Η Mazda συνεχίζει την ανάπτυξη της τεχνολογίας Skyactiv σε μπλοκ βενζίνης και ντίζελ. Ανακαλύψτε την πιο πρόσφατη μονάδα 1.5 Skyactiv D που θα κάνει το ντεμπούτο της στο επόμενο Mazda 2.
Μετά το μπλοκ 2.2 Skyactiv D, υπάρχει τώρα το μικρό αδερφάκι, το 1.5 Skyactiv D, το οποίο έχει το ντεμπούτο του με το μελλοντικό Mazda 2.
Αυτός ο νέος κινητήρας της Mazda με τεχνολογία Skyactiv πληροί ήδη τα αυστηρά πρότυπα EURO 6 και το κάνει χωρίς κανένα σύστημα κατάλυσης. Αλλά για να επιτύχει αυτά τα αποτελέσματα, η Mazda αντιμετώπισε αρκετά προβλήματα που περιορίζουν τις δυνατότητες των μηχανικών Diesel.
Ωστόσο, το αποτέλεσμα που προέκυψε, χρησιμοποιώντας έναν υπερσυμπιεστή μεταβλητής γεωμετρίας και ενσωματωμένο αισθητήρα περιστροφής, μαζί με ένα υδρόψυκτο intercooler, ικανοποιεί πλήρως την ιαπωνική μάρκα. Δεύτερον, θα βελτιώσει την απόδοση και την απόκριση του μπλοκ 1.5 Diesel. Η Mazda πιστεύει ότι θα έχει τη χαμηλότερη κατανάλωση πετρελαιοκινητήρα στην κατηγορία της.
Το μπλοκ 1.5 Skyactiv D παρουσιάζεται με κυβισμό 1497 cc και 105 ίππους στις 4000 rpm, η μέγιστη ροπή των 250 Nm εμφανίζεται ήδη από τις 1500 rpm και παραμένει σταθερή μέχρι κοντά στις 2500 rpm, όλα με εκπομπές CO₂ μόλις 90 g/km.
Αλλά για να φτάσει σε αυτές τις τιμές, δεν ήταν όλα ρόδινα και η Mazda αντιμετώπισε πολλά τεχνικά προβλήματα. Προβλήματα που σύμφωνα με το brand ξεπεράστηκαν, με τη χρήση των τελευταίων τεχνολογιών. Αλλά ας πάμε εν μέρει, με σκοπό να ξεδιαλύνουμε όλες τις προκλήσεις που ξεπέρασε η Mazda για να αναπτύξει αυτόν τον κινητήρα 1.5 Skyactiv D.
Πώς ήταν δυνατό να ξεπεραστούν απαιτητικά περιβαλλοντικά πρότυπα χωρίς την ανάγκη καταλυτικής επεξεργασίας;
Τα μπλοκ ντίζελ λειτουργούν γενικά με ρυθμούς συμπίεσης, πολύ υψηλότερους από τα μπλοκ βενζίνης. Αυτό οφείλεται στην ιδιαιτερότητα της καύσης ντίζελ, η οποία εκρήγνυται σε υψηλές πιέσεις και δεν εκρήγνυται όπως η βενζίνη, αλλά παίρνει φωτιά.
Αυτό το ζήτημα γίνεται ιδιαίτερα προβληματικό, καθώς λόγω των υψηλών αναλογιών συμπίεσης, όταν το έμβολο βρίσκεται στο TDC (ανώτατο νεκρό σημείο), η ανάφλεξη τείνει να συμβεί πριν από το συνολικό και ομοιογενές μείγμα αέρα και καυσίμου, με αποτέλεσμα τον σχηματισμό αερίων NOx και ρυπογόνα σωματίδια. Η καθυστέρηση του ψεκασμού καυσίμου, ενώ βοηθά στη θερμοκρασία και την πίεση, έχει ως αποτέλεσμα χειρότερη οικονομία και συνεπώς μεγαλύτερη κατανάλωση.
Η Mazda, έχοντας επίγνωση αυτών των προβλημάτων, αποφάσισε ωστόσο να στοιχηματίσει στη μείωση του συντελεστή συμπίεσης των μπλοκ Diesel Skyactiv, με αναλογίες συμπίεσης 14,0:1 – μια προφανώς χαμηλή τιμή για ένα μπλοκ ντίζελ, αφού ο μέσος όρος είναι περίπου 16,0: 1. Χρησιμοποιώντας αυτό το διάλυμα, χρησιμοποιώντας έμβολα από συγκεκριμένους θαλάμους καύσης, κατέστη δυνατή η μείωση της θερμοκρασίας και της πίεσης στο PMS των κυλίνδρων, βελτιστοποιώντας έτσι το μείγμα.
Με την επίλυση αυτού του προβλήματος, το ζήτημα της οικονομίας καυσίμου έμεινε να επιλυθεί, οπότε η Mazda κατέφυγε στη μαγεία των ηλεκτρονικών. Με άλλα λόγια, χάρτες έγχυσης με σύνθετους αλγόριθμους ικανούς να εκτελέσουν μια βελτιστοποιημένη προ-μίξη, σε ένα μπλοκ με χαμηλό ρυθμό συμπίεσης. Εκτός από τα ευεργετικά αποτελέσματα στην καύση, η μείωση του λόγου συμπίεσης κατέστησε δυνατή τη μείωση του βάρους του μπλοκ, καθώς υπόκειται σε μικρότερη εσωτερική πίεση, βελτιώνοντας έτσι την κατανάλωση και την ταχύτητα απόκρισης του κινητήρα.
Πώς έλυσε η Mazda το πρόβλημα της κρύας εκκίνησης και της ζεστής αυτόματης ανάφλεξης με χαμηλή σχέση συμπίεσης;
Αυτά ήταν τα άλλα δύο προβλήματα που διέπουν τη χαμηλή αναλογία συμπίεσης του μπλοκ. Με χαμηλότερο λόγο συμπίεσης, γίνεται πιο δύσκολο να δημιουργηθεί αρκετή πίεση και θερμοκρασία για να αναφλεγεί το καύσιμο. Από την άλλη πλευρά, όταν το μπλοκ είναι ζεστό, ο χαμηλός λόγος συμπίεσης καθιστά δύσκολη τη διαχείριση των σημείων αυτόματης ανάφλεξης για την ECU.
Λόγω αυτών των προβλημάτων, η Mazda αποφάσισε να συμπεριλάβει στο μπλοκ 1.5 Skyactiv D, τα πιο πρόσφατα μπεκ Piezo με ακροφύσια 12 οπών, επιτρέποντας μια ποικιλία καταστάσεων ψεκασμού και λειτουργίας σε πολύ σύντομα διαστήματα, καταφέρνοντας να εκτελεί το πολύ 9 ψεκασμούς ανά κύκλος, επιτρέποντας τον έλεγχο της συγκέντρωσης του μείγματος, επιλύοντας το πρόβλημα της ψυχρής εκκίνησης.
Εκτός από τα 3 βασικά μοτίβα ψεκασμού (προ-έγχυση, κύρια έγχυση και μετά τον ψεκασμό), αυτά τα μπεκ ψεκασμού Piezo μπορούν να εκτελέσουν μια σειρά από διαφορετικά σχέδια ανάλογα με τις ατμοσφαιρικές συνθήκες και το φορτίο του κινητήρα.
Η αυτόματη ανάφλεξη επιλύθηκε, με τη χρήση μεταβλητού χρονισμού βαλβίδων. Οι βαλβίδες εξαγωγής ανοίγουν λίγο κατά τη φάση εισαγωγής, επιτρέποντας στα καυσαέρια να ανακυκλωθούν πίσω στον θάλαμο καύσης, αυξάνοντας τη θερμοκρασία, χωρίς να δημιουργούνται σημεία πίεσης, αφού στα μπλοκ Diesel η θερμοκρασία αυξάνεται στο θάλαμο καύσης. Η καύση σταθεροποιεί την ανάφλεξη, επομένως αντισταθμίζοντας τη χρήση υψηλών αναλογιών συμπίεσης, οι οποίες με τη σειρά τους δημιουργούν αιχμές πίεσης που είναι δύσκολο να ελεγχθούν.