Trong hành trình phát triển công nghệ xanh, Mazda đã tạo nên dấu ấn với công nghệ Skyactiv-G dòng động cơ xăng thế hệ mới kết hợp giữa hiệu suất mạnh mẽ và khả năng tiết kiệm nhiên liệu vượt trội. Không chỉ tối ưu khả năng đốt cháy còn giúp giảm đáng kể khí thải, mang đến trải nghiệm lái vừa bền bỉ vừa thân thiện với môi trường. Cùng trung tâm VATC tìm hiểu chi tiết về công nghệ đặc biệt này trong bài viết hôm nay.
1. Khái niệm
Skyactiv-G là một họ động cơ xăng phun trực tiếp. Tỷ số nén của động cơ được tăng lên 14,0:1. Để giảm nguy cơ gõ động cơ ở mức nén cao, khí dư được giảm bằng cách sử dụng hệ thống xả động cơ 4-2-1, triển khai khoang piston và tối ưu hóa phun nhiên liệu. Ngoài ra, thời gian cháy được rút ngắn bằng cách tăng cường luồng không khí, tăng áp suất phun và sử dụng kim phun nhiều lỗ.
Nó có cấu trúc hoàn toàn bằng nhôm với trục cam đôi trên đỉnh dẫn động bằng xích với VVT và phun xăng trực tiếp; với đánh lửa trực tiếp, nó đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải ULEV.
Động cơ Skyactiv-G dành cho thị trường Hoa Kỳ có tỷ số nén thấp hơn là 13:1, cho phép chúng hoạt động bằng nhiên liệu tiêu chuẩn thay vì nhiên liệu cao cấp với mô-men xoắn giảm khoảng 3-5 phần trăm và tiết kiệm nhiên liệu
Với những cải tiến sản phẩm lần này, công nghệ mới đã được bổ sung bao gồm hình dạng pít-tông mới, thay đổi hình dạng lỗ vòi phun trên kim phun nhiều lỗ và tăng áp suất nhiên liệu, van điều khiển nước làm mát động cơ với hiệu suất làm nóng được nâng cao, các vòng dầu có hình dạng không đối xứng và một hình dạng thùng váy piston được tối ưu hóa.
Mô-men xoắn được tăng cường ở phạm vi tốc độ động cơ thấp cùng với việc giảm số lượng hạt xuất hiện trong khí thải trong quá trình đốt cháy và tiêu thụ nhiên liệu thực tế, đồng thời khả năng lái xe, tiết kiệm nhiên liệu và hiệu suất môi trường đều đã được cải tiến.
2. Một số điểm nổi bật của công nghệ Skyactiv-G
- Sự phân phối hỗn hợp nhiên liệu không khí lý tưởng trong xi-lanh được thiết kế cho từng phạm vi truyền động bao gồm
- Làm nóng bộ chuyển đổi xúc tác ở giai đoạn đầu
- Ngoài ra, công nghệ đột phá mới được phát triển để đạt được cả hiệu suất động cơ được cải thiện so với loại trước đó và giảm số lượng hạt.
- Dựa trên công nghệ này, lượng khí thải về số lượng hạt so với trước đây đã giảm đáng kể, đồng thời đạt được những cải tiến về hiệu suất động cơ khác.
- Hình dạng của lỗ kim phun đã bị thay đổi.
- Áp suất nhiên liệu tối đa từ 20 MPa đến 30 MPa.
- Phun nhiên liệu trong thời kỳ lạnh được chia thành ba giai đoạn.
- Dựa trên những thay đổi này, việc giảm số lượng hạt đã đạt được nhờ độ ổn định của quá trình cháy trong quá trình làm nóng xúc tác ở giai đoạn đầu và trong quá trình truyền động tải cao và tải thấp. Ngoài ra, sự hư hỏng của phun được hình thành sẽ bị ngăn chặn ngay cả khi nó đã xuống cấp.
- Điều này tuân thủ các quy định nghiêm ngặt hơn về chất lượng khí thải và đạt được hiệu quả môi trường tuyệt vời.
3. Nguyên lý làm việc của các công nghệ trên Skyactiv-G
Van điều khiển chất làm mát động cơ đã được sử dụng trên động cơ S5 đã được sử dụng trên SKYACTIV-G mới.
Lý do chỉ sử dụng một lượng cực nhỏ dòng nước làm mát động cơ xung quanh buồng đốt động cơ trong quá trình làm nóng ban đầu là để tránh nhiệt thoát ra ngoài.
Mặc dù cần phun lượng nhiên liệu lớn do nhiên liệu khó bốc cháy trong thời gian lạnh nhưng bằng cách tăng tốc độ nhiệt của thành vách bằng van điều khiển nước làm mát động cơ, lượng nhiên liệu tăng thêm này đã giảm đi một nửa so với SKYACTIV trước đây. -G 2.5, góp phần cải thiện, việc tiết kiệm nhiên liệu.
Việc mở rộng hình dạng phun nhiên liệu bằng cách thay đổi hình dạng của các lỗ phun giúp phun nhanh hơn đến khu vực rộng hơn để phun đảm bảo trước khi nhiên liệu bám vào thành xi lanh và đốt cháy hiệu quả mà không lãng phí.
Cấu trúc của van điều khiển chất làm mát động cơ được chia phần lớn thành khu vực van nơi chuyển mạch chất lỏng và động cơ với bánh răng động cơ tích hợp dẫn động van.
Cấu trúc bên trong của bộ phận van bao gồm van rôto quay để thực hiện chuyển mạch chất lỏng, bộ điều chỉnh nhiệt loại cơ học hoạt động trong thời gian không an toàn và cảm biến nhiệt độ đo nhiệt độ của chất làm mát động cơ ở đầu ra của động cơ.
- Nhiệt độ van điều khiển nước làm mát động cơ khi mở lần đầu là 50 độ C.
- Khi nhiệt độ tăng từ 50 độ C lên 86 độ C, góc mở van điều khiển khoảng 58 độ, chất làm mát được truyền đến lõi bộ sưởi và đường dẫn ấm ATF.
- Khi nhiệt độ nước làm mát động cơ từ 86 độ C trở lên, đường dẫn nước làm mát đến bộ tản nhiệt được mở và góc mở dao động sau đó theo nhiệt độ nước làm mát động cơ.
- Nếu nhiệt độ nước làm mát động cơ từ -10 độ C trở xuống, đường dẫn đến lõi bộ sưởi sẽ được mở vì yêu cầu làm nóng được ưu tiên.
- Van bypass loại cơ học được sử dụng cho két an toàn sẽ mở khi nhiệt độ nước làm mát động cơ từ 105 độ C trở lên.
Nếu tải động cơ thấp chẳng hạn như khi di chuyển ở tốc độ không đổi, tổn thất bơm và lực cản cơ học sẽ giảm bằng cách tắt xi lanh số 1 và số 4 trong số bốn xi lanh. Bằng cách kiểm soát chính xác lượng khí nạp, lượng phun nhiên liệu và thời điểm đánh lửa liên quan đến cơ cấu này, đã đạt được sự chuyển đổi trơn tru giữa dẫn động 2 xi-lanh và dẫn động 4 xi-lanh.
Việc cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu bằng cách ngừng kích hoạt xi-lanh có hiệu quả cao khi lái xe ổn định ở dải tốc độ thấp.
Xy lanh số 1 nằm xa bánh đà nhất và dao động xoắn của trục khuỷu dễ bị kích thích bởi áp suất cháy. Và do có sự khác biệt lớn về độ xoắn trục khuỷu giữa xi lanh số 4, gần bánh đà nhất và xi lanh số 1, nếu xe được dẫn động chỉ sử dụng xi lanh số 1 và số 4 với Xi lanh số 2 và số 3 bị vô hiệu hóa, xảy ra rung lắc khó chịu ở mức nửa bậc.
Vì vậy, với động cơ mới, xi lanh số 1 và số 4 bị vô hiệu hóa và lựa chọn xi lanh số 2 và số 3 làm phương pháp đốt cháy. Kết quả là độ rung của giá đỡ gây ra tiếng ồn lớn trong nội thất xe đã bị triệt tiêu.
Ngoài ra, bằng cách cải thiện độ cứng của động cơ, các dao động rung động xảy ra trong quá trình chuyển sang ngừng kích hoạt xi-lanh sẽ bị triệt tiêu, giúp việc chuyển đổi mà không có cảm giác có điều gì đó bất thường.
Một bộ điều chỉnh đòn bẩy thủy lực có thể chuyển đổi (ở đây là S-HLA) được trang bị trên cơ cấu chuyển mạch đã được sử dụng cho HLA, đóng vai trò là điểm tựa cho van nạp/xả, đạt được hoạt động ngừng kích hoạt xi lanh.
Mặc dù S-HLA thường đóng vai trò là điểm tựa trong quá trình dẫn động 4 xi-lanh, nhưng van lại đóng vai trò là điểm tựa bằng cách nhả chốt khóa S-HLA bằng áp suất thủy lực trong quá trình dẫn động 2 xi-lanh. S-HLA sau đó trở thành điểm hoạt động và hoạt động của van bị vô hiệu hóa.
- Cấu trúc bên trong của S-HLA được thể hiện trong hình trên.
- Pit tông có vai trò duy trì độ hở van thích hợp bằng áp suất thủy lực giống như HLA thông thường.
- Khi các xi lanh ngừng hoạt động, áp suất thủy lực được tác dụng lên piston khóa và nó quay trở lại phía trong nhờ lực nén của lò xo.
- Sau đó, pít tông được ép bởi cam, vỏ bên trong trượt dọc theo mặt trong của vỏ ngoài và hoạt động của van bị vô hiệu hóa.
Việc chuyển đổi nguồn cung cấp áp suất thủy lực sang S-HLA được thực hiện bằng cách vận hành OCV (van điều khiển dầu).
Trong quá trình chuyển mạch ngừng kích hoạt xi lanh, điều quan trọng là chốt khóa phải được nhả nhanh chóng và chắc chắn, đồng thời bằng cách xây dựng hình dạng đường dẫn thủy lực cho quá trình chuyển mạch, tác động của các bọt trộn trong dầu sẽ được giảm thiểu.
- Trong quá trình vận hành 4 xi-lanh:
Không có điện vào OCV và van một chiều cũng như van không hoạt động. Đối với giá trị mặc định của mỗi van, van một chiều mở ra và trạng thái đóng van trở thành trạng thái mặc định bình thường.
Áp suất thủy lực từ bộ phận chính không được áp dụng trong OCV do van đóng. Khi tắt, áp suất thủy lực trong đường dẫn thủy lực S-HLA được thoát ra khỏi cổng xả và áp suất thủy lực trong đường dẫn thủy lực S-HLA giảm xuống.
- Trong quá trình vận hành 2 xi-lanh:
Quá trình tích điện vào OCV xảy ra, van mở ra khi hạ trục OCV và áp suất thủy lực cao từ đường dẫn thủy lực chính được áp dụng cho đường dẫn thủy lực S-HLA. Piston khóa S-HLA được vận hành và hoạt động của van nạp/xả của xi lanh số 1 và số 4 bị vô hiệu hóa.
4. Chức năng
Động cơ phun xăng trực tiếp được Mazda tối ưu hóa cấu hình bề mặt thân piston. Hãng thay đổi thiết kế đầu piston cùng kết cấu xéc măng để giảm thiểu tối đa lượng nhiên liệu dùng vào quá trình đốt cháy, đồng thời hạn chế tiếng gõ động cơ.
Trên đây là thông tin công nghệ Skyactiv-G mà trung tâm VATC gửi đến bạn. Hy vọng bạn đã có thêm cho mình kiến thức hay trong ngày.
Nếu bạn có đang đam mê hoặc muốn tìm hiểu về các khóa học trong ngành ô tô thì liên hệ ngay với trung tâm VATC theo thông tin dưới đây để được tư vấn chi tiết nhất nhé!
Trung Tâm Huấn Luyện Kỹ Thuật Ô Tô Việt Nam – VATC
- Địa chỉ: Số 4-6, Đường số 4, Phường Hiệp Bình Phước, Thành Phố Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh
- Điện thoại: 0945711717
- Email: info@oto.edu.vn
Xem thêm:
Hoặc để lại thông tin qua form dưới đây, bộ phận tuyển sinh tại VATC sẽ liên hệ để tư vấn miễn phí cho bạn!
