Skyactiv X荣获“汽车和运动技术奖”

马自达尖端发动机赢得媒体创始人保罗·皮特奇奖

每年，汽车和体育媒体都会获得Paul Pitch国际技术创新奖。 在人们越来越多地将电动汽车视为内燃机的替代品之际，Paul Pietsch 2020奖正是因为这种热力发动机而获得的。 但是，它具有前卫的特征。 在生产模型中，没有其他公司能够将汽油发动机中的均质混合物与柴油发动机中的自燃形成这种结合。 借此机会再次告诉您有关此设备的工作原理。

凭借柴油发动机中的汽油喷射压力、火花塞点火、自点火、不断变化的“λ”，Skyactiv X 是汽车行业真正的一场革命。

马自达在HCCI发动机行业的发展跨越了30多年，主要基于对Wankel发动机开发过程中燃料过程的极为深入的分析。 在此基础上对几代工程师进行了培训，这带来了许多麻烦和问题，但也带来了很多经验。

正是在转子发动机的深处，发现了第一批具有均匀混合和自燃功能的机器原型。 Wankel 发动机还作为开发各种涡轮相关技术的平台——这就是 RX-7，它在仅由保时捷使用的汽油发动机中引入了初级 VNT 涡轮增压器、双喷气涡轮和级联加油。

X档案

然而，当前 Skyactiv X 的直接基础是已经证明的新一代汽油机 Skyactiv G 和 Skyactiv D。如果您查看这些设备中提供的解决方案，您将不可避免地发现它们在某种程度上“实现”了。 “在新的 SPCCI 工厂中，从分析燃烧室到流动湍流中获得的经验。

根据这个假设，Skyactiv X 的效率比丰田普锐斯（使用阿特金森循环）提供动力的 2ZR-FXE 汽油发动机的效率高出 39%，但马自达自己意识到这个最高点并不是最重要的点。 大多数情况下，发动机在部分负载下运行，汽油发动机的平均效率急剧下降。 由于在大多数情况下 Skyactiv X 使用全开蝶阀运行，因此泵损失显着降低，平均效率提高。 这与高压缩比相结合，共同提高了效率。

马自达工程师的一项伟大成就是，他们的Skyactiv X在很宽的速度和负载范围内以均匀的混合气和自燃模式运行。 在实践中，它不仅结合了柴油和汽油发动机中使用的过程，而且还结合了含稀薄混合物的汽油-柴油发动机和汽油发动机中的类似过程。 在后者中，还会形成正常和不良部分，但与它们不同的是，该过程完全在闪光灯前部进行，在马自达的情况下，不良混合物在火花塞的帮助下自燃。

Skyactiv X中发生了什么？ 到目前为止，所有基于HCCI体制运行的实验发动机都是基于非常复杂的自燃控制（基于压缩过程中的热量和压力以及燃料，气体和空气之间的初步化学反应），其运行参数处于多种模式。 恢复正常的发动机运行。 马自达发动机始终使用火花塞作为燃烧引发剂。 但是，与汽油机正常运行的区别在于随后的事件。 因此，向不同模式的过渡变得更加平衡，并且HCCI模式下的这种控制方法可实现稳定的过程。

理论上的东西

Skyactiv X基于带有大气填充的四缸，两升Skyactiv G，它本身就是高效的良好基础。 此外，它的工作容积为每个气缸0,5升，就燃烧过程的速度而言是最佳的。 为创造以HCCI模式运行的条件，将几何压缩比提高到16,3：1。因此，混合物变稠至接近汽油中大多数馏分自燃温度的温度，平均辛烷值为95H和正常发动机工作温度。

根据来自多个传感器的数据，其中每个气缸上的四个压力传感器是关键，计算机决定选择哪种操作模式。 后者是根据几个功能区确定的，具体取决于发动机的速度和负载（换句话说，加速踏板的下压程度）。 在称为 SCV 的特殊涡流模块（包括其中一个进气口中的特殊空气控制阀）的帮助下，围绕气缸轴线产生强烈的湍流。 根据条件并基于压缩和燃烧压力建立曲线的比较，以及预定义“映射”中的许多其他参数，多端口喷射器以接近第一代共轨柴油机的压力喷射燃料系统。 - 从 300 到 1200 bar - 分几个部分。 这是从一个长脉冲（在正常的燃烧过程中）到进气和压缩冲程期间的几个脉冲（在自点火操作中）完成的。 显然，汽油发动机创纪录的喷射压力也是混合气形成的关键因素。 然而，出现了一个合乎逻辑的问题 - 如果以及何时切换到较低的发动机功率和涡轮增压，随着气缸压力的增加以及增加燃料部分的需要，整组参数将如何变化......

一切发生得更快。

马自达的 SPCCI 专利长达 44 页，详细说明了该车在相当长的一段时间内以火花塞自动点火 (SPCCI) 模式运行。 该控制基于运行期间的几种 SPCCI 自点火模式 - 一种混合气大多较差，混合气大部分正常，混合气稍浓。 在所有情况下，喷射和涡流配置都会围绕轴同心地形成不同成分（分层）的层，内部区域较浓（空气：燃料比约为 14,7-20:1），外部区域较稀（35）。 -50:1)。 内部具有足够的“可燃性”，外部在压缩时几乎达到活塞上止点附近的自燃临界温度。 火花塞的火花引发内部区域的点火，导致温度和压力急剧上升，并导致其他区域同时自燃。 由于没有闪锋，它发生在低于氮氧化物形成阈值的温度下，这大大减少了氮氧化物的存在，并且弱均匀混合物提供了更完全的燃烧和非常低水平的颗粒物、一氧化碳和碳氢化合物。

根据运行条件——例如中速和高负载，以及在所有情况下的高速——机械压缩机启动以帮助提供更多空气并进一步消耗混合物。 虽然它的目的不是增加动力，但它有助于汽车良好的动态品质。 该专利还提到该车可以进行涡轮增压，从逻辑上讲，较低的排气温度可以允许使用可变几何涡轮机。 然而，就目前而言，使用响应更灵敏的机械压缩器进行控制变得更加容易（前提是此类定义与 Skyactiv X 兼容）。 据马自达工程师称，涡轮增压器的使用可能会在稍后阶段进行。

重要的是要注意，他们设法创造了其他人无法做到的东西——至少不是以连续形式。 许多传感器参数与模式选择的预设行为进行比较，但事实是，在实践中，“SPCCI 模式”标志大部分时间都显示在马自达显示屏上，即使在非常低和非常高的转速范围内 - 即使在非常低的转速下rpm Mazda3 在第六档平稳移动。

这在现实生活中如何发生？

经过这么长的理论部分之后，终于到了回答这个问题的时候了——这一切最终在实践中会导致什么。 与汽油车一样，汽车可以轻松提速并快速响应。 在测试期间，包括 Iskar Gorge 的爬坡和转弯、正常的城际和高速公路模式，马自达 3 Skyactiv X 的油耗保持在约 5,2 l / 100 km 的范围内。 德国同行的平均测试油耗为 6,6 l/100 km，但这也包括高速行驶。 在经济驾驶测试中，它们达到了 5,4 l/100 km，即 124 g/100 km CO2，与奥迪 A3 2.0 TDI、宝马 118d 和梅赛德斯 A 200d 相当。 但需要注意的是，尽管操作过程复杂，但该机不需要复杂的气体处理技术，但另一方面，超高压喷射系统增加了成本。 另一方面，小型机械压缩机比涡轮增压器便宜，因此应该定位为介于柴油机和汽油机之间的价格。

该发动机与马自达 3 的动态特性及其良好的转弯设置相得益彰。 转向精确布置，汽车保持中性风度，表现出仅在急剧挑衅时才转动后轮的趋势。 除此之外，还有辅助系统和设备的良好组合，在马自达，这些都是各级设备的一部分。 我们已经充分讨论了控件的新人体工程学组成。 各项功能不受显示器控制，操作简单方便。 总体而言，内饰具有多年前仅在豪华车型中才有的微妙轻盈感和品质感。 简而言之 - Skyactiv X 有效 - 它真的让你兴奋。