Skyactiv X gyda gwobr technoleg chwaraeon modur und chwaraeon

Mae injan o'r radd flaenaf Mazda yn ennill Gwobr Paul Pietsch, Sylfaenydd y Cyfryngau

Bob blwyddyn mae cyfryngau auto motor und sport yn cyflwyno gwobr ryngwladol Paul Pitch am arloesi technolegol. Ar adeg pan mae symudedd trydan yn cael ei ystyried fwyfwy yn lle injan hylosgi mewnol, mae gwobr Paul Pietsch 2020 wedi'i dyfarnu am beiriant gwres o'r fath yn unig. Fodd bynnag, mae ganddo gymeriad avant-garde. Nid oes unrhyw gwmni arall wedi cyflawni'r cyfuniad o gyfuno fel injan gasoline ac awto-alinio fel injan diesel, gyda buddion y ddau fath o injan mewn model cynhyrchu. Dyma achlysur i ddweud wrthych eto am sut mae'r cyfarpar hwn yn gweithio.

Gyda phwysedd pigiad petrol fel mewn injan diesel, tanio plwg gwreichionen, hunan-danio, "λ" sy'n newid yn gyson, mae Skyactiv X yn wirioneddol yn chwyldro yn y diwydiant modurol.

Mae datblygiad injan HCCI Mazda yn mynd yn ôl dros 30 mlynedd ac mae'n seiliedig i raddau helaeth ar ddadansoddiad tanwydd hynod fanwl wrth ddatblygu injan Wankel. Mae sawl cenhedlaeth o beirianwyr wedi'u hyfforddi ar y sail hon, sy'n creu llawer o gur pen a phroblemau, ond sydd hefyd yn dod â llawer o brofiad.

Yn nyfnder yr injan cylchdro y darganfuwyd y prototeipiau cyntaf o beiriannau gyda chymysgedd homogenaidd a hunan-danio. Mae injan Wankel hefyd yn llwyfan ar gyfer datblygu gwahanol dechnolegau sy'n gysylltiedig â thyrbo - dyma'r RX-7, sy'n cyflwyno turbochargers VNT elfennol, tyrbinau dau-jet ac ail-lenwi â thanwydd rhaeadru mewn injan gasoline a ddefnyddiwyd gan Porsche yn unig.

Yr X-Ffeiliau

Fodd bynnag, sail uniongyrchol y Skyactiv X presennol yw'r genhedlaeth newydd o beiriannau petrol Skyactiv G a Skyactiv D sydd eisoes wedi'u profi. Os edrychwch ar yr atebion a gyflwynir yn y dyfeisiau hyn, mae'n anochel y byddwch yn darganfod eu bod i ryw raddau wedi'u “gwireddu”. “Yn y ffatri SPCCI newydd, o brofiad a gafwyd o ddadansoddi siambrau hylosgi i gynnwrf llif.

Yn ôl y rhagdybiaeth hon, mae effeithlonrwydd Skyactiv X yn fwy nag effeithlonrwydd yr injan gasoline 2ZR-FXE a bwerir gan y Toyota Prius (gan ddefnyddio cylch Atkinson) 39 y cant, ond mae Mazda ei hun yn ymwybodol nad y pwynt uchaf hwn yw'r pwysicaf. pwynt. Y rhan fwyaf o'r amser mae'r injan yn rhedeg ar lwyth rhannol ac mae effeithlonrwydd cyfartalog injan gasoline yn gostwng yn ddramatig. Oherwydd y ffaith bod Skyactiv X yn gweithredu gyda falf glöyn byw agored eang yn y rhan fwyaf o achosion, mae colledion pwmp yn cael eu lleihau'n sylweddol a chynyddir effeithlonrwydd cyfartalog. Mae hyn, ynghyd â'r gymhareb cywasgu uchel, yn arwain at gynnydd mewn effeithlonrwydd ar y cyd.

Cyflawniad gwych i beirianwyr Mazda yw'r ffaith bod eu Skyactiv X yn gweithredu mewn modd homogenaidd a hunan-danio dros ystod eang iawn o gyflymder a llwythi. Yn ymarferol, mae'n cyfuno prosesau a ddefnyddir nid yn unig mewn peiriannau disel a gasoline, ond hefyd yn debyg i'r rhai a ddefnyddir mewn peiriannau disel nwy ac injans gasoline llosgi main. Mae'r olaf hefyd yn cynhyrchu ardaloedd arferol a drwg, ond yn wahanol iddynt, lle mae'r broses yn digwydd yn gyfan gwbl gyda blaen y fflach, yn achos Mazda, mae'r gymysgedd ddrwg yn tanio'n ddigymell gyda chymorth plwg gwreichionen.

Beth sy'n digwydd yn Skyactiv X? Mae'r holl beiriannau arbrofol sy'n gweithredu ar sail y modd HCCI a grëwyd hyd yma yn seiliedig ar reolaeth hunan-danio gymhleth iawn (yn seiliedig ar wres a gwasgedd yn ystod cywasgu ac adweithiau cemegol rhagarweiniol rhwng tanwydd, nwyon ac aer) gyda pharamedrau gweithredu ansefydlog, gan basio mewn nifer o foddau. i weithrediad injan arferol. Mae injan Mazda bob amser yn defnyddio plwg gwreichionen fel cychwynnwr hylosgi. Fodd bynnag, mae'r gwahaniaeth o weithrediad arferol injan gasoline yn y digwyddiadau dilynol. Mae hyn yn gwneud y newid i wahanol foddau yn llawer mwy cytbwys ac mae'r ffordd hon o reoli HCCI yn arwain at broses sefydlog a sefydlog.

Pethau mewn theori

Mae Skyactiv X yn seiliedig ar Skyactiv G 0,5-litr, pedwar-silindr, sydd wedi'i allsugno'n naturiol, sydd ynddo'i hun yn sylfaen dda gydag effeithlonrwydd uchel. Yn ogystal, mae ganddo ddadleoliad o 16,3 litr i bob silindr, sydd orau o ran cyflymder prosesau hylosgi. Er mwyn creu amodau ar gyfer gweithrediad HCCI, cynyddwyd y gymhareb cywasgu geometrig i 1: 95. Felly, mae'r gymysgedd yn tewhau i dymheredd yn agos at dymheredd awto'r rhan fwyaf o ffracsiynau mewn gasoline gyda nifer octane cyfartalog o XNUMXH a thymheredd gweithredu injan arferol.

Yn seiliedig ar ddata o sawl synhwyrydd, ymhlith y mae pedwar synhwyrydd pwysau ar bob silindr yn allweddol, mae'r cyfrifiadur yn penderfynu pa ddull gweithredu i'w ddewis. Mae'r olaf yn cael ei bennu ar sail sawl parth swyddogaethol, yn dibynnu ar gyflymder a llwyth (mewn geiriau eraill, graddau iselder y pedal cyflymydd) yr injan. Gyda chymorth modiwl swirl arbennig o'r enw SCV (gan gynnwys falf rheoli aer arbennig yn un o'r porthladdoedd cymeriant), mae llif cythryblus dwys yn cael ei greu o amgylch echelin y silindr. Yn dibynnu ar amodau ac yn seiliedig ar gymhariaeth o'r cromliniau cronni pwysau cywasgu a hylosgi, yn ogystal â llawer o baramedrau eraill mewn "mapiau" rhagosodol, mae'r chwistrellwr aml-borthladd yn chwistrellu tanwydd ar bwysau sy'n agosáu at bwysau'r cenedlaethau cyntaf o diesel rheilffyrdd cyffredin. systemau. - o 300 i 1200 bar - mewn sawl dogn. Gwneir hyn o un curiad hir (mewn proses fflachio arferol) i sawl curiad yn ystod y strôc cymeriant a chywasgu (mewn llawdriniaeth hunan-danio). Yn amlwg, mae'r pwysau pigiad cofnod ar gyfer injan gasoline hefyd yn elfen allweddol wrth ffurfio'r cymysgedd. Fodd bynnag, mae cwestiwn rhesymegol yn codi - sut y bydd y set gyfan o baramedrau'n newid os a phryd i newid i bŵer injan is a gwefru tyrbo, gyda chynnydd mewn pwysedd silindr, yn ogystal â'r angen i gynyddu dognau tanwydd ...

Mae popeth yn digwydd yn gyflymach

Mae patent SPCCI Mazda yn 44 tudalen o hyd ac mae'n nodi bod y car yn rhedeg yn y modd tanio awtomatig plwg gwreichionen (SPCCI) am gyfran sylweddol o'r amser. Mae'r rheolaeth yn seiliedig ar sawl math o foddau hunan-danio SPCCI yn ystod ei weithrediad - un gyda chymysgedd gwael yn bennaf, cymysgedd arferol yn bennaf, a chymysgedd ychydig yn gyfoethog. Ym mhob achos, mae'r cyfluniad chwistrellu a chwyrliadau yn creu haenau o gyfansoddiad gwahanol (haeniad) yn ganolog o amgylch yr echelin, gyda pharth mewnol cyfoethocach (cymhareb aer:tanwydd tua 14,7-20:1) a pharth allanol mwy main (35). -50:1). Mae gan y mewnol ddigon o "fflamadwyedd", ac mae'r allanol wedi cyrraedd bron y tymheredd hanfodol ar gyfer hunan-danio ger canol marw uchaf y piston yn ystod cywasgu. Mae gwreichionen y plwg gwreichionen yn cychwyn tanio'r parth mewnol, gan achosi'r tymheredd a'r pwysau i godi'n sydyn, ac mae hyn yn achosi i'r lleill danio'n ddigymell ar yr un pryd. Gan nad oes fflach flaen, mae'n digwydd ar dymheredd islaw'r trothwy ar gyfer ffurfio ocsidau nitrogen, sy'n lleihau presenoldeb ocsidau nitrogen yn sylweddol, ac mae cymysgedd homogenaidd gwan yn darparu hylosgiad mwy cyflawn a lefelau isel iawn o ddeunydd gronynnol, carbon monocsid a hydrocarbonau.

Yn dibynnu ar amodau gweithredu - megis cyflymder canolig a llwyth uchel, ac ym mhob achos ar gyflymder uchel - mae'r cywasgydd mecanyddol yn cychwyn i helpu i ddarparu mwy o aer a disbyddu'r gymysgedd ymhellach. Er nad cynyddu pŵer yw ei bwrpas, mae'n cyfrannu at rinweddau deinamig da'r car. Mae'r patent hefyd yn sôn y gallai'r car gael ei wefru gan dyrbo, ac yn rhesymegol, gallai'r tymheredd gwacáu is ganiatáu defnyddio tyrbin geometreg amrywiol. Am y tro, fodd bynnag, mae rheolaeth gyda chywasgydd mecanyddol mwy ymatebol wedi dod yn haws (ar yr amod bod diffiniad o'r fath yn gydnaws â Skyactiv X). Yn ôl peirianwyr Mazda, efallai y bydd y defnydd o turbocharger yn dod yn ddiweddarach.

Mae'n bwysig nodi eu bod wedi llwyddo i greu rhywbeth nad oes neb arall wedi gallu ei wneud - o leiaf nid ar ffurf cyfresol. Mae llawer o baramedrau synhwyrydd yn cael eu cymharu ag ymddygiadau rhagosodedig ar gyfer dewis modd, ond y ffaith yw bod yr arwydd "Modd SPCCI" yn ymarferol yn cael ei ddangos ar arddangosfa Mazda y rhan fwyaf o'r amser, hyd yn oed ar ystodau rpm isel iawn ac uchel iawn - hyd yn oed ar isel iawn rpm Mazda3 yn symud yn esmwyth yn y chweched gêr.

Sut mae hyn yn digwydd mewn bywyd go iawn?

Ar ôl rhan ddamcaniaethol mor hir, mae'r amser wedi dod o'r diwedd i ateb y cwestiwn - beth mae hyn i gyd yn arwain ato yn ymarferol yn y diwedd. Fel y peiriant petrol cyfatebol, mae'r car yn codi cyflymder yn hawdd ac yn ymateb yn gyflym. Yn ystod profion, gan gynnwys dringo a throi yng Ngheunant Iskar, rhyng-ddinas arferol a modd priffyrdd, mae Mazda 3 Skyactiv X yn cynnal ei ddefnydd yn yr ystod o tua 5,2 l / 100 km. Y defnydd prawf cyfartalog a gyflawnir gan gydweithwyr yn yr Almaen yw 6,6 l / 100 km, ond mae hyn hefyd yn cynnwys gyrru cyflym. Mewn prawf gyrru darbodus, maent yn cyflawni 5,4 l/100 km, sef 124 g/100 km CO2, sydd ar yr un lefel â'r Audi A3 2.0 TDI, BMW 118d a Mercedes A 200d. Fodd bynnag, dylid nodi, er gwaethaf y broses weithredu gymhleth, nad oes angen technolegau trin nwy cymhleth ar y peiriant hwn, ond, ar y llaw arall, mae'r system chwistrellu pwysedd uchel iawn yn cynyddu ei gost. Ar y llaw arall, mae cywasgydd mecanyddol bach yn rhatach na turbocharger, felly dylid ei osod fel pris rhwng peiriannau diesel a gasoline.

Mae'r injan mewn cytgord â chymeriad deinamig y Mazda 3 a'i osodiadau da ar gyfer cornelu dymunol. Mae'r llywio wedi'i osod yn fanwl gywir, ac mae'r car yn cynnal ymarweddiad niwtral, gan ddangos tueddiad i droi'r olwynion cefn yn unig ar gythruddiadau sydyn. Yn ychwanegol at hyn mae cymysgedd da o systemau cymorth ac offer, sydd yn Mazda yn rhan o'r offer ar wahanol lefelau. Rydym eisoes wedi siarad digon am gyfansoddiad ergonomig newydd y rheolaeth. Nid yw'r swyddogaethau'n cael eu rheoli gan y monitor ac maent yn syml ac yn gyfleus i'w gweithredu. Yn gyffredinol, mae gan y tu mewn synnwyr cynnil o ysgafnder ac ansawdd a ddarganfuwyd mewn modelau moethus flynyddoedd lawer yn ôl yn unig. Yn fyr - mae Skyactiv X yn gweithio - ac mae'n eich troi chi ymlaen mewn gwirionedd.