režīmiem un slodzēm. . Otra lielā problēma ir kontrolēt, kad notiek kompresijas aizdedze.
Tāpēc izaicinājums ir spēt harmoniski pārslēgties starp diviem aizdedzes veidiem, kas lika Mazda uzlabot un kontrolēt dažādus faktorus, kas pieļauj benzīna un liesa maisījuma kompresijas aizdedzi.
Atrisinājums
“Eureka” brīdis vai tas ir brīdis, kad bija dzirkstele? ba dum tss… — kas ļāva atrisināt šīs problēmas, notika, kad Mazda inženieri apstrīdēja vispārpieņemto ideju, ka sadegšanai ar kompresiju nav vajadzīgas aizdedzes sveces: “Ja pāreja starp dažādiem degšanas režīmiem ir sarežģīta, vai tā ir, pirmkārt, vai mums tiešām ir jāveic šī pāreja?” Šeit slēpjas SPCCI sistēmas pamats — Spark-Controlled Compression Ignition.
Citiem vārdiem sakot, pat sadegšanai ar kompresijas palīdzību Mazda izmanto aizdedzes sveces, kas nodrošina vienmērīgu pāreju starp sadegšanu ar kompresiju un dzirksteļaizdegšanu. Bet, ja izmantojat aizdedzes sveci, vai to joprojām var saukt par kompresijas sadegšanu?
Protams! Tas ir tāpēc, ka aizdedzes svece galvenokārt kalpo kā vadības mehānisms, kad notiek sadegšana ar kompresiju. Citiem vārdiem sakot, SPCCI skaistums ir tas, ka tajā tiek izmantota dīzeļdzinēja sadegšanas metodika ar benzīna dzinēja ar aizdedzes sveci laika noteikšanas metodiku. Vai varam sasist plaukstas? Mēs varam!
Mērķis
Dzinējs tika konstruēts tā, lai radītu nepieciešamos temperatūras un spiediena apstākļus sadegšanas kamerā līdz vietai, kur gaisa/degvielas maisījums ir ļoti liess, 37:1, apmēram 2,5 reizes vairāk nekā parastajā benzīna dzinējā. — palikt uz aizdegšanās robežas augšējā nāves punktā. Bet tā ir dzirkstele no aizdedzes sveces, kas sāk procesu.
Tas nozīmē nelielu, bagātīgāku gaisa/degvielas maisījumu (29:1), kas tiek ievadīts vēlākā stadijā, kas rada ugunsbumbu. Tas vēl vairāk palielina spiedienu un temperatūru sadegšanas kamerā, lai liesais maisījums, kas jau ir tuvu vietai, kur tas ir gatavs detonēt, neizturas un aizdegas gandrīz acumirklī.
Šī aizdedzes vadība mani samulsina. Mazda to spēj izdarīt pie vairāk nekā 5000 apgr./min, un es pat nevaru sākumā aizdedzināt bārbekjū...
Risinājums, kas tagad šķiet tik pašsaprotams, bet kas prasīja jaunus "trikus":
- degviela ir jāiesmidzina divos dažādos laikos, vienu liesajam maisījumam, kas tiks saspiests, un otru nedaudz bagātākam maisījumam, ko aizdedzinās aizdedzes svece.
- degvielas iesmidzināšanas sistēmai jābūt ar īpaši augstu spiedienu, lai degviela ātri iztvaikotu un izsmidzinātu, nekavējoties izkliedējot to visā cilindrā, samazinot saspiešanas laiku
- visiem baloniem ir spiediena sensors, kas pastāvīgi uzrauga iepriekšminētās vadības ierīces, reāllaikā kompensējot jebkādas novirzes no paredzētā efekta.
- kompresora izmantošana — ir būtiska sastāvdaļa, lai saglabātu augstu kompresiju, jo SKYACTIV-X izmanto Millera ciklu, kas samazina kompresiju, nodrošinot vēlamo liesu maisījumu. Papildu jauda un griezes moments ir apsveicamas sekas.
Aizmugurējā daļa
Ieguvumi
SPCCI sistēma ļauj paplašināt degšanu ar kompresijas palīdzību daudz plašākā režīmu diapazonā, tādējādi nodrošinot lielāku efektivitāti vairākos lietošanas scenārijos. Salīdzinājumā ar pašreizējo SKYACTIV-G zīmolu sola mazāku patēriņu no 20 līdz 30% atkarībā no lietojuma . Zīmols saka, ka SKYACTIV-X var pat līdzināties un pat pārsniegt paša SKYACTIV-D dīzeļdzinēja degvielas ekonomiju.
Kompresors nodrošina lielāku ieplūdes spiedienu, nodrošinot labāku dzinēja veiktspēju un atsaucību. Lielāka efektivitāte plašākā apgriezienu diapazonā ļauj darboties arī ar augstākiem apgriezieniem, kur ir pieejama lielāka jauda un dzinēja reakcija ir augstāka.
Neskatoties uz darbības sarežģītību, sveces pastāvīgā izmantošana interesanti ir ļāvusi izveidot vienkāršāku dizainu — nav nepieciešams mainīgs sadalījums vai mainīgs saspiešanas ātrums — un labāk, šis dzinējs darbojas ar 95 benzīnu , jo mazāks oktānskaitlis ir labāks kompresijas aizdedzei.
Beidzot pie stūres
Teksts jau ir ļoti garš, bet tas ir vajadzīgs. Ir svarīgi saprast, kāpēc visa “bazda” ap šo dzinēju — tas tiešām ir ievērojams progress attiecībā uz iekšdedzes dzinējiem. Mums būs jāgaida līdz 2019. gadam, lai pārbaudītu visus Mazda apgalvojumus par to, taču, ņemot vērā to, kas ir solīts un demonstrēts ar SKYACTIV-G, ir lielas cerības, ka SKYACTIV-X izpildīs visu, ko tas sola.
Par laimi, mums jau bija iespēja veikt agrīnu pārbaudi. Bija paredzēts dinamisks kontakts ar SKYACTIV-X aprīkotiem prototipiem, kas paslēpti zem pazīstamās Mazda3 virsbūves, lai gan tam bija maz vai nekāda sakara ar pazīstamo Mazda3 — arī bāzes arhitektūra zem virsbūves tagad ir otrās paaudzes.
SKYACTIV ir arī sinonīms jauniem platformas/struktūras/virsbūves risinājumiem. Šī jaunā paaudze sola lielāku vērpes stingrību, zemāku trokšņa, vibrācijas un skarbuma līmeni (NVH – troksnis, vibrācija un skarbums), un tika izstrādāti pat jauni sēdekļi, kas sola dabiskāku stāju, kas ļaus nodrošināt lielāku komforta līmeni.
Mēs braucām ar divām prototipu versijām — vienu ar manuālo pārnesumkārbu un otru ar automātisko pārnesumkārbu, abām ar sešiem ātrumiem — un pat varējām salīdzināt atšķirību ar pašreizējo 165 ZS Mazda3 2.0 ar manuālo pārnesumkārbu, lai labāk saskatītu atšķirības. Par laimi tā bija pirmā automašīna, ar kuru es braucu, ļaujot man pārbaudīt labu dzinēja/kastes (manuālo) komplektu.
Atšķirība starp SKYACTIV-X (nākotnes dzinēju) un SKYACTIV-G (mūsdienu dzinēju) nevarētu būt skaidrāka. Mazda jaunais dzinējs ir daudz enerģiskāks neatkarīgi no apgriezienu diapazona — pieejamais papildu griezes moments ir diezgan acīmredzams. Tāpat kā “G”, “X” ir 2,0 litru vienība, taču ar sulīgākiem cipariem. Mazda tiecas uz aptuveni 190 ZS jaudu — kas ir pamanāmi, un labi, uz ceļa.
Tas pārsteidza ar savu atsaucību no zemākajiem režīmiem, bet labākais kompliments, ko varat maksāt dzinējam, ir tas, ka, neskatoties uz to, ka tas ir izstrādes vienība, tas jau pārliecina vairāk nekā daudzi tirgū esošie dzinēji.
Bažām, ka, tā kā pastāv kompresijas aizdedze, piemēram, dīzelim, tā radīs dažas šāda veida dzinēja īpašības, piemēram, lielāku inerci, īsu lietošanas diapazonu vai pat skaņu, bija pilnīgi nepamatotas. Ja tāda ir iekšdedzes dzinēju nākotne, nāc!
Prototipa interjers — nepārprotami izstrādes stadijā esošās automašīnas interjers — bija aprīkots ar ekrānu, kas novietots virs viduskonsoles ar trim numurētiem apļiem. Tās izslēdzās vai ieslēdzās atkarībā no aizdegšanās vai maisījuma veida:
- 1 — dzirksteļaizdedze
- 2 — kompresijas aizdedze
- 3 — liesāks gaisa/degvielas maisījums, kur tiek iegūta maksimālā efektivitāte
"Mazie" dzinēji Portugālei?
Portugāles nodokļu novirzes padarīs šo dzinēju par nenozīmīgu izvēli. 2,0 litru tilpums ir ideāls vairāku iemeslu dēļ, tostarp tāpēc, ka tā ir labi pieņemta jauda lielākajā daļā pasaules tirgu. Par SKYACTIV-X atbildīgie inženieri minēja, ka iespējamas arī citas jaudas, taču pagaidām zīmola plānos nav izstrādāt dzinējus ar tilpumu zem 2,0 litriem.
Situāciju dažādība, kad notika kompresijaizdedze — gandrīz tikai pārslēgšanās uz dzirksteļaizdedzi, pētot lielākus dzinēja apgriezienus vai nospiežot droseļvārstu — bija iespaidīga.
Kas attiecas uz 3. režīmu, tas nepārprotami prasīja kontrolētāku braukšanu, it īpaši ar manuālo pārnesumkārbu, kur izrādījās grūti — vai labās kājas jutīguma trūkums —, lai tas parādītos ekrānā. Kases automāts — mērogošana Ziemeļamerikas tirgum —, lai gan bija mazāk patīkams lietošanā, izrādījās daudz vieglāk “izgaismot” apli ar numuru 3.
Patēriņi? Mēs nezinām!
Es jautāju, bet neviens nenāca klajā ar konkrētiem skaitļiem. Borta dators bija “stratēģiski” noklāts ar līmlenti, tāpēc pagaidām atliek vien paļauties uz zīmola izteikumiem.Pēdējā piezīme prototipiem, kas jau bija daļa no jaunās arhitektūras — stingrāki un ļaujot uzlabot interjeru. Ir svarīgi neaizmirst, ka tie bija izstrādes prototipi, tāpēc bija pārsteidzoši, ka tie bija izsmalcinātāki un skaņu izolētāki nekā pašreizējā sērijveida Mazda3 — sola nākamā paaudze…
Jaunā Mazda3 būs pirmā SKYACTIV-X
Visticamāk, Mazda3 būs pirmais modelis, kas saņems inovatīvo SKYACTIV-X, tāpēc tikai 2019. gadā mēs patiešām varēsim redzēt dzinēja efektivitātes pieaugumu.
Runājot par dizainu, Mazda Eiropas dizaina centra vadītājs Kevins Raiss mums teica, ka Kai Concept kopējais izskats ir ražojams, kas nozīmē, ka tas nav pārāk tālu no nākotnes Mazda3 galīgās versijas — aizmirstiet, ka tie ir mega riteņi, mini- atpakaļskata spoguļi vai atklāta optika…
85-90% Kai Concept dizaina risinājumu varētu nonākt ražošanā.
Jūs esat sasniedzis raksta beigas... beidzot!
Solījums ir jāpilda, Rui Veloso jau teica. Tātad šeit ir sava veida kompensācija. Episka kamehameha, kas atgādina notikumus SKYACTIV-X dzinēja sadegšanas kamerās.