Sa panahon na halos ang buong industriya ay tila determinado na ikulong ang internal combustion engine sa mga aklat ng kasaysayan, ang Mazda ay napupunta... laban sa butil! Masaya.
Hindi ito ang unang pagkakataon na ginawa ito ng Mazda, at ang huling pagkakataon na ito ay tama. Mangyayari ba ulit ang ganoon? Naniniwala ang mga Hapones.
Ang desisyon na ipagpatuloy ang pagtaya sa mga combustion engine ay inihayag noong nakaraang taon, sa pamamagitan ng bagong henerasyon ng mga makina ng SKYACTIV-X. At nagkaroon kami ng pagkakataong maranasan ang bagong makinang SKYACTIV-X na ito, live at may kulay, bago ang opisyal na pagdating nito sa merkado noong 2019.
Kaya naman araw-araw kang bumibisita sa Reason Automotive, di ba?
Maghanda! Ang artikulo ay magiging mahaba at teknikal. Kung umabot ka sa dulo magkakaroon ka ng kabayaran...
Combustion engine? At ang mga electric?
Ang hinaharap ay electric, at ang mga opisyal ng Mazda ay sumasang-ayon din sa pahayag na iyon. Ngunit hindi sila sumasang-ayon sa mga hula na nagbibigay sa combustion engine bilang "patay"... kahapon!
Ang pangunahing salita dito ay "hinaharap". Hanggang sa ang 100% electric car ay ang bagong "normal", ang paglipat sa pandaigdigang electric mobility ay aabutin ng mga dekada. Higit pa rito, ang produksyon ng kuryente mula sa renewable sources ay kailangan ding lumago, upang ang pangako ng zero emissions mula sa mga de-kuryenteng sasakyan ay hindi isang pagkukunwari.
Samantala, nakasalalay sa "lumang" internal combustion engine ang isa sa mga pangunahing driver ng pagbabawas ng mga emisyon ng CO2 sa maikli at katamtamang termino - ito ay patuloy na magiging pinakakaraniwang uri ng makina sa mga darating na dekada. At iyan ang dahilan kung bakit dapat natin itong patuloy na pagbutihin. Ginawa ng Mazda ang misyon nito na kunin ang mas mahusay na kahusayan hangga't maaari mula sa combustion engine sa pagtugis ng mas mababang mga emisyon.
"Nakatuon sa prinsipyo ng tamang solusyon sa tamang oras", gaya ng sinabi ni Mazda, nagtutulak sa tatak sa patuloy na paghahanap para sa pinakamahusay na solusyon — hindi ang pinakamahusay na nakikita sa papel, ngunit ang gumagana sa totoong mundo . Sa kontekstong ito, lumitaw ang SKYACTIV-X, ang makabago at maging rebolusyonaryo nitong makinang panloob na pagkasunog.
Bakit rebolusyonaryo?
Dahil lang ang SKYACTIV-X ang unang gasoline engine na may kakayahang mag-compression ignition — tulad ng mga Diesel engine… well, halos katulad ng Diesel engine, ngunit wala na kami.
Ang compression ignition — ibig sabihin, ang air/fuel mixture ay nangangahulugang agad, nang walang spark plug, kapag na-compress ng piston — sa mga makina ng gasolina ay isa sa "holy grail" na hinahabol ng mga inhinyero. Ito ay dahil ang compression ignition ay mas kanais-nais: ito ay mas mabilis, agad na sinusunog ang lahat ng gasolina sa silid ng pagkasunog, na nagbibigay-daan sa iyong gumawa ng higit pang trabaho na may parehong dami ng enerhiya, na nagreresulta sa higit na kahusayan.
Ang mas mabilis na pagkasunog ay nagbibigay-daan din para sa mas payat na air/fuel mixture sa combustion chamber, ibig sabihin, isang dami ng hangin na mas malaki kaysa sa gasolina. Ang mga pakinabang ay madaling maunawaan: ang pagkasunog ay nagaganap sa mas mababang temperatura, na nagreresulta sa mas kaunting NOx (nitrogen oxides), at may mas kaunting nasayang na enerhiya sa panahon ng engine warm-up.
Ang mga problema
Ngunit hindi madali ang compression ignition sa gasolina — hindi sa hindi pa ito nasubukan ng ibang mga builder nitong mga nakaraang dekada, ngunit walang nakaisip ng isang praktikal na solusyon na maaaring i-komersyal.Ang Homogeneous Compression Ignition Charging (HCCI), ang pinagbabatayan na konsepto ng compression ignition, ay hanggang ngayon ay nakakamit lamang sa mababang bilis ng engine at sa mababang load kaya, para sa mga praktikal na dahilan, kailangan pa rin ang spark ignition (spark plug). para sa matataas na rehimen at load. . Ang isa pang malaking problema ay kontrol kapag nangyari ang compression ignition.
Ang hamon ay, samakatuwid, upang makapag-transition sa pagitan ng dalawang uri ng pag-aapoy sa isang maayos na paraan, na nagpilit sa Mazda na pagbutihin at kontrolin ang iba't ibang mga kadahilanan na nagpapahintulot sa gasolina at sandalan na pinaghalong compression ignition.
Ang solusyon
Ang “eureka” moment—o yung moment na nagkaroon ng spark? ba dum tss... — na naging posible upang malutas ang mga problemang ito, nangyari nang hinamon ng mga inhinyero ng Mazda ang kumbensyonal na ideya na ang pagkasunog sa pamamagitan ng compression ay hindi nangangailangan ng mga spark plug: "kung ang paglipat sa pagitan ng iba't ibang mga mode ng pagkasunog ay mahirap, ito ba, una sa lahat, kailangan ba talaga nating gawin ang paglipat na iyon?" Dito nakasalalay ang pundasyon ng sistema ng SPCCI — SPark-Controlled Compression Ignition.
Sa madaling salita, kahit na para sa combustion sa pamamagitan ng compression, ang Mazda ay gumagamit ng spark plugs, na nagbibigay-daan sa isang maayos na paglipat sa pagitan ng combustion sa pamamagitan ng compression at spark combustion. Pero kung gagamit ka ng spark plug matatawag pa ba itong compression combustion?
Syempre! Ito ay dahil ang spark plug ay nagsisilbi, higit sa lahat, bilang isang mekanismo ng kontrol kapag nagaganap ang pagkasunog sa pamamagitan ng compression. Sa madaling salita, ang kagandahan ng SPCCI ay ang paggamit nito ng combustion methodology ng isang diesel engine na may timing methodology ng isang gasoline engine na may spark plug. Pwede ba tayong pumalakpak? kaya natin!
Ang layunin
Ang makina ay idinisenyo sa paraang upang lumikha ng mga kinakailangang kondisyon ng temperatura at presyon sa silid ng pagkasunog, hanggang sa punto kung saan ang pinaghalong hangin/gasolina — napakaliit, 37:1, humigit-kumulang 2.5 beses na mas mataas kaysa sa isang maginoo na gasolina. — manatili sa gilid ng pag-aapoy sa tuktok na patay na sentro. Ngunit ito ay ang spark mula sa spark plug na nagsisimula sa proseso.
Nangangahulugan ito ng isang maliit, mas masaganang pinaghalong hangin/gasolina (29:1), na itinurok sa susunod na yugto, na nagbubunga ng isang bolang apoy. Ito ay higit na nagpapataas ng presyon at temperatura sa silid ng pagkasunog, upang ang sandalan na timpla, na malapit na sa punto kung saan ito ay handa nang sumabog, ay hindi lumalaban at nag-aapoy halos kaagad.
Nakakahiya sa akin itong ignition control. Ang Mazda ay may kakayahang gawin ito sa higit sa 5000 rpm at hindi ko man lang masindi ang barbecue sa una...
Isang solusyon na ngayon ay tila napakalinaw, ngunit nangangailangan ng mga bagong "panlilinlang":
- ang gasolina ay kailangang iturok sa dalawang magkaibang oras, isa para sa payat na timpla na pipigpitin at ang isa para sa bahagyang mas mayaman na timpla na sisindihin ng spark plug.
- ang sistema ng pag-iniksyon ng gasolina ay dapat na may sobrang mataas na presyon, upang payagan ang isang mabilis na pagsingaw at pag-atomize ng gasolina, na ikakalat ito kaagad sa buong silindro, na pinaliit ang oras ng compression
- lahat ng mga cylinder ay may pressure sensor, na patuloy na sinusubaybayan ang mga nabanggit na kontrol, na binabayaran, sa totoong oras, para sa anumang mga paglihis mula sa mga nilalayon na epekto.
- paggamit ng compressor — ay ang mahalagang sangkap upang mapanatiling mataas ang compression, dahil ginagamit ng SKYACTIV-X ang Miller cycle, na nagpapababa ng compression, na nagbibigay-daan para sa nais na lean mix. Ang sobrang lakas at metalikang kuwintas ay isang malugod na kinahinatnan.
Bahagi sa likod
Mga benepisyo
Ang sistema ng SPCCI ay nagbibigay-daan para sa pagpapalawak ng pagkasunog sa pamamagitan ng compression sa isang mas malawak na hanay ng mga rehimen, samakatuwid, higit na kahusayan sa mas maraming mga sitwasyon sa paggamit. Kung ikukumpara sa kasalukuyang SKYACTIV-G, ang tatak nangangako ng mas mababang pagkonsumo sa pagitan ng 20 hanggang 30% depende sa paggamit . Sinasabi ng tatak na ang SKYACTIV-X ay maaaring tumugma at kahit na lumampas sa ekonomiya ng gasolina ng sarili nitong SKYACTIV-D diesel engine.
Ang compressor ay nagbibigay-daan para sa mas mataas na presyon ng paggamit, na tinitiyak ang mas mahusay na pagganap ng engine at pagtugon. Ang mas mahusay na kahusayan sa isang mas malawak na hanay ng mga rev ay nagbibigay-daan din sa iyo na tumakbo sa mas mataas na mga rev, kung saan mayroong mas maraming kapangyarihan na magagamit at ang tugon ng engine ay mas mahusay.
Sa kabila ng pagiging kumplikado ng operasyon, ang patuloy na paggamit ng kandila ay, kawili-wili, pinapayagan para sa isang mas simpleng disenyo — walang variable na distribution o variable compression rate ang kinakailangan — at mas mabuti, ang makinang ito ay tumatakbo sa 95 na gasolina , dahil ang mas kaunting octane ay mas mahusay para sa compression ignition.
Sa wakas, sa likod ng manibela
Ang teksto ay napakahaba na, ngunit ito ay kinakailangan. Mahalagang maunawaan kung bakit ang lahat ng "buzz" sa paligid ng makina na ito — ito ay talagang isang kahanga-hangang pag-unlad pagdating sa mga combustion engine. Kakailanganin nating maghintay hanggang 2019 para ma-verify ang lahat ng claim ng Mazda tungkol dito, ngunit kung isasaalang-alang kung ano ang ipinangako at ipinakita sa SKYACTIV-G, mataas ang mga inaasahan para sa SKYACTIV-X na maisakatuparan ang lahat ng ipinangako nitong gagawin.
Sa kabutihang palad, nagkaroon na kami ng pagkakataon para sa isang maagang pagsubok. Ang dynamic na pakikipag-ugnayan sa mga prototype na nilagyan ng SKYACTIV-X, na nakatago sa ilalim ng pamilyar na bodywork ng Mazda3, ay nakita, bagama't wala itong kinalaman o kaunti sa pamilyar na Mazda3 — at ang pangunahing arkitektura sa ilalim ng bodywork ay pangalawang henerasyon na ngayon.
Ang SKYACTIV ay kasingkahulugan din ng mga bagong solusyon sa platform/istruktura/katawan. Ang bagong henerasyong ito ay nangangako ng higit na torsional rigidity, mas mababang antas ng ingay, vibration at harshness (NVH - ingay, vibration at harshness) at kahit na ang mga bagong upuan ay binuo, na nangangako ng mas natural na postura, na magbibigay-daan para sa mas mataas na antas ng kaginhawaan.
Nagmaneho kami ng dalawang bersyon ng mga prototype — ang isa ay may manu-manong gearbox at ang isa ay may awtomatikong gearbox, parehong may anim na bilis — at naihambing pa namin ang pagkakaiba sa kasalukuyang 165hp Mazda3 2.0 na may manu-manong gearbox, upang mas makilala ang pagkakaiba. Sa kabutihang-palad ito ang unang kotse na aking minamaneho, na nagpapahintulot sa akin na suriin ang magandang engine/box (manual) set.
Ang pagkakaiba sa pagitan ng SKYACTIV-X (engine ng hinaharap) at SKYACTIV-G (engine ng ngayon) ay hindi maaaring maging mas malinaw. Ang bagong makina ng Mazda ay mas masigla anuman ang hanay ng rev — ang sobrang torque na magagamit ay medyo halata. Tulad ng "G", ang "X" ay isang 2.0 litro na yunit, ngunit may mas makatas na mga numero. Nilalayon ng Mazda ang lakas na humigit-kumulang 190 hp — na kapansin-pansin, at mabuti, sa kalsada.
Nagulat ito sa pagiging tumutugon nito, mula sa pinakamababang rehimen, ngunit ang pinakamahusay na papuri na maaari mong bayaran sa makina, ay na sa kabila ng pagiging isang yunit sa pag-unlad, nakakumbinsi na ito ng higit sa maraming mga makina sa merkado.
Ang mga pangamba na, dahil mayroong compression ignition tulad ng Diesel, magdadala ito ng ilan sa mga katangian ng ganitong uri ng makina, tulad ng mas malaking pagkawalang-galaw, maikling saklaw ng paggamit, o kahit na tunog, ay ganap na walang batayan. Kung ito ang kinabukasan ng mga combustion engine, halika!
Ang interior ng prototype — malinaw na interior ng isang sasakyan na nasa development — ay may screen na nakaposisyon sa itaas ng center console na may tatlong bilang na bilog. Ang mga ito ay umalis o bumukas, depende sa uri ng pag-aapoy o pinaghalong naganap:
- 1 - spark ignition
- 2 - compression ignition
- 3 — mas payat na pinaghalong hangin/gasolina kung saan nakukuha ang pinakamataas na kahusayan
"Maliliit" na makina para sa Portugal?
Ang aberrant na pagbubuwis sa Portuges ay gagawing marginal na pagpipilian ang makinang ito. Ang 2.0 litro na kapasidad ay perpekto para sa ilang mga kadahilanan, hindi bababa sa dahil ito ay isang mahusay na tinatanggap na kapasidad sa karamihan ng mga merkado sa mundo. Binanggit ng mga inhinyero na responsable para sa SKYACTIV-X na posible ang iba pang mga kapasidad, ngunit sa ngayon ay wala sa plano ng tatak na bumuo ng mga makina na may kapasidad na mas mababa sa 2.0 litro.
Ang iba't ibang sitwasyon kung saan naganap ang compression-ignition — halos lumilipat lang sa spark ignition, kapag nag-explore ng mas mataas na bilis ng engine o kapag pinabagsak namin ang throttle down — ay kahanga-hanga.
Tulad ng para sa mode 3, malinaw na nangangailangan ito ng mas kontroladong pagmamaneho, lalo na sa manual gearbox, kung saan napatunayang mahirap - o kakulangan ng sensitivity sa kanang paa - para lumitaw ito sa screen. Ang awtomatikong teller machine — scaling para sa North American market —, bagama’t hindi gaanong kaaya-ayang gamitin, naging mas madaling “ilawan” ang bilog na numero 3.
Mga pagkonsumo? Hindi namin alam!
Nagtanong nga ako, ngunit walang nakaisip ng mga konkretong numero. Ang on-board na computer ay "madiskarteng" na natatakpan ng adhesive tape, kaya sa ngayon ay maaari lamang tayong umasa sa mga pahayag ng tatak.Isang huling tala para sa mga prototype na bahagi na ng bagong arkitektura — mas mahigpit at nagbibigay-daan para sa mas mataas na antas ng pagpipino sa loob. Mahalagang huwag kalimutan na ang mga ito ay mga prototype ng pag-unlad, kaya nakakagulat na ang mga ito ay mas pino at hindi tinatablan ng tunog kaysa sa kasalukuyang produksyon na Mazda3 — ipinangako ng susunod na henerasyon…
Bagong Mazda3 na magiging unang SKYACTIV-X
Malamang, ang Mazda3 ang magiging unang modelo na makakatanggap ng makabagong SKYACTIV-X, kaya hanggang sa 2019 lang talaga natin makikita ang mga nadagdag na kahusayan ng makina.
Tulad ng para sa disenyo, sinabi sa amin ni Kevin Rice, pinuno ng European design center ng Mazda, na ang pangkalahatang hitsura ng Kai Concept ay magagawa, ibig sabihin, hindi ito masyadong malayo sa huling bersyon ng hinaharap na Mazda3 — kalimutan na ito ay mega-wheels, mini- rear view mirror o nakalantad na optika...
85-90% ng mga solusyon sa disenyo ng Kai Concept ay maaaring mapunta sa produksyon.
Naabot mo na ang dulo ng artikulo... sa wakas!
Ang pangako ay nararapat, sinabi na ni Rui Veloso. Kaya narito ang isang uri ng kabayaran. Isang epikong kamehameha na nagpapaalala sa mga kaganapan sa loob ng mga combustion chamber ng SKYACTIV-X engine.