Mesin Mazda SkyActiv G - bensin sareng SkyActiv D - solar
Automakers tujuanana pikeun ngurangan émisi CO2 béda. Kadangkala kacida, contona, o Compromises nu mindahkeun kabagjaan nyetir ka sela. Sanajan kitu, Mazda geus mutuskeun pikeun balik dina arah béda jeung motong émisi ku solusi anyar sadaya-dina-hiji nu teu ngaleungitkeun pelesir nyetir. Salian desain anyar mesin béngsin jeung solar, solusi ogé ngawengku chassis anyar, awak jeung gearbox. Ngurangan beurat sakabéh kendaraan saluyu sareng téknologi anyar.
Panaliti anyar nunjukkeun yén mesin durukan konvensional bakal terus ngadominasi dunya otomotif salami 15 taun ka hareup, ku kituna patut neraskeun investasi seueur usaha pikeun ngembangkeunana. Sakumaha anjeun terang, sabagéan ageung énergi kimia anu aya dina bahan bakar henteu dirobih kana padamelan mékanis nalika durukan, tapi sacara harfiah nguap dina bentuk panas runtah ngaliwatan pipa knalpot, radiator, sareng sajabana sareng aranjeunna ogé ngajelaskeun karugian anu disababkeun ku gesekan bagian mékanis mesin. Dina ngamekarkeun generasi anyar SkyActiv béngsin jeung mesin solar, insinyur ti Hiroshima, Jepang, fokus kana genep faktor utama anu mangaruhan konsumsi sarta émisi hasilna:
- rasio komprési,
- rasio bahan bakar ka hawa,
- lilana fase durukan campuran,
- waktos fase durukan campuran,
- leungitna pompa,
- gesekan bagian mékanis mesin.
Dina kasus mesin béngsin sareng solar, rasio komprési sareng pangurangan leungitna gesekan parantos kabuktosan janten faktor anu paling penting pikeun ngirangan émisi sareng konsumsi bahan bakar.
SkyActiv D motor
Mesin 2191 cc dilengkepan sistem suntikan common rail tekanan tinggi sareng injector piezoelektrik. Éta gaduh rasio komprési anu luar biasa ngan ukur 14,0: 1 pikeun solar. Recharging disayogikeun ku sapasang turbocharger tina ukuran anu béda-béda, anu gaduh pangaruh anu positif pikeun ngirangan telat dina respon mesin pikeun mencét pedal akselerator. Karéta klep kalebet perjalanan klep variabel, anu manaskeun langkung gancang nalika mesinna tiis, sabab sababaraha gas buang balik deui ka silinder. Alatan mimiti tiis dipercaya jeung durukan stabil salila fase pemanasan, mesin solar konvensional merlukeun rasio komprési luhur, nu ilaharna dina rentang 16: 1 nepi ka 18: 1. Rasio komprési low 14,0: 1 pikeun SkyActiv. -D engine ngamungkinkeun ngaoptimalkeun waktu prosés durukan. Nalika rasio komprési turun, suhu sareng tekanan silinder ogé turun di pusat paéh luhur. Dina hal ieu, campuran kaduruk leuwih lila, sanajan suluh geus nyuntik kana silinder saméméh ngahontal puseur maot luhur. Salaku hasil tina durukan berkepanjangan, wewengkon kalawan kakurangan oksigén teu kabentuk dina campuran combustible, sarta hawa tetep seragam, ku kituna formasi NOx jeung soot nyata teu kaasup. Kalayan suntikan bahan bakar sareng durukan caket pusat paéh luhur, mesinna langkung éfisién. Ieu ngandung harti pamakéan leuwih efisien énergi kimia nu dikandung dina bahan bakar ogé gawé mékanis per unit suluh ti dina kasus rasio komprési luhur mesin solar. hasilna mangrupakeun réduksi dina konsumsi solar jeung émisi CO2 logis leuwih ti 20% dibandingkeun jeung 2,2 mesin MZR-CD operasi kalawan 16: rasio komprési 1. karbon. Ku kituna, sanajan tanpa sistem panyabutan NOx tambahan, mesin sasuai jeung standar émisi Euro 6 alatan datangna dina 2015. Ku kituna, mesin teu merlukeun réduksi katalitik selektif atawa NOx ngaleungitkeun katalis.
Kusabab komprési low, mesin teu bisa ngahasilkeun hawa cukup luhur pikeun campuran hurung salila mimiti tiis, nu bisa ngakibatkeun mimiti pisan masalah jeung operasi intermittent engine, utamana dina usum tiis. Ku sabab kitu, SkyActiv-D dilengkepan colokan glow keramik sareng klep knalpot VVL stroke variabel. Hal ieu ngamungkinkeun gas haseup panas bisa recirculated internal dina chamber durukan. Ignition munggaran dibantuan ku colokan glow, anu cukup pikeun gas haseup pikeun ngahontal suhu anu diperyogikeun. Saatos ngamimitian mesin, klep knalpot moal nutup sapertos mesin asupan normal. Gantina, eta tetep ajar jeung gas haseup panas balik deui ka chamber durukan. Ieu ngaronjatkeun suhu di dinya jeung, ku kituna, facilitates ignition saterusna campuran. Ku kituna, mesin ngajalankeun mulus tur tanpa gangguan ti mimiti.
Dibandingkeun jeung mesin solar 2,2 MZR-CD, gesekan internal ogé geus ngurangan ku 25%. Ieu reflected teu ukur dina ngurangan salajengna dina karugian sakabéh, tapi ogé dina respon gancang sarta ningkat kinerja. Kauntungan sejen tina rasio komprési handap nyaéta tekanan silinder maksimum handap sahingga kirang stress dina komponén mesin individu. Ku sabab kitu, teu perlu pikeun desain mesin kuat, hasilna tabungan beurat salajengna. Sirah silinder sareng manifold terpadu gaduh témbok anu langkung ipis sareng beuratna tilu kilogram kirang ti sateuacanna. Blok silinder aluminium nyaéta 25 kg torek. Beurat piston sareng crankshaft parantos dikirangan ku 25 persén sanés. Hasilna, beurat sakabéh mesin SkyActiv-D 20% leuwih handap tina mesin 2,2 MZR-CD dipaké jadi jauh.
Mesin SkyActiv-D ngagunakeun supercharging dua tahap. Ieu ngandung harti yén éta dilengkepan hiji turbocharger leutik sarta badag, masing-masing beroperasi dina rentang speed béda. Nu leuwih leutik dipaké dina revs low jeung sedeng. Alatan inersia handap bagian puteran, éta ngaronjatkeun kurva torsi sarta ngaleungitkeun disebut turbo éfék, nyaeta, reureuh di respon mesin ka akselerator luncat ngadadak dina speed low lamun teu cukup tekanan dina knalpot. . pipa cabang pikeun péngkolan gancang turbin turbocharger. Kontras, turbocharger nu leuwih gede pinuh kalibet dina rentang pertengahan speed. Kalawan babarengan, duanana turbocharger nyadiakeun mesin jeung kurva torsi datar dina rpm low jeung kakuatan tinggi dina rpm tinggi. Pasokan hawa anu cekap tina turbocharger dina rentang laju anu lega ngajaga émisi NOx sareng partikulat ka minimum.
Sajauh ieu, dua vérsi mesin 2,2 SkyActiv-D diproduksi pikeun Éropa. Anu langkung kuat gaduh kakuatan maksimal 129 kW dina 4500 rpm sareng torsi maksimal 420 Nm dina 2000 rpm. Anu lemah gaduh 110 kW dina 4500 rpm sareng torsi 380 Nm dina kisaran 1800-2600 rpm, maksimal. speed rotational duanana mesin nyaeta 5200. Dina prakna, mesin meta rada lethargic nepi ka 1300 rpm, ti wates ieu dimimitian pikeun meunangkeun speed, bari keur nyetir normal cukup pikeun ngajaga eta dina ngeunaan 1700 rpm atawa leuwih malah keur kabutuhan akselerasi lemes.
mesin SkyActiv G
Mesin béngsin anu disedot sacara alami, ditunjuk Skyactiv-G, gaduh rasio komprési anu luar biasa luhurna 14,0: 1, ayeuna pangluhurna dina mobil penumpang anu diproduksi sacara masal. Ningkatkeun rasio komprési ningkatkeun efisiensi termal mesin béngsin, anu pamustunganana hartosna nilai CO2 handap sahingga ngirangan konsumsi bahan bakar. Résiko anu aya hubunganana sareng rasio komprési anu luhur dina kasus mesin béngsin nyaéta anu disebut durukan knocking - detonasi sareng ngirangan torsi sareng ngagem mesin kaleuleuwihan. Pikeun nyegah durukan knocking tina campuran alatan rasio komprési tinggi, mesin Skyactiv-G ngagunakeun réduksi dina kuantitas ogé tekanan tina sésa gas panas dina chamber durukan. Ku alatan éta, pipa knalpot dina konfigurasi 4-2-1 dipaké. Ku sabab kitu, pipa knalpot relatif panjang sahingga éféktif nyegah gas haseup balik deui ka chamber durukan langsung saatos aranjeunna geus discharged ti dinya. Turunna hasilna dina suhu durukan éféktif nyegah lumangsungna detonation durukan - detonation. Salaku cara séjén pikeun nyegah detonasi, waktos ngaduruk campuran parantos dikirangan. Ngaduruk campuran anu langkung gancang hartosna waktos anu langkung pondok nalika campuran bahan bakar sareng hawa anu teu kaduruk kakeunaan suhu anu luhur, ku kituna detonasi henteu gaduh waktos pisan. Bagian handap pistons ogé disayogikeun ku recesses khusus supados seuneu tina campuran ngaduruk anu ngabentuk dina sababaraha arah tiasa dilegakeun tanpa silih nyebrang, sareng sistem suntikan ogé parantos dilengkepan ku injectors multi-liang anu nembé dikembangkeun, anu ngamungkinkeun bahan bakar pikeun atomized.
Éta ogé diperlukeun pikeun ngurangan nu disebut karugian ngompa guna ngaronjatkeun efisiensi mesin. Ieu lumangsung dina beban engine handap nalika piston draws dina hawa sakumaha ngalir ka handap salila fase asupan.Jumlah hawa asup ka silinder biasana dikawasa ku klep throttle ayana dina saluran asupan. Dina beban engine hampang, ngan jumlah leutik hawa diperlukeun. Klep throttle ampir ditutup, anu nyababkeun kanyataan yén tekanan dina saluran asupan sareng silinder langkung handap atmosfir. Ku alatan éta, piston kudu nungkulan hiji tekanan négatip signifikan - ampir vakum, nu négatip mangaruhan konsumsi bahan bakar. Désainer Mazda nganggo intake variabel anu teu terbatas sareng timing klep knalpot (S-VT) pikeun ngaminimalkeun karugian pompa. Sistim ieu ngidinan Anjeun pikeun ngadalikeun jumlah asupan hawa maké valves tinimbang throttle a. Dina beban mesin hampang, saeutik pisan hawa diperlukeun. Ku kituna, sistem timing klep variabel ngajaga valves asupan kabuka dina awal fase komprési (lamun piston naék) jeung nutup aranjeunna ngan lamun jumlah diperlukeun hawa dina silinder nu. Ku kituna, sistem S-VT pamustunganana ngurangan karugian ngompa ku 20% sarta ngaronjatkeun efisiensi tina prosés durukan. Solusi anu sami parantos lami dianggo ku BMW, nyauran sistem ieu VANOS ganda.
Nalika ngagunakeun sistem kontrol volume hawa asupan ieu, aya résiko durukan anu teu cekap tina campuran kusabab tekanan anu langkung handap, sabab klep asupan tetep kabuka dina awal fase komprési. Dina hal ieu, insinyur Mazda ngagunakeun rasio komprési luhur mesin Skyactiv G 14,0: 1, anu hartosna suhu sareng tekanan silinder langkung luhur, ku kituna prosés durukan tetep stabil sareng mesinna langkung ekonomis.
Efisiensi mesin anu rendah ogé nyumbang kana desain anu hampang sareng gesekan mékanis bagian anu gerak. Dibandingkeun sareng mesin béngsin 2,0 MZR anu dipasang, mesin Skyactiv G gaduh piston anu langkung hampang 20%, batang panyambung 15% langkung hampang sareng bantalan utama crankshaft anu langkung alit, nyababkeun pangurangan beurat 10%. Ku cara ngirangan gesekan klep sareng gesekan ring piston ampir 40%, total gesekan mékanis mesin parantos ngirangan ku 30%.
Sadaya modifikasi anu disebatkeun nyababkeun maneuverability mesin anu langkung saé dina revs low sareng sedeng sareng pangurangan konsumsi bahan bakar 15% dibandingkeun sareng 2,0 MZR klasik. Kiwari, émisi CO2 anu penting ieu langkung handap tibatan mesin solar 2,2 MZR-CD anu dianggo ayeuna. Kauntungannana ogé pamakéan klasik BA 95 béngsin.
Sadaya mesin bensin sareng solar SkyActiv di Éropa bakal dilengkepan sistem i-stop, nyaéta sistem stop-start pikeun otomatis mareuman mesin nalika dieureunkeun. Sistim éléktrik séjén, ngerem regenerative, jsb bakal nuturkeun.
