Mazda setzt die Entwicklung der Skyactiv-Technologie sowohl in Benzin- als auch in Dieselblöcken fort. Entdecken Sie die neueste 1.5 Skyactiv D-Einheit, die auf dem nächsten Mazda 2 debütieren wird.
Nach dem 2.2 Skyactiv D-Block gibt es nun den kleinen Bruder, den 1.5 Skyactiv D, der mit dem zukünftigen Mazda 2 sein Debüt feiert.
Dieser neue Motor von Mazda mit Skyactiv-Technologie erfüllt bereits die strengen EURO-6-Normen und kommt ganz ohne Katalyse aus. Um diese Ergebnisse zu erzielen, sah sich Mazda jedoch mit mehreren Problemen konfrontiert, die das Potenzial der Dieselmechanik einschränken.
Das erzielte Ergebnis mit einem Turbolader mit variabler Geometrie und einem integrierten Rotationssensor zusammen mit einem wassergekühlten Ladeluftkühler stellt jedoch die japanische Marke voll und ganz zufrieden. Zweitens verbessert es die Effizienz und das Ansprechverhalten des 1,5-Diesel-Blocks. Mazda geht davon aus, dass er den verbrauchsärmsten Dieselmotor seiner Klasse haben wird.
Der 1.5 Skyactiv D-Block präsentiert sich mit 1497 ccm Hubraum und 105 PS bei 4000 U/min, das maximale Drehmoment von 250 Nm tritt bereits bei 1500 U/min auf und bleibt bis nahe 2500 U/min konstant, alles bei CO₂-Emissionen von nur 90 g/km.
Doch um diese Werte zu erreichen, war nicht alles rosig und Mazda hatte mit zahlreichen technischen Problemen zu kämpfen. Probleme, die laut Marke durch den Einsatz neuester Technologien gelöst wurden. Aber lassen Sie uns in Teilen vorgehen, um alle Herausforderungen zu lösen, die Mazda bei der Entwicklung dieses 1.5 Skyactiv D-Motors gemeistert hat.
Wie war es möglich, anspruchsvolle Umweltstandards ohne katalytische Behandlung zu erfüllen?
Dieselblöcke arbeiten im Allgemeinen mit Kompressionsraten, die viel höher sind als die von Benzinblöcken. Dies liegt an der Besonderheit der Dieselverbrennung, die bei hohen Drücken detoniert und nicht wie Benzin explodiert, sondern Feuer fängt.
Dieses Problem wird besonders problematisch, da aufgrund der hohen Verdichtungsverhältnisse im OT des Kolbens (oberer Totpunkt) die Zündung tendenziell vor dem vollständigen und homogenen Gemisch zwischen Luft und Kraftstoff auftritt, was zur Bildung von NOx-Gasen und umweltbelastende Partikel. Das Verzögern der Kraftstoffeinspritzung, während es bei Temperatur und Druck hilft, führt zu einer schlechteren Wirtschaftlichkeit und damit zu einem höheren Verbrauch.
Mazda ist sich dieser Probleme bewusst und hat sich dennoch entschieden, das Verdichtungsverhältnis seiner Diesel Skyactiv-Blöcke mit einem Verdichtungsverhältnis von 14,0:1 zu reduzieren – ein offensichtlich niedriger Wert für einen Dieselblock, da der Durchschnitt bei etwa 16,0:1 liegt. Mit dieser Lösung, unter Verwendung von Kolben aus bestimmten Brennräumen, konnten Temperatur und Druck im PMS der Zylinder gesenkt und so das Gemisch optimiert werden.
Nachdem dieses Problem gelöst war, blieb das Problem des Kraftstoffverbrauchs noch zu lösen, also griff Mazda auf die Magie der Elektronik zurück. Mit anderen Worten, Injektionskarten mit komplexen Algorithmen, die in der Lage sind, eine optimierte Vormischung in einem Block mit einer niedrigen Kompressionsrate durchzuführen. Neben den positiven Effekten auf die Verbrennung konnte durch die Reduzierung des Verdichtungsverhältnisses das Gewicht des Blocks reduziert werden, da er weniger Innendruck ausgesetzt ist, was den Verbrauch und die Ansprechgeschwindigkeit des Motors verbessert.
Wie hat Mazda das Problem des Kaltstarts und der heißen Selbstzündung bei niedrigem Verdichtungsverhältnis gelöst?
Dies waren die anderen beiden Probleme, die dem niedrigen Kompressionsverhältnis des Blocks zugrunde liegen. Bei einem niedrigeren Verdichtungsverhältnis wird es schwieriger, genügend Druck und Temperatur aufzubauen, damit sich der Kraftstoff entzünden kann. Andererseits, wenn der Block heiß ist, macht das niedrige Verdichtungsverhältnis die Selbstzündungspunkte für die ECU schwierig zu handhaben.
Aufgrund dieser Probleme hat Mazda beschlossen, in den 1.5 Skyactiv D-Block die neuesten Piezo-Injektoren mit 12-Loch-Düsen aufzunehmen, die eine Vielzahl von Einspritz- und Betriebssituationen in sehr kurzen Intervallen ermöglichen und es schaffen, maximal 9 Einspritzungen pro durchzuführen Zyklus , der es ermöglicht, die Konzentration der Mischung zu kontrollieren und das Problem des Kaltstarts zu lösen.
Zusätzlich zu den 3 grundlegenden Einspritzmustern (Voreinspritzung, Haupteinspritzung und Nacheinspritzung) können diese Piezo-Injektoren je nach atmosphärischen Bedingungen und Motorlast eine Reihe verschiedener Muster ausführen.
Die Selbstzündung wurde mit der Verwendung einer variablen Ventilsteuerung behoben. Die Auslassventile öffnen während der Ansaugphase ein wenig, wodurch die Abgase in den Brennraum zurückgeführt werden, die Temperatur erhöht wird, ohne Druckpunkte zu erzeugen, da beim Diesel die Temperaturerhöhungen im Brennraum blockiert werden, die Verbrennung stabilisiert die Zündung, dadurch Kompensieren der Verwendung von hohen Verdichtungsverhältnissen, die wiederum schwer zu kontrollierende Druckspitzen erzeugen.