Pada masa apabila hampir seluruh industri nampaknya berazam untuk mengehadkan enjin pembakaran dalaman kepada buku sejarah, Mazda pergi… menentang bijirin! dengan senang hati.
Ia bukan kali pertama Mazda melakukannya, dan kali terakhir ia betul. Adakah perkara yang sama akan berlaku lagi? Orang Jepun percaya begitu.
Keputusan untuk meneruskan pertaruhan pada enjin pembakaran telah diumumkan tahun lepas, melalui enjin SKYACTIV-X generasi baharu. Dan kami berpeluang untuk mengalami enjin SKYACTIV-X baharu ini, secara langsung dan berwarna, sebelum ketibaan rasminya di pasaran pada tahun 2019.
Itulah sebabnya anda melawat Reason Automotive setiap hari, bukan?
Bersedia! Artikel itu akan panjang dan teknikal. Jika anda sampai ke penghujung anda akan mendapat pampasan…
Enjin pembakaran? Dan yang elektrik?
Masa depan adalah elektrik, dan pegawai Mazda juga bersetuju dengan kenyataan itu. Tetapi mereka tidak bersetuju dengan ramalan yang memberikan enjin pembakaran sebagai "mati"... semalam!
Kata kunci di sini ialah "masa depan". Sehingga kereta elektrik 100% adalah "normal" baharu, peralihan kepada mobiliti elektrik di seluruh dunia akan mengambil masa beberapa dekad. Tambahan pula, pengeluaran tenaga elektrik daripada sumber yang boleh diperbaharui juga perlu berkembang, supaya janji sifar pelepasan daripada kereta elektrik bukanlah satu penipuan.
Sementara itu, terpulang kepada enjin pembakaran dalaman "lama" untuk menjadi salah satu pemacu utama mengurangkan pelepasan CO2 dalam jangka pendek dan sederhana — ia akan terus menjadi jenis enjin yang paling biasa untuk beberapa dekad yang akan datang. Dan itulah sebabnya kita mesti terus memperbaikinya. Mazda telah mengambil misinya untuk mengekstrak kecekapan sebanyak mungkin daripada enjin pembakaran untuk mengejar pelepasan yang lebih rendah.
"Komited kepada prinsip penyelesaian yang betul pada masa yang tepat", seperti yang dikatakan oleh Mazda, memacu jenama dalam pencarian berterusan untuk penyelesaian terbaik — bukan yang terbaik di atas kertas, tetapi yang berfungsi di dunia nyata . Dalam konteks inilah SKYACTIV-X muncul, enjin pembakaran dalaman yang inovatif malah revolusioner.
Mengapa revolusioner?
Semata-mata kerana SKYACTIV-X ialah enjin petrol pertama yang mampu mencucuh mampatan — sama seperti enjin Diesel… baik, hampir seperti enjin Diesel, tetapi kami tidak berfungsi.
Pencucuhan mampatan — iaitu, campuran udara/bahan api bermakna serta-merta, tanpa palam pencucuh, apabila dimampatkan oleh omboh — dalam enjin petrol telah menjadi salah satu "holy grail" yang diusahakan oleh jurutera. Ini kerana pencucuhan mampatan lebih diingini: ia lebih pantas, serta-merta membakar semua bahan api dalam kebuk pembakaran, membolehkan anda melakukan lebih banyak kerja dengan jumlah tenaga yang sama, menghasilkan lebih kecekapan.
Pembakaran yang lebih pantas juga membolehkan campuran udara/bahan api yang lebih kurus di dalam kebuk pembakaran, iaitu, jumlah udara yang jauh lebih besar daripada bahan api. Kelebihannya mudah difahami: pembakaran berlaku pada suhu yang lebih rendah, menghasilkan kurang NOx (nitrogen oksida), dan kurang tenaga terbuang semasa pemanasan enjin.
Masalah
Tetapi pencucuhan mampatan dalam petrol bukanlah mudah — bukannya ia tidak pernah dicuba oleh pembina lain dalam beberapa dekad kebelakangan ini, tetapi tiada satu pun yang menghasilkan penyelesaian yang berdaya maju yang boleh dikomersialkan.Pengecasan Pencucuhan Mampatan Homogen (HCCI), konsep asas pencucuhan mampatan, setakat ini hanya dicapai pada kelajuan enjin rendah dan pada beban rendah jadi, atas sebab praktikal, pencucuh pencucuh (palam pencucuh) masih diperlukan. untuk rejim dan beban yang tinggi . Masalah besar yang lain ialah mengawal apabila pencucuhan mampatan berlaku.
Oleh itu, cabarannya adalah untuk dapat melakukan peralihan antara kedua-dua jenis pencucuhan dengan cara yang harmoni, yang memaksa Mazda untuk menambah baik dan mengawal pelbagai faktor yang membolehkan penyalaan mampatan campuran petrol dan tanpa lemak.
Penyelesaian
Detik "eureka"—atau adakah saat itu berlaku percikan api? ba dum tss… — yang memungkinkan untuk menyelesaikan masalah ini, berlaku apabila jurutera Mazda mencabar idea konvensional bahawa pembakaran dengan mampatan tidak memerlukan palam pencucuh: “jika peralihan antara mod pembakaran yang berbeza sukar, adakah ia, pertama sekali, adakah kita benar-benar perlu melakukan peralihan itu?” Di sinilah letak asas sistem SPCCI — Pencucuhan Mampatan Terkawal SPark.
Dalam erti kata lain, walaupun untuk pembakaran dengan mampatan, Mazda menggunakan palam pencucuh, membolehkan peralihan yang lancar antara pembakaran dengan mampatan dan pembakaran percikan. Tetapi jika anda menggunakan palam pencucuh adakah ia masih boleh dipanggil pembakaran mampatan?
Sudah tentu! Ini kerana palam pencucuh berfungsi, di atas segalanya, sebagai mekanisme kawalan apabila pembakaran secara mampatan berlaku. Dengan kata lain, keindahan SPCCI ialah ia menggunakan metodologi pembakaran enjin diesel dengan metodologi pemasaan enjin petrol dengan palam pencucuh. Bolehkah kita bertepuk tangan? Kita boleh!
Matlamat
Enjin direka bentuk sedemikian rupa untuk mewujudkan keadaan suhu dan tekanan yang diperlukan dalam kebuk pembakaran, ke tahap di mana campuran udara/bahan api — sangat kurus, 37:1, kira-kira 2.5 kali lebih banyak daripada petrol konvensional enjin — kekal di ambang penyalaan di pusat mati atas. Tetapi ia adalah percikan dari palam pencucuh yang memulakan proses.
Ini bermakna campuran udara/bahan api yang kecil dan lebih kaya (29:1), disuntik pada peringkat seterusnya, yang menimbulkan bebola api. Ini meningkatkan lagi tekanan dan suhu dalam kebuk pembakaran, supaya campuran tanpa lemak, yang sudah hampir ke titik di mana ia sedia untuk meletup, tidak menentang dan menyala hampir serta-merta.
Kawalan pencucuhan ini memalukan saya. Mazda mampu melakukan ini pada lebih 5000 rpm dan saya tidak boleh menyalakan barbeku pada mulanya…
Penyelesaian yang kini kelihatan begitu jelas, tetapi memerlukan "helah" baharu:
- bahan api perlu disuntik pada dua masa yang berbeza, satu untuk campuran kurus yang akan dimampatkan dan satu lagi untuk campuran yang lebih kaya sedikit yang akan dinyalakan oleh palam pencucuh.
- sistem suntikan bahan api mesti mempunyai tekanan super tinggi, untuk membolehkan pengewapan dan pengabusan bahan api yang cepat, menyebarkannya serta-merta ke seluruh silinder, meminimumkan masa mampatan
- semua silinder mempunyai sensor tekanan, yang sentiasa memantau kawalan yang disebutkan di atas, mengimbangi, dalam masa nyata, untuk sebarang penyelewengan daripada kesan yang dimaksudkan.
- penggunaan pemampat — adalah ramuan penting untuk memastikan pemampatan tinggi, kerana SKYACTIV-X menggunakan kitaran Miller, yang merendahkan mampatan, membolehkan campuran tanpa lemak yang diingini. Kuasa dan tork tambahan adalah akibat yang dialu-alukan.
Bahagian belakang
Faedah
Sistem SPCCI membenarkan pengembangan pembakaran melalui pemampatan ke atas julat rejim yang lebih luas, oleh itu, kecekapan yang lebih dalam lebih banyak senario penggunaan. Berbanding dengan SKYACTIV-G semasa, jenama menjanjikan penggunaan yang lebih rendah antara 20 hingga 30% bergantung kepada penggunaan . Jenama itu mengatakan bahawa SKYACTIV-X malah boleh menandingi malah melebihi penjimatan bahan api enjin diesel SKYACTIV-Dnya sendiri.
Pemampat membolehkan tekanan masukan yang lebih tinggi, memastikan prestasi enjin yang lebih baik dan responsif. Kecekapan yang lebih besar dalam julat putaran yang lebih luas juga membolehkan anda berlari pada putaran yang lebih tinggi, di mana terdapat lebih banyak kuasa dan tindak balas enjin adalah lebih baik.
Walaupun kerumitan operasi, penggunaan berterusan lilin telah, menariknya, membenarkan reka bentuk yang lebih ringkas — tiada taburan berubah atau kadar mampatan berubah diperlukan — dan lebih baik, enjin ini menggunakan 95 petrol , kerana kurang oktana adalah lebih baik untuk penyalaan mampatan.
Akhirnya, di belakang roda
Teksnya sudah sangat panjang, tetapi ia perlu. Adalah penting untuk memahami mengapa semua "buzz" di sekeliling enjin ini — ia benar-benar merupakan kemajuan yang luar biasa apabila ia berkaitan dengan enjin pembakaran. Kami perlu menunggu sehingga 2019 untuk mengesahkan semua dakwaan Mazda mengenainya, tetapi memandangkan apa yang telah dijanjikan dan ditunjukkan dengan SKYACTIV-G, jangkaan tinggi untuk SKYACTIV-X untuk melaksanakan semua yang dijanjikan untuk dilakukan.
Nasib baik, kami sudah mempunyai peluang untuk ujian awal. Hubungan dinamik dengan prototaip yang dilengkapi SKYACTIV-X, tersembunyi di bawah kerja badan Mazda3 yang biasa, telah diramalkan, walaupun ia mempunyai sedikit atau tiada kaitan dengan Mazda3 yang biasa — juga seni bina asas di bawah kerja badan kini adalah generasi kedua .
SKYACTIV juga sinonim dengan penyelesaian platform/struktur/badan baharu. Generasi baharu ini menjanjikan ketegaran kilasan yang lebih besar, tahap hingar, getaran dan kekerasan yang lebih rendah (NVH - hingar, getaran dan kekerasan) malah tempat duduk baharu telah dibangunkan, menjanjikan postur yang lebih semula jadi, yang akan membolehkan tahap keselesaan yang lebih tinggi.
Kami memandu dua versi prototaip — satu dengan kotak gear manual dan satu lagi dengan kotak gear automatik, kedua-duanya dengan enam kelajuan — malah kami dapat membandingkan perbezaannya dengan Mazda3 2.0 165hp semasa dengan kotak gear manual, untuk membezakan dengan lebih baik. perbezaan. Nasib baik ia adalah kereta pertama yang saya pandu, membolehkan saya menyemak set enjin/kotak (manual) yang baik.
Perbezaan antara SKYACTIV-X (enjin masa hadapan) dan SKYACTIV-G (enjin hari ini) tidak dapat dilihat dengan lebih jelas. Enjin baharu Mazda jauh lebih bertenaga tanpa mengira julat putaran — tork tambahan yang tersedia cukup jelas. Seperti "G", "X" ialah unit 2.0 liter, tetapi dengan nombor yang lebih berair. Mazda menyasarkan kuasa sekitar 190 hp — yang ketara, dan baik, di jalan raya.
Ia terkejut dengan responsifnya, daripada rejim paling rendah, tetapi pujian terbaik yang boleh anda berikan kepada enjin, ialah walaupun ia merupakan satu unit dalam pembangunan, ia sudah meyakinkan lebih daripada banyak enjin di pasaran.
Kebimbangan bahawa, kerana terdapat penyalaan mampatan seperti Diesel, ia akan membawa beberapa ciri enjin jenis ini, seperti inersia yang lebih besar, julat penggunaan yang singkat, atau bunyi, adalah tidak berasas sama sekali. Jika ini adalah masa depan enjin pembakaran, ayuh!
Bahagian dalam prototaip — jelas bahagian dalam kereta yang sedang dibangunkan — datang dengan skrin yang diletakkan di atas konsol tengah dengan tiga bulatan bernombor. Ini padam atau hidup, bergantung pada jenis pencucuhan atau campuran yang berlaku:
- 1 - pencucuhan percikan
- 2 - pencucuhan mampatan
- 3 — campuran udara/bahan api yang lebih kurus di mana kecekapan maksimum diperolehi
Enjin "Kecil" untuk Portugal?
Cukai Portugis yang menyimpang akan menjadikan enjin ini pilihan kecil. Kapasiti 2.0 liter sesuai untuk beberapa sebab, apatah lagi kerana ia adalah kapasiti yang diterima baik di kebanyakan pasaran dunia. Jurutera yang bertanggungjawab untuk SKYACTIV-X menyebut bahawa kapasiti lain mungkin, tetapi buat masa ini ia bukan dalam rancangan jenama untuk membangunkan enjin dengan kapasiti di bawah 2.0 liter.
Pelbagai situasi di mana pencucuhan mampatan berlaku — hampir hanya bertukar kepada pencucuhan percikan, apabila meneroka kelajuan enjin yang lebih tinggi atau apabila kami menurunkan pendikit ke bawah — amat mengagumkan.
Bagi mod 3, ia jelas memerlukan pemanduan yang lebih terkawal, terutamanya dengan kotak gear manual, di mana ia terbukti sukar - atau kekurangan sensitiviti pada kaki kanan - untuk ia muncul pada skrin. Mesin juruwang automatik — berskala untuk pasaran Amerika Utara —, walaupun kurang menyenangkan untuk digunakan, ternyata lebih mudah untuk "menyalakan" bulatan nombor 3.
Penggunaan? Kami tidak tahu!
Saya ada bertanya, tetapi tiada siapa yang datang dengan nombor konkrit. Komputer on-board telah "strategik" ditutup dengan pita pelekat, jadi buat masa ini kami hanya boleh bergantung pada kenyataan jenama.Nota akhir untuk prototaip yang sudah menjadi sebahagian daripada seni bina baharu — lebih tegar dan membolehkan tahap penghalusan dalaman yang lebih tinggi. Adalah penting untuk tidak lupa bahawa ini adalah prototaip pembangunan, jadi mengejutkan bahawa ini lebih halus dan kalis bunyi daripada pengeluaran semasa Mazda3 — generasi akan datang menjanjikan…
Mazda3 baharu menjadi SKYACTIV-X yang pertama
Kemungkinan besar, Mazda3 akan menjadi model pertama yang menerima SKYACTIV-X yang inovatif, jadi pada tahun 2019 barulah kita benar-benar dapat melihat peningkatan kecekapan enjin.
Bagi reka bentuk, Kevin Rice, ketua pusat reka bentuk Eropah Mazda, memberitahu kami bahawa rupa keseluruhan Konsep Kai boleh dihasilkan, bermakna ia tidak terlalu jauh dari versi akhir Mazda3 masa hadapan — lupakan ia adalah roda mega, mini- cermin pandang belakang atau optik terdedah…
85-90% daripada penyelesaian reka bentuk Kai Concept boleh digunakan untuk pengeluaran.
Anda telah sampai ke penghujung artikel… akhirnya!
Janji sudah kena, Rui Veloso sudah berkata. Jadi di sini adalah sejenis pampasan. Kamehameha epik yang mengimbau kembali peristiwa di dalam ruang pembakaran enjin SKYACTIV-X.