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Motor de alta eficiencia de próxima generación Skyactive-X o combustión ultradelgada superior
2021/05/01 19:00 Prueba automática
Diez
Este artículo es una publicación gratuita del boletín de pago por correo electrónico en julio de 2020.
Fue una gran noticia
que Mazda lanzó al mercado el motor de mezcla pobre "Sky Active-X" con una relación aire-combustible de 30. Los motores de gasolina en el futuro cercano deben mejorar significativamente la eficiencia térmica, ya sea que usen solo la potencia del motor o para motores de sistemas híbridos, y para ese propósito, se usan en una relación aire-combustible que es más del doble que la de los motores convencionales. El tema principal es cómo lograr una combustión pobre.
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El motor diesel es el punto clave
Para mejorar la eficiencia térmica de los motores de gasolina, es decir, Ottocycle, combustión pobre con una relación aire-combustible de 30 o más, es decir, el doble del volumen de aire de la relación aire-combustible ideal convencional de 14,7 y alta relación de compresión. Además, es para realizar la combustión a una temperatura más baja.
La combustión pobre y la alta relación de compresión son las características de los motores diesel, y los motores diesel son la tendencia tecnológica hacia la alta eficiencia. La combustión a una temperatura más baja da como resultado la combustión a una temperatura más baja debido a la menor cantidad de entrada de combustible en la combustión pobre, y cuanto más baja es la temperatura, más se puede reducir el NOx del gas nocivo.
Además, la combustión a baja temperatura reduce la pérdida de enfriamiento debido al calor disipado en el cuerpo del motor, y en la combustión pobre, se envía una gran cantidad de aire a la cámara de combustión, de modo que la abertura del acelerador es grande y, como resultado, el También se reducen las pérdidas por bombeo. En otras palabras, la eficiencia térmica del motor puede aumentarse al mismo nivel que la de un motor diesel mediante combustión pobre y alta relación de compresión.
Para mejorar la eficiencia térmica, hasta ahora se han combinado el ciclo de Atkinson (Miller), baja fricción, recuperación de calor de escape, etc. El último motor híbrido de Toyota ha alcanzado una eficiencia térmica máxima del 41% y el motor e: HEV de Honda ha alcanzado el 40,6%. Sin embargo, para lograr una mayor eficiencia térmica, es esencial asumir el desafío de la combustión pobre.
Lean Burn logrado en F1 y WEC El
motor SkyActive-X de Mazda utiliza no solo aire, sino también una gran cantidad de EGR (gas de escape recirculado) para lograr un quemado pobre. Sin embargo, en realidad existe otro sistema de mezcla pobre, que ya está muy extendido como motor para los deportes de motor.
La razón por la que se hizo popular en el motor de deportes de motor, F1, Campeonato Mundial de Resistencia (WEC) y la clase Super GT / GT500 antes que el motor comercial es que en estos se introdujo la regulación sobre el motor llamado límite de flujo de combustible.
Incluso en el Gran Premio de F1, la cantidad de combustible requerida para la conducción en circuito es limitada (inicialmente gasolina dentro de los 100 kg en una hora, gasolina dentro de los 110 kg en 2019). Se trata de una reducción del 30% en el consumo de combustible en comparación con el consumo de combustible convencional, es decir, una mejora del 30% en la eficiencia del combustible. Por supuesto, si corres lento, puedes correr con ese combustible, pero para correr a mayor velocidad necesitas más combustible, pero la cantidad utilizada es limitada, y para mantener alta rotación, aumenta la cantidad de aire, en otras palabras, tenía que ser quemado magro.
Tipo de precámara de Mare En
otras palabras, se requería para lograr tanto la combustión magra como la potencia. Por lo tanto, la atención se centró en la combustión ultrafina utilizando el método de encendido de "precámara" patentado por Mare de Alemania.
Male es un proveedor que fabrica y vende pistones, aros de pistón, accesorios de motor, unidades de control de motor e incluso sistemas para el desarrollo de motores, pero tiene una patente para precámara (subcámara de combustión) de encendido y combustión.
El equipo de F1 de Mercedes-Benz y Ferrari, que había estado trabajando en la hibridación del motor de F1 desde el principio, fue el primero en adoptar este sistema. No hace falta decir que Mercedes-Benz fue un gran éxito en la F1 y pudo demostrar su capacidad para mantener alejados a otros equipos durante un tiempo. Por supuesto, el éxito de Mercedes-Benz no se debe solo al motor de precámara, sino también al alto nivel de tecnología de control de energía que utiliza un híbrido que combina la generación de energía mediante un turbocompresor y el frenado regenerativo. Por supuesto, Honda, que ha regresado a la F1, también utiliza un motor de precámara.
Al igual que con la F1, el Campeonato Mundial de Resistencia (WEC) también introdujo restricciones de flujo de combustible, por lo que Toyota y Porsche introdujeron el tipo de precámara de Mare. El automóvil híbrido de WEC, la clase LMP1, está limitado a 80,6 kg de gasolina por hora, lo que hace que la carrera sea aún más estricta que la F1.
Además, la clase GT500 de Super GT en Japón también introdujo una regla de restricción de la tasa de flujo de combustible para el uso de gasolina de 95.0 kg / ha 85.5 kg / h (dependiendo del rendimiento a mano), por lo que cada equipo de trabajo usará este pre. introduciendo un tipo de cámara.
De esta manera, en el mundo de los motores de carreras, la tecnología de motores que logra tanto la combustión pobre con una relación aire-combustible de 30 como la potencia se ha convertido en algo común y, en cierto sentido, está muy por delante de los motores ecológicos comerciales.