Homogen Charge Compression Ignition (HCCI) . Et akronym som har dukket opp konstant i Autopédia da Razão Automóvel de siste månedene. Noen eksempler:
- Mazda jobber med en ny motor som ikke trenger tennplugger
- Hvordan vil Mazdas HCCI-motor uten tennplugger fungere?
- Mazda revolusjonerer igjen. Oppdag de nye SKYACTIV-X-motorene
I 2018 vil vi endre akronymet HCCI til et annet: SPCCI. Hvorfor? Svaret kommer senere i teksten.
La oss se gjennom artikkelen
Som vi skrev tidligere, teknologi HCCI (tenning ved kompresjon med homogen ladning) tillater en bensinmotor sykler forbrenningen uten tennplugger . Den berømte litanien (allerede århundre gammel...): inntak, kompresjon, eksplosjon og eksos.
Akkurat som en dieselmotor, bensinmotorer med HCCI-teknologi trykket i blandingen er slik at forbrenningen utløses uten bruk av tennplugger.
Mange byggere har prøvd å gjøre bensinmotorer mulig med denne teknologien, som kombinerer det beste fra diesel (dreiemoment, lavt turtallsrespons og drivstofføkonomi) med det beste fra Otto-sykkel bensinmotorer (kraft, effektivitet og utslipp), men ingen gjør det. oppnås på grunn av problemene som ligger i denne løsningen – som jeg vil forklare senere.
Ingen, bortsett fra noen veldig sta herrer som jobber der på siden av Hiroshima. De herrene som fortsetter å investere i Wankel-motorer, nekter å trappe ned motorene og hevder med overbevisning at før elektrifiseringen av bilen, er det fortsatt mye "juice" å hente ut av den gamle forbrenningsmotoren. Disse herrene (som du allerede har gjettet...) er Mazda-ingeniører.
Si hei! til SPCCI (Spark Controled Compression Ignition)
Etter hvert som nyhetene kommer ut, får vi vite flere detaljer om denne nye teknologien som vil være til stede i andre generasjon av Mazda SKYACTIV-motorer – med start i 2019.
Denne andre generasjonen av Mazda-motorer vil bli kalt SKYACTIV-X og lover å tilby det beste av diesel og det beste av bensinmotorer i bare én motor:
Som det har vært skikken de siste årene, er Hiroshima merkevareingeniører fortsatt overbevist om alternativene deres. Og fra denne investeringen ble teknologien født SPCCI (Spark Controled Compression Ignition), som på portugisisk betyr noe sånt som «gnistkontrollert kompresjonstenningssystem».
Men het det ikke HCCI?
Ja, det ble kalt HCCI, men denne teknologien tjente ikke Mazdas formål. HCCI-teknologi har et alvorlig problem: den fungerer kun under ideelle bruksforhold (lavt turtall, lave temperaturer og konstant atmosfærisk trykk). Ellers oppstår et fenomen kjent som "pre-detonation", som drastisk reduserer forbrenningseffektiviteten og kompromitterer motorens pålitelighet.Det er derfor merket utviklet SPCCI-teknologien, som skiller seg fra HCCI ved at den klarer å omgå sine begrensninger, når man tyr til tennplugger og til andre systemer (som vi skal snakke om senere...) for å kontrollere tenningsøyeblikket, selv om arbeidsprinsippet er det samme.
Derfor, i motsetning til det som har blitt rapportert de siste månedene, av oss, SKYACTIV-X-motorer vil ha tennplugger. Funksjonen til SPCCI-teknologien er godt illustrert i denne videoen:
Som du kan se, er arbeidsprinsippet enkelt. Imidlertid er utførelsen mer kompleks enn den ser ut til.
Kort fortalt fungerer SPCCI-teknologien som følger: En første bølge av svært dårlig luft/bensin injiseres ved innleggelse, for å bli utsatt for større kompresjon enn i konvensjonelle motorer uten fortenning (når blandingen eksploderer før det ideelle punktet).
I et annet øyeblikk injiseres en ny bølge av drivstoff med en rikere blanding ved siden av tennpluggen, og ECU gir tennpluggen tenning gjennom parametrene verifisert på det nøyaktige tidspunktet (temperatur, trykk, luft/bensinblanding, etc.). I dette øyeblikket utsettes luft/drivstoffblandingen for så stort trykk at blandingen antennes, ikke bare nær tennpluggen, men øyeblikkelig i hele forbrenningskammeret.
Det er her forskjellen ligger. Denne rekkefølgen av hendelser utløser en mer homogen, raskere og mer effektiv forbrenning av hele blandingen. Med andre ord oppnås en mye raskere forbrenning, hvor det jobbes mer med mindre drivstoff, og med mindre dannelse av skadelige avgasser som NOx (nitrogenoksider).
I en bensinmotor som kun er avhengig av tennpluggen, er eksplosjonen langsommere, og skjer bare nær tennpluggen, med flammen som forplanter seg gjennom det gjenværende forbrenningskammeret.
Det virker enkelt, men hele denne prosessen er et resultat av en intensiv studie av oppførselen til gasser i forbrenningskammeret og utviklingen av svært avansert elektronikk. Kontrollen av hendelser under forbrenning er så god at Mazda er i stand til å variere kompresjonsforholdet til motoren avhengig av tenningsøyeblikket for tennpluggen. Som? Skaper trykkbølger i motsatt retning av stempelet gjennom gnisttenningsmomentet.
Har løst problemet med tenningskontrollen...
… Mazda trengte å finne en løsning for å holde luft/drivstoffblandingen i motoren konstant og tilstrekkelig, uavhengig av det ytre atmosfæriske trykket. Dette er den eneste måten SPCCI-teknologien, i motsetning til det som skjer med HCCI-teknologien, kan fungere i alle rotasjonsregimer og i en mengde forskjellige miljøer.
For å løse dette problemet vil Mazda utstyre SKYACTIV-X-motorene med en "lean" (root-type) volumetrisk kompressor som vil holde innløpstrykket konstant. På sin side vil temperaturkontroll i forbrenningskammeret bli utført av en elektronisk styrt EGR-ventil. På denne måten er Mazda i stand til å kontrollere alle parametere som forstyrrer motorens tenningstidspunkt gjennom en kontrollenhet som styrer disse og andre motorperiferiutstyr (sensorer, injektorer osv.).
Den ultimate brannkontrollen?
Med denne teknologiske kilden er Mazda i stand til å kontrollere hvordan, når og under hvilke forhold er at forbrenning (termisk energi) omdannes til bevegelse (kinetisk energi). Det er uten tvil en bemerkelsesverdig teknologisk bragd, med over 6000 omdreininger i minuttet! Og her føler jeg at jeg er i 3000 f.Kr., og fortsatt har problemer med å tenne en peis...
Vi gleder oss til å prøve ut de første modellene med SKYACTIV-X-motorer. Kandidaten til debuten til denne motoren med SPCCI-teknologi er fremtidig generasjon Mazda3 , som kommer på markedet i 2019.
