马自达专利将Skyactiv-X技术与第二个火花塞结合,获得更大的收益

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为了保持其优化燃气发动机燃烧的理念,马自达正在为其Skyactiv-X燃气发动机添加更多的柴油技术。

马自达已经开发出一种方法来进一步提高Skyactiv-X发动机技术的效率,这要归功于二次火花塞的加入。专利是由CarBuzz是在美国专利和商标局(USPTO)详细介绍了将使火花控制压缩点火(SCCI)更加可控的新技术,使马自达能够以更大的效率控制时间和防止不均匀燃烧。结果是用更少的燃料产生更多的动力它可能很快就会被应用到像马自达3并解决马自达的担忧Skyactiv-X技术对美国来说力量太小了

Skyactiv-X发动机的独特之处在于它在燃气发动机中使用了极高的压缩比。这种高压缩提供了足够的热量,在燃烧室中自燃均匀的空气-燃料混合物,就像柴油自燃一样。这导致更快,更完全的燃烧和减少氮氧化物排放在燃气发动机。然而,这种技术在轻载和低速条件下工作得最好,当发动机工作更辛苦时,可能容易发生破坏性爆震(失控燃烧)。

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USPTO
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为了控制这一点,马自达增加了一个火花塞来控制点火的启动,导致这个火花控制压缩点火系统的首字母缩写SCCI。现在,他们通过在燃烧室中增加预燃室和额外的火花塞,进一步深入了柴油的历史。

在其最新版本中,发动机仅在轻载、低转速行驶时使用压缩点火,并在这些条件下完全关闭火花塞。这给了马自达另一个新的首字母缩略词来应用他们的发动机技术:均匀压缩点火(HCCI)。简而言之,在工作不太用力时,发动机仅利用压缩冲程产生的热量和压力,一次性点燃燃烧室中的空气-燃料混合物。这使得发动机能够在这些条件下使用极其稀薄的混合物,节省燃料并减少排放。

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然而,最有趣的创新并不是这款燃气发动机在轻载条件下不使用火花塞就能运行。当负载增加时会发生什么是真正有趣的部分,因为这款马自达的新设计为其火花点火(SI)系统在每个气缸中包含两个火花塞,其中一个隐藏在一个微小的次要燃烧室中,在燃烧室顶部有三个火焰传递孔。

当空气在进气冲程中被吸入燃烧室时,一些燃料也被仔细地计时并直接注入燃烧室,以足够的涡流有效地混合它们。然后,这种混合物被压缩,其中一些通过转移孔进入次级燃烧室,在那里它围绕着次级火花塞的尖端。

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当点燃该汽缸时,主燃烧室的主火花塞首先正常燃烧,启动燃烧过程。在那之后的一刹那(或同时,取决于操作条件),副塞子产生火花,将小燃烧室中的混合物变成超热等离子体,它无处可去,只能通过三个转移孔进入主燃烧室。

这些超热火焰“射流”然后从次要燃烧室进入主燃烧室,这加速了主点火事件,并完全燃烧燃烧室中的残留气体,以实现更清洁的排放。这也帮助工程师解决了在最初的Skyactiv-X发动机开发过程中遇到的问题,即HCCI和SI模式之间的粗略过渡。

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这个问题需要增加一个火花塞来调节压缩点火相位,防止爆震。在这款新车型中,两个火花塞的计时可以不同,以平滑过渡阶段,在发动机在超精益HCCI和精益SI模式之间切换时,降低扭矩曲线。

而马自达仍然只是涉足电动汽车市场,最近宣布了一个新的马自达MX-30的旋转动力范围扩展器,公司明确表示认为内燃机远未过时.它继续开发更好的内燃机动力系统,像这种新型预燃烧室燃气发动机这样的发明证明,总有新的东西可以尝试。即使其他所有人最终都放弃了ICE,我们也可以放心,马自达将会想出一种新方法,让汽油发动机的寿命更长。

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