В то время, когда практически вся отрасль, кажется, полна решимости ограничить использование двигателя внутреннего сгорания учебниками истории, Mazda идет… против течения! С удовольствием.
Mazda делает это не в первый раз, и в последний раз это было правильно. Произойдет ли то же самое снова? Так считают японцы.
Решение продолжать делать ставки на двигатели внутреннего сгорания было объявлено в прошлом году с помощью двигателей SKYACTIV-X нового поколения. И у нас была возможность испытать этот новый двигатель SKYACTIV-X вживую и в цвете до его официального выхода на рынок в 2019 году.
Вот почему вы посещаете Reason Automotive каждый день, не так ли?
Приготовься! Статья будет длинной и технической. Если вы дойдете до конца, вы получите компенсацию ...
Двигатель внутреннего сгорания? А электрические?
Будущее за электричеством, и официальные лица Mazda также согласны с этим заявлением. Но они расходятся во мнениях относительно прогнозов, согласно которым двигатель внутреннего сгорания «мертв»… вчера!
Ключевое слово здесь - «будущее». Пока 100% электромобиль не станет новой «нормой», переход к всемирной электромобильности займет десятилетия. Кроме того, производство электроэнергии из возобновляемых источников также должно будет расти, так что обещание нулевых выбросов от электромобилей не будет обманом.
Между тем, «старый» двигатель внутреннего сгорания будет одним из основных факторов сокращения выбросов CO2 в краткосрочной и среднесрочной перспективе - он будет оставаться наиболее распространенным типом двигателей в ближайшие десятилетия. И поэтому мы должны продолжать его улучшать. Mazda поставила перед собой задачу добиться максимальной эффективности двигателя внутреннего сгорания в стремлении к снижению выбросов.
«Приверженность принципу правильного решения в нужное время», как выражается Mazda, побуждает бренд постоянно искать лучшее решение - не то, которое лучше всего выглядит на бумаге, а то, которое работает в реальном мире. . Именно в этом контексте возникает SKYACTIV-X, его инновационный и даже революционный двигатель внутреннего сгорания.
Почему революционный?
Просто потому, что SKYACTIV-X - первый бензиновый двигатель, способный к воспламенению от сжатия - точно так же, как дизельные двигатели ... ну, почти как дизельные двигатели, но мы пошли.
Воспламенение от сжатия - то есть воздушно-топливная смесь мгновенно, без свечи зажигания, при сжатии поршнем - в бензиновых двигателях было одним из «святого Грааля», к которому стремятся инженеры. Это потому, что воспламенение от сжатия более желательно: он намного быстрее, мгновенно сжигает все топливо в камере сгорания, позволяя выполнять больше работы с тем же количеством энергии, что приводит к большей эффективности.
Более быстрое сгорание также обеспечивает более бедную топливно-воздушную смесь в камере сгорания, то есть количество воздуха намного больше, чем количество топлива. Преимущества легко понять: сгорание происходит при более низких температурах, что приводит к меньшему количеству NOx (оксидов азота) и меньшим потерям энергии во время прогрева двигателя.
Проблемы
Но воспламенение от сжатия в бензине непросто - не то чтобы другие строители не пробовали его в последние десятилетия, но ни один из них не придумал жизнеспособного решения, которое можно было бы коммерциализировать.Однородное зажигание от сжатия (HCCI), лежащая в основе концепции воспламенения от сжатия, до сих пор достигалось только при низких оборотах двигателя и при низкой нагрузке, поэтому по практическим причинам искровое зажигание (свеча зажигания) все еще необходимо. Для высоких режимов и нагрузок . Другая большая проблема контроль при воспламенении от сжатия.
Таким образом, проблема состоит в том, чтобы иметь возможность гармонично переключаться между двумя типами зажигания, что вынудило Mazda улучшить и контролировать различные факторы, обеспечивающие воспламенение от сжатия бензина и бедной смеси.
Решение
Момент «эврики» - или это момент, когда возникла искра? ba dum tss… - который позволил решить эти проблемы, произошло, когда инженеры Mazda оспорили общепринятую идею о том, что сгорание за счет сжатия не требует свечей зажигания: «Если переход между различными режимами сгорания затруднен, то это, во-первых, нам действительно нужно сделать этот переход? » В этом и заложена основа системы SPCCI - искровое зажигание от сжатия.
Другими словами, даже для сжигания за счет сжатия Mazda использует свечи зажигания, обеспечивая плавный переход между сжатием и искровым сжиганием. Но если вы используете свечу зажигания, можно ли это назвать компрессионным сгоранием?
Конечно! Это связано с тем, что свеча зажигания служит, прежде всего, как механизм управления при сгорании за счет сжатия. Другими словами, прелесть SPCCI заключается в том, что он использует методологию сгорания дизельного двигателя с методологией синхронизации бензинового двигателя со свечой зажигания. Можем ли мы хлопать в ладоши? Мы можем!
Цель
Двигатель был спроектирован таким образом, чтобы создать необходимые условия температуры и давления в камере сгорания, до такой степени, что топливно-воздушная смесь - очень бедная, 37: 1, что примерно в 2,5 раза больше, чем в двигателе на обычном бензине. - оставаться на грани возгорания в верхней мертвой точке. Но именно искра свечи зажигания запускает процесс.
Это означает, что небольшая, более богатая смесь воздух / топливо (29: 1) впрыскивается на более позднем этапе, что приводит к возникновению огненного шара. Это дополнительно увеличивает давление и температуру в камере сгорания, так что бедная смесь, уже близкая к точке, где она готова взорваться, не сопротивляется и воспламеняется почти мгновенно.
Меня смущает этот регулятор зажигания. Mazda способна делать это при более чем 5000 об / мин, и я сначала не могу даже зажечь барбекю ...
Решение, которое сейчас кажется таким очевидным, но потребовало новых "хитростей":
- топливо необходимо впрыскивать в два разных момента: один для обедненной смеси, которая будет сжиматься, а другой для немного более богатой смеси, которая будет воспламенена свечой зажигания.
- система впрыска топлива должна иметь сверхвысокое давление, чтобы обеспечить быстрое испарение и распыление топлива, немедленно распределяя его по цилиндру, сводя к минимуму время сжатия.
- Все цилиндры имеют датчик давления, который постоянно контролирует вышеупомянутые элементы управления, компенсируя в реальном времени любые отклонения от предполагаемых эффектов.
- Использование компрессора - важный ингредиент для поддержания высокого уровня сжатия, так как SKYACTIV-X использует цикл Миллера, который снижает сжатие, позволяя получить желаемую обедненную смесь. Дополнительная мощность и крутящий момент - долгожданное следствие.
Задняя часть
Преимущества
Система SPCCI позволяет расширять сгорание за счет сжатия в гораздо более широком диапазоне режимов, что обеспечивает большую эффективность в большем количестве сценариев использования. По сравнению с нынешним SKYACTIV-G, бренд обещает более низкое потребление от 20 до 30% в зависимости от использования . Бренд заявляет, что SKYACTIV-X может даже сравниться с его собственным дизельным двигателем SKYACTIV-D и даже превзойти его.
Компрессор обеспечивает более высокое давление на впуске, обеспечивая лучшую производительность и скорость реакции двигателя. Более высокая эффективность в более широком диапазоне оборотов также позволяет вам работать на более высоких оборотах, где имеется большая доступная мощность и реакция двигателя лучше.
Несмотря на сложность операции, постоянное использование свечи, что интересно, позволило упростить конструкцию - нет необходимости в переменном распределении или переменной степени сжатия - и, что еще лучше, этот двигатель работает на 95 бензине , поскольку меньшее октановое число лучше для воспламенения от сжатия.
Наконец за рулем
Текст уже очень длинный, но он необходим. Важно понимать, почему вокруг этого двигателя весь «гул» - это действительно значительный прорыв, когда речь идет о двигателях внутреннего сгорания. Нам придется подождать до 2019 года, чтобы проверить все заявления Mazda по этому поводу, но, учитывая то, что было обещано и продемонстрировано с SKYACTIV-G, от SKYACTIV-X ожидаются большие ожидания, чтобы выполнить все, что он обещает сделать.
К счастью, у нас уже была возможность провести раннее испытание. Был предвиден динамический контакт с прототипами, оснащенными SKYACTIV-X, скрытыми под знакомым кузовом Mazda3, хотя он имел мало или не имел ничего общего со знакомой Mazda3 - также базовая архитектура под кузовом теперь является вторым поколением.
SKYACTIV также является синонимом новых решений платформы / конструкции / корпуса. Это новое поколение обещает большую жесткость на скручивание, более низкий уровень шума, вибрации и резкости (NVH - шум, вибрация и резкость), и даже были разработаны новые сиденья, обещающие более естественную осанку, что обеспечит больший уровень комфорта.
Мы проехали две версии прототипов - одну с механической коробкой передач, а другую с автоматической коробкой передач, обе с шестью скоростями - и мы даже смогли сравнить разницу с нынешней Mazda3 2.0 мощностью 165 л.с. с механической коробкой передач, чтобы лучше различить различия. К счастью, это была первая машина, на которой я ездил, что позволило мне проверить комплектность двигателя / коробки (руководство).
Разница между SKYACTIV-X (двигатель будущего) и SKYACTIV-G (двигатель сегодня) не может быть более очевидной. Новый двигатель Mazda намного энергичнее независимо от диапазона оборотов - доступный дополнительный крутящий момент довольно очевиден. Как и «G», «X» - это 2,0-литровый агрегат, но с более сочными цифрами. Mazda нацелена на мощность около 190 л.с. - что заметно, ну и в дороге.
Он удивил своей отзывчивостью, начиная с самых низких режимов, но лучший комплимент, который вы можете сказать двигателю, - это то, что, несмотря на то, что он находится в стадии разработки, он уже убеждает больше, чем многие двигатели на рынке.
Опасения по поводу того, что воспламенение от сжатия, как у дизеля, может принести некоторые характеристики этого типа двигателя, такие как большая инерция, малый диапазон использования или даже звук, были полностью необоснованными. Если это будущее двигателей внутреннего сгорания, давай!
Интерьер прототипа - явно интерьер автомобиля в разработке - имел экран, расположенный над центральной консолью с тремя пронумерованными кружками. Они погасли или загорелись, в зависимости от типа возгорания или смеси:
- 1 - искровое зажигание
- 2 - воспламенение от сжатия
- 3 - более бедная воздушно-топливная смесь, где достигается максимальная эффективность
«Маленькие» двигатели для Португалии?
Аберрантное португальское налогообложение сделает этот двигатель второстепенным. Объем 2,0 литра идеален по нескольким причинам, не в последнюю очередь потому, что он хорошо принят на большинстве мировых рынков. Инженеры, ответственные за SKYACTIV-X, отметили, что возможны и другие мощности, но пока в планы бренда не входит разработка двигателей объемом менее 2,0 л.
Разнообразие ситуаций, когда происходило воспламенение от сжатия - в значительной степени просто переключение на искровое зажигание, при изучении более высоких оборотов двигателя или когда мы давили на дроссельную заслонку - было впечатляющим.
Что касается режима 3, он явно требовал более контролируемого вождения, особенно с механической коробкой передач, где оказалось затруднительно - или отсутствовала чувствительность в правой ноге - чтобы он появился на экране. Банкомат - масштабирование для североамериканского рынка - хоть и менее приятен в использовании, но оказался гораздо легче «зажечь» круг номер 3.
Расходы? Мы не знаем!
Я спрашивал, но конкретных цифр никто не назвал. Бортовой компьютер «стратегически» был заклеен скотчем, поэтому пока мы можем полагаться только на заявления бренда.Последнее замечание для прототипов, которые уже были частью новой архитектуры - более жесткие и допускающие более высокий уровень внутренней отделки. Важно не забывать, что это были опытные образцы, поэтому было удивительно, что они были более изысканными и звукоизолированными, чем Mazda3 текущего производства - следующее поколение обещает…
Новая Mazda3 станет первым SKYACTIV-X
Скорее всего, Mazda3 станет первой моделью, которая получит инновационный SKYACTIV-X, так что только в 2019 году мы действительно сможем увидеть повышение эффективности двигателя.
Что касается дизайна, Кевин Райс, глава европейского дизайн-центра Mazda, сказал нам, что общий вид Kai Concept можно воспроизвести, а это означает, что он не слишком далек от окончательной версии будущей Mazda3 - забудьте, что это мега-колеса, мини- зеркала заднего вида или открытая оптика…
85-90% дизайнерских решений Kai Concept могло быть запущено в производство.
Вы дошли до конца статьи… наконец-то!
Обещание исполнено, уже сказал Руи Велозу. Так что это своего рода компенсация. Эпическая камехамеха, напоминающая о событиях в камерах сгорания двигателя SKYACTIV-X.