Homogenous Charge Compression Ignition (HCCI) . Skratka, ktorá sa v Autopédia da Razão Automóvel v posledných mesiacoch neustále objavuje. Niektoré príklady:
- Mazda pracuje na novom motore, ktorý nepotrebuje zapaľovacie sviečky
- Ako bude fungovať motor HCCI od Mazdy bez zapaľovacích sviečok?
- Mazda opäť prináša revolúciu. Objavte nové motory SKYACTIV-X
V roku 2018 zmeníme skratku HCCI na inú: SPCCI. prečo? Odpoveď sa objaví neskôr v texte.
Pozrime sa na článok
Ako sme už písali, technológia HCCI (zapálenie stlačením s homogénnou náplňou) umožňuje benzínový motor cykluje spaľovanie bez zapaľovacích sviečok . Slávne litánie (staré už storočie...): vstup, kompresia, výbuch a výfuk.
Rovnako ako dieselový motor, benzínové motory s technológiou HCCI tlak v zmesi je taký, že spaľovanie sa spúšťa bez použitia zapaľovacích sviečok.
Mnoho konštruktérov sa pokúšalo vytvoriť benzínové motory pomocou tejto technológie, ktorá spája to najlepšie z dieselu (krútiaci moment, odozva pri nízkych otáčkach a úspora paliva) s tým najlepším z benzínových motorov s Ottovým cyklom (výkon, účinnosť a emisie), ale nikto to nerobí. dosiahnuté vďaka problémom, ktoré sú vlastné tomuto riešeniu – ktoré vysvetlím neskôr.
Nikto, okrem niekoľkých veľmi tvrdohlavých pánov, ktorí tam pracujú na strane Hirošimy. Tí páni, ktorí naďalej investujú do Wankelových motorov, odmietajú zmenšovanie motorov a s presvedčením tvrdia, že pred elektrifikáciou auta treba zo starého spaľovacieho motora vytiahnuť ešte veľa „šťavy“. Títo páni (ako ste už uhádli...) sú inžinieri Mazdy.
Povedz ahoj! na SPCCI (sparkom riadené kompresné zapaľovanie)
Keď sa novinka dostane na verejnosť, dozvieme sa viac podrobností o tejto novej technológii, ktorá bude prítomná v druhej generácii motorov Mazda SKYACTIV – od roku 2019.
Táto druhá generácia motorov Mazda sa bude volať SKYACTIV-X a sľubuje, že ponúkne to najlepšie z naftových a to najlepšie z benzínových motorov v jedinom motore:
Ako je v posledných rokoch zvykom, inžinieri značky Hirošima zostávajú presvedčení o svojich možnostiach. A z tejto investície sa zrodila technológia SPCCI (Spark Controled Compression Ignition), čo v portugalčine znamená niečo ako «sparkom riadený kompresný zapaľovací systém».
Ale nevolalo sa to HCCI?
Áno, volalo sa to HCCI, ale táto technológia neslúžila na účely Mazdy. Technológia HCCI má vážny problém: funguje len za ideálnych podmienok používania (nízke otáčky, nízke teploty a konštantný atmosférický tlak). V opačnom prípade dôjde k javu známemu ako „preddetonácia“, ktorý drasticky zníži účinnosť spaľovania a ohrozí spoľahlivosť motora.Preto značka vyvinula technológiu SPCCI, ktorá sa od HCCI odlišuje tým, že dokáže obísť jej obmedzenia, pri použití zapaľovacích sviečok a do iných systémov (o ktorých si povieme neskôr...) na ovládanie momentu vznietenia, aj keď princíp fungovania je rovnaký.
Preto, na rozdiel od toho, čo sme uviedli za posledných niekoľko mesiacov, Motory SKYACTIV-X budú mať zapaľovacie sviečky. Fungovanie technológie SPCCI je dobre znázornené v tomto videu:
Ako vidíte, princíp fungovania je jednoduchý. Realizácia je však zložitejšia, ako sa zdá.
Stručne povedané, technológia SPCCI funguje nasledovne: Pri vstupe sa vstrekne prvá vlna veľmi slabého vzduchu/benzínu, aby boli vystavené väčšej kompresii ako pri bežných motoroch bez predzápalu (keď zmes exploduje pred ideálnym bodom).
V druhom momente sa vedľa zapaľovacej sviečky vstrekne druhá vlna paliva s bohatšou zmesou a ECU zapáli sviečku. cez parametre overené presne v tom momente (teplota, tlak, zmes vzduch/benzín atď.). V tomto momente je zmes vzduchu a paliva vystavená takému veľkému tlaku, že sa zmes zapáli nielen v blízkosti zapaľovacej sviečky, ale okamžite v celej spaľovacej komore.
Tu je ten rozdiel. Tento sled udalostí spúšťa homogénnejšie, rýchlejšie a efektívnejšie spaľovanie celej zmesi. Inými slovami, dosiahne sa oveľa rýchlejšie spaľovanie, pri ktorom sa vykoná viac práce s menším množstvom paliva a s menšou tvorbou škodlivých výfukových plynov, ako sú NOx (oxidy dusíka).
V benzínovom motore, ktorý závisí len od zapaľovacej sviečky, je výbuch pomalší, vyskytuje sa len v blízkosti zapaľovacej sviečky, pričom plameň sa šíri cez zostávajúcu spaľovaciu komoru.
Zdá sa to jednoduché, ale celý tento proces vyplynul z intenzívneho štúdia správania sa plynov v spaľovacej komore a vývoja vysoko pokročilej elektroniky. Kontrola diania pri spaľovaní je taká veľká, že Mazda dokáže meniť kompresný pomer motora v závislosti od okamihu zapálenia zapaľovacej sviečky. Páči sa mi to? Vytváranie tlakových vĺn v opačnom smere k piestu prostredníctvom zážihového momentu iskry.
Opravený problém s ovládaním zapaľovania...
… Mazda potrebovala nájsť riešenie, ako udržať zmes vzduchu a paliva v motore konštantnú a dostatočnú, bez ohľadu na vonkajší atmosférický tlak. Toto je jediný spôsob, ako technológia SPCCI, na rozdiel od technológie HCCI, môže fungovať vo všetkých rotačných režimoch a v množstve rôznych prostredí.
Na vyriešenie tohto problému spoločnosť Mazda vybaví motory SKYACTIV-X „štíhlym“ objemovým kompresorom (Rootsovho typu), ktorý bude udržiavať konštantný vstupný tlak. Reguláciu teploty v spaľovacej komore zasa bude vykonávať elektronicky riadený EGR ventil. Týmto spôsobom je Mazda schopná ovládať všetky parametre, ktoré zasahujú do časovania zapaľovania motora prostredníctvom riadiacej jednotky, ktorá riadi tieto a ďalšie periférie motora (snímače, vstrekovače atď.).
Dokonalá kontrola paľby?
S týmto technologickým zdrojom je Mazda schopná ovládať ako, kedy a za akých podmienok je, že spaľovanie (tepelná energia) sa premieňa na pohyb (kinetická energia). Je to bezpochyby pozoruhodný technologický počin s viac ako 6000 otáčkami za minútu! A tu sa cítim ako v roku 3000 pred Kristom a stále mám problém zapáliť krb...
Tešíme sa na vyskúšanie prvých modelov s motormi SKYACTIV-X. Kandidátom na debut tohto motora s technológiou SPCCI je budúca generácia Mazda3 , ktorý sa dostane na trh v roku 2019.
