U vrijeme kada se čini da je gotovo cijela industrija odlučna ograničiti motor s unutarnjim izgaranjem na povijesne knjige, Mazda ide… protivno! Rado.
Nije to prvi put da je Mazda to učinila, a posljednji put da je bilo ispravno. Hoće li se isto ponoviti? Japanci tako vjeruju.
Odluka o nastavku klađenja na motore s unutarnjim izgaranjem objavljena je prošle godine, kroz novu generaciju SKYACTIV-X motora. I imali smo priliku doživjeti ovaj novi SKYACTIV-X motor, uživo i u boji, prije njegovog službenog dolaska na tržište 2019. godine.
Zato svaki dan posjećujete Reason Automotive, zar ne?
Pripremi se! Članak će biti dug i tehnički. Ako dođete do kraja, imat ćete naknadu…
Motor s unutarnjim izgaranjem? A električni?
Budućnost je električna, a s tom se izjavom slažu i službenici Mazde. Ali oni se ne slažu oko predviđanja prema kojima je motor s unutarnjim izgaranjem "mrtav"... jučer!
Ključna riječ ovdje je "budućnost". Dok 100% električni automobil ne bude novi “normalan”, prijelaz na svjetsku električnu mobilnost potrajat će desetljećima. Nadalje, morat će rasti i proizvodnja električne energije iz obnovljivih izvora, tako da obećanje nulte emisije iz električnih automobila nije lažno.
U međuvremenu, "stari" motor s unutarnjim izgaranjem bit će jedan od glavnih pokretača smanjenja emisije CO2 u kratkom i srednjem roku - on će i dalje biti najčešći tip motora u nadolazećim desetljećima. I zato ga moramo nastaviti poboljšavati. Mazda je preuzela svoju misiju izvući što je moguće veću učinkovitost iz motora s unutarnjim izgaranjem u potrazi za nižim emisijama.
“Posvećeni principu pravog rješenja u pravo vrijeme”, kako kaže Mazda, pokreće marku u stalnoj potrazi za najboljim rješenjem – ne onim koje izgleda najbolje na papiru, već onim koje funkcionira u stvarnom svijetu . U tom kontekstu nastaje SKYACTIV-X, njegov inovativni, pa čak i revolucionarni motor s unutarnjim izgaranjem.
Zašto revolucionarno?
Jednostavno zato što je SKYACTIV-X prvi benzinski motor sposoban za kompresijsko paljenje — baš kao i dizelski motori... pa, skoro kao dizelski motori, ali smo krenuli.
Kompresijsko paljenje – to jest, mješavina zraka i goriva znači trenutno, bez svjećice, kada se komprimira klipom – u benzinskim motorima je jedan od “svetog grala” kojeg su inženjeri slijedili. To je zato što je kompresijsko paljenje poželjnije: mnogo je brži, trenutno sagorijeva svo gorivo u komori za izgaranje, što vam omogućuje više posla s istom količinom energije, što rezultira većom učinkovitošću.
Brže izgaranje također omogućuje siromašnije mješavine zraka i goriva u komori za izgaranje, odnosno količina zraka mnogo veća od količine goriva. Prednosti su lako razumljive: izgaranje se odvija na nižim temperaturama, što rezultira manje NOx (dušikovih oksida), a manje je izgubljene energije tijekom zagrijavanja motora.
Problemi
No, kompresijsko paljenje u benzinu nije jednostavno - ne da ga drugi proizvođači nisu isprobali posljednjih desetljeća, ali nitko nije došao do održivog rješenja koje bi se moglo komercijalizirati.Homogeno punjenje kompresijskim paljenjem (HCCI), temeljni koncept kompresijskog paljenja, do sada se postizao samo pri malim brzinama motora i pri malom opterećenju, tako da je, iz praktičnih razloga, paljenje (svjećica) još uvijek potrebno. za velike režime i opterećenja. . Drugi veliki problem je kontrolirati kada dođe do kompresijskog paljenja.
Izazov je, dakle, biti u stanju prijeći između dvije vrste paljenja na skladan način, što je prisililo Mazdu da poboljša i kontrolira različite čimbenike koji omogućuju paljenje kompresijom benzinom i siromašnom mješavinom.
Rješenje
Trenutak "eureke" - ili je to trenutak kada je došlo do iskre? ba dum tss… — što je omogućilo rješavanje ovih problema, dogodilo se kada su Mazdini inženjeri osporili konvencionalnu ideju da izgaranje kompresijom ne zahtijeva svjećice: „ako je prijelaz između različitih načina izgaranja težak, je li prije svega, trebamo li doista napraviti taj prijelaz?” Ovdje leži temelj SPCCI sustava — Spark-Controlled Compression Ignition.
Drugim riječima, čak i za izgaranje kompresijom, Mazda koristi svjećice, omogućujući glatki prijelaz između izgaranja kompresijom i izgaranja svjećice. Ali ako koristite svjećicu, može li se to još nazvati kompresijskim izgaranjem?
Naravno! To je zato što svjećica služi, prije svega, kao kontrolni mehanizam kada se odvija izgaranje kompresijom. Drugim riječima, ljepota SPCCI-ja je u tome što koristi metodologiju izgaranja dizelskog motora s metodologijom mjerenja vremena benzinskog motora sa svjećicom. Možemo li pljesnuti rukama? Možemo!
Cilj
Motor je konstruiran na način da stvori potrebne uvjete temperature i tlaka u komori za izgaranje, do točke u kojoj je mješavina zraka i goriva - vrlo siromašna, 37:1, oko 2,5 puta više nego u konvencionalnom benzinskom motoru — ostati na rubu paljenja u gornjoj mrtvoj točki. Ali iskra iz svjećice pokreće proces.
To znači malu, bogatiju smjesu zraka i goriva (29:1), ubrizganu u kasnijoj fazi, što dovodi do vatrene lopte. To dodatno povećava tlak i temperaturu u komori za izgaranje, tako da mršava smjesa, već blizu točke gdje je spremna za detonaciju, ne odolijeva i zapali se gotovo trenutno.
Ova kontrola paljenja me sramoti. Mazda je sposobna to raditi na preko 5000 okretaja u minuti, a ja u početku ne mogu zapaliti ni roštilj...
Rješenje koje se sada čini tako očitim, ali je zahtijevalo nove "trikove":
- gorivo se mora ubrizgavati u dva različita vremena, jedno za siromašnu smjesu koja će se komprimirati, a drugo za malo bogatiju smjesu koju će zapaliti svjećica.
- sustav za ubrizgavanje goriva mora imati super visok tlak, kako bi omogućio brzo isparavanje i atomizaciju goriva, raspršujući ga odmah po cilindru, minimizirajući vrijeme kompresije
- svi cilindri imaju senzor tlaka, koji stalno nadzire gore navedene kontrole, kompenzirajući, u stvarnom vremenu, sva odstupanja od predviđenih učinaka.
- korištenje kompresora — bitan je sastojak za održavanje visoke kompresije, jer SKYACTIV-X koristi Millerov ciklus, koji smanjuje kompresiju, omogućujući željenu mršavu smjesu. Dodatna snaga i okretni moment dobrodošla su posljedica.
Stražnji dio
Prednosti
SPCCI sustav omogućuje proširenje izgaranja kompresijom na mnogo širi raspon režima, dakle, veću učinkovitost u više scenarija korištenja. U usporedbi s trenutnim SKYACTIV-G, markom obećava nižu potrošnju između 20 do 30% ovisno o upotrebi . Marka kaže da SKYACTIV-X može čak i premašiti ekonomičnost goriva vlastitog SKYACTIV-D dizel motora.
Kompresor omogućuje veći usisni tlak, osiguravajući bolje performanse motora i odziv. Veća učinkovitost u širem rasponu okretaja također vam omogućuje da radite na višim okretajima, gdje je dostupna više snage i odaziv motora je superioran.
Unatoč složenosti operacije, stalna upotreba svijeće je, zanimljivo, omogućila jednostavniji dizajn - nije potrebna promjenjiva distribucija ili promjenjiva stopa kompresije - i bolje, ovaj motor radi na 95 benzina , jer je manje oktana bolje za kompresijsko paljenje.
Konačno, za volanom
Tekst je već jako dugačak, ali je neophodan. Važno je razumjeti zašto se toliko "zuji" oko ovog motora — to je doista izvanredan napredak kada su u pitanju motori s unutarnjim izgaranjem. Morat ćemo pričekati do 2019. kako bismo provjerili sve Mazdine tvrdnje o tome, ali s obzirom na ono što je obećano i pokazano sa SKYACTIV-G, velika su očekivanja da SKYACTIV-X ispuni sve što obećava.
Srećom, već smo imali priliku za rano testiranje. Predviđen je dinamički kontakt s prototipima opremljenim SKYACTIV-X, skriven ispod poznate karoserije Mazde3, iako je imao malo ili nimalo veze s poznatom Mazdom3 — također je osnovna arhitektura ispod karoserije sada druga generacija.
SKYACTIV je također sinonim za nova rješenja platforme/strukture/tijela. Ova nova generacija obećava veću torzijsku krutost, nižu razinu buke, vibracija i grubosti (NVH - buka, vibracija i grubost), a razvijena su čak i nova sjedala koja obećavaju prirodnije držanje, što će omogućiti veću razinu udobnosti.
Vozili smo dvije verzije prototipa — jednu s ručnim mjenjačem, a drugu s automatskim mjenjačem, obje sa šest brzina — i čak smo mogli usporediti razliku s trenutnom Mazdom 3 2.0 od 165 KS s ručnim mjenjačem, kako bismo bolje uočili Razlike. Srećom, to je bio prvi auto koji sam vozio, što mi je omogućilo da provjerim dobar motor/kutija (ručni) set.
Razlika između SKYACTIV-X (motor budućnosti) i SKYACTIV-G (motor današnjice) ne može biti jasnija. Mazdin novi motor daleko je energičniji bez obzira na raspon okretaja — dodatni okretni moment koji je na raspolaganju prilično je očit. Kao i "G", "X" je jedinica od 2,0 litre, ali s sočnijim brojevima. Mazda cilja na snagu od oko 190 KS — koji su uočljivi, i to na cesti.
Iznenadio je svojom odzivnošću, iz najnižih režima, ali najbolji kompliment koji možete dati motoru je to što unatoč tome što je jedinica u razvoju, već uvjerava više od mnogih motora na tržištu.
Strahovanja da bi, budući da postoji kompresijsko paljenje poput dizela, ono donijelo neke od karakteristika ovog tipa motora, poput veće tromosti, kratkog dometa korištenja, pa čak i zvuka, bile su potpuno neutemeljene. Ako je ovo budućnost motora s unutarnjim izgaranjem, hajde!
Unutrašnjost prototipa - jasno unutrašnjost automobila u razvoju - dolazi sa zaslonom smještenim iznad središnje konzole s tri numerirana kruga. Oni su se upalili ili uključili, ovisno o vrsti paljenja ili smjese koja se dogodila:
- 1 — paljenje iskrom
- 2 — kompresijsko paljenje
- 3 — siromašnija mješavina zraka i goriva gdje se postiže maksimalna učinkovitost
"Mali" motori za Portugal?
Aberantno portugalsko oporezivanje učinit će ovaj motor marginalnim izborom. Kapacitet od 2,0 litre idealan je iz nekoliko razloga, ne samo zato što je dobro prihvaćen na većini svjetskih tržišta. Inženjeri odgovorni za SKYACTIV-X napomenuli su da su mogući i drugi kapaciteti, ali za sada u planovima brenda nije razvoj motora kapaciteta ispod 2,0 litre.
Raznolikost situacija u kojima je došlo do kompresijskog paljenja – uglavnom samo prelazak na paljenje s iskrom, kada smo istraživali veće brzine motora ili kada smo pritisnuli gas – bila je impresivna.
Što se tiče načina rada 3, očito je zahtijevala kontroliraniju vožnju, posebno s ručnim mjenjačem, gdje se pokazalo teškim - ili nedostatak osjetljivosti desne noge - da se pojavi na ekranu. Bankomat - skaliranje za sjevernoameričko tržište -, iako manje ugodan za korištenje, pokazao se puno lakšim za "osvijetliti" krug broj 3.
Potrošnja? Ne znamo!
Pitao sam, ali nitko nije došao do konkretnih brojeva. Putno računalo je “strateški” prekriveno ljepljivom trakom, pa se za sada možemo osloniti samo na izjave marke.Posljednja napomena za prototipove koji su već bili dio nove arhitekture — tvrđi i omogućuju veću razinu unutarnje profinjenosti. Važno je ne zaboraviti da su to bili razvojni prototipovi, pa je bilo iznenađujuće da su bili profinjeniji i zvučno izoliraniji od trenutne proizvodnje Mazde3 — sljedeća generacija obećava…
Nova Mazda3 će biti prvi SKYACTIV-X
Najvjerojatnije će Mazda3 biti prvi model koji će dobiti inovativni SKYACTIV-X, tako da ćemo tek negdje u 2019. doista moći vidjeti povećanje učinkovitosti motora.
Što se tiče dizajna, Kevin Rice, voditelj Mazdinog europskog dizajnerskog centra, rekao nam je da je cjelokupni izgled Kai Concepta moguće proizvesti, što znači da nije previše daleko od konačne verzije buduće Mazde3 — zaboravite da se radi o mega-kotačima, mini- retrovizori ili izložena optika...
85-90% dizajnerskih rješenja Kai Concepta moglo bi ići u proizvodnju.
Stigli ste do kraja članka… konačno!
Obećanje je dospjelo, već je rekao Rui Veloso. Dakle, ovdje je svojevrsna kompenzacija. Epska kamehameha koja podsjeća na događaje u komorama za izgaranje SKYACTIV-X motora.