V času, ko se zdi, da je skoraj celotna industrija odločena, da bo motor z notranjim zgorevanjem omejila na zgodovinske knjige, gre Mazda ... proti zrnom! z veseljem.
Ni prvič, da je Mazda to storila in zadnjič je bilo prav. Se bo ponovilo isto? Japonci verjamejo.
Odločitev za nadaljevanje stav na motorje z notranjim izgorevanjem je bila objavljena lani z novo generacijo motorjev SKYACTIV-X. Ta novi motor SKYACTIV-X smo imeli priložnost izkusiti v živo in v barvah pred uradnim prihodom na trg leta 2019.
Zato vsak dan obiščete Reason Automotive, kajne?
Pripravi se! Članek bo dolg in tehničen. Če pridete do konca, boste prejeli odškodnino ...
Motor z notranjim zgorevanjem? In električne?
Prihodnost je električna in s to izjavo se strinjajo tudi predstavniki Mazde. Vendar se ne strinjajo glede napovedi, ki pravijo, da je motor z notranjim zgorevanjem "mrtev" ... včeraj!
Ključna beseda tukaj je "prihodnost". Dokler 100-odstotni električni avtomobil ne bo nova »normalna«, bo prehod na svetovno električno mobilnost trajal desetletja. Poleg tega bo morala rasti tudi proizvodnja električne energije iz obnovljivih virov, tako da obljuba o ničelnih emisijah iz električnih avtomobilov ni lažna.
Medtem pa bo od »starega« motorja z notranjim zgorevanjem odvisno, ali bo kratkoročno in srednjeročno eden od glavnih gonil za zmanjšanje emisij CO2 – še naprej bo najpogostejši tip motorja v prihodnjih desetletjih. In zato ga moramo še naprej izboljševati. Mazda je prevzela svoje poslanstvo, da iz motorja z notranjim zgorevanjem izvleče čim večjo učinkovitost v prizadevanju za nižje emisije.
»Zavezani načelu prave rešitve ob pravem času«, kot pravi Mazda, poganja znamko v nenehnem iskanju najboljše rešitve – ne tiste, ki je videti najbolje na papirju, ampak tiste, ki deluje v resničnem svetu. . V tem kontekstu nastaja SKYACTIV-X, njegov inovativni in celo revolucionarni motor z notranjim zgorevanjem.
Zakaj revolucionarno?
Preprosto zato, ker je SKYACTIV-X prvi bencinski motor, ki je sposoben kompresijskega vžiga — tako kot dizelski motorji… no, skoraj kot dizelski motorji, vendar smo odšli.
Kompresijski vžig – torej mešanica zraka in goriva pomeni takoj, brez vžigalne svečke, ko jo stisne bat – v bencinskih motorjih je bil eden od »svetega grala«, ki so mu sledili inženirji. To je zato, ker je kompresijski vžig bolj zaželen: je veliko hitrejši, v trenutku zgoreva vse gorivo v zgorevalni komori, kar vam omogoča, da opravite več dela z enako količino energije, kar ima za posledico večjo učinkovitost.
Hitrejše zgorevanje omogoča tudi manjšo mešanico zraka in goriva v zgorevalni komori, to je količina zraka, ki je veliko večja od količine goriva. Prednosti je enostavno razumeti: zgorevanje poteka pri nižjih temperaturah, kar ima za posledico manj NOx (dušikovih oksidov) in manj izgubljene energije med segrevanjem motorja.
Težave
Toda kompresijski vžig v bencinu ni enostaven - ne da ga v zadnjih desetletjih niso poskusili drugi gradbeniki, vendar nihče ni prišel do izvedljive rešitve, ki bi jo lahko komercializirali.Homogeno polnjenje s kompresijskim vžigom (HCCI), osnovni koncept kompresijskega vžiga, je bil doslej dosežen le pri nizkih vrtljajih motorja in pri nizki obremenitvi, zato je iz praktičnih razlogov vžig (svečka) še vedno potreben. za visoke režime in obremenitve. . Druga velika težava je nadzor nad kompresijskim vžigom.
Izziv je torej usklajen prehod med obema vrstama vžiga, kar je Mazdo prisililo k izboljšanju in nadzoru različnih dejavnikov, ki omogočajo kompresijski vžig z bencinom in pusto mešanico.
Rešitev
Trenutek "eureke" - ali je to trenutek, ko je prišlo do iskrice? ba dum tss… — ki je omogočil reševanje teh težav, se je zgodilo, ko so Mazdini inženirji izpodbijali konvencionalno idejo, da zgorevanje s kompresijo ne zahteva svečk: »če je prehod med različnimi načini zgorevanja težaven, ali je najprej, ali res potrebujemo ta prehod?" Tu leži temelj sistema SPCCI – kompresijski vžig, ki ga nadzoruje Spark.
Z drugimi besedami, tudi za zgorevanje s kompresijo Mazda uporablja vžigalne svečke, ki omogočajo gladek prehod med izgorevanjem s kompresijo in zgorevanjem s svečko. Toda če uporabljate vžigalno svečko, se lahko še vedno imenuje kompresijsko zgorevanje?
Seveda! To je zato, ker svečka služi predvsem kot krmilni mehanizem, ko poteka zgorevanje s kompresijo. Z drugimi besedami, lepota SPCCI je v tem, da uporablja metodologijo zgorevanja dizelskega motorja s časovno metodologijo bencinskega motorja s svečko. Lahko ploskamo z rokami? Mi lahko!
Cilj
Motor je bil zasnovan tako, da je ustvaril potrebne pogoje temperature in tlaka v zgorevalni komori, do točke, ko je mešanica zraka in goriva - zelo pusta, 37:1, približno 2,5-krat več kot pri običajnem bencinskem motorju. — ostati na meji vžiga v zgornji mrtvi točki. Toda iskra iz svečke je tista, ki začne proces.
To pomeni manjšo, bogatejšo mešanico zraka in goriva (29:1), vbrizgano pozneje, kar povzroči ognjeno kroglo. To dodatno poveča tlak in temperaturo v zgorevalni komori, tako da se pusta mešanica, ki je že blizu točke, kjer je pripravljena na detonacijo, ne upira in se skoraj v trenutku vžge.
Ta nadzor vžiga me spravlja v zadrego. Mazda to zmore pri več kot 5000 vrtljajih na minuto in sprva sploh ne morem prižgati žara ...
Rešitev, ki se zdaj zdi tako očitna, vendar je zahtevala nove "trike":
- gorivo je treba vbrizgati v dveh različnih časih, enega za pusto mešanico, ki bo stisnjena, in drugega za nekoliko bogatejšo mešanico, ki jo bo vžgala svečka.
- sistem za vbrizgavanje goriva mora imeti zelo visok tlak, da omogoči hitro izhlapevanje in atomizacijo goriva, ki ga takoj razprši po cilindru, kar skrajša čas stiskanja
- vsi cilindri imajo tlačni senzor, ki nenehno spremlja zgoraj omenjene krmilnike in v realnem času kompenzira morebitna odstopanja od načrtovanih učinkov.
- uporaba kompresorja — je bistvena sestavina za ohranjanje visoke kompresije, saj SKYACTIV-X uporablja Millerjev cikel, ki zmanjša kompresijo, kar omogoča želeno pusto mešanico. Dodatna moč in navor sta dobrodošla posledica.
Zadnji del
Prednosti
Sistem SPCCI omogoča razširitev zgorevanja s kompresijo v veliko širšem obsegu režimov, zato večja učinkovitost v več scenarijih uporabe. V primerjavi s trenutno znamko SKYACTIV-G obljublja nižjo porabo med 20 do 30 %, odvisno od uporabe . Blagovna znamka pravi, da lahko SKYACTIV-X celo doseže in celo preseže porabo goriva lastnega dizelskega motorja SKYACTIV-D.
Kompresor omogoča višji sesalni tlak, kar zagotavlja boljše delovanje in odzivnost motorja. Večja učinkovitost v širšem razponu vrtljajev omogoča tudi vožnjo pri višjih vrtljajih, kjer je na voljo več moči in je odziv motorja boljši.
Kljub zapletenosti operacije je stalna uporaba sveče zanimivo omogočila enostavnejšo zasnovo – ni potrebna spremenljiva porazdelitev ali spremenljiva stopnja stiskanja – in bolje, ta motor deluje na 95 bencin , saj je manj oktana boljše za kompresijski vžig.
Končno za volanom
Besedilo je že zelo dolgo, vendar je nujno. Pomembno je razumeti, zakaj ves "brenčanje" okoli tega motorja - to je res izjemen napredek, ko gre za motorje z notranjim zgorevanjem. Počakati bomo morali do leta 2019, da preverimo vse Mazdine trditve o tem, a glede na to, kar je bilo obljubljeno in prikazano s SKYACTIV-G, so pričakovanja, da bo SKYACTIV-X izpolnil vse, kar obljublja, velika.
Na srečo smo že imeli priložnost za zgodnji preizkus. Predviden je bil dinamičen stik s prototipi, opremljenimi s SKYACTIV-X, skritimi pod znano karoserijo Mazde3, čeprav je imel malo ali nič skupnega z znano Mazdo3 — tudi osnovna arhitektura pod karoserijo je zdaj druga generacija.
SKYACTIV je tudi sinonim za nove rešitve platforme/strukture/telesa. Ta nova generacija obljublja večjo torzijsko togost, nižjo raven hrupa, tresljajev in hrapavosti (NVH – hrup, vibracije in hrapavost) in razvili so celo nove sedeže, ki obljubljajo bolj naravno držo, ki bo omogočala večjo raven udobja.
Vozili smo dve različici prototipov – eno z ročnim menjalnikom in drugo s samodejnim menjalnikom, obe s šestimi prestavami –, razliko pa smo lahko primerjali celo s trenutno 165 KM Mazdo3 2.0 z ročnim menjalnikom, da bi bolje prepoznali razlike. Na srečo je bil to prvi avto, ki sem ga vozil, kar mi je omogočilo, da sem preveril dober motor / škatla (ročni) komplet.
Razlika med SKYACTIV-X (motorjem prihodnosti) in SKYACTIV-G (motorjem današnjega časa) ne bi mogla biti jasnejša. Mazdin novi motor je veliko bolj energičen ne glede na območje vrtljajev – dodatni navor, ki je na voljo, je precej očiten. Tako kot "G" je tudi "X" 2,0-litrska enota, vendar z bolj sočnimi številkami. Mazda si prizadeva za moč okoli 190 KM — ki so opazne in dobro, na cesti.
Presenetil je s svojo odzivnostjo, iz najnižjih režimov, a najboljša pohvala motorju je, da kljub temu, da je enota v razvoju, že prepriča več kot številni motorji na trgu.
Strahovi, da bi zaradi kompresijskega vžiga kot dizelskega prinesel nekatere značilnosti tovrstnega motorja, kot so večja vztrajnost, kratek doseg uporabe ali celo zvok, so bili povsem neutemeljeni. Če je to prihodnost motorjev z notranjim zgorevanjem, daj no!
Notranjost prototipa – očitno notranjost avtomobila v razvoju – je imela zaslon nad sredinsko konzolo s tremi oštevilčenimi krogi. Ti so se ugasnili ali vklopili, odvisno od vrste vžiga ali mešanice, do katere je prišlo:
- 1 — vžig s svečko
- 2 — kompresijski vžig
- 3 — manjša mešanica zraka in goriva, pri kateri je dosežena največja učinkovitost
"Mali" motorji za Portugalsko?
Zaradi nepravilne portugalske obdavčitve bo ta motor obrobna izbira. 2,0-litrska prostornina je idealna iz več razlogov, nenazadnje zato, ker je dobro sprejeta na večini svetovnih trgov. Inženirji, odgovorni za SKYACTIV-X, so omenili, da so možne tudi druge zmogljivosti, a za zdaj v načrtih znamke ni razvoj motorjev s prostornino pod 2,0 litra.
Raznolikost situacij, ko je prišlo do kompresijskega vžiga – skoraj samo preklop na vžig s svečko, ko smo raziskovali višje vrtilne frekvence motorja ali ko smo pritisnili na plin – je bila impresivna.
Kar zadeva način 3, je očitno zahtevala bolj nadzorovano vožnjo, zlasti z ročnim menjalnikom, kjer se je izkazalo, da je bilo težko – ali pomanjkanje občutljivosti v desni nogi –, da se prikaže na zaslonu. Bankomat - skaliranje za severnoameriški trg -, čeprav manj prijeten za uporabo, se je izkazal za veliko lažje "prižgati" krog številka 3.
Poraba? Ne vemo!
Sem vprašal, a konkretnih številk ni nihče iznesel. Vgrajeni računalnik je bil »strateško« prevlečen z lepilnim trakom, tako da se za zdaj lahko zanesemo le na izjave znamke.Zadnja opomba za prototipe, ki so že bili del nove arhitekture – bolj toga in omogoča večjo raven prefinjenosti notranjosti. Pomembno je, da ne pozabimo, da so bili to razvojni prototipi, zato je bilo presenetljivo, da so bili ti bolj izpopolnjeni in zvočno izolirani kot trenutna serijska Mazda3 — naslednja generacija obljublja…
Nova Mazda3 bo prvi SKYACTIV-X
Najverjetneje bo Mazda3 prvi model, ki bo prejel inovativni SKYACTIV-X, tako da bomo šele nekje leta 2019 resnično lahko videli povečanje učinkovitosti motorja.
Kar se tiče dizajna, nam je Kevin Rice, vodja Mazdinega evropskega oblikovalskega centra, povedal, da je celoten videz koncepta Kai mogoče izdelati, kar pomeni, da ni preveč daleč od končne različice prihodnje Mazde3 – pozabite, da gre za mega kolesa, mini- vzvratna ogledala ali izpostavljena optika ...
85-90 % oblikovalskih rešitev Kai Concepta bi lahko šlo v proizvodnjo.
Prišli ste do konca članka… končno!
Obljuba je zapadla, je že dejal Rui Veloso. Tukaj je torej nekakšna kompenzacija. Epska kamehameha, ki spominja na dogodke v zgorevalnih komorah motorja SKYACTIV-X.