Home / Colectia 2013 / MOTORUL PE BENZINA Mazda 2.0L Skyactiv-G

MOTORUL PE BENZINA Mazda 2.0L Skyactiv-G

Compania Mazda si-a propus doua obiective majore pentru automobilele produse: sa ofere clintului o experienta placuta in timpul condusului si in acelasi timp sa reduca substantial consumul de combustibil si nivelul de emisii poluante. Pana in 2015 compania are in vedere reducerea consumului de combustibil pe gama de automobile cu 30%, comparativ cu anul 2008. Pentru a realiza acest obiectiv Mazda a demarat programul SKYACTIV care presupune optimizarea tuturor componentelor automobilului care au impact asupra performatelor (dinamice si de consum).
Intr-un motor cu ardere interna conventional aproximativ 70-80% din energia disponibila in combustibil este pierduta inainte de a ajunge la rotile motoare. Obiectivul Mazda este de a imbunatatii procesul de combustie prin cresterea raportului de comprimare.

Skyactiv-G este programul Mazda de optimizare a motoarelor pe benzina.

Un raport de comprimare mare imbunatateste considerabil eficienta termica a motorului. O valoare uzuala a raportului de comprimare pentru motoarele pe benzina actuale este in jur de 10:1 pana la 12:1. Daca raportul de comprimare este ridicat de la 10:1 la 15:1 eficienta termica a motorului este imbunatatita cu aproximativ 10%.

 

10_raport_comprimare_cuplu                          Cresterea teoretica a cuplului motor in functie de raportul de comprimare

In functie de tehnologia utilizata pentru sistemul de injectie si pentru sistemul de distributie, motoarele pe benzina actuale ajung la valori ale raportului de comprimare in jurul de 10.0:1 sau 11.0:1. Ferrari 458 Italia are un motor pe benzina cu raport de comprimare de 12.5:1, dar utilizeaza doar combustibil premium cu cifra octanica 98 sau 100.

       Motor Raport comprimare
VW 1.4 TSI 10.0:1
Mazda MZR 2.0 DISI 11.2:1
Ferrari 458 Italia 12.5:1

Exemple de rapoarte de comprimare pentru motoarele pe benzina.

Cresterea pierderilor de cuplu, datorita intensificarii procesului de detonatie, este principalul motiv pentru care raportul de comprimare este limitat. Detonatia este un proces distructiv, nedorit, in care amestecul aer-combustibil se autoaprinde si arde foarte rapid, exploziv. Aparitia detonatiei este favorizata la temperaturi si presiuni inalte.

Pentru a diminua riscul aparitiei detonatiei temperatura din cilindru, la sfarsitul cursei de comprimare, trebuie redusa. Gazele arse reziduale, care raman in cilindru dupa cursa de evacuare, au un impact foarte mare asupra temperaturii din cilindru. De exemplu, la un motor pe benzina, cu un raport de comprimare de 10:1, daca temperatura gazelor de evacuare este de 750 °C iar temperatura aerul de admisie este de 25 °C, daca 10% din gazele arse raman in cilindru, dupa evacuare, temperatura amestecului aer-combustibil din cilindru va creste cu 70 °C inainte de comprimare si cu 160 °C la sfarsitul cursei de comprimare.

7_Motor_Skyactiv-G_Mazda_raport_comprimare

Efectul reducerii procentului de gaze arse reziduale asupra temperaturii din cilindru la sfarsitul cursei de comprimare (0 °C = 273.15 K)
Daca procentul de gaze arse reziduale din cilindru se poate reduce de la 8% la 4% temperatura la sfarsitul cursei de comprimare (PMI) are aceeasi valoare ca in cazul in care am mari raportul de comprimare de la 11:1 la 14:1.

Pe reducerea procentului de gaze arse reziduale s-a bazat dezvoltarea motorul Skyactiv-G, pentru a permite functionarea fara detonatie.

La o galerie de evacuare clasica, de exemplu la un motor cu 4 cilindri, gazele arse sunt preluate individual de 4 conducte care converg intr-o singura conducta.

11_galerie_evacuare_clasica                                                 Galerie de evacuare clasica, motor cu 4 cilindri
Daca ordinea de aprindere a motorului este 1-3-4-2, pe faza de admisiei a cilindrului 1 se suprapune faza de evacuare a cilindrului 3. De asemenea, datorita suprapunerii deschiderii supapelor celor doi cilindri, presiunea gazelor de evacuare accentueaza patrunderea gazelor din evacuare inpoi in cilindrul 1. Patrunderea gazelor arse in cilindrul care se afla pe faza de admisie are ca efect cresterea temperaturii la sfarsitul fazei de comprimare, ceea ce favorizeaza detonatia. Acest fenomen este prezent atat la turatii joase cat si la turatiile inalte ale motorului.

3_Motor_Skyactiv-G_Mazda_evacuare                                        Galeria de evacuare 4-2-1 a motorului Skyactiv-G (2.0L)

Una din metodele de reducere a procentului de gaze arse din cilindru, deci implicit a temperaturii la sfarsitul cursei de comprimare, este utilizarea unui sistem de evacuare 4-2-1. Acesta presupune o galerie de evacuare care preia gazele arse de la cei 4 cilindri prin 4 conducte separate. Dupa o anumita lungime, cele 4 conducte converg in 2 si intr-un final, inainte de a intra in catalizator, se unesc intr-o singura conducta.

(continuarea in nr. 06 / 2015 al revistei AutoTehnica)

 

 

About xmeditor

Check Also

DISTRIBUTIA VARIABILA

Inca din secolul XIX au fost folosite astfel de sisteme la motoarele cu aburi, prin …