Skyactiv X bi premju għat-teknoloġija tal-muturi tal-karozzi u l-isport

Il-magna avvanzata tal-Mazda tirbaħ il-Premju tal-fundatur tal-midja Paul Pietsch

Kull sena, auto motor und sport media tippreżenta l-Premju Paul Pietsch internazzjonali għal żviluppi teknoloġiċi innovattivi. Fi żmien meta l-mobilità elettrika qed titqies dejjem aktar bħala sostitut għall-magna tal-kombustjoni interna, il-premju Paul Pietsch 2020 ingħata speċifikament għal magna termali bħal din. Madankollu, għandu karattru avant-garde. L-ebda kumpanija oħra ma kisbet tali kombinazzjoni ta 'formazzjoni ta' taħlita omoġenja bħal f'magna tal-gażolina u awto-ignition bħal f'magna diesel, bil-vantaġġi taż-żewġ tipi ta 'magni f'mudell ta' produzzjoni. Din hija okkażjoni biex nerġgħu ngħidlek dwar kif jaħdem dan l-apparat.

Bi pressjoni ta 'injezzjoni tal-petrol bħal diżil, spark plug ignition, awto-ignition, "λ" li qed tinbidel kontinwament - Skyactiv X hija verament rivoluzzjoni fl-industrija tal-karozzi.

L-iżvilupp tal-magna HCCI ta 'Mazda jifrex fuq 30 sena u huwa bbażat fil-biċċa l-kbira fuq analiżi estremament fil-fond tal-proċessi tal-fjuwil matul l-iżvilupp tal-magna Wankel. Diversi ġenerazzjonijiet ta 'inġiniera huma mħarrġa fuq din il-bażi, li toħloq ħafna uġigħ ta' ras u problemi, iżda ġġib ukoll ħafna esperjenza.

Kien fil-fond tal-magna li ddur li nstabu l-ewwel prototipi ta 'magni b'taħlit omoġenju u awto-ignition. Il-magna Wankel isservi wkoll bħala pjattaforma għall-iżvilupp ta 'diversi teknoloġiji relatati mat-turbocharging - l-RX-7, li jintroduċi turbochargers VNT rudimentali, twin-jet turbos u cascade charge f'magna tal-gażolina li kienet użata biss minn Porsche.

Fajls X

Madankollu, il-bażi diretta tal-Skyactiv X attwali hija l-karozzi tal-ġenerazzjoni l-ġdida diġà ppruvati fil-forma tal-petrol Skyactiv G u Skyactiv D. Jekk tħares lejn is-soluzzjonijiet ippreżentati f'dawn l-apparati, inevitabbilment issib li huma "implimentati" sa ċertu punt. “Fl-installazzjoni l-ġdida tal-SPCCI, mill-esperjenza miksuba mill-analiżi tal-kompartimenti tal-kombustjoni għat-turbolenza tal-fluss.

Skont din l-ipoteżi, l-effiċjenza ta’ Skyactiv X taqbeż l-effiċjenza tal-magna tal-petrol 2ZR-FXE li taħdem fit-Toyota Prius (bl-użu taċ-ċiklu Atkinson), bid-39 fil-mija tagħha, iżda l-Mazda nnifisha ma titlifx ta’ vista l-fatt li dan il-massimu. punt mhuwiex l-aktar importanti. Il-magna taħdem b'tagħbija parzjali ħafna mill-ħin u l-effiċjenza medja ta 'magna tal-petrol tonqos drastikament. Minħabba l-fatt li Skyactiv X jaħdem bil-valv tat-throttle miftuħ wiesa 'f'ħafna każijiet, it-telf tal-pompa jitnaqqas b'mod sinifikanti u tiżdied l-effiċjenza medja. Dan, flimkien ma 'proporzjon ta' kompressjoni għoli, jirriżulta f'żieda magħquda fl-effiċjenza.

Kisba kbira tal-inġiniera Mazda hija l-fatt li l-Skyactiv X tagħhom jaħdem f'taħlita omoġenja u mod ta' awto-ignition fuq firxa wiesgħa ħafna ta' veloċitajiet u tagħbijiet. Fil-prattika, tgħaqqad proċessi użati mhux biss f'magni tad-diżil u tal-gażolina, iżda wkoll simili għal dawk f'magni tal-gass-diesel u magni tal-gażolina lean-burn. F'dawn tal-aħħar, huma wkoll iffurmati żoni normali u ħżiena, iżda b'differenza minnhom, fejn il-proċess iseħħ kompletament bil-flash quddiem, fil-każ ta 'Mazda, it-taħlita ħażina tinxtegħel waħedha mill-ispark plagg.

X'jiġri fi Skyactiv X? Il-magni sperimentali kollha li joperaw fuq il-bażi tal-modalità HCCI maħluqa sal-lum huma bbażati fuq kontroll kumpless ħafna ta’ awto-ignition (ibbażat fuq is-sħana u l-pressjoni waqt il-kompressjoni u reazzjonijiet kimiċi preliminari bejn il-fjuwil, il-gassijiet u l-arja) b’parametri operattivi instabbli li jseħħu f’ numru ta' modi. għat-tħaddim normali tal-magna. Il-magna Mazda dejjem tuża l-ispark plagg bħala l-inizjatur tal-kombustjoni. Madankollu, id-differenza mit-tħaddim normali ta 'magna tal-gażolina tinsab fl-avvenimenti sussegwenti. Dan jagħmel it-tranżizzjoni bejn modi differenti ħafna aktar bilanċjata u dan il-mod ta 'kontroll tal-modalità HCCI jirriżulta fi proċess stabbli u stabbli.

Affarijiet fit-teorija

L-Skyactiv X huwa bbażat fuq l-Skyactiv G ta’ erba’ ċilindri 0,5 litri aspirati b’mod naturali, li fih innifsu huwa bażi tajba b’effiċjenza għolja. Barra minn hekk, għandu volum ta 'ħidma ta' 16,3 litri għal kull ċilindru, li huwa ottimali f'termini tal-veloċità tal-proċessi ta 'kombustjoni. Biex jinħolqu kundizzjonijiet għall-operazzjoni HCCI, il-proporzjon tal-kompressjoni ġeometrika żdied għal 1: 95. Għalhekk, it-taħlita hija kkonċentrata għal temperatura qrib it-temperatura ta 'awto-ignition tal-biċċa l-kbira tal-frazzjonijiet fil-gażolina f'numru medju ta' ottan ta 'XNUMXH u tħaddim normali tal-magna temperatura.

Ibbażat fuq data minn diversi sensuri, li minnhom erba 'sensuri tal-pressjoni fuq kull ċilindru huma ewlenin, il-kompjuter jiddeċiedi liema mod ta' tħaddim jagħżel. Dan tal-aħħar huwa ddeterminat abbażi ta 'diversi żoni funzjonali, skont il-veloċità u t-tagħbija (fi kliem ieħor, il-grad li fih il-pedala tal-aċċeleratur hija ppressata) tal-magna. Bl-użu ta 'modulu vortiċi speċjali msejjaħ l-SCV (inkluż valv speċjali ta' kontroll tal-arja f'wieħed mill-portijiet tad-dħul), jinħoloq fluss turbolenti intens madwar l-assi taċ-ċilindru. Skont il-kundizzjonijiet u bbażat fuq paragun tal-kurvi taż-żieda fil-pressjoni tal-kompressjoni u tal-kombustjoni, kif ukoll ħafna parametri oħra f'"mapep" issettjati minn qabel, l-injettur b'ħafna portijiet jinjetta fjuwil fi pressjonijiet li jilħqu dawk tal-ewwel ġenerazzjonijiet ta' sistemi common rail diesel. . – minn 300 sa 1200 bar – f'diversi porzjonijiet. Dan isir minn polz twil wieħed (fi proċess ta 'flaring normali) għal diversi impulsi matul il-puplesija tal-ġbid u tal-kompressjoni (f'operazzjoni ta' awto-ignition). Ovvjament, pressjoni ta 'injezzjoni rekord għal magna tal-gażolina hija wkoll element ewlieni fil-formazzjoni tat-taħlita. Madankollu, tqum mistoqsija loġika - kif se jinbidel is-sett kollu ta’ parametri jekk u meta naqilbu għal qawwa aktar baxxa tal-magna u turbocharging, b’żieda fil-pressjoni taċ-ċilindru, kif ukoll bil-ħtieġa li jiżdiedu l-porzjonijiet tal-fjuwil...

Kollox jiġri aktar malajr

Il-privattiva SPCCI ta 'Mazda hija deskritta f'44 paġna u dettalji li l-karozza topera fil-modalità ta' spark plug ignition (SPCCI) li tixgħel waħedha għal porzjon sinifikanti tal-ħin. Il-kontroll huwa bbażat fuq diversi tipi ta 'modi ta' awto-ignition SPCCI matul it-tħaddim tiegħu - wieħed b'taħlita fil-biċċa l-kbira fqira, taħlita l-aktar normali u taħlita kemmxejn rikka. Fil-każijiet kollha, il-konfigurazzjoni ta 'l-injezzjoni u l-vortiċi toħloq saffi ta' kompożizzjoni li tvarja (stratifikazzjoni) b'mod konċentriku madwar assi, b'żona ta 'ġewwa aktar sinjura (proporzjon ta' arja: fjuwil madwar 14,7-20: 1) u żona ta 'barra aktar ħafifa (35). -50:1). L-intern għandu biżżejjed "fjammabbiltà", u dak estern laħaq temperatura kważi kritika għall-awto-ignition ħdejn iċ-ċentru mejjet ta 'fuq tal-pistun matul il-proċess ta' kompressjoni. L-ispark mill-ispark plagg jibda t-tqabbid taż-żona ta 'ġewwa, u jikkawża li t-temperatura u l-pressjoni jiżdiedu f'daqqa, u b'hekk l-oħrajn jaqbdu b'mod spontanju simultanjament. Peress li m'hemm l-ebda quddiem flash, iseħħ f'temperatura taħt il-limitu għall-formazzjoni ta 'ossidi tan-nitroġenu, li tnaqqas sew il-preżenza tagħhom, u t-taħlita dgħajfa omoġenja tipprovdi kombustjoni aktar kompleta u livelli baxxi ħafna ta' materja partikulata, monossidu tal-karbonju u idrokarburi.

Skont il-kundizzjonijiet operattivi - bħal veloċità medja u tagħbija għolja, u fil-każijiet kollha b'veloċità għolja - jiġi attivat kompressur mekkaniku, li jgħin biex jipprovdi aktar arja u jkompli jnaqqas it-taħlita. Għalkemm l-iskop tiegħu mhuwiex li żżid il-qawwa, tikkontribwixxi għall-kwalitajiet dinamiċi tajbin tal-karozza. Il-privattiva ssemmi wkoll li l-karozza tista 'tiġi turbocharged, u loġikament, temperaturi aktar baxxi tal-egżost jistgħu jippermettu l-użu ta' turbo ta 'ġeometrija varjabbli. Għalissa, madankollu, il-kontroll b'kompressur mekkaniku li jwieġeb aktar malajr sar aktar faċli (jekk wieħed jassumi li tali definizzjoni hija kompatibbli ma 'Skyactiv X). Skond l-inġiniera Mazda, l-użu ta 'turbocharger jista' jseħħ fi stadju aktar tard.

Huwa importanti li wieħed jinnota li rnexxielhom joħolqu xi ħaġa li ħaddieħor ma kien kapaċi jagħmel - għall-inqas mhux f'forma prodotta bil-massa. Ħafna parametri tas-sensuri huma mqabbla ma 'mudelli ta' mġiba ssettjati minn qabel għall-għażla tal-mod, iżda l-fatt hu li fil-prattika s-sinjal "SPCCI Mode" jintwera fuq il-wiri tal-Mazda il-biċċa l-kbira tal-ħin, anke f'meded ta' rev baxxi ħafna u għoljin ħafna - anke f'ħafna revs baxxi l-Mazda3 huwa jiċċaqlaq bla xkiel fis-sitt gear.

Kif jiġri dan fil-ħajja reali?

Wara parti teoretika tant twila, fl-aħħar wasal iż-żmien li nwieġbu l-mistoqsija – dan kollu x’jwassal fil-prattika fl-aħħar mill-aħħar. Bħall-kontroparti tal-petrol tagħha, il-karozza taqbad il-veloċità faċilment u tirrispondi malajr. Waqt l-ittestjar, inklużi t-tlugħ u d-dawriet fl-Iskar Gorge, intercity normali u modalità awtostrada, il-Mazda 3 Skyactiv X iżżomm il-konsum tagħha fil-medda ta 'madwar 5,2 l/100 km. Il-konsum medju tat-test miksub mill-kollegi fil-Ġermanja huwa 6,6 l/100 km, iżda dan jinkludi wkoll is-sewqan b'veloċità għolja. Fit-test tas-sewqan tal-ekonomija huma jiksbu 5,4 l/100 km, li huwa ekwivalenti għal 124 g/100 km CO2, li huwa daqs l-Audi A3 2.0 TDI, BMW 118d u Mercedes A 200d. Għandu jiġi nnutat, madankollu, li minkejja l-proċess operattiv kumpless, din il-magna ma teħtieġx teknoloġiji kumplessi tal-ipproċessar tal-gass, iżda min-naħa l-oħra, is-sistema ta 'injezzjoni ta' pressjoni għolja ħafna żżid l-ispiża tagħha. Min-naħa l-oħra, kompressur mekkaniku żgħir huwa orħos minn turbocharger, għalhekk għandu jkun ipprezzat bejn magni diesel u gażolina.

Il-magna tarmonizza mal-karattru dinamiku tal-Mazda 3 u hija rranġata tajjeb għal irkejjen sodisfaċenti. L-istering huwa peżat preċiżament u l-karozza żżomm imġiba newtrali, li turi tendenza li ddawwar ir-roti ta 'wara biss taħt provokazzjoni estrema. Ma’ dan hemm taħlita tajba ta’ sistemi u tagħmir ta’ assistenza, li huma parti mid-diversi livelli ta’ tagħmir tal-Mazda. Diġà tkellimna biżżejjed dwar il-kompożizzjoni ergonomika ġdida tal-kontrolli. Il-funzjonijiet mhumiex ikkontrollati mill-monitor u huma sempliċi u konvenjenti biex joperaw. B'mod ġenerali, l-intern għandu sens sottili ta 'ħeffa u kwalità li, snin ilu, instab biss f'mudelli lussużi. Fil-qosor - Skyactiv X jaħdem - u verament iqabbadek.