Neredeyse tüm endüstrinin içten yanmalı motoru tarih kitaplarıyla sınırlamaya kararlı göründüğü bir zamanda, Mazda... Memnuniyetle.
Mazda bunu ilk kez yapmıyor ve son kez doğruydu. Yine aynısı olacak mı? Japonlar buna inanıyor.
İçten yanmalı motorlara bahis yapmaya devam etme kararı, geçen yıl yeni nesil SKYACTIV-X motorları aracılığıyla duyuruldu. Ve bu yeni SKYACTIV-X motorunu 2019'da piyasaya resmi olarak gelmeden önce canlı ve renkli olarak deneyimleme fırsatı bulduk.
Reason Automotive'i bu yüzden her gün ziyaret ediyorsun, değil mi?
Hazırlanmak! Yazı uzun ve teknik olacak. Sona ulaşırsan bir tazminat alacaksın…
İçten yanmalı motor? Ya elektrikli olanlar?
Gelecek elektrikli ve Mazda yetkilileri de bu ifadeye katılıyor. Ancak içten yanmalı motoru “ölü” olarak gösteren tahminlere katılıyorlar… dün!
Buradaki anahtar kelime “gelecek”. %100 elektrikli otomobil yeni “normal” olana kadar, dünya çapında elektrikli mobiliteye geçiş onlarca yıl alacak. Ayrıca, yenilenebilir kaynaklardan elektrik üretiminin de artması gerekecek, böylece elektrikli arabalardan sıfır emisyon vaadi boşuna değil.
Bu arada, kısa ve orta vadede CO2 emisyonlarını azaltmanın ana itici güçlerinden biri "eski" içten yanmalı motora bağlı olacak - önümüzdeki on yıllar boyunca en yaygın motor türü olmaya devam edecek. Ve bu yüzden onu geliştirmeye devam etmeliyiz. Mazda, daha düşük emisyonlar için yanmalı motordan mümkün olduğunca fazla verimlilik elde etmeyi kendine misyon edinmiştir.
Mazda'nın dediği gibi "Doğru zamanda doğru çözüm ilkesine bağlı olmak", markayı sürekli olarak en iyi çözümü aramaya yönlendiriyor - kağıt üzerinde en iyi görünen değil, gerçek dünyada işe yarayan çözüm . SKYACTIV-X, yenilikçi ve hatta devrim niteliğindeki içten yanmalı motoru bu bağlamda ortaya çıkar.
Neden devrimci?
Basitçe, SKYACTIV-X sıkıştırma ateşlemeli ilk benzinli motor olduğu için - tıpkı Dizel motorlar gibi… neredeyse Dizel motorlar gibi, ama işimiz bitti.
Sıkıştırma ateşlemesi yani hava/yakıt karışımı, piston tarafından sıkıştırıldığında buji olmadan anında anlamına gelir - benzinli motorlarda mühendisler tarafından takip edilen “kutsal kâse”lerden biri olmuştur. Bunun nedeni, sıkıştırma ateşlemesinin daha çok arzu edilmesidir: çok daha hızlıdır, yanma odasındaki tüm yakıtı anında yakarak, aynı miktarda enerji ile daha fazla iş yapmanızı sağlayarak daha fazla verimlilik sağlar.
Daha hızlı yanma aynı zamanda yanma odasında daha yağsız bir hava/yakıt karışımı sağlar, yani, yakıttan çok daha büyük bir hava miktarı. Avantajları anlamak kolaydır: yanma daha düşük sıcaklıklarda gerçekleşir, bu da daha az NOx (azot oksitler) ile sonuçlanır ve motorun ısınması sırasında daha az enerji israfı olur.
Problemler
Ancak benzinde sıkıştırma ateşlemesi kolay değil - son yıllarda diğer inşaatçılar tarafından denenmediği için değil, ancak hiçbiri ticarileştirilebilecek uygun bir çözüm bulamadı.Sıkıştırmalı ateşlemenin altında yatan kavram olan Homojen Sıkıştırma Ateşleme Şarjı (HCCI), şimdiye kadar yalnızca düşük motor devirlerinde ve düşük yükte gerçekleştirilmiştir, bu nedenle pratik nedenlerle, yüksek rejimler ve yükler için buji ateşlemesi (buji) hala gereklidir. . Diğer büyük sorun ise Sıkıştırma ateşlemesi gerçekleştiğinde kontrol.
Bu nedenle zorluk, Mazda'yı benzin ve zayıf karışım sıkıştırmalı ateşlemeye izin veren çeşitli faktörleri iyileştirmeye ve kontrol etmeye zorlayan uyumlu bir şekilde iki ateşleme türü arasında geçiş yapabilmektir.
Çözüm
"Evreka" anı mı yoksa bir kıvılcım olduğu an mı? ba dum tss… — bu sorunları çözmeyi mümkün kılan, Mazda mühendislerinin sıkıştırma ile yanmanın buji gerektirmediğine dair geleneksel fikre meydan okumasıyla gerçekleşti: “Farklı yanma modları arasında geçiş yapmak zorsa, her şeyden önce, gerçekten bu geçişi yapmamız gerekiyor mu?” SPCCI sisteminin temeli burada yatar - SPArk Kontrollü Sıkıştırma Ateşleme.
Başka bir deyişle, sıkıştırma ile yanma için bile Mazda, sıkıştırma ile yanma ve kıvılcım ile yanma arasında yumuşak bir geçişe izin veren bujiler kullanır. Ancak bir buji kullanırsanız, yine de sıkıştırmalı yanma olarak adlandırılabilir mi?
Tabii ki! Bunun nedeni, bujinin, her şeyden önce, sıkıştırma ile yanma gerçekleştiğinde bir kontrol mekanizması görevi görmesidir. Başka bir deyişle, SPCCI'nin güzelliği, bujili bir benzinli motorun zamanlama metodolojisi ile bir dizel motorun yanma metodolojisini kullanmasıdır. Ellerimizi çırpabilir miyiz? Yapabiliriz!
Amaç
Motor, yanma odasında, hava/yakıt karışımının çok zayıf olduğu noktaya kadar gerekli sıcaklık ve basınç koşullarını yaratacak şekilde tasarlanmıştır - çok zayıf, 37:1, bir motor geleneksel benzinden yaklaşık 2,5 kat daha fazla - üst ölü noktada ateşleme eşiğinde kalın. Ancak süreci başlatan bujiden çıkan kıvılcımdır.
Bu, daha sonraki bir aşamada enjekte edilen ve bir ateş topuna yol açan küçük, daha zengin bir hava/yakıt karışımı (29:1) anlamına gelir. Bu, yanma odasındaki basıncı ve sıcaklığı daha da arttırır, böylece zaten patlamaya hazır noktaya yakın olan zayıf karışım, direnmez ve neredeyse anında tutuşur.
Bu ateşleme kontrolü beni utandırıyor. Mazda bunu 5000 rpm'nin üzerinde yapabilir ve ilk başta barbeküyü bile yakamıyorum…
Şimdi çok açık görünen, ancak yeni "hileler" gerektiren bir çözüm:
- yakıt, biri sıkıştırılacak yağsız karışım için, diğeri ise buji tarafından ateşlenecek olan biraz daha zengin karışım için olmak üzere iki farklı zamanda püskürtülmelidir.
- Yakıt enjeksiyon sistemi, yakıtın hızlı bir şekilde buharlaşmasına ve atomizasyonuna izin vermek, yakıtı hemen silindir boyunca dağıtmak ve sıkıştırma süresini en aza indirmek için süper yüksek bir basınca sahip olmalıdır.
- tüm silindirlerde, yukarıda belirtilen kontrolleri sürekli olarak izleyen ve amaçlanan etkilerden herhangi bir sapmayı gerçek zamanlı olarak telafi eden bir basınç sensörü bulunur.
- kompresör kullanımı — SKYACTIV-X, sıkıştırmayı azaltan ve istenen zayıf karışıma izin veren Miller döngüsünü kullandığından, sıkıştırmayı yüksek tutmak için temel bileşendir. Ekstra güç ve tork hoş bir sonuçtur.
Arka kısım
Faydalar
SPCCI sistemi, çok daha geniş bir rejim yelpazesinde sıkıştırma yoluyla yanmanın genişlemesine, dolayısıyla daha fazla kullanım senaryosunda daha fazla verimlilik sağlar. Mevcut SKYACTIV-G ile karşılaştırıldığında, marka kullanıma bağlı olarak %20 ila %30 arasında daha düşük tüketim vaat ediyor . Marka, SKYACTIV-X'in kendi SKYACTIV-D dizel motorunun yakıt ekonomisiyle boy ölçüşebileceğini ve hatta aşabileceğini söylüyor.
Kompresör, daha yüksek emme basıncına izin vererek daha iyi motor performansı ve tepki verir. Daha geniş bir devir aralığındaki daha yüksek verimlilik, daha fazla gücün olduğu ve motorun tepkisinin daha üstün olduğu daha yüksek devirlerde çalışmanıza da olanak tanır.
İşlemin karmaşıklığına rağmen, mumun sürekli kullanımı ilginç bir şekilde daha basit bir tasarıma izin verdi - değişken dağıtım veya değişken sıkıştırma oranı gerekli değil - ve daha iyisi, bu motor 95 benzinle çalışır , sıkıştırma ateşlemesi için daha az oktan daha iyidir.
Son olarak, direksiyonun arkasında
Metin zaten çok uzun, ancak gerekli. Bu motorun etrafındaki tüm "vızıltıların" neden olduğunu anlamak önemlidir - yanmalı motorlar söz konusu olduğunda bu gerçekten dikkate değer bir ilerlemedir. Mazda'nın bununla ilgili tüm iddialarını doğrulamak için 2019'a kadar beklememiz gerekecek, ancak SKYACTIV-G ile vaat edilen ve gösterilenler göz önüne alındığında, SKYACTIV-X'in vaat ettiği her şeyi yerine getirmesi için beklentiler yüksek.
Neyse ki, zaten erken bir test yapma fırsatımız oldu. Tanıdık Mazda3 karoserinin altına gizlenmiş SKYACTIV-X donanımlı prototiplerle dinamik temas, tanıdık Mazda3 ile çok az veya hiç ilgisi olmamasına rağmen öngörülmüştü - ayrıca karoserin altındaki temel mimari artık ikinci nesil.
SKYACTIV aynı zamanda yeni platform/yapı/gövde çözümleri ile eş anlamlıdır. Bu yeni nesil, daha fazla burulma sağlamlığı, daha düşük gürültü, titreşim ve sertlik seviyeleri (NVH - gürültü, titreşim ve sertlik) vaat ediyor ve hatta daha fazla konfor seviyesine izin verecek daha doğal bir duruş vaat eden yeni koltuklar geliştirildi.
Prototiplerin iki versiyonunu kullandık – biri manuel şanzımanlı ve diğeri otomatik şanzımanlı, her ikisi de altı vitesli – ve hatta farkı daha iyi ayırt edebilmek için manuel şanzımanlı mevcut 165hp Mazda3 2.0 ile farkı karşılaştırabildik. farklılıklar. Şans eseri, kullandığım ilk arabaydı ve iyi motor/kutu (manuel) setini kontrol etmeme izin verdi.
SKYACTIV-X (geleceğin motoru) ve SKYACTIV-G (bugünün motoru) arasındaki fark bundan daha açık olamazdı. Mazda'nın yeni motoru devir aralığından bağımsız olarak çok daha enerjik - mevcut ekstra tork oldukça açık. "G" gibi, "X" de 2,0 litrelik bir birimdir, ancak daha sulu sayılara sahiptir. Mazda 190 hp civarında bir güç hedefliyor - bu fark edilir ve iyi, yolda.
En düşük rejimlerden tepki vermesiyle şaşırttı, ancak motora ödeyebileceğiniz en iyi iltifat, geliştirilmekte olan bir birim olmasına rağmen, piyasadaki birçok motordan daha fazlasını ikna etmesidir.
Dizel gibi bir sıkıştırma ateşlemesi olduğu için, daha fazla atalet, kısa kullanım aralığı ve hatta ses gibi bu tür motorların bazı özelliklerini getireceğine dair korkular tamamen asılsızdı. İçten yanmalı motorların geleceği buysa, hadi!
Prototipin içi - açıkça geliştirilmekte olan bir arabanın içi - orta konsolun üzerinde üç numaralı daire ile konumlandırılmış bir ekranla geldi. Bunlar, meydana gelen tutuşma veya karışımın türüne bağlı olarak söndü veya devam etti:
- 1 - kıvılcım ateşlemesi
- 2 - sıkıştırma ateşlemesi
- 3 — maksimum verimin elde edildiği daha yağsız hava/yakıt karışımı
Portekiz için "küçük" motorlar mı?
Sapık Portekiz vergileri bu motoru marjinal bir seçim haline getirecek. 2,0 litre kapasite, özellikle dünya pazarlarının çoğunda kabul görmüş bir kapasite olduğu için, birkaç nedenden dolayı idealdir. SKYACTIV-X'ten sorumlu mühendisler, başka kapasitelerin de mümkün olduğunu belirttiler, ancak şimdilik markanın 2,0 litrenin altında kapasiteye sahip motorlar geliştirme planlarında yok.
Sıkıştırma ateşlemesinin meydana geldiği durumların çeşitliliği - hemen hemen sadece kıvılcım ateşlemesine geçmek, daha yüksek motor hızlarını keşfederken veya gaza bastığımızda - etkileyiciydi.
Mod 3'e gelince, açıkça daha kontrollü bir sürüş gerektiriyordu, özellikle düz vites kutusuyla, ekranda görünmesinin zor olduğu - veya sağ ayakta hassasiyet eksikliği - olduğu ortaya çıktı. Otomatik vezne makinesi - Kuzey Amerika pazarı için ölçeklendirme - kullanımı daha az hoş olmasına rağmen, 3 numaralı daireyi “aydınlatmanın” çok daha kolay olduğu ortaya çıktı.
tüketim? Biz bilmiyoruz!
Sordum ama kimse somut rakamlar bulamadı. Araç bilgisayarı “stratejik olarak” yapışkan bantla kaplanmıştı, bu yüzden şimdilik sadece markanın açıklamalarına güvenebiliriz.Halihazırda yeni mimarinin bir parçası olan prototipler için son bir not - daha katı ve daha yüksek düzeyde iç iyileştirmeye izin veriyor. Bunların geliştirme prototipleri olduğunu unutmamak önemlidir, bu nedenle bunların mevcut üretim Mazda3'ten daha rafine ve ses geçirmez olmaları şaşırtıcıydı - yeni nesil vaatler…
Yeni Mazda3 ilk SKYACTIV-X olacak
Büyük olasılıkla Mazda3, yenilikçi SKYACTIV-X'i alan ilk model olacak, bu nedenle motorun verimlilik kazanımlarını gerçekten görmemiz 2019'a kadar mümkün olmayacak.
Tasarıma gelince, Mazda'nın Avrupa tasarım merkezinin başkanı Kevin Rice, Kai Concept'in genel görünümünün üretilebilir olduğunu, yani geleceğin Mazda3'ün son versiyonundan çok uzak olmadığını söyledi - mega tekerlekleri, mini tekerlekleri unutun. dikiz aynaları veya açıkta kalan optikler…
Kai Concept'in tasarım çözümlerinin %85-90'ı üretime geçebilir.
Yazının sonuna geldiniz… sonunda!
Sözün vadesi geldi, dedi Rui Veloso zaten. Yani burada bir tür tazminat var. SKYACTIV-X motorunun yanma odalarındaki olayları hatırlatan destansı bir kamehameha.