Mazda jatkaa Skyactiv-teknologian kehittämistä sekä bensiini- että diesellohkoissa. Tutustu uusimpaan 1.5 Skyactiv D -yksikköön, joka debytoi seuraavassa Mazda 2:ssa.
2.2 Skyactiv D -lohkon jälkeen on nyt pikkuveli, 1.5 Skyactiv D, jonka debyytti on merkitty tulevalla Mazda 2:lla.
Tämä Skyactiv-tekniikalla varustettu Mazdan uusi moottori täyttää jo tiukat EURO 6 -standardit ja tekee sen ilman katalysaattorijärjestelmää. Mutta saavuttaakseen nämä tulokset, Mazda kohtasi useita ongelmia, jotka rajoittavat dieselmekaniikan mahdollisuuksia.
Muuttuvan geometrian turboahtimen ja integroidun kiertoanturin sekä vesijäähdytteisen välijäähdyttimen avulla saatu tulos kuitenkin tyydyttää täysin japanilaisen tuotemerkin. Toiseksi se parantaa 1,5-diesellohkon tehokkuutta ja vastetta. Mazda uskoo, että sillä on luokkansa pienin kulutus dieselmoottori.
1,5 Skyactiv D -lohkon iskutilavuus on 1497 cc ja 105 hevosvoimaa 4000 rpm:llä, 250 Nm:n maksimivääntömomentti näkyy jo 1500 rpm:ssä ja pysyy vakiona lähes 2500 rpm:iin asti, ja kaikki CO₂-päästöt ovat vain 90 g/km.
Mutta näiden arvojen saavuttamiseksi kaikki ei ollut ruusuista ja Mazda kohtasi lukuisia teknisiä ongelmia. Ongelmat, jotka tuotemerkin mukaan ratkesivat uusinta teknologiaa käyttämällä. Mutta mennään osiin, jotta voidaan selvittää kaikki haasteet, jotka Mazda voitti kehittääkseen tätä 1,5 Skyactiv D -moottoria.
Kuinka tiukat ympäristöstandardit pystyttiin voittamaan ilman katalyyttisen käsittelyn tarvetta?
Diesellohkot toimivat yleensä puristusnopeudella, paljon korkeammalla kuin bensiinilohkot. Tämä johtuu dieselin palamisen erityispiirteistä, joka räjähtää korkeissa paineissa eikä räjähdä kuten bensiini, vaan syttyy tuleen.
Tämä ongelma tulee erityisen ongelmalliseksi, koska korkeiden puristussuhteiden vuoksi, kun mäntä on TDC:ssä (yläkuolopisteessä), syttyminen tapahtuu yleensä ennen ilman ja polttoaineen kokonais- ja homogeenista seosta, mikä johtaa NOx-kaasujen muodostumiseen ja saastuttavia hiukkasia. Polttoaineen ruiskutuksen viivästyminen, samalla kun se auttaa lämpötilassa ja paineessa, johtaa huonompaan taloudellisuuteen ja siten suurempaan kulutukseen.
Näistä ongelmista tietoisena Mazda päätti kuitenkin lyödä vetoa Diesel Skyactiv -lohkojensa puristussuhteen alentamisesta puristussuhteilla 14,0:1 – ilmeisen alhainen arvo diesellohkolle, koska keskiarvo on noin 16,0:1. Tällä ratkaisulla, käyttämällä tiettyjen polttokammioiden mäntiä, oli mahdollista alentaa lämpötilaa ja painetta sylinterien PMS:ssä, mikä optimoi seos.
Kun tämä ongelma oli ratkaistu, polttoainetalousongelma jäi ratkaisematta, joten Mazda turvautui elektroniikan taikuuteen. Toisin sanoen injektiokartat monimutkaisilla algoritmeilla, jotka pystyvät suorittamaan optimoidun esisekoituksen lohkossa, jossa on alhainen pakkaussuhde. Palamissuotuisten vaikutusten lisäksi puristussuhteen pienentäminen mahdollisti lohkon painon pienentämisen, koska siihen kohdistuu pienempi sisäinen paine, mikä parantaa kulutusta ja moottorin vastenopeutta.
Kuinka Mazda ratkaisi kylmäkäynnistyksen ja kuuman automaattisytytyksen ongelman alhaisella puristussuhteella?
Nämä kaksi muuta ongelmaa olivat lohkon alhaisen pakkaussuhteen taustalla. Pienemmällä puristussuhteella on vaikeampaa saada aikaan tarpeeksi painetta ja lämpötilaa, jotta polttoaine syttyy. Toisaalta, kun lohko on kuuma, alhainen puristussuhde tekee itsesyttymispisteistä vaikeasti hallittavissa ECU:lle.
Näistä ongelmista johtuen Mazda päätti sisällyttää 1,5 Skyactiv D -lohkoon uusimmat Piezo-suuttimet, joissa on 12-reikäiset suuttimet, jotka mahdollistavat erilaisia ruiskutus- ja käyttötilanteita hyvin lyhyin väliajoin ja pystyvät suorittamaan enintään 9 ruiskutusta per sykli, joka mahdollistaa seoksen pitoisuuden säätelyn ja ratkaisee kylmäkäynnistysongelman.
Kolmen perusruiskutusmallin (esiruiskutus, pääruiskutus ja jälkiruiskutus) lisäksi nämä pietsosuuttimet voivat suorittaa useita erilaisia kuvioita ilmakehän olosuhteiden ja moottorin kuormituksen mukaan.
Itsesyttyminen ratkaistiin käyttämällä muuttuvaa venttiilin ajoitusta. Pakoventtiilit avautuvat hieman imuvaiheessa, jolloin pakokaasut voidaan kierrättää takaisin polttokammioon nostaen lämpötilaa ilman painepisteiden muodostumista, koska Dieselin lohkoissa lämpötila nousee polttokammiossa palaminen stabiloi syttymistä, joten kompensoi korkeiden puristussuhteiden käyttöä, mikä puolestaan synnyttää painepiikkejä, joita on vaikea hallita.