Mercedes-Benz ve GM, HCCI oynayamıyor, Mazda neden bununla başa çıkabiliyor? | Teknoloji
Japonya'daki niş teknoloji Mazda'yı kontrol ediyor.Son zamanlarda büyük ya da küçük olmayan bir uydu yayınladı - 2019'da ikinci nesil Chuangchi Blue Sky'ı seri üreteceğini duyurdu. Herkes Chuangchi Lantian'ın çok ateşli olduğunu bilir, ancak ne kadar sıcak olursa olsun, bir teknoloji yinelemesiyle ilgili tüm yaygara nedir?
Aslında, sadece küçük bir gelişme ise, gerçekten hiçbir şey değildir. Ancak bu sürümle birlikte insanlar da şunu biliyor: İkinci nesil Chuangchi Blue Sky'ın çekirdeği HCCI'dir. Bununla birlikte, ikinci nesil Chuangchi Blue Sky,% 50'lik bir termal verime sahip olduğunu iddia ediyor, karşılık gelen (geleneksel) modelin 100 kilometrede yakıt tüketimi sadece 3 litreden fazla ve güç yanıtının küçük deplasmanlı turboşarjı aştığını iddia ediyor. Bu sadece doğrudan KO küçük yer değiştirme girdabı artışı değil, aynı zamanda KO melezi veya hatta saf elektrik ritmi gibi görünüyor (Mazda Chuangchi Blue Sky Technology'nin babası Jian Guangfu, karbon emisyonlarının saf elektriğe eşdeğer olabileceğini açıkça söyledi)!
Bu gerçekten oldukça siyah bir teknoloji gibi görünüyor. Ama burada çok kafa karıştıran bir şey var. Gerçekten de pek çok kişi HCCI'yi ilk kez duyuyor, ama aslında, bazı insanlar bu şeyi on yıl önce çalıyordu ve hepsi sektördeki büyük isimler. Örneğin Mercedes-Benz, 2007 yılında bu tür teknolojiye sahip F700 konsept otomobilini Frankfurt araç sahiplerine sergiledi; GM ayrıca 2.2L HCCI motor geliştirdi. O zamanki tanıtımdan yola çıkarak, bu iki şirket tarafından üretilen "prototipler" de süper etkiliydi. Bununla birlikte, geçtiğimiz on yılda, bu büyük isim öncüler bu teknolojinin sonuçlarına "kayıtsız" Mazda neden on yıl sonra seri üretimde başı çekti? İnsanların teknik bir deli olan Kwangfu'yu Jobs ve Musk gibi gördükleri doğru Olağanüstü bir şey var mı?
Volkswagen ilk kez doğrudan püskürttüğünde, gün boyu zayıf yanıklardan bahsetmeye devam etti. Ancak bu zayıf yanık o kadar zayıf yanık değildir. HCCI'nin zayıf yanığı Volkswagen'in FSI'sinden "çok daha zayıftır".
Nedeni anlaşılması kolaydır: Yakıt ne kadar "zayıfsa", yanmaya ne kadar çok hava dahil olursa, yanma o kadar tam olur ve teorik olarak daha yüksek yakıt verimliliği olur. Hepimiz geleneksel motorların hava-yakıt oranını biliyoruz: 14.7: 1. Bu ikinci nesil Chuangchi Blue Sky of Mazda ne kadar? Boşta sadece 36.8: 1, yani geleneksel orandan 2,5 kat daha "seyrek". Bu bir abartı değil mi?
Hava-yakıt oranını düşürmek kolay mı? Daha az yakıt püskürtmek yeterli değil mi? Son tahlilde, bu gerçekten daha az yakıt enjeksiyonudur, ancak temel bir dayanak, bu kadar ince bir karışımı "ateşleyebilmenizdir". Geleneksel benzinli motorların bujilerle ateşlendiğini biliyoruz. Yalnızca 14,7: 1 hava-yakıt oranıyla buji sorunsuz bir şekilde ateşlenebilir. FSI, zayıf yanma konseptini önerdikten sonra, buna "tabakalı yanma" kavramı eşlik etti. Aslında "tabakalı yanma" nın neden esas olduğu, karışım çok "zayıf" olduğunda tutuşturmanın zor olmasıdır. Bir düşünün, FSI "çok nadir değil" iken tutuşturmak zordu. İkinci nesil Chuangchi Blue Sky'ı "bu kadar nadir" hale getirmek daha da zor değil mi?
Doğru, bu HCCI'nin anahtarı. Ayrıca son zamanlarda HCCI hakkında en çok konuşulan konu da bu "aşırı zayıf yanma" sorununu "sıkıştırmalı ateşleme" yoluyla çözmek. Benzinli motor, "sıkıştırmalı ateşleme" yoluyla aşırı "zayıf yanma" elde ettiğinde, verimliliği Mazda'nın ilan ettiği gibi% 50'yi aşan en iyi yakıt verimliliği ve 100 kilometre (geleneksel araç) başına teorik yakıt tüketimi 3 litreden fazla olabilir ...
Durum buysa, neden Mercedes-Benz GM onu seri üretmiyor, bunun yerine Mazda'nın en küçümseyen küçük deplasmanlı turboşarjını tercih ediyor?
İpuçları: Sıkıştırma Ateşlemesi
Ateşlemek ve yakmak için bujilere güvenen benzinli motorlardan farklı olarak, dizel motorlar "ateşleme" için "sıkıştırmalı ateşlemeye" güvenirler. Yani silindire giren hava aşırı derecede sıkıştırıldığında kendiliğinden yüksek sıcaklık ve yüksek basınç oluşturur.Bu sırada yakıt enjektöründen atomize dizel enjekte edilerek yüksek sıcaklık ve yüksek basınç altında kendini yakarak iş yapması sağlanır. Bu çalışma şekli, motorun daha yüksek bir sıkıştırma oranına ve hava-yakıt oranına sahip olmasını sağlayarak yakıt verimliliğini artırır. Dizel motorların yakıt verimliliği benzinli motorlara göre çok daha yüksektir ve temel neden budur.
HCCI'nin teorik faydası sadece verimli değilAslında, HCCI kavramı on yıldan daha uzun bir süre öncesine kadar izlenebilir. Bu fikir 1990'ların başında ortaya atıldı, ancak o zamanlar mühendisler bunu yalnızca geleneksel dizel araçların çalışma şeklini değiştirmek için kullanmayı düşündüler. Evet, HCCI en erken veya uzun süredir dizel motorlar için devrim niteliğinde bir teknoloji olarak görülmüştür.
Mühendisler dizel HCCI geliştirmeye isteklidirler. Asıl amaç yakıt verimliliği değil emisyonlardır. Volkswagen dizel araçlarının "emisyon kapısını" herkes bilir. Halk neden hile yazılımı kullanmalıdır? Bu aslında geleneksel dizel motor teknolojisinin bir "çevre koruma kusurunu" yansıtıyor - kontrol edilebilir maliyetler altında herhangi bir çalışma koşulunda nitrojen oksit emisyonlarına uyum sağlamak neredeyse imkansız. HCCI bu sorunu çözebilir çünkü HCCI, havadaki nitrojen ve oksijenin "kendi kendine reaksiyonunu" büyük ölçüde azaltabilen ve böylece egzoz gazındaki nitrojen oksit konsantrasyonunu büyük ölçüde azaltabilen düşük sıcaklıkta yanma teknolojisi kullanır.
Benzinli motor, HCCI uygulamasında bir dönüm noktası olabilirAncak konsept ilk ortaya konulduğundan bu yana 20 yıldan fazla zaman geçti ve hala HCCI dizel motorlarının seri üretimi yok, neden? Bunun kökü, ateşleme zamanlamasında HCCI'nin kontrolünün zor olmasıdır.
Her ikisi de sıkıştırmalı ateşlemeye ait olmasına rağmen, HCCI'nin sıkıştırmalı ateşleme modu geleneksel dizel motorlardan tamamen farklıdır. İlgili yakıt enjeksiyon yöntemi, hava-yakıt karışımı karıştırma yöntemi, hava-yakıt oranı, sıkıştırma oranı, EGR oranı vb. Hepsi farklıdır. HCCI, düşük sıcaklıkta yanmaya ait olduğu için, tutuşma zamanlaması emme havası sıcaklığından büyük ölçüde etkilenir. Ve farklı çalışma koşulları altında, HCCI'nin kontrol zorluğu çok farklıdır. Örneğin, düşük yük ve yüksek yük koşulları altında, HCCI'nin ideal olarak çalışması zordur. Özellikle yüksek yük koşulları, HCCI seri üretim uygulamalarını rahatsız eden "uluslararası bir sorundur".
Dizel motor HCCI'yi kısa sürede aşmak zor olduğunda, bazı mühendisler benzinli motorla başlamak istiyor. Bu açıdan bakıldığında, HCCI'nin "benzinli motor ve dizel motor" olduğunu söylemek doğru değildir. HCCI, dizel motorlara veya benzinli motorlara özel olmayan yepyeni bir çalışma modudur.
Benzin ile dizel arasındaki en büyük fark, daha düşük ateşleme noktasına sahip olması ve daha aktif olmasıdır. Bu, "sıkıştırmalı ateşleme" işlemi sırasında vuruntunun kontrolüne elverişli görünmese de, nesnel koşullar tarafından başka bir perspektiften kontrol edilmesini kolaylaştırır. Örneğin, gerektiğinde ateşlemek için bujileri kullanmaya devam edebilir, bu da dizel motorlar için imkansızdır.
Doğru, şu anda HCCI'nin benzinli versiyonu için en güvenilir çözüm, yalnızca HCCI için uygun çalışma koşulları altında "sıkıştırmalı ateşlemeyi" benimsemek ve yine de HCCI için uygun olmayan düşük yük ve yüksek yük koşulları altında benimsemektir. Buji ateşleniyor.
Mazda, buji kontrol teknolojisindeki yeniliklerle benzinli HCCI'nin temel sorununu aşabilirÖyle olsa bile, bu sorunu çözmek hala çok zor. On yıl önce, Mercedes-Benz ve General Motors prototipleri bu çalışma modunu kullanıyordu, ancak henüz üretilmediler. Zorluklar arasında, "Homojen Sıkıştırmalı Ateşleme" nin kendisi temelde çözülmüştür - en azından HCCI için uygun çalışma koşullarında, Homojen Sıkıştırma Ateşlemesi zaten sağlanabilir. HCCI benzinli motorların seri üretimini etkileyen bir diğer büyük zorluk, sıkıştırmalı ateşleme koşullarının ve buji ateşleme koşullarının seçimi ve bağlantısında yatmaktadır.
Mazda'nın tanıtımına göre, ana yeniliği bu sefer "buji çalışma koşulları" ile "sıkıştırmalı ateşleme çalışma koşulları" arasındaki bağlantı sorununu daha iyi çözmektir.
Mazda, bu amaçla, HCCI'yi de yeniden yorumladı. Artık normal Homojen Yük Sıkıştırma Ateşlemesi (homojen yük sıkıştırma ateşlemesi) değil, Kıvılcım Kontrollü Sıkıştırma Ateşlemesi (buji kontrollü sıkıştırma ateşlemesi) haline geldi. Kısaltma ayrıca SPCCI haline geldi. Bu SP, bujiyi ifade eder. Yani Mazda, buji ateşleme kontrolündeki yeniliklerle HCCI'yi daha kontrol edilebilir hale getirdi.
Elbette, homojen sıkıştırmalı ateşlemenin çözümü sadece buji teknolojisindeki yeniliklerden ibaret değildir. Emme havasının hassas kontrolü dahil (Mazda, elektrikli türbinlere benzer elektronik olarak kontrol edilen bir hava pompası kullanır), yanma odası şeklinin tasarımı, yakıt enjeksiyonu tasarımı, EGR kontrolü vb. Kısacası, Mazda 2019 seri üretimini çağırmaya cesaret etti, bu motor "normal çalışabilir ve güç çıkışı sağlayabilir", bu sorun olmamalı.
Mazda'nın diğer HCCI sorunlarını mükemmel bir şekilde çözüp çözemeyeceği henüz belli değil.Birincisi, "bağlantının" PPT açıklaması kadar mükemmel olup olmadığıdır. . Teoride bunun bir şey olduğunu, aslında başka bir şey olduğunu biliyoruz. Mazda'nın tanıtımına göre, ikinci nesil Chuangchi Blue Sky motoru düşük, orta ve yüksek hızlarda farklı çalışma modları kullanıyor. Bu sadece buji ateşlemesinin ve sıkıştırmalı ateşlemenin değiştirilmesini değil, aynı zamanda sıkıştırma oranındaki değişiklikleri, yakıt enjeksiyonundaki değişiklikleri, emme modlarındaki değişiklikleri vb. İçerir. Bu kadar karmaşık bir geçişin gerçek deneyime karşılık gelip gelmediği, insanları "tuhaf" hissettirse de, buna hala dikkat edilmesi gerekiyor. Aslında, bu aynı zamanda birçok HCCI araştırma ve geliştirmesindeki önemli zorluklardan biridir. Mazda'nın ikinci nesil Chuangchi Blue Sky, PPT tanımı kadar iyiyse, yani hızlanma tepkisi küçük yer değiştirme girdabını bile aşıyorsa ve yüksek ve düşük hızlar sorunsuz bir şekilde bağlanmışsa, bu gerçekten "tarihsel" bir girişimdir. Yukarı.
İkincisi titreşim ve gürültüdür. Dizel motorların yüksek titreşim ve gürültüye sahip olduğu, mevcut mükemmel dizel motorların bile istisna olmadığı kabul edilmektedir. Bu tür bir makine, titreşim dengesi ve ses yalıtımı ve gürültü azaltma ile çözülebilen lüks bir arabaya yerleştirilir, ancak sınırlı maliyetli, düşük kaliteli bir arabada, benzinli motora kıyasla bariz dezavantajlara sahiptir. Dizel motorun titreşim ve gürültüsü yağdan mı kaynaklanıyor? Tabii ki değil. Çekirdek, yüksek sıkıştırma oranı ve sıkıştırma ateşlemesinin yapısal özelliklerinin doğasıdır. Benzine geçtikten sonra, HCCI bu sorunu aşabilir mi? En azından bu sorun GM tarafından çözülmedi. Ve teorik olarak çözmesi gerçekten zor. Mazda'nın bunu gerçekten çözüp çözemeyeceği henüz belli değil.
Che Yun özeti:Hepimiz biliyoruz ki, teknoloji araştırma ve geliştirme alanında, şirket ne kadar büyükse, stratejisi o kadar tutucu olurken, daha küçük şirketler "cesur" olabilir (çünkü büyük şirketlerden daha "uygun fiyatlıdırlar"). Mercedes-Benz ve GM, uzun yıllardır HCCI alanında araştırma ve geliştirme yapıyorlar ve başarısız oldular. > "Avantajlar" ve çözmesi çok zor veya maliyetli olabilir. Mazda on yıl sonra bu teknolojinin seri üretimine öncülük edeceğini duyurdu. Teknoloji alanında yeniliğe inanıyoruz, ancak aynı zamanda Mazdanın "dünyada ilk olma cesareti" "Bu ruh muhtemelen kışkırtıcılardan biridir. Aksi takdirde, neden sadece Mazda hiç kimsenin üretim arabasında oynamaya cesaret edemediği rotoru (motoru) kullanmaya cesaret edebilir?
Her halükarda, Mazda'yı ve hatta Kuangfu'nun öncü ruhunu hâlâ övmek istiyoruz. En azından birinci nesil Chuangchi Blue Sky'ın gösterdiği etkiye göre, Mazda'nın motor teknolojisi alanındaki mevcut yeniliği, hem düşünce hem de yön açısından, geçmişte rotor oynamaktan çok daha güvenilir. Ayrıca, Jian Guangfu'nun dediği gibi, ikinci nesil Chuangchi Blue Sky'ın gerçekten de HCCI oynadığına inanmaya daha istekliyiz - bu sadece son derece verimli, süper dinamik tepki, pürüzsüz çıktı, aynı zamanda düşük emisyonlar, düşük titreşim gürültüsü ve maliyet. Ayrıca tamamen kontrol edilebilir.
Ancak, durum buysa, diğer motorlarla oynamayı bırakmanız gerekmez mi?
