Mazdanın yeni Chuangchi mavi gökyüzü geliyor, nerede?
Mazdanın ikinci nesil kurucusu Skyactiv-X, geliştirme sürecinin son aşamasına girdi, bu da uzun sürmeyeceği (Mazda resmi olarak 2019 olduğunu söyledi) ve temsili teknoloji-sıkıştırma ateşlemeli benzinli motoru resmi olarak sivil otomobil pazarına gireceği anlamına geliyor. , Seri üretilen pistonlu benzinli içten yanmalı motorların ısıl verimi de yepyeni bir seviyeye çıkarılacak, bunun çığır açan bir ürün olduğunu söylemek abartı olmaz.
Ama neden bu kadar harika?
Aslında, sıkıştırma ateşlemesi nedir? Benzinli motorlar için sıkıştırmalı ateşleme kullanmak nadir midir?
Pistonlu içten yanmalı motorun kök dizini altında, benzinli motor ve dizel motorun iki kolunu kabaca ayırabiliriz. Farklı yakıtlara ek olarak, iki tip motorun da yapı olarak görece büyük farklılıkları vardır.Bunlardan en tipik olanı, yakıt-benzinli motorların ateşleme yöntemidir, bujilerle, dizel motorlar ise doğrudan sıkıştırmalı ateşlemeli.
Sonraki iki ateşleme yöntemini basitçe analiz edin: Sıkıştırma strokunun sonunda / güç strokunun başlangıcında, benzinli motor, benzin ve hava karışımını ateşlemek ve yanmasını ve genişlemesini sağlamak için buji elektrodunda keskin bir deşarj elektrik kıvılcımı oluşturmak için yüksek voltajlı elektrik darbeleri kullanır. Isıyı dağıtın ve işi yapmak için pistonu aşağı doğru itin; dizel motor, kompresyon strokunun sonunda / çalışma strokunun başlangıcında yakıt enjektöründen silindire atomize dizeli enjekte ederken, bu sırada, silindirdeki yüksek sıcaklık ve yüksek basınçlı saf hava, dizeli doğrudan kendiliğinden ateşleyecektir. Aynı zamanda pistonu çalışmak için aşağı doğru iten yanma genleşmesinin ısısıdır.
İkisinin farklı çalışma yöntemleri aslında yakıtın farklı özelliklerine göre tasarlanmıştır.Benzin yüksek ateşleme noktasına sahiptir ancak güçlü uçuculuğa sahiptir ve kıvılcımlara karşı hassastır.Aynı zamanda hızlı yanar ve zayıf çarpma direncine sahiptir.Daha iyi kontrol elde etmek ve anormalliklerden kaçınmak için bir buji ile ateşlenebilir. Yanma (vuruntu); Dizel düşük tutuşma noktasına sahipken zayıf uçuculuğa, yavaş yanmaya ve güçlü vuruntuya sahipken Birincisi buji ateşlenemez ve ikinci olarak basınçlı havanın tutuşma noktasına ulaşması kolaydır, bu nedenle sıkıştırmalı ateşleme ile normal çalışabilir.
Bu durumda, Skyactiv-X neden "gökyüzüne karşı çıkıyor"?
Ateşleme yöntemlerindeki farklılığa ek olarak, iki yakıtın özellikleri de benzinli motorlar yapar ve dizel motorlar diğer ve tipik farklılıklara sahiptir. Örneğin, sıkıştırma oranı açısından, vuruntu oluşumunu önlemek için, benzinli motorların sıkıştırma oranı, doğal olarak aspire edilmiş olsalar bile, genellikle zaten garip olan birinci nesil Skyactiv-G'nin denizaşırı versiyonunun 14'ü gibi 12'den yüksek değildir; ancak dizel motorlar Tekniğin mevcut durumu durumunda, süper şarjlı giriş havası ile bile, sıkıştırma oranı neredeyse 17'den düşük değildir. Ve hepimiz daha yüksek sıkıştırma oranının daha yüksek termal verimlilik anlamına geldiğini biliyoruz.
Diğer bir örnek de hava-yakıt oranıdır.Benzinli motorlar, temel olarak teorik hava-yakıt oranı olan 14.7'yi, giriş havasının yakıt beslemesine oranına uyacak şekilde takip eder. Aynı zamanda belirli bir aralıkla sınırlandırılmalıdır, ancak menzil benzinli motorlardan çok daha geniştir), verimlilik doğal olarak daha belirgin bir farka sahiptir.
Bu noktada herkes, Mazda'nın içten yanmalı motorların verimliliğini artırma amacına ulaşmak için temel yasaları çiğniyor gibi görünen bu yenilikçi yolu seçtiğini çok net ve net görünmelidir. Tabii ki, kulağa basit geliyor, gerçekten basit olduğu anlamına gelmiyor.Önceden, endüstri genel olarak benzinli içten yanmalı motorların verimlilik sınırının% 40'ın altında olduğuna ve Toyota'nın% 41'e ulaşarak diğerlerinden sıyrılabileceğine inanıyordu. Ancak Mazda'ya göre Skyactiv-X teknolojisini kullanan yeni nesil benzinli motorun ısıl verimliliği% 48! Hiçbir şey söyleme, resme bak ...
Sadece, size benzinli motorlar için sıkıştırmalı ateşlemenin faydalarını söyleyebileceğim için her üretici tarafından bilinmesi gerekir. Aslında, birçok otomobil üreticisi son birkaç on yılda bu alanda araştırma projeleri oluşturdu, ancak sonunda neden sadece Mazda onu kullandı Yaptın mı? Özetlemek için "Mazda'nın nispeten yüksek bir teknoloji seviyesi var" nedenini kullanmak gerçekten gerekli mi? Bana göre, Mazda'nın diğer otomobil fabrikalarından geri çekilmelerine neden olan ve yeterince sabırla teknolojik atılımın şafağını beklemelerine neden olan tutarlı inatçılığı gibi.
Sıkıştırma ateşlemesi olduğu için bujilerin varlığının anlamı ve etkisi nedir?
Şu anda dizel motor sıkıştırma ateşlemesinin gerçekleştirilme sürecinden bahsetmiştik.Anlamamız gereken şey, Mazda Skyactiv-X'in sıkıştırma ateşlemesinin ve dizel sıkıştırma ateşlemesinin hala temelde farklı olduğudur.Mazda buna SPCCI, Kıvılcım Kontrollü Sıkıştırma Ateşlemesi diyor. Kıvılcım, sıkıştırma ateşlemesini kontrol eder. Adından da anlaşılacağı gibi, makalenin başlığındaki soruyu da cevaplayan bujilerin hala var olması gerekiyor. Peki buji bunda nasıl bir rol oynuyor? Sıkıştırma ateşlemesini kontrol etmek neden gereklidir? Varlığıyla, Skyactiv-X ile sıradan SI (Spark Ignition) benzinli motorlar arasındaki fark nedir?
Öncelikle SPCCI'nin bu yeni motorun çalışma modlarından sadece biri olduğu açıklanmalıdır.Aslında yine de SI döngüsünü gerçekleştirebilir.Yüksek hız ve yüksek yük (kötü) koşullarda temelde yine normal benzinli motora dönecektir. Aynı SI döngüsünde, hava-yakıt oranı şu anda teorik değer olan 14.7'ye daha yakın olacaktır.Amaç, kontrol edilebilir / kararlı yanmayı sürdürmek, mekanik parçaları korumak ve çıktıyı arttırmaktır.Yakıt tüketimi birincil husus değildir.
Ancak az önce bahsedilen çalışma koşullarına ek olarak, yeni Skyactiv-X benzinli motor neredeyse sorunsuz bir şekilde SPCCI moduna geçebilir. Şu anda, hava-yakıt oranı 14.7 teorik değerinin iki katından fazlasına ulaşabilir.Genel olarak, karışım doğrudan bujiyle kullanılamaz. Ateşlenir, ancak tamamen dizel motorun çalışma moduna atıfta bulunulursa, yanma tam olarak kontrol edilemez.Sadece verimliliği artırma amacına ulaşılamayabilir, parçalar zarar görebilir.
Bu nedenle, Mazda mühendisleri inanılmaz bir yöntem buldular, yani sıkıştırma strokunun sonunda / çalışma strokunun başlangıcında, buji yine de normal kıvılcım yayabilir.Hava-yakıt oranı çok ince olmasına rağmen, alev normalde tüm karışımı yayamaz ve tutuşturamaz, ancak önemi yoktur, çünkü mümkün olduğu sürece Karışımın küçük bir kısmını buji etrafında tutuşturmak yeterlidir. Gazın bu kısmı yandığında, etrafındaki diğer tüm karışımlara daha fazla basınç verecek ve ısıyı verecektir.Mazda mühendislerinin deyimiyle "hava pistonu" gibidir Fiziksel pistonun sinerjisi altında kalan karışım azaltılabilir. Sıcaklık ve basınç, benzinin kendiliğinden yanması için gerekli koşullara ulaşır ve daha sonra, sıkıştırmalı ateşlemeyi sağlamak için bir anda patlar.
Bu ateşleme yöntemi, az önce bahsedilenlere ek olarak, hava-yakıt oranını büyük ölçüde artırarak doğrudan yakıt tasarrufu sağlayabilir, çünkü tüm yanma süreci, tutuşmak için alev yayılımına dayanan geleneksel benzinli motordan daha yüksek olan tüm karışım tarafından anında ateşlenir. Yanma hızı, artan çıktı sonucunu elde etmek için patlamayı daha güçlü hale getirecektir. Prensip olarak, yakıt tasarrufu ve güç arttırmanın iki özelliğini tam olarak hesaba katmak mümkündür.Geleneksel düşüncemizden farklı olarak, ikisi arasında bir seçim yapılmalıdır.
Mazda bu kadar güçlü bir motoru nasıl yarattı?
Özetlemek gerekirse, Skyactiv-X yalnızca "gökyüzüne karşı" değil, aynı zamanda etkiler açısından "gökyüzüne karşı" olarak da adlandırılabilir. Böyle bir performansa ulaşmak için Mazda, hayal gücümüzün ötesinde birçok teknik araç içeren bu yeni motor üzerinde pek çok optimizasyon yaptı.Aşağıda kısaca bahsedelim:
İlki sıkıştırma oranı. Daha önce de belirttiğimiz gibi, genel olarak, benzinli motorlar nadiren 12'den fazla sıkıştırma oranına sahipken, önceki nesil Skyactiv-G 14'e (denizaşırı sürüm) ulaştı, ancak bu sefer Skyactiv-X 18'e çıktı! Zaten çoğu dizel motorla aynı seviyede ve hatta daha yüksek! Çalışma modunun tersine, bunun kritik bir değer olduğuna ve SI modunda vurmadan normal yanmayı sağlayabileceğine karar verebiliriz. SPCCI modunda, tüm sıkıştırma ateşleme sürecini patlatmak için bir bujiye de ihtiyaç vardır. Genel olarak, Motoru kontrol edilebilir bir durumda tutun. Aynı zamanda, SI ve SPCCI modları arasındaki geçişin esas olarak silindirdeki sıcaklığın kontrol edilmesiyle sağlandığını ve şimdiye kadar yayınlanan Skyactiv-X hakkında bazı verilerle ve genel anlamda Mazda'nın içten yanmalı motor kalibrasyonu sonucuna varmak için sağduyulu olduğunu görebiliriz. Silindirdeki sıcaklığı kontrol etmek için iki ana yöntem kullanılır.
İlk yöntem, en temel hava-yakıt oranı kontrolüdür Benzin buharlaşması ısıyı emebildiğinden, bu her zaman benzinli motor yanma kontrolü için etkili bir yöntem olmuştur, ancak genel olarak konuşursak, ayarlama aralığı nispeten küçüktür ve 14.7 teorik değerinden sapmayacaktır. çok fazla. Daha önce de bahsettiğimiz gibi, Skyactiv-X benzinli motorun hava-yakıt oranı 14,7'den teorik değerin iki katından fazlasına kadar uzanabilir ve bunun getirdiği ayarlama etkisi elbette daha büyüktür.Hem SI hem de SPCCI'nin hesaba katılması şaşırtıcı değildir. . Bununla birlikte, yakıt enjeksiyon doğruluğuna olan talebin arttığı düşünüldüğünde, tam olarak büyük açıklıktan kaynaklanmaktadır.Aynı zamanda, benzin, hassas sıcaklık kontrolü ve hava ile tam karışım elde etmek için iyi bir atomizasyon sağlamalıdır, bu nedenle Skyactiv-X Yakıt rayı özel olarak tasarlanmıştır, atomizasyon etkisini sağlamak için sadece maksimum 1000 bar basınca ulaşmakla kalmaz, aynı zamanda boru hattı da görebileceğiniz gibi uzatılmış devrenin izometrik uzunluğu ile tasarlanmıştır ve dahili basınç dalgalanmaları için bir tampon boşluk sağlamaktır. İkincisi, her bir silindirin enjeksiyon basıncının tutarlı olmasını sağlamaktır.
İkinci yöntem, doğal olarak giriş ve egzoz kontrolüdür.Mazda aşırı şarj etmeye pek hevesli olmasa da (ancak buna meraklı olmamak, iyi olmadığı anlamına gelmez), ancak yeni Skyactiv-X motor, özel olarak tasarlanmış bir süper şarj ünitesi kullanıyor. Çeşitli çalışma koşullarında silindirdeki gaz dolum veriminin tutarlılığını sağlamak için (türbini kullanmamanın nedeni tam hız aralığının hassas kontrolünün sağlanamaması ve ikincisi egzozun akıcılığını etkileyecek olması, böylece süper şarjlılar bile tüketecektir. Gücün bir kısmı da tereddüt etmiyor), soğutma ünitesinin benzersiz EGR'si (egzoz gazı resirkülasyonu) ile bunun yukarıda bahsedilen hava-yakıt oranı kontrolü için sabit bir referans değeri sağladığı anlaşılabilir. Sonuçta, her şey hassasiyet, hassasiyet ve hassasiyet içindir, aksi takdirde kontrol edilebilir benzin sıkıştırmalı ateşleme elde etmek imkansızdır.
Bu arada, söylenecek son şey, Skyactiv-X'in ilk nesil Blue Sky'da ikonik ve devasa 4-2-1 egzoz manifoldunu iptal ettiğidir. Bu manifold setinin ana amacı, silindirler arasındaki egzoz parazitini azaltmak ve hatta daha güçlü bir egzoz gazı egzoz verimliliği elde etmek için her bir silindirin egzoz şok dalgasının darbe etkisini kullanmak ve böylece silindiri azaltmaktı. İç ısı, sıkıştırma oranını artırma amacına ulaşmak için birikir.
Ancak bu tasarımın da eksiklikleri var, yani kaçınılmaz olarak üç yollu katalitik konvertör ile silindir arasındaki mesafeyi uzatıyor, bu nedenle katalitik konvertör araba soğukken hızlı bir şekilde ısıtılamıyor (orijinal Skyactiv-G soğuk otomobil rölanti hızı son derece yüksek çünkü Üçlü kısmı daha hızlı ısıtmak için buna güvenmek gerekir) ve normal sürüşte çalışma sıcaklığı bile iyi bir şekilde garanti edilemez. Günümüzde teknoloji yükseltildiğinde bu tasarım iptal edilmektedir.Emisyon göstergelerinin giderek sertleştiği günümüzde bu eksikliğin tahammül edilemez bir düzeye ulaştığı anlaşılmaktadır.Ayrıca, hava-yakıt oranı önemli ölçüde arttığında egzoz gazı kirletici içeriği de patlayacaktır. Cinsiyeti artırmak için daha iyi bir tedavi etkisine ihtiyaç vardır. Bu nedenle, pastanın üzerine krema olan benzersiz "baş muz" tasarımıyla karşılaştırıldığında, Mazda için daha önemli olan konu, emisyonun standardı karşılayıp karşılayamayacağıdır. Sonuçta, bu Skyactiv- X pazara girebilir mi?
sonuç olarak
Aslında, Blue Sky teknolojisinin ilk nesli gibi, yükseltilmiş Skyactiv-X sadece güç sistemine yansıtılmıyor, aynı zamanda mühendislik alanında da yol gösterici bir ideolojidir, Toyota'nın TNGA'sı gibi, bir bütündür. Çözüm, çerçeve süspansiyonuna ve hatta tasarıma yansıtılabilir, ancak tıpkı önceki nesil gibi, teknik sistemdeki en dikkat çekici "siyah teknoloji" yine de güç sistemine bağlıdır.
Ancak her durumda, bu her zaman dört gözle beklemeye değer bir sıçrama-ileri teknolojik ilerlemedir ve Skyactiv-X 2019'da tamamen kullanılabilir olacak ve bekleme süresi uzun olmayacak.
