ブックタイトルマツダ技報　2013 No.31

概要

マツダ技報　2013 No.31

マツダ技報No.31(2013)Table 1 Specifications of MZR-CD and SKYACTIV-DEngineMZR-CDcommon rail system variable geometry DOC+DPFSKYACTIV-Dcommon rail systemserial sequentialDOC+DPF(Previous model) solenoid type(200MPa) turbocharger under foot type (New model)piezo type(200MPa)2 stage turbochargerwith engine typeMax. power136kW / 3500rpm129kW / 4500rpmMax. torque400Nm / 2000rpm420Nm / 2000rpmEmission standardEURO5EURO6JPN PNLTDisplacement (cm3)21842184Bore X Stroke (mm)φ86 X 94φ86 X 94Compression ratio16.314Peak firing pressure (Mpa)17.513.5Fuel injection systemcommon rail system variable geometry DOC+DPFcommon rail systemserial sequentialDOC+DPFsolenoid type(200MPa) turbocharger under foot type piezo type(200MPa)2 stage turbochargerwith engine typeNozzle10hole 900cc/min.10hole 1112cc/min.Turbochargervariable geometry DOC+DPFserial sequentialDOC+DPFturbocharger under foot type 2 stage turbochargerwith engine typeCrankshaft main /Pin journal dia. (mm)φ60 /φ51φ52 /φ52Aftertreatment systemDOC+DPFDOC+DPFunder foot type with engine type3.ノック音の低減ノック音は,燃焼と同期して発生する間欠的な変動音であり,Fig. 1のように2.8kHz~3.8kHzの周波数帯域で特徴的に現れる。※SPL(Sound Pressure Level)(dB(A))Knocking noise(Hz)2000rpmBMEP=900kPaMic. Position:Engine Right 1m※BMEP(Brake Mean Effective Pressure)Fig. 1 Knocking Noise Frequency of SKYACTIV-DEngine SPL (dB(A))Interior SPL[dB(A)]Good2dB(A)Previous model(MZR-CD)1500rpm BMEP=300kPa10g/kw･hBrake specific fuel consumption(g/kw・h)Fig. 2 Tradeoff between SPL and Fuel ConsumptionImproved2000rpm BMEP900kPa1~4kHzO.ANew Axela(SKYACTIV-D)4.ノック音機能開発と低減技術2dBAFig. 3 Knocking Noise Level of New Axela4.1燃料噴射制御による燃焼加振力の低減ノック音の加振力であるCPL(Cylinder PressureLevel)の高周波成分は,筒内での燃え方に依存する。この燃え方とCPLの関係をシミュレーション及び実機運転により解析した結果,影響度の高い因子は熱発生率の最大高さと最大傾斜であることがわかってきた(Fig. 4)。このノック音を低減する手段として,従来から燃料噴射のタイミングや噴射量を最適化することで燃焼加振力を低減させる手法で対応してきた。ノック音はFig. 2に示すように燃費性能や出力,エミッションなど関連する性能と相反する関係にあることが知られており,これらの各種性能要求との両立を燃焼特性の最適化のみで達成させるのは困難になってきている。そのため燃焼系の対応に加え,構造系の伝達特性においても支配的な特性因子を抽出しそれをコントロールすることが肝要となる。SKYACTIV-Dでは,あらかじめ伝達特性の支配的な機能を抽出し,それをコントロールするプロセスを適用することで,高い環境性能を達成しながら従来モデルから大幅な低減を行った(Fig. 3)。Fig. 4 Relation between CPL and ROHRSKYACTIV-Dでは高応答のピエゾインジェクタと高圧コモンレールシステムを採用することで熱発生率の―86―