Руки: как дизель Mazda с дизельным двигателем может поднимать MPG 20-30 процентов

Руки: как дизель Mazda с дизельным двигателем может поднимать MPG 20-30 процентов

IRVINE, Калифорния. Небольшой флот из изношенных матовых черных Mazda3 здесь обладает потрясающей новой технологией под капотом под названием SkyActiv-X: они используют бензин, но сжимают топливо настолько, что он самопроизвольно сгорает, как дизельный двигатель. Мазда полагает, что повышение эффективности может составить до 20%, возможно, на 30% больше, чем тот же двигатель, что и бензин сжигания в традиционном стиле.

Тест-драйв показывает, что технология SkyActiv-X от Mazda действительно работает и должна быть доступна в 2019 году. Компактные спортивные модели хэтчбеков продемонстрировали прочную мощность при ускорении. Уровни шума были приемлемы благодаря большому звукопоглощающему материалу, в том числе вокруг двигателя. И с SkyActiv-X не должно быть никаких проблем с загрязнением дизельным топливом.

При использовании традиционного бензинового двигателя сжигание начинается, когда зажигается свеча зажигания. С дизельным топливом, когда топливо впрыскивается. При воспламенении от гомогенного заряда (HCCI) сгорание при высокой температуре и давлении. HCCI - один из двух режимов Mazda SkyActiv-X. (Источник: Mazda)
При использовании традиционного бензинового двигателя сжигание начинается, когда зажигается свеча зажигания. С дизельным топливом, когда топливо впрыскивается. При воспламенении от гомогенного заряда (HCCI) сгорание при высокой температуре и давлении. HCCI - один из двух режимов Mazda SkyActiv-X. (Источник: Mazda)

Как работает SkyActiv-X: Однородное сжатие заряда

Двигатель SkyActive-X работает в двух направлениях или в режимах: один, как дизельный двигатель, за исключением использования бензина, который сжимается и самовоспламеняется; и один, как дизель с сухой нагрузкой топливно-воздушной смеси, который нуждается в небольшом увеличении от свечи зажигания, чтобы поднять температуру и давление до точки, где обедненная смесь погаснет. Степень сжатия составляет 16: 1.

Этот первый режим представляет собой гомогенное воспламенение сжатия заряда или HCCI. Другие автопроизводители работали над этим в течение многих лет, с ограниченным успехом. Часто они используют обедненные воздушно-топливные смеси. Если бы HCCI была единственной технологией, было бы сложно отобразить и внедрить необходимые смеси воздух / топливо против температур внутри цилиндров, октанового числа и других факторов. HCCI также сталкивается с высокими скоростями вращения двигателя (об / мин) и жестким ускорением (что-то, чему пользуются водители Mazda). Mazda поняла, что HCCI не может быть единственным двигателем. Но это может быть важной частью экосистемы SkyActiv-X.

При искровом зажигании с воспламенением от сжигания смесь сухого топлива и воздуха не воспламеняется только одним давлением. Искра создает огненный шар, который далее нагревает и создает давление в цилиндре, что приводит к воспламенению от сжатия в остальной части цилиндра. (Мазда)
При искровом зажигании с воспламенением от сжигания смесь сухого топлива и воздуха не воспламеняется только одним давлением. Искра создает огненный шар, который далее нагревает и создает давление в цилиндре, что приводит к воспламенению от сжатия в остальной части цилиндра. (Мазда)

Как работает SkyActiv-X II: Spark усиливает компрессионное зажигание

Второй режим - искровое (plug) контролируемое воспламенение от сжатия или SPCC. Автомобиль автоматически переключается на зажигание SPCC, когда есть больше нагрузки, чем может обрабатывать HCCI. С SPCC есть свеча зажигания, но, говорит Мазда, искра косвенно вызывает зажигание. (Если он непосредственно зажег всю топливную / воздушную смесь, это будет просто бензиновый двигатель с высоким сжатием.) Дополнительный воздух закачивается в цилиндр через то, что Mazda называет нагнетателем, хотя он только накачивает больше воздуха, чтобы создать более компактный топливо / воздушная смесь, что означает больше воздуха, чем 14,7: 1 стехиометрическое соотношение воздуха и топлива.

SkyActiv-X смешивает воздух и топливо во время такта всасывания цилиндра, сохраняя его чуть ниже уровня самовоспламенения, который постоянно меняет цель в зависимости от температуры цилиндра, показателя октанового числа бензина и соотношения воздух / топливо. Так же, как поршень завершает такт сжатия и вот-вот начнется нисходящий ход мощности, топливный инжектор высокого давления добавит больше топлива, и свеча зажигания сразу же зажжет его. Это повышает температуру и давление в цилиндре, достаточное для того, чтобы поджечь первичную смесь воздух / топливо и добиться полного ожога, поэтому нет выработанной сажи. Таким образом, свеча зажигания непосредственно не воспламеняет основную часть смеси воздух / топливо.

Руки: как дизель Mazda с дизельным двигателем может поднимать MPG 20-30 процентов

Больше энергии, большая экономика

2018 Mazda3, проданный сегодня, генерирует 155 л.с., производит крутящий момент 150 фунт-фут и получает 37 миль на галлон на шоссе, управляя его 2.0-литровым четырехцилиндровым двигателем SkyActiv-G с коэффициентом сжатия 13,0: 1 на обычном бензине (да, это удивительно высокая степень сжатия уже).

Если бы цели Mazda на 20 процентов, возможно 30 процентов, улучшились бы, это означало бы, что 2.0-литровый двигатель SkyActiv-X генерирует 186-202 л.с., 180-195 фунт-фут крутящего момента и 44-48 шоссе миль на галлон. Это отлично подходит для автомобиля без турбонаддува, который окунает больше топлива и воздуха. Mazda привязывает двигатель SkyActiv-X, который теперь тестируется со скоростью 178 л.с. и крутящим моментом 170 фунт-фут.

SkyActiv-X является частью проекта Mazda Sustainable Zoom-Zoom 2030, охватывающего безопасность и окружающую среду. По сравнению с базовым показателем 2010 года Mazda планирует снизить выбросы CO2 в атмосферу на 20% и увеличить на 20% в 2030 году и на 90% в 2050 году. Из-за низкой скорости приема гибридов, плагинов и чистых EV в США в настоящее время (около 2 процентов всех продаж / аренды), Mazda видит более близкие выгоды от повышения эффективности бензиновых и дизельных двигателей. Таким образом, SkyActiv-D (дизель), SkyActiv-G (бензин) и SkyActiv-X (бензиновое дизельное топливо HCCI / SPCC).

Звукопоглощающий материал окружает двигатель. Обратите внимание на прокладку перед правой рукой инженера. Двери имеют двойные уплотнения.
Звукопоглощающий материал окружает двигатель. Обратите внимание на прокладку перед правой рукой инженера. Двери имеют двойные уплотнения.

Улучшенные сиденья, дополнительная шумоизоляция

SkyActiv-X Recaro.
SkyActiv-X Recaro.

Дизели были по своей природе шумными и грубыми. Только за последние 5-10 лет было трудно сказать изнутри, что вы в дизельном автомобиле. Mazda работает еще труднее, чтобы устранить признаки неровности автомобилей SkyActiv-X. В тестовых мулах имеется значительный звукопоглощающий материал.

Mazda даже спроектировала (с Recaro) сиденья со специальной пеной высокой плотности, чтобы поглощать двигатель и ездить на вибрации. Это то, что вы найдете на автомобилях Audi, но тогда другая цель Mazda заключается в том, чтобы поставлять автомобили премиум-класса по основным ценам, а кроссоверы CX-9 и CX-5 - это многообещающие ранние примеры. Mazda также перерабатывает сиденье водителя, так что две или три ножные педали находятся прямо перед водителем, а не под углом к ​​центру.

В наших испытательных поездках в прибрежной южной Калифорнии и вокруг нее автомобили были достаточно хорошо воспитаны. Силовая полоса была широкой, что говорит о том, что Mazda может переносить шестиступенчатую автоматическую на производство, без необходимости нажимать до восьми или более скоростей. (Был также шестиступенчатый ручной тестовый автомобиль, и руководство должно быть в планах Mazda для SkyActiv-X.) Те, кто тяжело трястись по дросселю, были встречены случайным грохотом. Дизели часто бывают шумными, когда они холодные, и тестовые машины, в которые я вошел, уже были готовы и готовы к вождению.

Временная шкала Mazda имеет SkyActiv-X, прибывающий в календарный 2019 год, первые гибриды и EVs 2019, а также дизель Skyactiv второго поколения в 2020 году (США все еще ждут первого поколения). ICE - двигатель внутреннего сгорания, i-ActivSense включает в себя драйверы и автономное вождение. Дизель SkyActiv-X будет в новом корпусе. Кодо - это язык дизайна Mazda в автомобиле как живая / движущаяся вещь, создающая связь между водителем и автомобилем, или «лошадь и всадник как один [jinba ittai]».
Временная шкала Mazda имеет SkyActiv-X, прибывающий в календарный 2019 год, первые гибриды и EVs 2019, а также дизель Skyactiv второго поколения в 2020 году (США все еще ждут первого поколения). ICE - двигатель внутреннего сгорания, i-ActivSense включает в себя драйверы и автономное вождение. Дизель SkyActiv-X будет в новом корпусе. Кодо - это язык дизайна Mazda в автомобиле как живая / движущаяся вещь, создающая связь между водителем и автомобилем, или «лошадь и всадник как один [jinba ittai]».

SkyActiv-X: Увидимся в 2019 году?

Руки: как дизель Mazda с дизельным двигателем может поднимать MPG 20-30 процентов

В то же время Mazda продолжает добиваться большей мощности и / или эффективности большинства компонентов и была в течение большей части последнего десятилетия. Они включают в себя 15 процентов от двигателей MZR «MaZda Responsive» от 2001 года до нынешнего SkyActiv-G, 20 процентов от MZR-CD (дизель) до Skyactiv-D; 1 процент от ручных передач и 4-7 процентов от автоматики SkyActive Drive; 3-5 процентов на 100 кг (220 фунтов) веса.

Производство SkyActiv-X получило бы также мягкий гибридный электродвигатель. Скорее всего, это будет 48-вольтовая система, которая позволяет использовать небольшую литий-ионную батарею и компактную упаковку, хотя Mazda отказалась комментировать.

Mazda уже имеет самую лучшую в отрасли топливную экономичность (и имеет пять лет подряд), достигнув 29,6 миль на галлон в целом за 2016 год. SkyActiv-X и SkyActiv-D (дизель) помогут. С SkyActiv-X, это все более удивительно, исходя из одного из самых маленьких автопроизводителей в отрасли. Хотя малый может быть преимуществом, говорит инженер по разработке автомобилей Mazda Дейв Колман: «Если инженер должен внести изменения, он может сидеть рядом с человеком, который может это сделать».