SKYACTIV-X от Mazda бензиновый двигатель следующего поколения от Mazda

Технологии Mazda

Бензиновый двигатель следующего поколения SKYACTIV-X от Mazda представляет собой революционную силовую установку, которая сочетает в себе характеристики бензинового двигателя с топливной экономичностью, крутящим моментом и быстрым начальным откликом дизельного агрегата

Благодаря своей технологии зажигания с искробезопасным сжатием (SPCCI) SKYACTIV-X станет первым в мире бензиновым двигателем, использующим компрессионное зажигание, чтобы реализовать беспрецедентный уровень резкого отклика двигателя и крутящего момента в сочетании с более высокой топливной экономичностью и чистым чем когда-либо прежде.

Одновременно с этим идеальным двигателем внутреннего сгорания, Mazda также разработала новую платформу SKYACTIV-VEHICLE ARCHITECTURE следующего поколения с повышенным вниманием к философии дизайна, ориентированной на человека, чтобы максимизировать присущие человеческому организму способности* По состоянию на август 2017 года, согласно внутреннему расследованию.

SKYACTIV-X новый прорыв в технологии двигателей

SKYACTIV-X новый прорыв в технологии двигателей1

Благодаря механизму зажигания с искровым контролем, никогда ранее не наблюдаемому способу сгорания двигатель Mazda SKYACTIV-X представляет собой второй шаг в стремлении Mazda разработать бензиновый двигатель с идеальным механизмом внутреннего сгорания.

Развитие компрессионного воспламенения для бензиновых двигателей уже давно является целью инженеров Mazda. В SKYACTIV-X зажигание свечей зажигания используется для управления воспламенением от воспламенения, что приводит к значительным улучшениям по ряду важных показателей эффективности.

Следуя за бензиновым двигателем Mazda SKYACTIV-G и дизельным двигателем SKYACTIV-D, этому третьему двигателю SKYACTIV было присвоено новое название «X» в знак признания этой двойной роли.

SKYACTIV-X новый прорыв в технологии двигателей2

SKYACTIV-X сравнение

В корпорации Mazda считают, что есть еще достаточно места для дальнейшей эволюции двигателя внутреннего сгорания и что эта технология может внести значительный вклад в сохранение нашей окружающей среды. Основываясь на корпоративном видении Mazda, защищающем нашу прекрасную планету, обогащая жизнь людей благодаря «радости вождения»,  Mazda планируем продолжить непрекращающиеся поиски разработки идеального двигателя внутреннего сгорания.

SKYACTIV-X новый прорыв в технологии двигателей4

SKYACTIV-X новый прорыв в технологии двигателей 6

SKYACTIV-X разрез двигателя

По заявлению компании Mazda, новый двигатель SKYACTIV-X в сравнении с двигателем SKYACTIV-G, будет экономичней на 10-20%, крутящий момент вырастет на 10-30%, в целом, производительность с учетом экономии топлива и увеличением мощности, составит порядка 20%. В сравнении с двигателями 2008 года, новый двигатель SKYACTIV-X будет экономичней на 40%. На сегодняшний день, полной информации по технологии двигателя SKYACTIV-X нет, информация скрыта.  

Интервью с ведущим инженером двигателя нового поколения SKYACTIV-X

Эйджи Накай

Отдел разработки силовых агрегатов

Что такое SKYACTIV-X и чем он отличается от предыдущих двигателей?

Проще говоря, SKYACTIV-X - это бензиновый двигатель, который сочетает в себе преимущества бензиновых и дизельных двигателей в соответствии с названием «следующее поколение». Он помогает земле и людям, предлагая беспрецедентные экологические характеристики и отзывчивое вождение. Например, он повышает эффективность использования топлива до 20-30 процентов по сравнению с нынешним бензиновым двигателем Mazda, а также увеличивает крутящий момент * 1 на 10-30 процентов. В основном, он предлагает ходовые качества 2-литрового спортивного автомобиля с бензиновым двигателем (MX-5) с выбросами углекислого газа в 1,5-литровом дизельном компактном автомобиле (Mazda2).

Из всех доступных технологий, таких как электричество и водород, почему вы сосредоточились на двигателе внутреннего сгорания?

Хотя верно, что различные технологии разрабатываются и выводятся на рынок, у каждой есть свои проблемы. Энергетическая инфраструктура варьируется между странами и регионами. Операционная среда - дорожные условия и стиль вождения - также варьируется между клиентами. Учитывая это, мы рассмотрели, какие экологические технологии были лучшими. Задача состояла в том, чтобы сократить выбросы углекислого газа от колеса к колесу - от точки извлечения топлива до управления транспортным средством - и сделать это в реальном движении на глобальном уровне.

Наше исследование указало на двигатель внутреннего сгорания. Мы поняли, что повышение эффективности существующих двигателей будет способствовать сокращению выбросов углекислого газа во всем мире и в реальных условиях.

Будущие перспективы двигателя внутреннего сгорания были продемонстрированы сторонними организациями. Согласно отчету Международного энергетического агентства, в 2035 году автомобили с двигателями внутреннего сгорания будут составлять около 84 процентов всех транспортных средств. Конечно, мы также разрабатываем другие технологии, чтобы их можно было использовать на рынках, где они подходят. Наш электромобиль, запланированный к запуску в 2019 году, является одним из примеров.

Мы также изучаем способы более эффективного снижения общих выбросов путем добавления компактных технологий электрификации для скоростей, при которых снижается эффективность двигателя внутреннего сгорания.

У двигателя внутреннего сгорания есть такой большой потенциал для улучшения?

Мы постоянно работаем над созданием идеального двигателя, поэтому мы знаем, что еще есть много возможностей для совершенствования. Было проведено много исследований потенциальных и технических трудностей для повышения эффективности двигателя внутреннего сгорания. Когда Mazda разработала свои существующие двигатели (SKYACTIV-G и SKYACTIV-D), она продемонстрировала этот потенциал и привлекла внимание научного сообщества. Это помогло вдохнуть новую жизнь в исследования и разработки двигателей внутреннего сгорания. Это достижение последовало за основными задачами: расширение границ ненормального сгорания (детонация) в условиях высоких температур и высокого давления в бензиновых двигателях (SKYACTIV-G) и расширение границ характеристик зажигания (пропусков зажигания) при низких температурах и низком давлении. условия в дизельных двигателях (SKYACTIV-D).

Автомобильные двигатели генерируют энергию, сжимая воздух, выхлопные газы и топливо и воспламеняя его для сжигания. Теоретически, чем больше воздуха вы вкладываете и чем больше сжимаете его перед сгоранием, тем большую мощность вы можете получить - но это не работает так. Высокие степени сжатия в бензиновых двигателях вызывают ненормальное сгорание, в то время как низкие степени сжатия в дизельных двигателях вызывают пропуски зажигания. Решая эти проблемы в обоих типах двигателей, инженеры Mazda оттачивали свои навыки для разработки нашего двигателя следующего поколения, SKYACTIV-X.

Какие технические новшества вошли в SKYACTIV-X ?

Во-первых, мы использовали тенденцию ненормального сгорания в наших интересах. SKYACTIV-X вырабатывает много энергии, принудительно сжимая большой объем воздушно-топливной смеси и зажигая ее свечой зажигания, которая затем запускает множество пламень горения (воспламенение от сжатия) по всему цилиндру.

Второе - это баланс воздуха и топлива (бензина) внутри цилиндра. Внутри цилиндра образуется смесь воздуха, выхлопных газов и топлива, и чем больше воздуха относительно топлива, тем выше эффективность использования топлива. Благодаря SKYACTIV-X нам удалось значительно увеличить соотношение воздух-топливо по сравнению с обычными двигателями.

Должно быть, вы столкнулись с трудностями в достижении этих инноваций. Как вы их преодолели ?

Постоянное достижение заданного уровня сгорания в различных пользовательских средах - температура воздуха, высота над уровнем моря, условия вождения и т. д. - было серьезным препятствием. При воспламенении от сжатия бензин горит энергично только при соблюдении надлежащих условий температуры и давления. Особенно трудно сгореть при высоком воздушно-топливном соотношении. Мы должны были создать условия для сжигания заданного количества топлива, как планировалось в каждом цикле сгорания и в различных сценариях вождения и рабочих условиях. Это было все равно, что пытаться найти идеальный способ приготовления риса, каждый раз регулируя размер пламени.

Чтобы найти это идеальное пламя, мы решили расширить наши вычислительные ресурсы. Разработка нового и сложного метода сгорания требует точного моделирования камеры сгорания. Это была компьютерная модель, в которой мы определили идеальное сгорание путем расчета, а затем работали над его достижением в реальном мире. В прошлом наша работа была трудоемким процессом, который включал создание большого количества прототипов транспортных средств или двигателей и их многократное тестирование. Но этот подход ни к чему не привел бы при разработке настоящего движка, поскольку было множество возможных комбинаций. Разработка на основе компьютерных моделей значительно повысила эффективность нашей работы.

Мы также сотрудничали с научными кругами и правительством в разработке фундаментальных технологий. По мере того, как мы повышали точность наших симуляций, мы нашли правильное «пламя», которое позволило бы энергично гореть бензину. Мы использовали результаты моделирования, чтобы создать нечто вроде рецепта, который затем запрограммировали в блок управления двигателем.

Этот рецепт - Spark Controlled Compression Ignition (SPCCI), который воплощает технологии воспламенения от сжатия, преследуемые последовательными поколениями инженеров бензинового двигателя. Мы смогли упаковать SPCCI в качестве системы двигателя. Мы дорабатываем его для максимальной удовлетворенности клиентов, когда запустим его в 2019 году.

Какой тип двигателя вы хотите разработать дальше ?

Наша цель - продолжать стремиться к лучшему в мире двигателю: более эффективному источнику энергии, который выделяет меньше выбросов углекислого газа в реальных сценариях вождения в зависимости от среды пользователя и выделяет более чистые выхлопные газы.

Мы преодолели ряд проблем в процессе разработки SKYACTIV-X. На самом деле, мы даже смогли преодолеть препятствие ненормального сгорания и сделать это в наших интересах. В детстве кофе имеет горький вкус, но вы начинаете ценить его как взрослый. Нечто подобное произошло в моей карьере инженера. Проблемы, с которыми мы сталкиваемся сейчас в поисках идеального двигателя внутреннего сгорания, неизбежно станут нашими сильными сторонами. Это вдохновляет нас продолжать поиск двигателя, который поможет создать прекрасную землю и обогатить жизнь людей и общество.