Технология SKYACTIV-G в Mazda

Технологии Mazda

Новое поколение высокоэффективного с непосредственным впрыском бензинового двигателем, который достигает самый высокий в мире коэффициент сжатия бензинового двигателя 14,0: 1

Особенности SKYACTIV-G

· Первый в мире бензиновый двигатель для массового производства транспортных средств для достижения высокой степени сжатия 14,0: 1

· Значительно улучшенная эффективность двигателя благодаря высокому сгорании сжатия, в результате чего 15 процентов увеличения эффективности использования топлива и крутящего момента

· Улучшение повседневного вождения благодаря увеличению крутящего момента на низко- до скорости в середине двигателя

· 4-2-1 выхлопной системы, поршни полости, Многоканальные инжекторы и другие инновации позволяют достичь высокую степень сжатия

* Повышение эффективности использования топлива и крутящего момента на 15% было рассчитано путем сравнения SKYACTIV-G с текущим бензиновым двигателем Mazda.

Степень сжатия, экономия топлива и крутящий момент варьируются в зависимости от рынка, линейки авто и передачи.

Достоинства и вопросы высокой степени сжатия

Увеличение степени сжатия значительно улучшает термический КПД. Степень сжатия последних газовых двигателей, как правило, около 10: 1 до 12: 1.

Теоретически, если степень сжатия повышается от 10: 1 до 15: 1, термический КПД будет улучшаться примерно на 9%. Тем не менее, одна из причин, препятствующих распространению высокой степени сжатия газовых двигателей является большим падением крутящего момента из-за стуком (рис.1).

Технология SKYACTIV-G в Mazda

Выбивание является ненормальным сгоранием, в которых воздушно-топливная смесь воспламеняется преждевременно из-за воздействия высокой температуры и давления, создавая нежелательный высокочастотный шум. Когда степень сжатия увеличивается, температура в верхней мертвой точке сжатия (ВМТ), также возрастает, увеличивая вероятность детонации.

Для того, чтобы понизить температуру при сжатии в верхней мертвой точке, уменьшая количество оставшегося в камере сгорания горячего отходящего газа является эффективным. Так, например, с коэффициентом сжатия 10: 1, остаточной температуры газа 750 ° С. С, а температура впускаемого воздуха 25 ° С. С, если 10% отработанного газа остается, температура внутри цилиндра до сжатия возрастает примерно на 70 градусов. С, а температура при сжатии в верхней мертвой точке рассчитывают увеличить примерно на 160 ° С. С. Таким образом, можно легко сделать вывод, что количество остаточного газа имеет большое влияние на стук. 

Эти расчеты приведены на рисунке 2, и, как указано, если количество остаточного газа уменьшается в два раза с 8% до 4%, температура, при сжатии в верхней мертвой точке рассчитывают оставаться неизменным, даже когда коэффициент сжатия увеличивается от 11: 1 до 14: 1.

SKYACTIV-G в Mazda

Это уменьшение остаточного газа было сосредоточено на для SKYACTIV-G, что улучшает реализацию высокой степени сжатия бензинового двигателя.

Система Выхлоп 4-2-1

Один из вариантов, чтобы значительно уменьшить остаточный газ является принятие схемы 4-2-1 в выхлопной системы. Как показано на рисунке 3, когда выпускной коллектор является коротким, волна высокого давления от газа, выходящего сразу после цилиндра № 3 в выпускных клапанах открытых, например, прибывает в цилиндре № 1, как он заканчивает свой такт выпуска, и входит в его такт впуска. В результате, отработавший газ, который только что переехал из цилиндра вынужден обратно внутрь камеры сгорания, увеличивая количество горячего остаточного газа. С коротким выпускным коллектором, волна высокого давления поступает в следующий цилиндр в течение короткого промежутка времени, в результате чего этот неблагоприятный эффект для продолжения от низких до высоких оборотах двигателя. Тем не менее, с длинной 4-2-1 выхлопной системы, так как это требует времени для волны высокого давления, чтобы достичь следующего цилиндра, эффект упоминался ограничен экстра-низких обороты двигателя, в результате чего снижения остаточного газа практически на все двигатели скорость возможно.

Кроме того, длина трубы свыше 600 мм была необходима, чтобы поднять фактическое использование крутящего момент, но пространство было сохранено, приняв форму петли.

Главная проблема с выхлопной системой 4-2-1 является то, что большое расстояние охлаждает отработавший газ перед тем как он достигнет катализатор, задерживая активацию катализатора в. Температура отработавших газов может быть увеличена путем задержки момента зажигания, но слишком много отсталости вызывает неустойчивое горение. Для SKYACTIV-G, стабильное горение было осуществлено даже тогда, когда установка опережения зажигания после того, когда старт двигателя значительно задерживается.

Это стало возможным путем принятия поршневой полости (рис.4) и оптимизации впрыска топлива, с тем чтобы сформулировать стратифицированную воздушно-топливную смесь вокруг свечи зажигания. Кроме того, полость поршня решен вопрос первоначальное пламя вступления в контакт с головкой поршня и генерирования охлаждения потери.

SKYACTIV-G технология в автомобиле Mazda

Улучшение сгорания

Для того, чтобы улучшить сопротивление к детонации, укорочение длительности горения также попытки. Быстрее сгорания, тем короче промежуток времени несгоревший смеси воздух-топливо подвергается воздействию высоких температур, что позволяет для нормального горения сделать вывод, прежде чем возникает детонация. В частности, в стороне от создания более гомогенной смеси путем усиления потока воздуха, увеличивая давление впрыска, и с помощью несколько отверстий форсунок для улучшения характеристик распыления топлива, поршень полости используется для предотвращения попадания первичного пламени горения в поршень.

Технология Mazda SKYACTIV-G