Mazda SkyActiv G mühərriki - benzin və SkyActiv D - dizel
Avtomobil istehsalçıları CO emissiyalarını azaltmağı hədəfləyir2 fərqli Bəzən, məsələn, o Sürücülük sevincini kənara keçirən kompromislərdir. Bununla birlikdə, Mazda fərqli bir istiqamətə getməyə və sürücülükdən zövq almayan yeni bir all-in-one həlli ilə emissiyanı azaltmağa qərar verdi. Benzin və dizel mühərriklərinin yeni dizaynına əlavə olaraq, həlldə yeni şassi, kuzov və sürət qutusu da var. Bütün vasitənin ağırlığının azaldılması yeni texnologiya ilə paralel gedir.
Son araşdırmalar, ənənəvi yanma mühərriklərinin önümüzdəki 15 il ərzində avtomobil dünyasına hakim olmağa davam edəcəyini göstərir, buna görə də onların inkişafı üçün çox səy sərf etməyə dəyər. Bildiyiniz kimi, yanacağın tərkibindəki kimyəvi enerjinin çox hissəsi yanma zamanı mexaniki işə çevrilmir, əksinə egzoz boruları, radiator və s. Vasitəsilə tullantı istilik şəklində buxarlanır və sürtünmənin səbəb olduğu itkiləri də izah edirlər. mühərrikin mexaniki hissələri. Yeni nəsil SkyActiv benzin və dizel mühərriklərini inkişaf etdirərkən, Yaponiyanın Hirosima mühəndisləri nəticədə istehlak və emissiyalara təsir edən altı əsas amilə diqqət yetirdilər:
- sıxılma nisbəti,
- yanacaq -hava nisbəti,
- qarışığın yanma mərhələsinin müddəti,
- qarışığın yanma mərhələsinin vaxtı,
- nasos itkiləri,
- mühərrikin mexaniki hissələrinin sürtünməsi.
Benzin və dizel mühərriklərində, sıxılma nisbəti və sürtünmə itkisinin azalması, tullantıların və yanacaq istehlakının azaldılmasında ən əhəmiyyətli faktor olduğu sübut edilmişdir.
SkyActiv D mühərriki
2191 cc mühərrik, piezoelektrik enjektörləri olan yüksək təzyiqli ümumi dəmir enjeksiyon sistemi ilə təchiz edilmişdir. Dizel üçün cəmi 14,0: 1 qeyri -adi aşağı sıxılma nisbətinə malikdir. Yenidən doldurma, müxtəlif ölçülü bir cüt turbomühərriklə təmin edilir ki, bu da qaz pedalına basmaqla mühərrikin cavab gecikməsini azaltmağa müsbət təsir göstərir. Vana qatarına, işlənmiş qazların bir hissəsi silindrlərə qayıtdığı üçün mühərrik soyuq olduqda daha tez isinən dəyişən valf hərəkətləri daxildir. İstiləşmə mərhələsində etibarlı soyuq başlanğıc və sabit yanma səbəbiylə, adi dizel mühərrikləri yüksək sıxılma nisbətini tələb edir ki, bu da adətən 16: 1-dən 18: 1-ə qədərdir. SkyActiv üçün aşağı sıxılma nisbəti 14,0: 1-dir. -D mühərriki yanma prosesinin vaxtını optimallaşdırmağa imkan verir. Sıxılma nisbəti azaldıqca silindr temperaturu və təzyiqi də üst ölü mərkəzdə azalır. Bu vəziyyətdə, yanacaq silindrə ən yüksək ölü mərkəzə çatmazdan əvvəl vurulsa belə, qarışıq daha uzun yanar. Uzun müddətli yanma nəticəsində, oksigen çatışmazlığı olan sahələr yanan qarışıqda əmələ gəlmir və temperatur vahid olaraq qalır, beləliklə NOx və tün əmələ gəlməsi əhəmiyyətli dərəcədə istisna edilir. Yanacaq enjeksiyonu və yuxarı ölü mərkəzə yaxın yanma ilə mühərrik daha səmərəlidir. Bu, yüksək sıxılma dərəcəsi olan dizel mühərrikindən daha çox yanacaqdakı kimyəvi enerjinin daha səmərəli istifadəsi və yanacaq vahidi üçün daha çox mexaniki iş deməkdir. Nəticə, 2: 20 sıxılma nisbəti ilə işləyən 2,2 MZR-CD mühərriklə müqayisədə dizel istehlakının və məntiqi CO16 emissiyalarının 1% -dən çox azalmasıdır.Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, yanma zamanı daha az azot oksidi əmələ gəlir və texniki karbon demək olar ki, yoxdur. . Belə ki, əlavə NOx çıxarma sistemi olmasa belə, mühərrik 6 -ci ildə qüvvəyə minəcək Avro 2015 emissiya standartına cavab verir. Beləliklə, mühərrikin seçici katalitik azaldılmasına və ya NOx aradan qaldırıcı katalizatora ehtiyacı yoxdur.
Aşağı sıxılma səbəbindən mühərrik soyuq başlanğıcda qarışığı alovlandırmaq üçün kifayət qədər yüksək bir temperatur yarada bilmir və bu da xüsusilə qışda çox problemli işə salınma və motorun fasiləli işləməsinə səbəb ola bilər. Bu səbəbdən SkyActiv-D, keramika parıltı fişləri və dəyişkən vuruşlu VVL egzoz valfi ilə təchiz edilmişdir. Bu, isti işlənmiş qazların yanma kamerasında daxili dövriyyəsinə imkan verir. İlk alovlanma, işlənmiş qazların lazımi temperatura çatması üçün kifayət edən bir parıltı ilə təmin edilir. Mühərriki işə saldıqdan sonra, egzoz klapanı normal emiş mühərriki kimi bağlanmayacaq. Əksinə, açıq qalır və isti işlənmiş qazlar yanma kamerasına qayıdır. Bu, içindəki temperaturu artırır və buna görə də qarışığın sonrakı alovlanmasını asanlaşdırır. Beləliklə, mühərrik ilk andan rahat və fasiləsiz işləyir.
2,2 MZR-CD dizel mühərriki ilə müqayisədə daxili sürtünmə də 25% azalıb. Bu, təkcə ümumi itkilərin daha da azalmasında deyil, həm də daha sürətli reaksiya və təkmilləşdirilmiş performansda özünü göstərir. Daha aşağı sıxılma nisbətinin başqa bir üstünlüyü, aşağı maksimum silindr təzyiqləri və buna görə də fərdi mühərrik komponentlərində daha az stressdir. Bu səbəbdən belə möhkəm mühərrik dizaynına ehtiyac yoxdur, nəticədə çəkiyə daha çox qənaət edilir. İnteqrasiya edilmiş manifoldlu silindr başlığı daha incə divarlara malikdir və əvvəlkindən üç kiloqram azdır. Alüminium silindr bloku 25 kq yüngüldür. Porşenlərin və krank valının çəkisi daha 25 faiz azalıb. Nəticədə SkyActiv-D mühərrikinin ümumi çəkisi indiyə qədər istifadə edilən 20 MZR-CD mühərrikindən 2,2% azdır.
SkyActiv-D mühərriki iki mərhələli super şarjdan istifadə edir. Bu o deməkdir ki, hər biri fərqli bir sürət aralığında işləyən bir kiçik və bir böyük turboşarjla təchiz edilmişdir. Kiçik olanı aşağı və orta devirlərdə istifadə olunur. Fırlanan hissələrin aşağı ətaləti səbəbindən tork əyrisini yaxşılaşdırır və sözdə turbo effektini, yəni egzozda kifayət qədər təzyiq olmadıqda aşağı sürətlə ani sürətləndirici sıçrayışa cavab verən mühərrikin gecikməsini aradan qaldırır. . turbomühərrik turbinin tez dönməsi üçün qollu boru. Bunun əksinə olaraq, daha böyük turboşarj tam orta sürətlə məşğul olur. Birlikdə hər iki turbomühərrik, mühərriki aşağı rpmdə düz bir tork əyrisi və yüksək rpmdə yüksək güclə təmin edir. Turboşarjlardan geniş bir sürət aralığında kifayət qədər hava tədarükü sayəsində NOx və hissəcik emissiyaları minimuma endirilir.
İndiyə qədər Avropa üçün 2,2 SkyActiv-D mühərrikinin iki versiyası istehsal olunur. Güclü, 129 rpm -də maksimum 4500 kW gücünə və 420 rpm -də maksimum 2000 Nm fırlanma anına malikdir. Daha zəif olanı 110 rpm-də 4500 kVt və 380-1800 rpm aralığında 2600 Nm fırlanma anına malikdir. Hər iki mühərrikin fırlanma sürəti 5200 -dir. Praktikada mühərrik 1300 rpm -ə qədər olduqca letargik hərəkət edir, bu hədddən sürət qazanmağa başlayır, normal sürmə üçün isə onu təxminən 1700 rpm -də saxlamaq və hətta daha çox hamar sürətlənmə ehtiyacları.
Motor SkyActiv G
Skyactiv-G olaraq təyin edilmiş təbii aspirasiyalı benzin mühərriki 14,0:1 qeyri-adi yüksək sıxılma nisbətinə malikdir və hazırda kütləvi istehsal edilən minik avtomobilində ən yüksəkdir. Sıxılma nisbətinin artırılması benzin mühərrikinin istilik səmərəliliyini artırır ki, bu da nəticədə daha aşağı CO2 dəyərləri və buna görə də daha az yanacaq sərfiyyatı deməkdir. Benzinli mühərriklərdə yüksək sıxılma nisbəti ilə əlaqəli risk sözdə döyülən yanma - detonasiya və nəticədə fırlanma momentinin azalması və mühərrikin həddindən artıq aşınmasıdır. Yüksək sıxılma nisbəti səbəbindən qarışığın tıqqıltılı yanmasının qarşısını almaq üçün Skyactiv-G mühərriki yanma kamerasındakı qalıq isti qazların miqdarının və təzyiqinin azalmasından istifadə edir. Buna görə, 4-2-1 konfiqurasiyasında bir egzoz borusu istifadə olunur. Bu səbəbdən, egzoz borusu nisbətən uzundur və beləliklə, işlənmiş qazların yanma kamerasından boşaldıqdan dərhal sonra yanma kamerasına qayıtmasının qarşısını effektiv şəkildə alır. Nəticədə yanma temperaturunun düşməsi detonasiya yanmasının - detonasiyanın baş verməsinin qarşısını effektiv şəkildə alır. Partlamanın qarşısını almaq üçün başqa vasitə kimi qarışığın yanma müddəti azaldılıb. Qarışığın daha sürətli yanması yanmamış yanacaq və hava qarışığının yüksək temperatura məruz qaldığı daha qısa müddət deməkdir, beləliklə detonasiyanın ümumiyyətlə baş verməsi üçün vaxt yoxdur. Porşenlərin dibi, həmçinin bir çox istiqamətlərdə əmələ gələn yanan qarışığın alovlarının bir-birini kəsişmədən genişlənməsi üçün xüsusi girintilərlə təmin edilib və inyeksiya sistemi də yeni işlənmiş çoxdəlikli injektorlarla təchiz edilib ki, bu da yanacağın atomlaşdırılmalıdır.
Mühərrikin səmərəliliyini artırmaq üçün sözdə nasos itkilərini azaltmaq da lazımdır. Bu, suqəbuledici fazada aşağıya doğru hərəkət edərkən piston hava çəkdiyi zaman daha az mühərrik yüklərində baş verir.Silindrəyə daxil olan havanın miqdarı adətən suqəbuledici kanalda yerləşən tənzimləyici klapan tərəfindən idarə olunur. Yüngül mühərrik yüklərində yalnız az miqdarda hava tələb olunur. Qaz klapanı demək olar ki, bağlıdır, bu da suqəbuledici kanalda və silindrdə təzyiqin atmosferdən aşağı olmasına səbəb olur. Buna görə də, piston əhəmiyyətli bir mənfi təzyiqi aşmalıdır - demək olar ki, bir vakuum, yanacaq istehlakına mənfi təsir göstərir. Mazda konstruktorları nasos itkilərini minimuma endirmək üçün sonsuz dəyişən suqəbuledici və işlənmiş klapanların vaxtından (S-VT) istifadə edirdilər. Bu sistem tənzimləyici əvəzinə klapanlardan istifadə edərək daxil olan havanın miqdarını idarə etməyə imkan verir. Aşağı mühərrik yüklərində çox az hava tələb olunur. Beləliklə, dəyişən klapan vaxtı sistemi, sıxılma mərhələsinin başlanğıcında (porşen yüksəldikdə) suqəbuledici klapanları açıq saxlayır və yalnız lazımi miqdarda hava silindrdə olduqda onları bağlayır. Beləliklə, S-VT sistemi son nəticədə nasos itkilərini 20% azaldır və yanma prosesinin səmərəliliyini artırır. Bənzər bir həll BMW tərəfindən uzun müddətdir istifadə olunur və bu sistemi çağırır Cüt VANOS.
Bu giriş havası həcminə nəzarət sistemindən istifadə edərkən, sıxılma mərhələsinin əvvəlində suqəbuledici klapanlar açıq qaldığından, aşağı təzyiq səbəbindən qarışığın kifayət qədər yanmaması riski var. Bu baxımdan Mazda mühəndisləri Skyactiv G mühərrikinin 14,0: 1 yüksək sıxılma nisbətindən istifadə etdilər, bu da silindrdə daha yüksək temperatur və təzyiq deməkdir, buna görə də yanma prosesi sabit qalır və mühərrik daha qənaətcil işləyir.
Mühərrikin aşağı səmərəliliyi, yüngül dizaynı və hərəkət edən hissələrin daha az mexaniki sürtünməsi ilə də asanlaşdırılır. Quraşdırılmış 2,0 MZR benzin mühərriki ilə müqayisədə, Skyactiv G mühərriki 20% daha yüngül pistonlara, 15% daha yüngül birləşdirən çubuqlara və daha kiçik krank mili əsas rulmanlara malikdir və nəticədə ümumi çəki 10% azalır. Vanaların sürtünməsini və piston halqalarının sürtünməsini təxminən 40%azaltmaqla, mühərrikin ümumi mexaniki sürtünməsi 30%azaldıldı.
Qeyd olunan bütün dəyişikliklər, aşağıdan orta dövrə qədər daha yaxşı mühərrik manevr qabiliyyəti və klassik 15 MZR ilə müqayisədə yanacaq sərfiyyatında 2,0% azalma ilə nəticələndi. Bu gün bu əhəmiyyətli CO2 tullantıları, hazırda istifadə olunan 2,2 MZR-CD dizel mühərrikindən daha aşağıdır. Üstünlük klassik BA 95 benzininin istifadəsidir.
Avropadakı bütün SkyActiv benzin və dizel mühərrikləri i-stop sistemi ilə, yəni mühərriki dayandırdıqda avtomatik olaraq söndürmək üçün bir stop-start sistemi ilə təchiz ediləcək. Digər elektrik sistemləri, rejenerativ əyləc və s.
