Mazda SkyActiv G қозғалтқышы - бензин және SkyActiv D - дизель
Автомобиль өндірушілер CO шығарындыларын азайтуға бағытталған2 әр қалай. Кейде, мысалы, o Көлік жүргізу қуанышын шетке ауыстыратын ымыраға келу. Алайда, Mazda басқа бағытта жүруді шешті және көлік шығарудан бас тартпайтын жаңа шешіммен шығарындыларды қысқартты. Бензин мен дизельді қозғалтқыштардың жаңа дизайнынан басқа, шешімде жаңа шасси, корпус және беріліс қорабы бар. Көліктің салмағын азайту жаңа технологиямен қатар жүреді.
Соңғы зерттеулер кәдімгі жану қозғалтқыштары алдағы 15 жыл ішінде автомобиль әлемінде үстемдік ететінін көрсетеді, сондықтан оларды дамытуға көп күш жұмсауды жалғастырған жөн. Өздеріңіз білетіндей, жанармайдың құрамындағы химиялық энергияның көп бөлігі жану кезінде механикалық жұмысқа айналмайды, бірақ шығарылатын құбырлар, радиатор және т.б арқылы қалдық жылу түрінде буланады, сонымен қатар үйкеліс нәтижесінде болатын шығындарды түсіндіреді. қозғалтқыштың механикалық бөліктері. SkyActiv бензин мен дизельді қозғалтқыштардың жаңа буынын жасау кезінде Жапонияның Хиросима қаласындағы инженерлер тұтыну мен шығарындыларға әсер ететін алты негізгі факторға назар аударды:
- қысу коэффициенті,
- отын мен ауа қатынасы,
- қоспаның жану фазасының ұзақтығы,
- қоспаның жану фазасының уақыты,
- сорғы шығындары,
- қозғалтқыштың механикалық бөлшектерінің үйкелуі.
Бензин мен дизельді қозғалтқыштар жағдайында қысу коэффициенті мен үйкеліс шығынын азайту шығарындылар мен отын шығынын азайтудағы ең маңызды фактор болып табылатынын дәлелдеді.
SkyActiv D қозғалтқышы
2191 cc қозғалтқышы пьезоэлектрлік инжекторлары бар жоғары қысымды рельсті айдау жүйесімен жабдықталған. Ол дизель отыны үшін 14,0: 1 қысудың өте төмен коэффициентімен ерекшеленеді. Қайта зарядтау әр түрлі мөлшердегі турбокомпрессорлармен қамтамасыз етіледі, бұл газ педальын басу кезінде қозғалтқыш реакциясының кешігуін азайтуға оң әсер етеді. Клапан пойызы шығыс клапандарының ауыспалы қозғалысын белсендіреді, бұл суық қозғалтқыштың тез жылынуына әкеледі, өйткені шығатын газдардың бір бөлігі цилиндрлерге қайтарылады. Жылыту кезеңінде сенімді суық старт пен тұрақты жанудың арқасында кәдімгі дизельді қозғалтқыштар жоғары қысу коэффициентін талап етеді, ол әдетте 16: 1-ден 18: 1 аралығында болады. SkyActiv үшін 14,0: 1 қысу коэффициенті төмен. -D қозғалтқышы жану процесінің уақытын оңтайландыруға мүмкіндік береді. Қысу коэффициенті төмендеген сайын цилиндр температурасы мен қысымы өлі орталықта төмендейді. Бұл жағдайда цилиндрге жанармай жоғарғы өлу орталығына жетпей -ақ енгізілсе де, қоспасы ұзақ күйеді. Ұзақ жанудың нәтижесінде жанғыш қоспада оттегі жетіспеушілігі бар аймақтар түзілмейді, ал температура біркелкі болып қалады, сондықтан NOx пен күйенің түзілуі айтарлықтай жойылады. Жанармай бүрку және жану кезінде өлі орталықтың жанында қозғалтқыш тиімдірек болады. Бұл дизельді қозғалтқыштың жоғары қысу коэффициентіне қарағанда, отын құрамындағы химиялық энергияны тиімдірек пайдалануды, сондай -ақ отын бірлігіне механикалық жұмысты көбірек жұмсауды білдіреді. Нәтижесі 2: 20 қысу коэффициентімен жұмыс істейтін 2,2 MZR-CD қозғалтқышымен салыстырғанда дизель отынының шығуы мен логикалық СО16 шығарындыларының 1% -дан астам төмендеуіне әкеледі.Айтқанымыздай, жану кезінде азот оксидтері әлдеқайда аз түзіледі және техникалық көміртегі жоқ. . Осылайша, NOx жоюдың қосымша жүйесі болмаса да, қозғалтқыш 6 жылы күшіне енетін Еуро 2015 шығарылым стандартына сәйкес келеді. Осылайша, қозғалтқышқа селективті каталитикалық редукция немесе NOx жоятын катализатор қажет емес.
Қысымның төмен болуына байланысты қозғалтқыш суық іске қосу кезінде қоспаны тұтату үшін жеткілікті жоғары температураны шығара алмайды, бұл өте қиын іске қосуға және қозғалтқыштың үзіліссіз жұмысына әкелуі мүмкін, әсіресе қыста. Осы себепті SkyActiv-D керамикалық жылтыратқыш штепсельдермен және ауыспалы соққылы VVL шығыс клапандарымен жабдықталған. Бұл ыстық газдарды жану камерасында ішкі айналымға жіберуге мүмкіндік береді. Бірінші тұтану оттықтың көмегімен жүзеге асырылады, ол пайдаланылған газдардың қажетті температураға жетуіне жеткілікті. Қозғалтқышты іске қосқаннан кейін шығатын клапан кәдімгі қабылдау қозғалтқышы сияқты жабылмайды. Оның орнына ашық қалады және ыстық газдар жану камерасына оралады. Бұл ондағы температураны көтереді, сондықтан қоспаның кейінгі тұтануын жеңілдетеді. Осылайша, қозғалтқыш бірінші сәттен бастап үздіксіз және үзіліссіз жұмыс істейді.
2,2 MZR-CD дизельді қозғалтқышымен салыстырғанда ішкі үйкеліс те 25%-ға азайды. Бұл жалпы ысыраптардың одан әрі қысқаруында ғана емес, сонымен қатар жылдам әрекет етуде және өнімділіктің жақсаруында көрінеді. Төменгі қысу коэффициентінің тағы бір артықшылығы - цилиндрдегі максималды қысымның төмендігі, демек, қозғалтқыштың жеке бөліктеріне аз кернеу. Осы себепті қозғалтқыштың мұндай берік дизайнының қажеті жоқ, нәтижесінде салмақ одан әрі үнемделеді. Біріктірілген коллекторы бар цилиндр басының қабырғалары жұқа және салмағы бұрынғыдан үш келіге аз. Алюминий цилиндр блогы 25 кг жеңілірек. Поршеньдер мен иінді біліктің салмағы тағы 25 пайызға азайды. Нәтижесінде SkyActiv-D қозғалтқышының жалпы салмағы осы уақытқа дейін қолданылған 20 MZR-CD қозғалтқышының салмағынан 2,2% төмен.
SkyActiv-D қозғалтқышы екі сатылы зарядтауды қолданады. Бұл әр түрлі жылдамдық диапазонында жұмыс істейтін бір шағын және бір үлкен турбокомпрессормен жабдықталғанын білдіреді. Кішісі кіші және орташа айналымда қолданылады. Айналатын бөліктердің инерциясының төмен болуына байланысты ол айналу моментінің қисығын жақсартады және турбоэффект деп аталатынды жояды, яғни қозғалтқыштың кенеттен үдеткіштің төмен жылдамдықпен секіруге реакциясының кешігуі, шығыс қысымында жеткіліксіз болғанда. . турбоагрегат турбинасын тез айналдыруға арналған тармағы құбыры. Керісінше, үлкен турбокомпрессор орташа жылдамдық диапазонында толық жұмыс жасайды. Бірге турбокомпрессорлардың екеуі де қозғалтқышқа төмен айналу жиілігінде тегіс крутящий қисық және жоғары айналымда жоғары қуат береді. Турбокомпрессорлардан ауаның жеткілікті жылдамдықпен берілуінің арқасында жылдамдықтың кең диапазонында NOx және бөлшектер шығарындылары минимумға дейін азаяды.
Әзірге Еуропаға 2,2 SkyActiv-D қозғалтқышының екі нұсқасы шығарылуда. Күштіректің максималды қуаты 129 айн / мин 4500 кВт, ал айналу жиілігі 420 Нм. Ең әлсізі 2000 айн / мин жылдамдығында 110 кВт және 4500-380 айн / мин диапазонында 1800 Нм айналу моменті бар. Екі қозғалтқыштың да айналу жылдамдығы - 2600. Іс жүзінде қозғалтқыш 5200 айн / мин дейін өте летаргиялық әрекет етеді, осы шектен бастап ол жылдамдықты ала бастайды, ал қалыпты жүргізу үшін оны шамамен 1300 айн / мин және одан да жоғары жылдамдықта ұстап тұру жеткілікті. біркелкі үдеу қажеттілігі.
SkyActiv G қозғалтқышы
Skyactiv-G деп белгіленген табиғи ауамен жұмыс істейтін бензин қозғалтқышы әдеттен тыс жоғары сығу коэффициентіне ие 14,0:1, бұл қазіргі уақытта жаппай шығарылатын жеңіл автокөліктегі ең жоғары көрсеткіш. Қысу коэффициентін жоғарылату бензин қозғалтқышының жылу тиімділігін арттырады, бұл, сайып келгенде, CO2 мәнін төмендетеді, демек, отын шығынын азайтады. Бензин қозғалтқыштары жағдайында жоғары қысу коэффициентімен байланысты қауіп қағып жану деп аталады - детонация және нәтижесінде айналу моментінің төмендеуі және қозғалтқыштың шамадан тыс тозуы. Жоғары сығымдау коэффициентіне байланысты қоспаның қатты жануын болдырмау үшін Skyactiv-G қозғалтқышы жану камерасындағы қалдық ыстық газдардың санын және қысымын азайтуды пайдаланады. Сондықтан 4-2-1 конфигурациясындағы сору құбыры қолданылады. Осы себепті, шығатын құбыр салыстырмалы түрде ұзын және осылайша пайдаланылған газдардың жану камерасынан шығарылғаннан кейін бірден қайта оралуын тиімді болдырмайды. Нәтижесінде жану температурасының төмендеуі детонациялық жану – детонацияның пайда болуына тиімді жол бермейді. Жарылуды болдырмаудың тағы бір құралы ретінде қоспаның жану уақыты қысқарды. Қоспаның тезірек жануы отын мен ауаның жанбаған қоспасы жоғары температураға ұшырайтын қысқа уақытты білдіреді, осылайша детонацияның мүлдем пайда болуы мүмкін емес. Поршеньдердің төменгі бөлігі де көптеген бағытта түзілетін жанып тұрған қоспаның жалындары бір-бірімен қиылыспастан кеңейе алатын арнайы ойықтармен жабдықталған, сонымен қатар айдау жүйесі жаңадан жасалған көп тесікті инжекторлармен жабдықталған, бұл атомизацияланатын отын.
Сондай-ақ қозғалтқыштың тиімділігін арттыру үшін айдау шығындары деп аталатындарды азайту қажет. Бұл қозғалтқыштың төменгі жүктемелерінде, поршень қабылдау фазасында төмен қозғалған кезде ауаны сорып алған кезде орын алады.Цилиндрге түсетін ауаның мөлшері әдетте қабылдау жолында орналасқан дроссельдік клапан арқылы басқарылады. Қозғалтқыштың жеңіл жүктемелерінде ауаның аз ғана мөлшері қажет. Дроссель клапаны дерлік жабық, бұл қабылдау жолындағы және цилиндрдегі қысымның атмосфералық деңгейден төмен болуына әкеледі. Сондықтан поршень айтарлықтай теріс қысымды - дерлік вакуумды еңсеруі керек, бұл отын шығынына теріс әсер етеді. Mazda конструкторлары сорғы шығындарын азайту үшін шексіз айнымалы қабылдау және шығару клапанының уақытын (S-VT) пайдаланды. Бұл жүйе дроссельдің орнына клапандардың көмегімен түсетін ауаның мөлшерін бақылауға мүмкіндік береді. Қозғалтқыштың төмен жүктемелері кезінде ауа өте аз қажет. Осылайша, ауыспалы клапанның уақыт жүйесі қысу фазасының басында (поршень көтерілгенде) қабылдау клапандарын ашық ұстайды және цилиндрде ауаның қажетті мөлшері болған кезде ғана жабады. Осылайша, S-VT жүйесі, сайып келгенде, айдау шығындарын 20% азайтады және жану процесінің тиімділігін арттырады. Ұқсас шешімді BMW ұзақ уақыт бойы осы жүйе деп атайды Қос VANOS.
Бұл ауаның кіріс көлемін бақылау жүйесін қолданған кезде қысу фазасының басында кіріс клапандары ашық күйінде қалатындықтан, қысымның төмен болуына байланысты қоспаның жеткіліксіз жану қаупі бар. Осыған байланысты Mazda инженерлері Skyactiv G қозғалтқышының 14,0: 1 жоғары қысу коэффициентін қолданды, бұл цилиндрдегі температура мен қысымды жоғарылатуды білдіреді, сондықтан жану процесі тұрақты болып қалады және қозғалтқыш үнемді жұмыс істейді.
Қозғалтқыштың төмен тиімділігіне оның жеңіл конструкциясы және қозғалатын бөлшектердің механикалық үйкелісінің аз болуы да ықпал етеді. Орнатылған 2,0 MZR бензин қозғалтқышымен салыстырғанда, Skyactiv G қозғалтқышында 20% жеңіл поршеньдер, 15% жеңіл штангалар мен кіші иінді біліктің негізгі мойынтіректері бар, нәтижесінде жалпы салмақ 10% азаяды. Клапандардың үйкелісін және поршеньдік сақиналардың үйкелісін 40%дерлік азайту арқылы қозғалтқыштың жалпы механикалық үйкелісі 30%азайды.
Жоғарыда айтылған барлық модификациялар қозғалтқыштың маневрінің төмен және орташа айналымдылығына және классикалық 15 MZR -мен салыстырғанда отын шығынын 2,0% төмендетуге әкелді. Бүгінде бұл маңызды CO2 шығарындылары қазіргі кезде қолданылатын 2,2 MZR-CD дизельді қозғалтқышынан да төмен. Артықшылығы - классикалық BA 95 бензинін қолдану.
Барлық SkyActiv бензинді және дизельді Еуропадағы қозғалтқыштар i-stop жүйесімен, яғни қозғалтқышты тоқтатқан кезде автоматты түрде сөндіретін тоқтату-іске қосу жүйесімен жабдықталады. Басқа электр жүйелері, регенеративті тежеу және т.б.
