Высокая компрессия двигателя — больше, чем эволюция

Производители автомобилей с бензиновым двигателем продолжают улучшать характеристики своих двигателей и постоянно стараются максимально снизить расход топлива. Если присмотреться к традиционному двигателю внутреннего сгорания, в настоящее время у нас есть две тенденции в области бензиновых двигателей, одна из которых является почти второстепенной. Инженеры Mazda выбрали эту узкую и извилистую дорогу. Это правильно?

Производители автомобилей с бензиновым двигателем продолжают улучшать характеристики своих двигателей и постоянно стараются максимально снизить расход топлива. Если присмотреться к традиционному двигателю внутреннего сгорания, в настоящее время у нас есть две тенденции в области бензиновых двигателей, одна из которых является почти второстепенной. Инженеры Mazda выбрали эту узкую и извилистую дорогу. Это правильно?

Прямой впрыск бензина сейчас становится стандартом, а непрямой, по мнению специалистов, будет полностью выведен из обращения в течение десятилетия. Нынешние двигатели становятся более мощными и имеют гораздо больший наддув. Подзарядка — основная цель большинства производителей, потому что у нее большой потенциал. Давление можно увеличивать бесконечно, но это влечет за собой сокращение срока службы двигателя и высокие нагрузки. Уменьшение габаритов, то есть радикальное уменьшение рабочего объема и добавление наддува, не является новшеством в автомобильной промышленности и в настоящее время является нормой. Примером может служить Ford Mondeo 1.0 EcoBoost. Однако инженеры Хиросимы пошли другим путем.

Что такое степень сжатия двигателя?
Степень сжатия определяется численно соотношением максимального и минимального объемов камеры сгорания в цилиндре. Другими словами, это отношение объема цилиндра, когда поршень находится в обратном нижнем положении, к производительности, когда он достигает верхнего обратного положения.
Степень сжатия оказывает значительное влияние на мощность двигателя и возможность самовозгорания. Более высокая степень сжатия обеспечивает большую энергоэффективность. Существует взаимосвязь, которая определяет, что более высокая степень сжатия идет рука об руку с более высоким октановым числом потребляемого топлива. Двигатели с искровым зажиганием имеют степень сжатия от 7,5 до 14.
Противоположная ситуация относится к двигателям с воспламенением от сжатия, где непосредственный впрыск имеет степень сжатия от 16 до 18. В двигателях этого типа, но с непрямым впрыском, степень сжатия немного выше и составляет в среднем от 18 до 24 — это полностью позволяет топливно-воздушную смесь автоматически загореться.

Имеет ли смысл термин дизельный двигатель?
Термин "дизельный двигатель" относится к двигателю с воспламенением от сжатия. Стандартный дизельный двигатель имеет почти вдвое большую степень сжатия, чем типичный бензиновый двигатель. Японские инженеры свергли это разделение, представив двигатель с искровым зажиганием Sky-G и двигатель с воспламенением от сжатия Sky-D, которые имеют точно такую же степень сжатия — 14.
Главный результат работы специалистов Mazda — использование системы сгорания HCCI — Homogenus Charge Compression Ignitron. Это система сгорания гомогенной смеси, что в данном случае означает самовоспламенение бензина. При определенных условиях двигатель Sky-G работает так же, как дизельный двигатель, за исключением того, что он сжигает бензин. Однако революционная система HCCI требует высокой температуры смеси, которая достигается в дизельных агрегатах благодаря высокой степени сжатия. Это путь, выбранный инженерами Mazda, и в двигателе 2.0 Sky-G используется степень сжатия 14 — для сравнения, мы предполагаем, что традиционные бензиновые двигатели достигают около 10. И, конечно, чем выше степень сжатия, тем экономичнее двигатель.
Проблема оказалась в опасности опасной детонации двигателя внутреннего сгорания при высокой степени сжатия. С этим справились применением непосредственного впрыска, позволившего создать однородную бензиновоздушную смесь. Кроме того, головки поршней сконструированы таким образом, что зажигание постоянно контролируется и поршень не перегревается. Также были введены длинные выпускные коллекторы, чтобы выхлопные газы не нагревали двигатель. Дополнительно было решено использовать систему изменения фаз газораспределения.

Sky-G сюрпризы
Результатом работы стал двигатель Sky-G рабочим объемом 2,0. Несмотря на относительно небольшую мощность в 120 л.с, агрегат выдает высокий крутящий момент 210 Нм при 4000 об / мин. Агрегат оборудован системой непосредственного впрыска топлива, которая за счет испарения снижает температуру смеси и предотвращает вышеупомянутое детонационное сгорание.
SKYACTIV-G оснащен выхлопной системой 4-2-1, которая предотвращает возврат горячих газов в выхлопные каналы. Каналы охладителя и головка позволяют дополнительно увеличить степень сжатия. Другая форма днища гарантирует, что зона высокой температуры будет располагаться только в непосредственной близости от свечи зажигания.
В Sky-G ход был увеличен, а диаметр уменьшен. Меньшая поверхность стены снижает потери тепла. ГРМ состоит из коромысел — оба вала оснащены регулировкой ГРМ. Снижение механических потерь двигателя также было достигнуто благодаря двухступенчатому масляному насосу, маловязкому маслу и меньшей массе движущихся частей. Помимо прочего, использовался стальной кованый коленчатый вал.

Я даю согласие на обработку персональных данных

Отправить