Mazda SkyActiv G इंजिन - पेट्रोल आणि SkyActiv D - डिझेल
सीओ उत्सर्जन कमी करण्याचे ध्येय वाहन उत्पादकांचे आहे2 वेगळ्या प्रकारे. कधीकधी, उदाहरणार्थ, o तडजोड जे ड्रायव्हिंगचा आनंद बाजूला सारतात. तथापि, माजडाने वेगळ्या दिशेने जाण्याचा आणि उत्सर्जन कमी करण्याचा निर्णय घेतला आहे ज्यामध्ये ड्रायव्हिंगचा आनंद हिरावून घेणार नाही अशा नवीन सर्व-एक-एक सोल्यूशनसह. पेट्रोल आणि डिझेल इंजिनच्या नवीन डिझाइन व्यतिरिक्त, सोल्यूशनमध्ये नवीन चेसिस, बॉडी आणि गिअरबॉक्स देखील समाविष्ट आहे. संपूर्ण वाहनाचे वजन कमी करणे नवीन तंत्रज्ञानाच्या मदतीने चालते.
अलीकडील अभ्यास दर्शवतात की पारंपारिक दहन इंजिन पुढील 15 वर्षे ऑटोमोटिव्ह जगावर वर्चस्व राखतील, म्हणून त्यांच्या विकासासाठी बरेच प्रयत्न करणे योग्य आहे. तुम्हाला माहिती आहेच की, इंधनात असलेली बहुतेक रासायनिक ऊर्जा दहन दरम्यान यांत्रिक कामात रूपांतरित होत नाही, परंतु एक्झॉस्ट पाईप्स, रेडिएटर इत्यादींद्वारे कचऱ्याच्या उष्णतेच्या रूपात अक्षरशः बाष्पीभवन होते आणि ते घर्षणाने होणारे नुकसान देखील स्पष्ट करतात. इंजिनचे यांत्रिक भाग. स्काय ivक्टिव्ह गॅसोलीन आणि डिझेल इंजिनची नवीन पिढी विकसित करताना, जपानच्या हिरोशिमा येथील अभियंत्यांनी सहा मुख्य घटकांवर लक्ष केंद्रित केले जे परिणामी वापर आणि उत्सर्जनावर परिणाम करतात:
- संक्षेप प्रमाण,
- इंधन ते हवेचे प्रमाण,
- मिश्रणाच्या दहन अवस्थेचा कालावधी,
- मिश्रणाच्या दहन अवस्थेची वेळ,
- पंपिंग नुकसान,
- इंजिनच्या यांत्रिक भागांचे घर्षण.
पेट्रोल आणि डिझेल इंजिनच्या बाबतीत, कॉम्प्रेशन रेशो आणि घर्षण तोटा कमी करणे हे उत्सर्जन आणि इंधन वापर कमी करण्यासाठी सर्वात महत्वाचे घटक असल्याचे सिद्ध झाले आहे.
स्काय ivक्टिव डी मोटर
2191 सीसी इंजिन उच्च दाब असलेल्या सामान्य रेल्वे इंजेक्शन सिस्टमसह पायझोइलेक्ट्रिक इंजेक्टरसह सुसज्ज आहे. यात डिझेलसाठी फक्त 14,0: 1 चे विलक्षण कमी कॉम्प्रेशन रेशो आहे. रिचार्जिंग वेगवेगळ्या आकाराच्या टर्बोचार्जरच्या जोडीद्वारे प्रदान केले जाते, ज्यामुळे प्रवेगक पेडल दाबण्यासाठी इंजिन प्रतिसादातील विलंब कमी करण्यावर सकारात्मक परिणाम होतो. व्हॉल्व ट्रेनमध्ये व्हेरिएबल व्हॉल्व्ह ट्रॅव्हल समाविष्ट आहे, जे इंजिन थंड असताना वेगाने गरम होते, कारण काही एक्झॉस्ट गॅस सिलेंडरमध्ये परत येतात. वॉर्म-अप टप्प्यात विश्वसनीय थंड सुरवात आणि स्थिर ज्वलनामुळे, पारंपारिक डिझेल इंजिनांना उच्च संपीडन गुणोत्तर आवश्यक असते, जे सामान्यत: 16: 1 ते 18: 1. च्या श्रेणीत असते. -डी इंजिन दहन प्रक्रियेचा वेळ ऑप्टिमाइझ करण्यास अनुमती देते. जसजसे कॉम्प्रेशन रेशो कमी होते, वरच्या डेड सेंटरवर सिलेंडरचे तापमान आणि दाबही कमी होतो. या प्रकरणात, वरच्या मृत केंद्रावर पोहोचण्यापूर्वी सिलेंडरमध्ये इंधन इंजेक्ट केले तरीही मिश्रण जास्त काळ जळते. दीर्घकाळापर्यंत ज्वलनाचा परिणाम म्हणून, ऑक्सिजनची कमतरता असलेले क्षेत्र दहनशील मिश्रणात तयार होत नाहीत आणि तापमान एकसारखे राहते, जेणेकरून NOx आणि काजळीची निर्मिती लक्षणीयपणे वगळली जाते. वरच्या मृत केंद्राजवळ इंधन इंजेक्शन आणि ज्वलनासह, इंजिन अधिक कार्यक्षम आहे. याचा अर्थ इंधनामध्ये असलेल्या रासायनिक ऊर्जेचा अधिक कार्यक्षम वापर तसेच इंधन प्रति युनिट जास्त यांत्रिक कार्य उच्च संकुचित प्रमाण डिझेल इंजिनच्या बाबतीत. याचा परिणाम म्हणजे डिझेलचा वापर आणि तार्किक CO14,0 उत्सर्जन 1% पेक्षा जास्त कमी झाले आहे जे 2 MZR-CD इंजिन 20: 2,2 कॉम्प्रेशन रेशोसह कार्यरत आहे. कार्बन. अशा प्रकारे, अतिरिक्त NOx काढण्याची प्रणाली नसतानाही, 16 मध्ये अंमलात येण्यामुळे इंजिन युरो 1 उत्सर्जन मानक पूर्ण करते. अशा प्रकारे, इंजिनला निवडक उत्प्रेरक घट किंवा NOx उत्प्रेरक नष्ट करण्याची आवश्यकता नसते.
कमी कॉम्प्रेशनमुळे, इंजिन थंड सुरू होताना मिश्रण प्रज्वलित करण्यासाठी पुरेसे उच्च तापमान निर्माण करू शकत नाही, ज्यामुळे विशेषतः हिवाळ्यात, खूप समस्याप्रधान प्रारंभ आणि इंजिन मधूनमधून ऑपरेशन होऊ शकते. या कारणास्तव, SkyActiv-D सिरेमिक ग्लो प्लग आणि व्हेरिएबल स्ट्रोक VVL एक्झॉस्ट वाल्व्हसह सुसज्ज आहे. हे गरम एक्झॉस्ट वायूंना दहन कक्षात आंतरिकरित्या पुनर्संचयित करण्यास अनुमती देते. पहिल्या इग्निशनला ग्लो प्लगद्वारे सहाय्य केले जाते, जे एक्झॉस्ट गॅससाठी आवश्यक तापमानापर्यंत पोहोचण्यासाठी पुरेसे आहे. इंजिन सुरू केल्यानंतर, एक्झॉस्ट वाल्व सामान्य सेवन इंजिनप्रमाणे बंद होणार नाही. त्याऐवजी, ते अजर राहते आणि गरम एक्झॉस्ट वायू दहन कक्षात परत येतात. हे त्यामध्ये तापमान वाढवते आणि म्हणून मिश्रणाचे त्यानंतरचे प्रज्वलन सुलभ करते. अशा प्रकारे, पहिल्या क्षणापासून इंजिन सहजतेने आणि व्यत्ययाशिवाय चालते.
2,2 MZR-CD डिझेल इंजिनच्या तुलनेत, अंतर्गत घर्षण देखील 25% ने कमी केले आहे. हे केवळ एकूणच तोट्यातील आणखी घटच नव्हे तर जलद प्रतिसाद आणि सुधारित कार्यप्रदर्शनामध्ये देखील दिसून येते. कमी कम्प्रेशन रेशोचा आणखी एक फायदा म्हणजे कमी कमाल सिलेंडरचा दाब आणि त्यामुळे वैयक्तिक इंजिनच्या घटकांवर कमी ताण. या कारणास्तव, अशा मजबूत इंजिन डिझाइनची आवश्यकता नाही, परिणामी अधिक वजन बचत होईल. इंटिग्रेटेड मॅनिफोल्ड असलेल्या सिलेंडरच्या डोक्याच्या भिंती पातळ आहेत आणि त्याचे वजन पूर्वीपेक्षा तीन किलोग्रॅम कमी आहे. अॅल्युमिनियम सिलेंडर ब्लॉक 25 किलो फिकट आहे. पिस्टन आणि क्रँकशाफ्टचे वजन आणखी 25 टक्क्यांनी कमी झाले आहे. परिणामी, SkyActiv-D इंजिनचे एकूण वजन आतापर्यंत वापरलेल्या 20 MZR-CD इंजिनपेक्षा 2,2% कमी आहे.
SkyActiv-D इंजिन दोन-स्टेज सुपरचार्जिंग वापरते. याचा अर्थ ते एका लहान आणि एका मोठ्या टर्बोचार्जरने सुसज्ज आहे, प्रत्येक वेगळ्या श्रेणीच्या श्रेणीमध्ये कार्यरत आहे. लहान एक कमी आणि मध्यम revs वापरले जाते. फिरणाऱ्या भागांच्या कमी जडपणामुळे, ते टॉर्क वक्र सुधारते आणि तथाकथित टर्बो प्रभाव काढून टाकते, म्हणजेच, एक्झॉस्टमध्ये पुरेसा दाब नसताना कमी वेगाने अचानक प्रवेगक उडी घेण्यासाठी इंजिनच्या प्रतिसादात विलंब . टर्बोचार्जर टर्बाइन जलद वळण्यासाठी शाखा पाईप. याउलट, मोठा टर्बोचार्जर मिड-स्पीड श्रेणीमध्ये पूर्णपणे गुंतलेला असतो. दोन्ही टर्बोचार्जर एकत्रितपणे कमी आरपीएमवर सपाट टॉर्क वक्र आणि उच्च आरपीएमवर उच्च शक्ती प्रदान करतात. टर्बोचार्जर्सकडून विस्तृत स्पीड रेंजवर पुरेशा हवेच्या पुरवठ्याबद्दल धन्यवाद, NOx आणि कण उत्सर्जन कमीतकमी ठेवले जाते.
आतापर्यंत, 2,2 SkyActiv-D इंजिनच्या दोन आवृत्त्या युरोपसाठी तयार केल्या जात आहेत. सशक्त व्यक्तीची जास्तीत जास्त शक्ती 129 किलोवॅट 4500 आरपीएम आणि 420 आरपीएमवर जास्तीत जास्त 2000 एनएम आहे. दुर्बल व्यक्तीकडे 110 आरपीएमवर 4500 किलोवॅट आणि जास्तीत जास्त 380-1800 आरपीएमच्या श्रेणीमध्ये 2600 एनएम टॉर्क आहे. दोन्ही इंजिनांची रोटेशनल स्पीड 5200 आहे. सराव मध्ये, इंजिन 1300 आरपीएम पर्यंत सुस्त काम करते, या मर्यादेपासून ते वेग वाढवू लागते, तर सामान्य ड्रायव्हिंगसाठी ते सुमारे 1700 आरपीएम किंवा त्याहून अधिक राखण्यासाठी पुरेसे आहे गुळगुळीत प्रवेग आवश्यक.
स्काय ivक्टिव जी इंजिन
Skyactiv-G नामित नैसर्गिकरित्या आकांक्षा असलेले पेट्रोल इंजिन, 14,0:1 चे असामान्यपणे उच्च कॉम्प्रेशन रेशो आहे, जे सध्या मोठ्या प्रमाणात उत्पादित प्रवासी कारमध्ये सर्वाधिक आहे. कॉम्प्रेशन रेशो वाढल्याने गॅसोलीन इंजिनची थर्मल कार्यक्षमता वाढते, ज्याचा अर्थ शेवटी कमी CO2 मूल्ये आणि त्यामुळे इंधनाचा वापर कमी होतो. गॅसोलीन इंजिनच्या बाबतीत उच्च कम्प्रेशन रेशोशी संबंधित जोखीम म्हणजे तथाकथित नॉकिंग दहन - विस्फोट आणि परिणामी टॉर्क आणि अत्यधिक इंजिन पोशाख कमी होणे. उच्च कॉम्प्रेशन रेशोमुळे मिश्रणाचे दहन रोखण्यासाठी, स्कायएक्टिव्ह-जी इंजिन दहन कक्षातील उरलेल्या गरम वायूंचे प्रमाण तसेच कमी दाबाचा वापर करते. म्हणून, 4-2-1 कॉन्फिगरेशनमधील एक्झॉस्ट पाईप वापरला जातो. या कारणास्तव, एक्झॉस्ट पाईप तुलनेने लांब आहे आणि अशा प्रकारे एक्झॉस्ट वायूंना ते सोडल्यानंतर लगेचच दहन कक्षात परत येण्यापासून प्रभावीपणे प्रतिबंधित करते. दहन तापमानात परिणामी घसरण प्रभावीपणे विस्फोट ज्वलन - विस्फोट होण्यापासून प्रतिबंधित करते. विस्फोट रोखण्याचे आणखी एक साधन म्हणून, मिश्रणाचा जळण्याची वेळ कमी केली गेली आहे. मिश्रण जलद जळणे म्हणजे कमी वेळ ज्या दरम्यान इंधन आणि हवेचे जळलेले मिश्रण उच्च तापमानाच्या संपर्कात येते, ज्यामुळे विस्फोट होण्यास अजिबात वेळ मिळत नाही. पिस्टनच्या खालच्या भागाला विशेष रीसेसेस देखील प्रदान केले आहेत जेणेकरुन बर्निंग मिश्रणाच्या ज्वाला एकमेकांना न ओलांडता विस्तारू शकतील आणि इंजेक्शन सिस्टम देखील नवीन विकसित मल्टी-होल इंजेक्टरसह सुसज्ज आहे, ज्यामुळे अणुकरण करण्यासाठी इंधन.
इंजिनची कार्यक्षमता वाढविण्यासाठी तथाकथित पंपिंग नुकसान कमी करणे देखील आवश्यक आहे. जेव्हा पिस्टन ग्रहणाच्या टप्प्यात खाली सरकतो तेव्हा हे कमी इंजिन लोडवर होते. सिलेंडरमध्ये प्रवेश करणारी हवेची मात्रा सामान्यतः सेवन ट्रॅक्टमध्ये असलेल्या थ्रोटल वाल्वद्वारे नियंत्रित केली जाते. हलके इंजिन लोडवर, फक्त थोड्या प्रमाणात हवा आवश्यक आहे. थ्रॉटल वाल्व्ह जवळजवळ बंद आहे, ज्यामुळे इनटेक ट्रॅक्ट आणि सिलेंडरमधील दाब वायुमंडलाच्या खाली आहे. म्हणून, पिस्टनने महत्त्वपूर्ण नकारात्मक दाबांवर मात करणे आवश्यक आहे - जवळजवळ एक व्हॅक्यूम, जे इंधनाच्या वापरावर नकारात्मक परिणाम करते. पंपाचे नुकसान कमी करण्यासाठी माझदाच्या डिझायनर्सनी अपरिमित व्हेरिएबल इनटेक आणि एक्झॉस्ट व्हॉल्व्ह टायमिंग (एस-व्हीटी) वापरले. ही प्रणाली तुम्हाला थ्रॉटलऐवजी वाल्व्ह वापरून सेवन हवेचे प्रमाण नियंत्रित करण्यास अनुमती देते. कमी इंजिन लोडवर, खूप कमी हवा लागते. अशाप्रकारे, व्हेरिएबल व्हॉल्व्ह टायमिंग सिस्टम कॉम्प्रेशन टप्प्याच्या सुरुवातीला (जेव्हा पिस्टन वाढतो) सेवन वाल्व उघडे ठेवते आणि सिलेंडरमध्ये आवश्यक प्रमाणात हवा असेल तेव्हाच ते बंद करते. अशा प्रकारे, S-VT प्रणाली शेवटी पंपिंग नुकसान 20% कमी करते आणि ज्वलन प्रक्रियेची कार्यक्षमता सुधारते. या प्रणालीला कॉल करून, बीएमडब्ल्यूने बर्याच काळापासून समान समाधान वापरले आहे दुहेरी व्हॅनो.
ही इंटेक एअर व्हॉल्यूम कंट्रोल सिस्टीम वापरताना, कमी दाबामुळे मिश्रणाचे अपुरे ज्वलन होण्याचा धोका असतो, कारण कॉम्प्रेशन टप्प्याच्या सुरुवातीला सेवन व्हॉल्व्ह उघडे राहतात. या संदर्भात, माझदा अभियंत्यांनी 14,0: 1 च्या स्कायएक्टिव्ह जी इंजिनचे उच्च संपीडन गुणोत्तर वापरले, म्हणजे उच्च तापमान आणि सिलेंडरमध्ये दबाव, त्यामुळे दहन प्रक्रिया स्थिर राहते आणि इंजिन अधिक आर्थिकदृष्ट्या चालते.
इंजिनची कमी कार्यक्षमता त्याच्या हलके डिझाइन आणि हलत्या भागांच्या कमी यांत्रिक घर्षणामुळे देखील सुलभ होते. स्थापित 2,0 एमझेडआर पेट्रोल इंजिनच्या तुलनेत, स्कायक्टिव्ह जी इंजिनमध्ये 20% फिकट पिस्टन, 15% फिकट कनेक्टिंग रॉड्स आणि लहान क्रॅन्कशाफ्ट मुख्य बीयरिंग आहेत, ज्यामुळे एकूण वजन 10% कमी होते. वाल्व्हचे घर्षण आणि पिस्टनच्या रिंग्सचे घर्षण जवळजवळ 40%कमी करून, इंजिनचे एकूण यांत्रिक घर्षण 30%कमी झाले आहे.
नमूद केलेल्या सर्व बदलांमुळे कमी ते मध्यम रेव्हिसमध्ये चांगले इंजिन चालना आणि क्लासिक 15 एमझेडआरच्या तुलनेत इंधन वापरात 2,0% कपात झाली. आज, हे महत्वाचे CO2 उत्सर्जन आज वापरात असलेल्या 2,2 MZR-CD डिझेल इंजिनपेक्षाही कमी आहे. याचा फायदा म्हणजे क्लासिक बीए 95 गॅसोलीनचा वापर.
युरोपमधील सर्व स्काय ivक्टिव्ह पेट्रोल आणि डिझेल इंजिन आय-स्टॉप सिस्टीमसह सुसज्ज असतील, म्हणजे थांबल्यावर इंजिन आपोआप बंद होण्यासाठी स्टॉप-स्टार्ट सिस्टम. इतर विद्युत प्रणाली, पुनर्जन्म ब्रेकिंग इ.
