Injini ya Mazda SkyActiv G - petroli na SkyActiv D - dizeli

Watengenezaji wa magari wanalenga kupunguza uzalishaji wa CO₂ tofauti. Wakati mwingine ni, kwa mfano, o Maelewano ambayo hubadilisha furaha ya kuendesha gari pembeni. Walakini, Mazda imeamua kwenda katika mwelekeo tofauti na kupunguza uzalishaji na suluhisho mpya katika yote ambayo haiondoi raha ya kuendesha gari. Mbali na muundo mpya wa injini za petroli na dizeli, suluhisho pia ni pamoja na chasisi mpya, mwili na sanduku la gia. Kupunguza uzito wa gari lote huenda sambamba na teknolojia mpya.

Uchunguzi wa hivi karibuni unaonyesha kuwa injini za kawaida za mwako zitaendelea kutawala ulimwengu wa magari kwa miaka 15 ijayo, kwa hivyo inafaa kuendelea kuwekeza juhudi nyingi katika kuziendeleza. Kama unavyojua, nishati nyingi za kemikali zilizomo kwenye mafuta hazibadilishwa kuwa kazi ya kiwakala wakati wa mwako, lakini huvukiza kwa njia ya joto la taka kupitia bomba la kutolea nje, radiator, nk na pia zinaelezea hasara zinazosababishwa na msuguano wa sehemu za mitambo ya injini. Katika kukuza kizazi kipya cha injini za petroli na dizeli ya SkyActiv, wahandisi kutoka Hiroshima, Japani, walizingatia mambo sita kuu ambayo yanaathiri matumizi na uzalishaji:

• compression uwiano,
• uwiano wa mafuta na hewa,
• muda wa awamu ya mwako wa mchanganyiko,
• wakati wa awamu ya mwako wa mchanganyiko,
• kusukuma hasara,
• msuguano wa sehemu za mitambo ya injini.

Katika kesi ya injini za petroli na dizeli, uwiano wa ukandamizaji na upunguzaji wa upotezaji wa msuguano umeonekana kuwa mambo muhimu zaidi katika kupunguza uzalishaji na matumizi ya mafuta.

SkyActiv D motor

Injini ya 2191 cc ina vifaa vya shinikizo la kawaida mfumo wa sindano na sindano za umeme. Inayo uwiano wa chini wa kukandamiza wa 14,0: 1 tu kwa dizeli. Kubadilisha tena hutolewa na jozi ya turbocharger ya saizi tofauti, ambayo ina athari nzuri katika kupunguza ucheleweshaji wa majibu ya injini kwa kubonyeza kanyagio cha kasi. Treni ya valve inajumuisha kusafiri kwa valve inayobadilika, ambayo huwasha moto haraka wakati injini ni baridi, kwani gesi zingine za kutolea nje zinarudi kwenye mitungi. Kwa sababu ya baridi ya kuaminika inayoanza na mwako thabiti wakati wa joto-joto, injini za kawaida za dizeli zinahitaji uwiano mkubwa wa kukandamiza, ambayo kawaida iko kati ya 16: 1 hadi 18: 1. Uwiano mdogo wa ukandamizaji wa 14,0: 1 kwa SkyActiv Injini -D inaruhusu kuongeza wakati wa mchakato wa mwako. Kama uwiano wa ukandamizaji unapungua, joto la silinda na shinikizo pia hupungua kwenye kituo cha juu kilichokufa. Katika kesi hii, mchanganyiko huwaka muda mrefu hata ikiwa mafuta huingizwa kwenye silinda kabla tu ya kufikia kituo cha juu kilichokufa. Kama matokeo ya mwako wa muda mrefu, maeneo yenye upungufu wa oksijeni hayakuundwa katika mchanganyiko unaowaka, na joto hubaki sare, ili malezi ya NOx na masizi yatengwa sana. Pamoja na sindano ya mafuta na mwako karibu na kituo cha juu kilichokufa, injini ina ufanisi zaidi. Hii inamaanisha matumizi bora zaidi ya nishati ya kemikali iliyo kwenye mafuta na vile vile kazi zaidi ya kiufundi kwa kila kitengo cha mafuta kuliko katika hali ya injini ya dizeli ya kukandamiza. Matokeo yake ni kupunguzwa kwa matumizi ya dizeli na uzalishaji wa mantiki wa CO2 kwa zaidi ya 20% ikilinganishwa na injini ya 2,2 MZR-CD inayofanya kazi na uwiano wa ukandamizaji wa 16: 1. Kama ilivyoelezwa, oksidi za nitrojeni kidogo hutengenezwa wakati wa mwako na karibu hakuna kaboni ya kiufundi . Kwa hivyo, hata bila mfumo wa ziada wa kuondoa NOx, injini inakidhi kiwango cha chafu cha Euro 6 kwa sababu ilianza kutumika mnamo 2015. Kwa hivyo, injini haiitaji upunguzaji wa kichocheo chaguzi au kichocheo cha kuondoa NOx.

Kwa sababu ya kukandamizwa kwa chini, injini haiwezi kutoa joto la kutosha kuwasha mchanganyiko wakati wa baridi, ambayo inaweza kusababisha shida kubwa ya kuanza na operesheni ya vipindi vya injini, haswa wakati wa baridi. Kwa sababu hii, SkyActiv-D ina vifaa vya taa za kauri na kipigo cha kutolea nje cha VVL. Hii inaruhusu gesi za kutolea nje za moto zirudishwe ndani kwenye chumba cha mwako. Moto wa kwanza unasaidiwa na kuziba mwangaza, ambayo ni ya kutosha kwa gesi za kutolea nje kufikia joto linalohitajika. Baada ya kuanza injini, valve ya kutolea nje haitafunga kama injini ya kawaida ya ulaji. Badala yake, inabaki kuwa ya kawaida na gesi za kutolea nje za moto zinarudi kwenye chumba cha mwako. Hii inaongeza joto ndani yake na kwa hivyo inawezesha kuwaka kwa mchanganyiko baadaye. Kwa hivyo, injini inaendesha vizuri na bila usumbufu kutoka wakati wa kwanza.

Ikilinganishwa na injini ya dizeli ya 2,2 MZR-CD, msuguano wa ndani pia umepungua kwa 25%. Hii haionyeshwa tu katika kupunguzwa zaidi kwa hasara ya jumla, lakini pia katika majibu ya haraka na kuboresha utendaji. Faida nyingine ya uwiano wa chini wa ukandamizaji ni shinikizo la chini la silinda na kwa hiyo mkazo mdogo kwenye vipengele vya injini ya mtu binafsi. Kwa sababu hii, hakuna haja ya kuunda injini hiyo yenye nguvu, na kusababisha kuokoa uzito zaidi. Kichwa cha silinda kilichounganishwa kina kuta nyembamba na uzito wa kilo tatu chini ya hapo awali. Kizuizi cha silinda ya alumini ni nyepesi kwa kilo 25. Uzito wa pistoni na crankshaft umepunguzwa kwa asilimia 25 nyingine. Matokeo yake, uzito wa jumla wa injini ya SkyActiv-D ni 20% chini kuliko ile ya injini ya 2,2 MZR-CD iliyotumiwa hadi sasa.

Injini ya SkyActiv-D hutumia malipo ya hatua mbili. Hii inamaanisha ina vifaa vya turbocharger moja ndogo na moja kubwa, kila moja inafanya kazi kwa kasi tofauti. Ndogo hutumiwa kwa revs ya chini na ya kati. Kwa sababu ya hali ya chini ya sehemu zinazozunguka, inaboresha curve ya muda na kuondoa ile inayoitwa athari ya turbo, ambayo ni, kuchelewesha kwa majibu ya injini kwa kasi ya ghafla ya kasi wakati wa shinikizo hakuna kutosha . Bomba la tawi kwa kugeuza haraka ya turbine ya turbocharger. Kwa upande mwingine, turbocharger kubwa inahusika kikamilifu katika safu ya kasi ya katikati. Pamoja, turbocharger zote mbili zinapeana injini curve ya torati gorofa kwa rpm ya chini na nguvu kubwa kwa rpm ya juu. Shukrani kwa usambazaji wa hewa wa kutosha kutoka kwa wauzaji kwa kasi anuwai, NOx na uzalishaji wa chembe huhifadhiwa kwa kiwango cha chini.

Hadi sasa, matoleo mawili ya injini ya 2,2A SkyActiv-D yanatengenezwa kwa Uropa. Nguvu ina nguvu ya kiwango cha juu cha 129 kW kwa 4500 rpm na torque ya juu ya 420 Nm mnamo 2000 rpm. Yule dhaifu ana 110 kW kwa 4500 rpm na torque ya 380 Nm katika anuwai ya 1800-2600 rpm, kwa kiwango cha juu. kasi ya injini zote mbili ni 5200. Katika mazoezi, injini hufanya vibaya hadi 1300 rpm, kutoka kikomo hiki huanza kupata kasi, wakati kwa kuendesha kawaida ni ya kutosha kuitunza kwa karibu 1700 rpm au zaidi hata kwa mahitaji ya kuongeza kasi.

Injini ya SkyActiv G

Injini ya petroli inayotarajiwa kwa asili, iliyoteuliwa Skyactiv-G, ina uwiano wa juu usio wa kawaida wa 14,0: 1, ambao kwa sasa ni wa juu zaidi katika gari la abiria linalozalishwa kwa wingi. Kuongezeka kwa uwiano wa compression huongeza ufanisi wa mafuta ya injini ya petroli, ambayo hatimaye inamaanisha maadili ya chini ya CO2 na hivyo kupunguza matumizi ya mafuta. Hatari inayohusishwa na uwiano wa juu wa ukandamizaji katika kesi ya injini za petroli ni kinachojulikana kama mwako wa kugonga - mlipuko na kupunguzwa kwa torque na kuvaa kwa injini nyingi. Ili kuzuia mwako wa kugonga wa mchanganyiko kwa sababu ya uwiano wa juu wa ukandamizaji, injini ya Skyactiv-G hutumia kupunguzwa kwa wingi pamoja na shinikizo la gesi za moto zilizobaki kwenye chumba cha mwako. Kwa hiyo, bomba la kutolea nje katika usanidi wa 4-2-1 hutumiwa. Kwa sababu hii, bomba la kutolea nje ni la muda mrefu na hivyo huzuia kwa ufanisi gesi za kutolea nje kurudi kwenye chumba cha mwako mara moja baada ya kutolewa kutoka humo. Kushuka kwa joto la mwako kunazuia kwa ufanisi tukio la mwako wa detonation - detonation. Kama njia nyingine ya kuzuia mlipuko, wakati wa kuchoma mchanganyiko umepunguzwa. Kuungua kwa kasi kwa mchanganyiko kunamaanisha muda mfupi wakati mchanganyiko usio na moto wa mafuta na hewa unakabiliwa na joto la juu, hivyo kwamba detonation haina muda wa kutokea kabisa. Sehemu ya chini ya bastola pia hutolewa kwa mapumziko maalum ili moto wa mchanganyiko unaowaka unaotengeneza kwa pande nyingi uweze kupanuka bila kuvuka kila mmoja, na mfumo wa sindano pia umewekwa na sindano mpya za shimo nyingi, ambayo inaruhusu. mafuta kuwa atomized.

Inahitajika pia kupunguza kinachojulikana kama hasara za kusukuma maji ili kuongeza ufanisi wa injini. Hii hutokea kwa mizigo ya chini ya injini wakati pistoni inavuta hewa inaposhuka wakati wa awamu ya kumeza. Kiasi cha hewa kinachoingia kwenye silinda kawaida hudhibitiwa na vali ya throttle iliyoko kwenye njia ya kumeza. Katika mizigo ya injini ya mwanga, kiasi kidogo tu cha hewa kinahitajika. Valve ya koo iko karibu kufungwa, ambayo inaongoza kwa ukweli kwamba shinikizo katika njia ya ulaji na katika silinda ni chini ya anga. Kwa hiyo, pistoni lazima kushinda shinikizo kubwa hasi - karibu utupu, ambayo huathiri vibaya matumizi ya mafuta. Wabunifu wa Mazda walitumia muda usio na kikomo wa ulaji na muda wa vali ya kutolea nje (S-VT) ili kupunguza upotevu wa pampu. Mfumo huu unakuwezesha kudhibiti kiasi cha hewa ya ulaji kwa kutumia valves badala ya throttle. Kwa mizigo ya chini ya injini, hewa kidogo sana inahitajika. Kwa hivyo, mfumo wa muda wa valves ya kutofautiana huweka valves za ulaji wazi mwanzoni mwa awamu ya kukandamiza (wakati pistoni inapoinuka) na kuifunga tu wakati kiasi kinachohitajika cha hewa iko kwenye silinda. Kwa hivyo, mfumo wa S-VT hatimaye hupunguza hasara za kusukuma kwa 20% na kuboresha ufanisi wa mchakato wa mwako. Suluhisho kama hilo limetumiwa na BMW kwa muda mrefu, ikiita mfumo huu VANOS mara mbili.

Unapotumia mfumo huu wa kudhibiti ujazo wa hewa, kuna hatari ya mwako wa kutosha wa mchanganyiko kwa sababu ya shinikizo la chini, kwani vali za ulaji hubaki wazi mwanzoni mwa awamu ya kukandamiza. Katika suala hili, wahandisi wa Mazda walitumia uwiano mkubwa wa ukandamizaji wa injini ya Skyactiv G ya 14,0: 1, ambayo inamaanisha joto la juu na shinikizo kwenye silinda, kwa hivyo mchakato wa mwako unabaki thabiti na injini inaendesha kiuchumi zaidi.

Ufanisi mdogo wa injini pia unawezeshwa na muundo wake mwepesi na msuguano mdogo wa kiufundi wa sehemu zinazohamia. Ikilinganishwa na injini ya petroli ya 2,0 MZR, injini ya Skyactiv G ina pistoni nyepesi 20%, fimbo 15 nyepesi za kuunganisha na fani kuu ndogo za crankshaft, na kusababisha upunguzaji wa uzito wa 10%. Kwa kupunguza msuguano wa valves na msuguano wa pete za pistoni kwa karibu 40%, msuguano wa mitambo ya injini umepunguzwa kwa 30%.

Marekebisho yote yaliyotajwa yalisababisha maneuverability bora ya injini kwa kiwango cha chini hadi cha kati na kupunguzwa kwa 15% kwa matumizi ya mafuta ikilinganishwa na classic 2,0 MZR. Leo, uzalishaji huu muhimu wa CO2 uko chini hata kuliko injini ya dizeli ya 2,2 MZR-CD inayotumika leo. Faida pia ni matumizi ya petroli ya kawaida ya BA 95.

Injini zote za petroli na dizeli za SkyActiv huko Uropa zitakuwa na mfumo wa i-stop, i.e. mfumo wa kuanza-kufunga ili kuzima injini kiotomatiki ikisimama. Mifumo mingine ya umeme, kusimama kwa kuzaliwa upya, nk itafuata.