Mazda uue SkyActiv-X mootori töö kogu olemus

Koputusvastased tehnoloogiad.

4-2-1 väljalaskesüsteem.

Üks võimalus jääkgaaside hulga oluliseks vähendamiseks oli 4-2-1 väljalaskesüsteemi kasutamine.

Nagu on näidatud joonisel 3, jõuab väljalaskekollektori lühikese teekonna korral kohe pärast kolmanda silindri väljalaskeklappide avanemist tekkiv heitgaaside kõrgrõhulaine esimesse silindrisse, millesse pumbatakse väljalasketakt ja sissevõtmine algab. Selle tulemusena tormavad sealt väljuvad heitgaasid tagasi põlemiskambrisse, suurendades kõrgel temperatuuril tekkivate jääkgaaside hulka. Lühikese väljalaskekollektoriga jõuab kõrgrõhulaine lühikese aja jooksul järgmise silindrini, näidates oma negatiivset mõju kogu mootori pöörlemissageduse vahemikus. Pika väljalaskekollektori teega 4-2-1 väljalaskesüsteemi puhul kulub lainel aga aega, et jõuda järgmise silindrini ning ülaltoodud efekt avaldub vaid mootori madalatel pööretel. See vähendab jääkgaaside hulka peaaegu kogu mootori töövahemikus. Lisaks summutab pikem kui 600mm kollektor paremini mootori reaktiivmomenti ning rõngakujulise kuju kasutamine säästab paigutusruumi.

4-2-1 väljalaskesüsteemi peamiseks puuduseks on katalüüsmuunduri pika tee läbivate heitgaaside jahutamine, mis suurendab selle aktiveerimisaega. Heitgaaside temperatuuri saab tõsta süüte ajastuse vähendamisega, kuid liiga suur süüteviivitus põhjustab segu ebastabiilset põlemist. SKYACTIV-G-s saavutatakse põlemisstabiilsus isegi süütenurga märkimisväärse viivitusega mootori käivitamisel. See sai võimalikuks tänu spetsiaalsele õõnsusele kolvis (joonis 4) ja optimeerides kütuse sissepritse, et moodustada süüteküünla ümber mitmekihiline õhu-kütuse segu. Lisaks välistab kolviõõs esialgse leegifrondi kokkupuute kolvi otsapinnaga ja sellega seotud soojuskadude tekke.

Paranenud põlemine.

Kütuse põlemisaega vähendades oli võimalik parandada detonatsioonivastaseid omadusi. Mida kiirem on põlemisprotsess, seda lühem on aeg, mille jooksul põlemata õhu-kütuse segu puutub kokku kõrgete temperatuuridega, võimaldades protsessil normaalselt lõpule viia enne detonatsiooni. Seega lisaks homogeensema segu loomisele õhuvoolu intensiivistamise, kütuse sissepritse rõhu suurendamise ja kütuse pihustamise omaduste parandamiseks mitme joaga pihustite kasutamisega kasutatakse kolvis olevat õõnsust selleks, et vältida esialgse leegifrondi kokkupõrget kolvi otsa ja aitab kaasa põlemiskiiruse suurenemisele.

SKYACTIV-D

Maailma madalaima surveastmega diiselmootoriga, keskkonnasõbraliku ja suure jõudlusega diiselmootoriga, mis on loodud vastama rangetele heitmenormidele ilma kalleid NOx (lämmastikoksiidid) konvertereid kasutamata.

SKYACTIV-D eristavad omadused:

• 20% kütusesääst tänu 14:1 survesuhtele.
• Kaheosaline turboülelaadur, mis tagab sujuva ja lineaarse mootori reaktsiooni madalast kuni kõrgeni ning suurendab märkimisväärselt pöördemomenti kuni 5200 p/min (kõrge kiiruspiirang).
• Vastavus ülemaailmsetele heitenormidele (Euro 6 Euroopas, Tier 2 Bin 5 Põhja-Ameerikas ja Post New Long-Term Regulation Jaapanis).

Lämmastikoksiidide (NOx) ja tahma tekke põhjused.

Tänu sellele, et diiselmootoritel on kõrge surveaste, muutuvad temperatuur ja rõhk survetakti lõpu (TDC) ülemises surnud punktis äärmiselt kõrgeks. Kui kütuse sissepritse tehakse nendes tingimustes, toimub süttimine enne piisava õhu-kütuse segu moodustumist, mille tulemuseks on ebaühtlane lokaalne põlemine. Selle tulemusena tekivad lämmastikoksiidid (NOx) ja hapnikupuuduse tõttu tahm (joonis 1). Seoses rangete keskkonnanõuetega muutub segu optimaalsel ajal (TDC) süütamine problemaatiliseks. Tegelikult pole muud võimalust, kui põlemise algust edasi lükata, kuni kolb hakkab allapoole liikuma, samal ajal kui temperatuur ja rõhk silindris langevad, kuigi kütusesäästlikkus kannatab.

Madala tihendusastme eelised.

Sissepritse ajastuse optimeerimine surveastme vähendamisega.

Kui surveaste väheneb, väheneb temperatuur ja rõhk TDC-s. Vastavalt sellele viibib süüde isegi siis, kui kütust süstitakse TDC lähedale, tagades ühtlasema õhu-kütuse segu.

See vähendab NOx ja tahma teket, sest põlemine muutub ühtlasemaks, ilma lokaalsete kõrge temperatuuritsoonideta ja hapnikupuuduseta.

Lisaks annab sissepritse ja põlemine TDC lähedal ülitõhusa diiselmootori, mis toodab rohkem tööd (väiksem eelpaisumisaste) kui suure survega mootor (joonis 2).

Vähendatud kaal ja mehaanilised hõõrdekadud, kasutades madalat surveastet.

Madala surveastme tõttu on SKYACTIV-D maksimaalne töörõhk silindris madalam kui tavalistel diiselmootoritel, mis võimaldab konstruktsiooni optimeerimise kaudu oluliselt vähendada mootori massi. Näiteks muutub võimalikuks silindriploki materjali vahetamine alumiiniumi vastu, mis säästab 25 kg kaalu (tavalise diisliga võrreldes). Ploki pea muutub õhemate seinte ja integreeritud väljalaskekollektori tõttu 3 kg kergemaks. Edasi-tagasi liikumisega seotud osade puhul väheneb kolbide ja väntvõlli kaal 25% võrra, vähendades põhitaldrite läbimõõtu 60 mm-lt 52 mm-le. Selle tulemusena vähenevad mehaanilised hõõrdekadud bensiinimootori tasemeni (joonis 3). Siiski on kaks peamist probleemi, mis takistavad madala survega mootorite levikut, nende hüvede vastu. Esimene neist on see, et surveastme vähenemisega langeb survetemperatuur madalatel õhutemperatuuridel, mis raskendab tõsiselt mootori käivitamist. Teiseks on madala survetemperatuuri ja rõhu tõttu tekkinud süütehäired soojenemise ajal.

Kõik tavapärase Step AT, CVT ja DCT eelised ühes kastis.

Automaatkäigukastid (AT) võib jagada kolme tüüpi:

• Tavapärane-AT: määrake planetaarkäigukasti abil erinevad ülekandearvud.
• -CVT: muutke ülekandearvu rihmaratta paari abil.
• -DCT: kasutage paaris- ja paaritu käikude jaoks 2 eraldi sidurit.

Peamised nõuded AT-le on: "hea kütusesäästlikkus", "liikumise lihtsus" (ka ronides), "otse juhitavuse tunnetamine" ja "sujuv käiguvahetus". Allolev tabel näitab iga kastitüübi puudusi ja eeliseid.

SKYACTIV-Drive on ideaalne, millel on kõik erinevat tüüpi jõuülekande eelised:

Kütusesäästlikkus ja otsejuhtimine tänu laiaulatuslikule pöördemomendi muunduri lukustusele.

Garanteeritud mootori külmkäivitamine ja süütetõrgete vältimine.

Põlevsegu moodustamine mitme joaga piesopihustite abil.

Uued mitme joaga piesopihustid pakuvad laia valikut kütusepihustusjugasid. Doseerimise täpsus ja sissepritse ajastuse sünkroniseerimine suurendavad kütuse jaotuse reguleerimise täpsust õhulaengu mahu üle ja annavad võimaluse külmkäivitamiseks. Selline kõrgtehnoloogiline otsik on võimeline tootma kuni 9 süsti põlemisperioodi kohta. Koos kolme peamise sissepritsefaasiga: eel-, põhi- ja järelsüstimine, rakendatakse vastavalt sõidutingimustele pihustusmustrite kombinatsiooni. Mootori garanteeritud käivitumine ka madala surveastmega on tingitud täpsest sissepritse juhtimisest, aga ka keraamiliste hõõgküünalde kasutamisest.

Õhutemperatuuri tõus VVL-süsteemi poolt mootori soojenemise perioodil.

Mis tahes süütetõrkeid, mis võivad ilmneda mootori soojendamisel pärast käivitamist, välditakse väljalaskeklappidele VVL-süsteemi (muutuv klapitõste) rakendamine. Heitgaaside temperatuuri tõstmiseks piisab ühest põlemistsüklist. Seda silmas pidades avanevad väljalaskeklapid sisselasketakti ajal veidi, mis laseb kuumadel heitgaasidel tagasi silindrisse voolata ja tõsta sisselaskeõhu temperatuuri. See aitab kaasa kokkusurumistemperatuuri tõusule, segu süttimise stabiliseerimisele.

Suur pöördemoment, vähendatud heitgaasid, parem kütusesäästlikkus kaheastmelise turboülelaadimisega.

On ütlematagi selge, et turbolaadurid aitavad suuresti kaasa diiselmootori suurele pöördemomendile, kuid need on hädavajalikud ka heitgaaside ja kütusekulu vähendamiseks. SKYACTIV-D kasutab kaheastmelist turbolaadurit, milles üks väike ja üks suur turbolaadur aktiveeritakse valikuliselt vastavalt sõiduoludele. See tehnoloogia tagab suure pöördemomendi ja reaktsiooni madalatel pööretel ning suure võimsuse mootori kõrgetel pööretel. Lisaks vähenevad tänu madala surveastme ja õigeaegse optimaalse põlemise sünergilisele efektile NOx ja tahma emissioonid, kuna selleks on tagatud vajalik kogus õhku (hapnikku).

Uue põlvkonna kõrgtehnoloogilised automaatkäigukastid, mis pakuvad suurepärast pöördemomendi tõhusust tänu laiale pöördemomendi muunduri lukustusrakendustele ja ühendavad kõigi käigukastitüüpide parimad omadused.

Komponendid

Mida sisaldab Skyactiv tehnoloogia?

Skyactive ühendab endas mehaanika, elektroonika ja tarkvara. Lõppude lõpuks saab ainult nii ulatuslik lähenemine pakkuda olulisi täiustusi ja autode ehitamist ettevõttest kvalitatiivselt uuele tasemele. Üks neist autodest on uus Mazda 6 2014, mis tungib enesekindlalt klassi liidritesse.

Skyactive’i peamised komponendid on:

SkyActiv-G mootor – selle komponendi esiletõst on bensiinimootorite põleva segu kõrgeim surveaste.

See indikaator kirjeldab mootori efektiivsust, mida kõrgem see on, seda suurem osa põlemisenergiast kulub hüvasti.

Kuid selle protsessi keemia on väga keeruline ja seetõttu ei saa mootori põlemiskambris segu lihtsalt tugevamalt kokku suruda, kuna see toob kaasa põleva segu varajase süttimise ja mõttetu energiakulu probleeme.

Kõik need probleemid lahendati edukalt vastupidavamate materjalide kasutamisega, samuti jõuallika sisemise struktuuri muutmisega.

Kütuse parema põlemise lisaeeliseks oli kütusekulu märkimisväärne vähenemine, samuti mürgiste heitmete vähenemine. Uued ehitusmaterjalid on vähendanud mootori kogumassi.

Kuidas SkyActiv-G töötab, video

https://youtube.com/watch?v=2-pogCcxzSk

SkyActiv-D mootor on SkyActiv tehnoloogial põhinev diiselmootor. Erinevalt bensiini jõuallikast on sellise mootori surveaste väga kõrge, kuna selle mootori põlemiskambris toimub diislikütuse ja hapniku segu süttimine kompressioonist, mitte sädemest, nagu bensiini puhul. Selle tehnoloogia tagajärjeks on väga vastupidavate ja raskete materjalide kasutamine, mis toob kaasa üldise massi suurenemise.Kuid te ei saa lihtsalt võtta ja vähendada survet, sest see toob kaasa ebaühtlase, mittetäieliku põlemise ja selle tulemusena madal efektiivsus ja suur hulk kahjulikke heitmeid.

Mazda suutis selle probleemi lahendada. Nad lõid diiselmootorite jaoks madalaima surveastmega diiselmootori ja lahendasid konstruktsiooni muutmisega ka mittetäieliku põlemise probleemi. Lisaks võimaldas alandatud rõhk kasutada kerget alumiiniumi, mis vähendas kaalu.

Šassii ja kere on veel üks Skyactive tehnoloogia komponent. Geomeetrilised muutused kehas muutsid selle tugevamaks ja tänu sellele ka turvalisemaks. Ja kerge ja tugeva terase kasutamine vähendas kogumassi.Selliste muudatuste mõju väljendub kere suuremas löögikindluses, aga ka auto juhitavuse suurenemises tervikuna. Mis kokkuvõttes suurendab mugavust ja ohutust.

SkyActiv tehnoloogia abil loodud keha video

Käigukast – Skyactiv ei jätnud šassii tähelepanuta. Automaat- ja manuaalkäigukasti parimaid ühendades on Mazda saanud 6-käigulise automaatkäigukasti, mis käivitub pehmelt ja on suurtel pööretel väga tundlik.Suurema reageerimisvõime saavutamiseks on kasutusel uus spetsiaalselt disainitud tarkvaraga juhtseade.

Tore täiendus uuele masinale oli kütusekulu vähenemine.

Mehaanikahuvilistele on Mazda loonud uue kuuekäigulise manuaali, millel on kõige lühem kangikäik.

Need, kes on sõitnud Mazda MX-5-ga, teavad kõiki selle manuaalkäigukasti eeliseid, nii et siin on Skyactive’i uus mehaanika, see on MX-5 täiustatud kast.

i-ELOOP on süsteem kaotatud energia taastamiseks. Mida see tähendab Pidurdamisel läheb suurem osa mootori energiast generaatorisse, mis laeb akut, sest seda ei saa kulutada liikumisele. Esmapilgul on kõik korras, kuid probleem on selles, et aku laadimine on aeglane protsess ja sellest tulenevalt ei piisa nendest lühikestest pidurdushetkedest millekski.Mazda on leidnud sellest olukorrast väljapääsu – aku kasutamine kondensaator.

Kondensaator on aku, mida saab laadida sekundi murdosaga, selle miinuseks on kiire laengu kadu, kuid sellisel juhul pole meil vaja energiat salvestada.

Pidurdamisel laeb mootorist vabanev energia kondensaatorit ja jaotub sellest juba kõikidesse auto elektrisüsteemidesse. Seega ei kao see kuhugi ja kõik läheb teoks.

Järeldus

Kokkuvõtteks tahaksin öelda, et Jaapani ettevõtte tehnoloogia lubab meile märkimisväärset hüpet autotööstuse arengus. SkyActive teeb uued teed, muutes tavalised autod erakordseks, vähendades kütusekulu ja kaitstes keskkonda.

Saime natuke aru, mis on SkyActiv tehnoloogia ja loodan, et see aitab teid auto valimisel.

Vahepeal teatab Mazda uue põlvkonna SkyActive’i väljalaskmisest, mis annab meile veelgi parema jõudluse.