السيارات – ( اعداد المشرف KOERU )
ماهي تكنولوجيا SKYACTIV ؟
هي حزمة من التقنيات التي اعتمدتها مازدا في سياراتها منذ عام 2011 وتشمل:
محركات بنزين SKYACTIV-G
محركات ديزل SKYACTIV-D
ناقل الحركه الأوتوماتيكي SKYACTIV-DRIVE
ناقل الحركه العادي SKYACTIV-MT
الشاصي SKYACTIV-CHASSIS
الهيكل SKYACTIV-BODY
تم الكشف عن حزمة SKYACTIV أول مرة في معرض طوكيو للسيارات عام 2008. عرضت مازدا المحركات فقط كنسخ اختباريه وهي محركين
الأول سعة 2.3 لتر بنزين
والثاني و 2.2 لتر ديزل
صورة المحرك الإختباري من معرض طوكيو
ولكن تم تقديمها تحت اسم SKY-G لمحرك البنزين و SKY-D لمحرك الديزل ومن ثم في نفس العام في معرض باريستم الكشف عن محرك بنزين جديد سعة 1.3 لتر من عائلة SKY-G وكذلك ناقل الحركه الجديد من 6 سرعات تحت اسم SKY – Drive على السيارهالإختباريه مازداKiyoraمع نظامi-stop الذي يتيح ايقاف السيارة تلقائيا عند الوقوف والعودة للتشغيل عند الضغط على دواسة الوقود
يقوم النظام بوضع حساسات تقوم باستشعار اقرب اسطوانةمهيئة لعملية الإحتراق لزيادة الكفاءة و نظامi-Eloopالذي يخزن طاقة مكابح الفارمل عند استخدامها من السائق الى البطارية.
هذه المحركات هي عباره عن تطوير لسلسلتي محركات مازدا MAZDA-L و MAZDA-Z )لازالت فورد تستخدم تصميم MAZDA-L في محركاتها الحالية EcoBoost )
Mazda Kiyora
بعد ذلك في عام 2011 تم تقديم اول محرك انتاجي من التقنية على مازدا 2 ( بنفس التصميم القديم ) بمحرك سعة 1.3 لتر يولد قوة 83 حصان وعزم 113
نويتن – متر متصل بناقل حركه CVT .
المحرك نال الإعجاب على مستوى كفاءة استهلاك الوقود و تقليل الانبعاثات مقارنة بالسابق مما جعلها تفوز بسيارة العام في اليابان لعام 2011.
ومن ثم نالت مازدا 3 ( بنفس التصميم القديم ) ايضا نصيبها من المحركات الجديدة وفرتها مازدا بمحركها الحالي 2.0 لتر يولد قوة 155 حصانمتصلة بناقل الحركة الجديد ذو 6 سرعات SKYACTIV-DRIVE والمستخدم حتى الآن في طرازات مازدا.
بعد ذلك تم الكشف عن CX-5 الجديد بالكامل في معرض طوكيو 2011 بدلا عن CX-7 و Mazda Tribute المصنعين بالتعاون مع شريكتها فورد آنذاك CX-5 هي اول سيارة من مازدا احتوت على تكنولوجيا SKYACTIV بالكامل وكذلك لغة التصميم KODO Design حصلت CX-5 على لقب سيارة العام في اليابان عام 2012.
وبعد هذه النبذة عن بدايات ظهور التقنية سنتحدث عن محرك البنزينSKYACTIV- G بالتحديد
المحرك رباعي الأسطوانات ، كما انه يستخدم توقيت الصمامات المزدوج المتغير باستمرار.dual S-VT
يتوفر منه عدة سعات لتريه وهي:
– 1.3 لتر
– 1.5 لتر
– 2.0 لتر
– 2.5 لتر ( لاحظو انه كان 2.3 لتر مازدا قامت بزيادة السعه اللتريه )
توقيع تضعه مازدا على سياراتها التي تحمل التقنية بأجزائها الكاملة
كيف يعمل محركSKYACTIV- G
في البداية ارادت مازدا من هذه التكنولوجيا تخفيف الوزن وتقليل الاحتكاك وزيادة كفاءةاستهلاك الوقود والعزم وتقليل الإنبعاثاتالخارجه فقامت بعدة اشياء داخل المحرك اهمها :
– رفع نسبة الإنضغاط داخل المحرك compression ratio
مازدا في محركها الجديد اتخذت نهج رفع نسبة الانضغاط لتصل الى اعلى نسبة انضغاط مسجله في محرك تجاري في العالم 14:1 13:1)لأسواق امريكا وكندا واستراليا والخليج العربي ليتناسب مع نسبة أوكتان اقل مستخدمه في هذه البلدان مع فرق العزم والأحصنة من 3 الى 5% )
رفع نسبة الانضغاط ساهمت في زيادة كفاءة الوقود وكذلك العزم ، مما جعل المحرك يقدم استهلاك وقود افضل من السابق بنسبة حوالي 15% تقابلها نفس النسبة لتخفيض الانبعاثات وايضا زيادة في العزم بنفس النسبة.
– تصميم المكبس
مكبس SKYACTIV-G
صوره توضح الفرق بين تصميم المكبس القديم وتصميم مكبس SKYACTIV-G
لكن هذه النسبةالعالية من الانضغاط على محرك بنزين تسبب مشكلة في عملية الاحتراق وهي اشتعال البنزين في غير اوانه وتسبب مشكلة الطرق KNOCK والتي تسبب تلف كبير للمحرك.
قامت مازدا بتغيير تصميم المكبس بحيث يكون مجوف من الداخل ووجود حفره في منتصف رأسه ، هذا التصميم ساعد في تفادي مشكلة حدوث الإشتعال المبكر للبنزين او الطرق.
كما يحتوي المحرك على مستشعرات ايونيه ION SENSORS مدمجة مع الكويلات ( مولد شرارة الإشعال ) للتحكم في لحظة التفجير في كل أسطوانة
وتعتبر المستشعرات الأيونية اكثر حساسيه وتسمح بتفادي حصول الانفجار المبكر في كل أسطوانة.
تم استخدام الألمنيوم بالإضافة الى الأجزاء الاخرى داخل المحرك لتخفيف وزنه كما عملت مازدا على تقليل الاحتكاك.
– زيادة قوة ضخ البخاخات
بخاخ المحرك على اليسار مقارنه بالقديم على اليمين
بالنظر الى نسبة الانضغاطالعاليةوالحرارةالمرتفعة داخل المحرك قامت بزيادة قوة البخ لتصل الى حوالي 2900 PSI أي ( 200 BAR ) بينما في المحركات الأخرى القياسية غالبا تكون قوتها حوالي 1600 PSI أي 115 BAR
كما تم فتح 6 ثقوب في داخل البخاخ و ساهمت قوة البخ بزيادة التبريد داخل الأسطوانة. يستخدم محرك مازدا نظام البخ المباشر direct injection system لزيادة الكفاءة وتقليل استهلاك الوقود.
– تصميم نظام العادم على شكل 4-2-1 ( هيدرز )
صورة توضح الفرق الذي عملته مازدا لتجنب مشكلة الطرق KNOCK
صورة تصميم نظام العادم لسيارة مازدا 3 موديل 2014
بالنظر الى نسبة الضغط المرتفعة داخل المحرك والحرارةالعالية و لتجنب اشتعال البنزين في غير اوانه كان لابد من وجود حل لتفادي المشكلة بفتح تصميم المخارج بهذا الشكل ليتيح لها مسافه اطول ولكي لاتؤثرالحرارةالخارجة من كل غرفه احتراق على الأخرى وبالتالي زيادة الحرارة وحدوث عملية احتراق البنزين في غير أوانه أو الطرق والتي تسبب تلف كبير للمحركهذه المسافة اعطت الفرصة للغاز الحار الخارج من غرفة الاحتراق لكي يبرد واعادة تدوير جزء منه و الاستفادة منه في التبريد مرة اخرى على الأسطوانات.
طبعا من عيوب طول هذه المسافة للمواسير بين المحرك ومحول الحفز catalytic converter انها لا تكون ساخنه بما يكفي لعمله خصوصا اثناءتشغيل المحرك عندما يكون باردا او بعد مده من التوقف ، ولأن المحول الحفزي يكون جاهزا للعمل عند درجات الحرارةالمرتفعةقامت مازدا بتفادي هذه المشكلة وذلك بتأخير توقيت الإشعال عند دقائق تشغيل المحرك الأولى وهي لرفع درجة حرارة غاز العادم لتسخين المحول بسرعه كبيره والقيام بالعمل على اكمل وجه.
– استخدام دورتين في عملية الاحتراق
تتكون دورة المكبس من اربعة اشواط وهي السحب ثم الضغط ثم الاشتعال و التصريف السحب للعادم وهي دورة اوتو المعمول بها في كثير من محركات الاحتراق الداخلي في السيارات.
لتقليل خسارة زيادة ضخ البنزين داخل المحرك ولزيادة الكفاءة يستخدم المحرك دورتين :
صورة توضح دورة اتكينسون نسبة الى مخترعها البريطاني جيمس اتكينسون
1. دورة اتكينسون
يتم استخدام دورة اتكينسون في السرعات المنخفضة وعند عدم الحاجه الى العزم حيث تكون الكفاءة هي الهدف المرجو من ذلك ،وتقوم دورة اتكينسون على تأخير غلق صمام السحب في مرحلة الانضغاط لفترة اطول من دورة اوتو حتى يكمل المكبس حوالي 30% من حركته الصعودية قبل غلقه مره اخرى وحصول مرحلة الضغط ثم الإشعالمما يسمح بخروج جزء من الخليط الى مشعب السحب intake manifold والإستفادة منه مره اخرى في مرحلة ما بعدالإشتعال وينتج عن هذا التأخير تقليل نسبة الضغط الفعلية وزيادة الكفاءة.
اشتهرت دورة اتكينسون غالبا في السيارات الهجينة لنفس الهدف حيث يقوم المحرك الكهربائي بتعويض القوه المفقودة في السرعات المنخفضة.
2. دورة اوتوالتقليدية
اما عند الحاجه للعزم فيتم استخدام دورة اوتوالتقليدية حيث يتم غلق صمام السحب بشكل اسرع والعودة الى رفع نسبة الانضغاط والمعمول بها في المحرك 14:1 لاشتعال الخليط وتمدد الغازات بشكل اكبر قبل خروجها للعادم.
لإستخراج عزم الدوران المطلوب وزيادة العزم في دورات متوسطة الى عالية حيث يكون الضغط اقوى بفعل غلق صمامات السحب بشكل اسرع من دورة اتكينسون
الخلاصة :
– زيادة العزم بنسبة 15%
– تحسين الاقتصاد في استهلاك البنزين بنسبة 15%
– تقليل ثاني أكسيد الكربون CO2 بنسبة 15%
– تقليل احتكاك المحرك بنسبة 30%
– تقليل وزن المكينة بنسبة 10%
مؤخرا قامت مازدا بتحسين جديد على المحرك بإضافة ميزة غلق سلندرين عند عدم الحاجه HLA مما سياسهم في توفير اكبر في استهلاك الوقود سيتوفر من موديلات 2018 .
الى هنا ينتهي التقرير وان شاء الله انني قمت بشرح التقنية بشكل مختصر ومفيد ، ان اصبت فمن الله وان اخطأت فمني والشيطان والمعذرة لأي قصور.
تحياتي |KOERU 越