Abban az időben, amikor úgy tűnik, hogy gyakorlatilag az egész iparág eltökélt szándéka, hogy a belső égésű motort a történelemkönyvekre korlátozza, a Mazda… szembeszáll a gabonával! Örömmel.
Nem ez az első alkalom, hogy a Mazda csinálja, és utoljára volt helyes. Megismétlődik ugyanez? A japánok ezt hiszik.
A belső égésű motorokra való fogadás folytatásáról szóló döntést tavaly jelentették be, a SKYACTIV-X motorok új generációján keresztül. Lehetőségünk volt megtapasztalni ezt az új SKYACTIV-X motort élőben és színesben is, mielőtt 2019-ben hivatalosan piacra kerül.
Ezért látogatod mindennap a Reason Automotive-t, nem?
Készülj fel! A cikk hosszú és technikai jellegű lesz. Ha a végére érsz, kártérítést kapsz…
belső égésű motor? És az elektromosak?
A jövő az elektromos, és a Mazda illetékesei is egyetértenek ezzel a kijelentéssel. De nem értenek egyet azokkal az előrejelzésekkel, amelyek szerint a belsőégésű motor „halott”… tegnap!
A kulcsszó itt a „jövő”. Amíg a 100%-ban elektromos autó nem lesz az új „normál”, a világméretű elektromos mobilitásra való átállás évtizedekig fog tartani. Továbbá a megújuló forrásokból előállított áramtermelésnek is növekednie kell, hogy az elektromos autók zéró károsanyag-kibocsátásának ígérete ne legyen kamu.
Mindeközben a „régi” belső égésű motoron múlik, hogy rövid- és középtávon a CO2-kibocsátás csökkentésének egyik fő mozgatórugója lesz – ez lesz a legelterjedtebb motortípus a következő évtizedekben is. És ezért kell tovább fejlesztenünk. A Mazda azt a küldetést vállalta magára, hogy a lehető legnagyobb hatékonyságot vonja ki a belsőégésű motorból az alacsonyabb károsanyag-kibocsátás érdekében.
„Elkötelezett a megfelelő megoldás a megfelelő időben elve mellett”, ahogy a Mazda fogalmaz, a márkát a legjobb megoldás folyamatos keresésében hajtja – nem azt, amelyik papíron a legjobban néz ki, hanem azt, amelyik a valóságban is működik. . Ebben az összefüggésben jön létre a SKYACTIV-X, innovatív, sőt forradalmi belső égésű motorja.
Miért forradalmi?
Egyszerűen azért, mert a SKYACTIV-X az első olyan benzinmotor, amely képes kompressziós gyújtásra – akárcsak a dízelmotorok… nos, majdnem olyan, mint a dízelmotorok, de nem megyünk.
A kompressziós gyújtás – vagyis a levegő/üzemanyag keverék azt jelenti, hogy azonnal, gyújtógyertya nélkül, ha a dugattyú összenyomja – a benzinmotoroknál a mérnökök által követett „szent grál” egyike. Ennek az az oka, hogy a kompressziós gyújtás kívánatosabb: sokkal gyorsabb, azonnal elégeti az összes tüzelőanyagot az égéstérben, így több munkát végezhet ugyanazzal az energiával, ami nagyobb hatékonyságot eredményez.
A gyorsabb égés emellett vékonyabb levegő/üzemanyag keveréket tesz lehetővé az égéstérben, vagyis az üzemanyagénál jóval nagyobb levegőmennyiség. Az előnyök könnyen érthetők: az égés alacsonyabb hőmérsékleten megy végbe, így kevesebb NOx (nitrogén-oxid) keletkezik, és kevesebb energiapazarlás történik a motor bemelegítése során.
A problémák
De a benzinben a kompressziós gyújtás nem egyszerű – nem mintha más építők nem próbálták volna ki az elmúlt évtizedekben, de egyikük sem talált életképes megoldást, amelyet kereskedelmi forgalomba lehetne hozni.A homogén kompressziós gyújtású töltés (HCCI), a kompressziós gyújtás alapkoncepciója eddig csak alacsony motorfordulatszámon és alacsony terhelés mellett valósult meg, így gyakorlati okokból továbbra is szükség van szikragyújtásra (gyújtógyertya) magas üzemmódokhoz és terhelésekhez. . A másik nagy probléma az szabályozza, mikor történik kompressziós gyújtás.
A kihívás tehát az, hogy harmonikusan tudjunk váltani a két gyújtástípus között, ami arra kényszerítette a Mazdát, hogy javítsa és szabályozza azokat a különféle tényezőket, amelyek lehetővé teszik a benzines és sovány keverékű kompressziós gyújtást.
A megoldás
Az „eureka” pillanat – vagy az a pillanat, amikor szikra volt? ba dum tss… – ami lehetővé tette e problémák megoldását, akkor történt, amikor a Mazda mérnökei megkérdőjelezték azt a hagyományos elképzelést, miszerint a kompressziós égetéshez nincs szükség gyújtógyertyákra: „ha nehéz a különböző égési módok közötti átmenet, akkor mindenekelőtt? tényleg meg kell tennünk ezt az átállást?” Ebben rejlik az SPCCI rendszer – Spark-Controlled Compression Ignition – alapja.
Más szóval, a Mazda még a kompressziós égetéshez is gyújtógyertyákat használ, amelyek zökkenőmentes átmenetet tesznek lehetővé a kompressziós égés és a szikraégetés között. De ha gyújtógyertyát használ, akkor is lehet kompressziós égésnek nevezni?
Természetesen! Ennek az az oka, hogy a gyújtógyertya mindenekelőtt vezérlő mechanizmusként szolgál, amikor kompressziós égés történik. Más szóval, az SPCCI szépsége abban rejlik, hogy a dízelmotorok égetési módszerét használja a gyújtógyertyás benzinmotorok időzítési módszerével. Tudjuk tapsolni a kezünket? Tudunk!
A cél
A motort úgy tervezték, hogy megteremtse a szükséges hőmérsékleti és nyomási feltételeket az égéstérben, egészen addig a pontig, ahol a levegő/üzemanyag keverék - nagyon sovány, 37:1, körülbelül 2,5-szer nagyobb, mint egy hagyományos benzinmotorban. - maradjon a gyulladás határán a felső holtpontban. De a gyújtógyertyából származó szikra indítja el a folyamatot.
Ez egy kicsi, gazdagabb levegő/üzemanyag keveréket (29:1) jelent, amelyet egy későbbi szakaszban fecskendeznek be, ami tűzgolyót eredményez. Ez tovább növeli a nyomást és a hőmérsékletet az égéstérben, így a sovány keverék már közel a robbanásra kész állapothoz nem ellenáll és szinte azonnal meggyullad.
Ez a gyújtásszabályozás zavarba ejt. A Mazda 5000 ford./perc felett képes erre, és először nem is tudom meggyújtani a grillsütőt…
Egy megoldás, ami most annyira kézenfekvőnek tűnik, de új "trükköket" igényelt:
- az üzemanyagot két különböző időpontban kell befecskendezni, az egyiket a sovány keverékhez, amely összenyomódik, a másikat pedig a kissé gazdagabb keverékhez, amelyet a gyújtógyertya meggyújt.
- az üzemanyag-befecskendező rendszernek szuper nagy nyomásúnak kell lennie, hogy lehetővé tegye az üzemanyag gyors elpárologtatását és porlasztását, azonnal szétszórva a hengerben, minimalizálva a kompressziós időt
- minden hengerben van nyomásérzékelő, amely folyamatosan figyeli a fent említett vezérlőket, valós időben kompenzálja a tervezett hatásoktól való esetleges eltéréseket.
- kompresszor használata – a kompresszió magas szinten tartásának alapvető összetevője, mivel a SKYACTIV-X a Miller-ciklust használja, amely csökkenti a kompressziót, lehetővé téve a kívánt sovány keveréket. Az extra teljesítmény és nyomaték örvendetes következmény.
Hátsó rész
Előnyök
Az SPCCI rendszer lehetővé teszi az égés kibővítését kompresszióval sokkal szélesebb rezsimek között, így nagyobb hatékonyságot biztosít több felhasználási forgatókönyv esetén. A jelenlegi SKYACTIV-G-hez képest a márka felhasználástól függően 20-30%-kal alacsonyabb fogyasztást ígér . A márka szerint a SKYACTIV-X akár a saját SKYACTIV-D dízelmotorjának üzemanyag-fogyasztását is meghaladhatja, sőt meg is haladhatja.
A kompresszor nagyobb szívónyomást tesz lehetővé, jobb motorteljesítményt és reakciókészséget biztosítva. A nagyobb hatásfok szélesebb fordulatszám-tartományban azt is lehetővé teszi, hogy magasabb fordulatszámon tudjon futni, ahol nagyobb a rendelkezésre álló teljesítmény és a motor reakciója is jobb.
A művelet bonyolultsága ellenére a gyertya folyamatos használata érdekes módon egyszerűbb kialakítást tesz lehetővé – nincs szükség változó eloszlásra vagy változó tömörítési sebességre – és jobb, ez a motor 95-ös benzinnel működik , mivel a kisebb oktánszám jobb kompressziós gyújtáshoz.
Végül a volán mögé
A szöveg már nagyon hosszú, de szükséges. Fontos megérteni, hogy miért ez a „zúgás” a motor körül – ez valóban figyelemre méltó előrelépés a belső égésű motorok terén. 2019-ig kell várnunk, hogy ellenőrizzük az összes Mazdával kapcsolatos állítást, de figyelembe véve a SKYACTIV-G-vel ígérteket és bemutatottakat, magasak az elvárások, hogy a SKYACTIV-X teljesítse mindazt, amit ígér.
Szerencsére már volt lehetőségünk egy korai tesztre. Az ismert Mazda3 karosszéria alá rejtett, SKYACTIV-X-szel felszerelt prototípusokkal való dinamikus érintkezés várható volt, bár ennek alig vagy semmi köze nem volt az ismerős Mazda3-hoz – a karosszéria alatti alaparchitektúra is immár második generációs.
A SKYACTIV az új platform/szerkezet/karosszéria megoldások szinonimája is. Ez az új generáció nagyobb torziós merevséget, alacsonyabb zajszintet, vibrációt és durvaságot (NVH - zaj, vibráció és durvaság) ígér, sőt új üléseket is fejlesztettek, természetesebb testtartást ígérve, ami magasabb szintű kényelmet tesz lehetővé.
A prototípusokból két változatot vezettünk – az egyiket kézi, a másikat automata váltóval, mindkettőt hat sebességgel –, és még össze is tudtuk hasonlítani a különbséget a jelenlegi 165 lóerős, kézi váltóval szerelt Mazda3 2.0-val, hogy jobban felismerjük a helyzetet. különbségek. Szerencsére ez volt az első autó, amit vezettem, így ellenőriztem a jó motor/doboz (kézi) készletet.
A SKYACTIV-X (a jövő motorja) és a SKYACTIV-G (a mai motor) közötti különbség nem is lehetne egyértelműbb. A Mazda új motorja fordulatszám-tartománytól függetlenül sokkal energikusabb – a rendelkezésre álló extra nyomaték nyilvánvaló. A „G”-hez hasonlóan az „X” is 2,0 literes egység, de szaftosabb számokkal. A Mazda 190 LE körüli teljesítményre törekszik - amelyek észrevehetők, és jól, az úton.
Meglepett a legalacsonyabb rezsimtől származó érzékenységével, de a legjobb dicséret a motornak, hogy annak ellenére, hogy egy fejlesztés alatt álló egység, már most is többet győz meg, mint sok motor a piacon.
Teljesen alaptalan volt az a félelem, hogy mivel létezik kompressziós gyújtás, mint egy dízel, ez hoz néhány olyan tulajdonságot, mint az ilyen típusú motorok, mint például a nagyobb tehetetlenség, a rövid hatótáv vagy akár a hang. Ha ez a belső égésű motorok jövője, hajrá!
A prototípus belseje – egyértelműen egy fejlesztés alatt álló autó belseje – a középkonzol felett elhelyezett képernyővel érkezett, három számozott körrel. Ezek kialudtak vagy kigyulladtak a gyújtás vagy keverék típusától függően:
- 1 — szikragyújtás
- 2 — kompressziós gyújtás
- 3 – vékonyabb levegő/üzemanyag keverék, ahol a maximális hatékonyság érhető el
"Kis" motorok Portugáliába?
A rendellenes portugál adózás marginális választássá teszi ezt a motort. A 2,0 literes űrtartalom több okból is ideális, nem utolsósorban azért, mert a legtöbb világpiacon jól elfogadott űrtartalom. A SKYACTIV-X-ért felelős mérnökök megemlítették, hogy más kapacitások is lehetségesek, de egyelőre nem szerepel a márka tervei között 2,0 liter alatti motorok fejlesztése.
Lenyűgöző volt a sokféle helyzet, amikor kompressziós gyújtás fordult elő – jóformán csak szikragyújtásra váltáskor, nagyobb motorfordulatszámok felfedezésekor vagy amikor lenyomtuk a gázkart.
Ami a 3-as módot illeti, egyértelműen kontrolláltabb vezetést igényelt, különösen a kézi sebességváltóval, ahol nehéznek bizonyult – vagy a jobb láb érzékenységének hiánya –, hogy megjelenjen a képernyőn. Az észak-amerikai piacra méretezett pénzkiadó automata, bár kevésbé kellemes volt a használata, sokkal könnyebben „megvilágítható” a 3-as körben.
Fogyasztások? Nem tudjuk!
Kérdeztem, de konkrét számokkal senki nem állt elő. A fedélzeti számítógépet „stratégiailag” ragasztószalaggal fedték le, így egyelőre csak a márka megnyilatkozásaira hagyatkozhatunk.Utolsó megjegyzés a prototípusokhoz, amelyek már az új architektúra részét képezték – merevebbek és nagyobb belső finomítást tesznek lehetővé. Fontos, hogy ne felejtsük el, hogy ezek fejlesztési prototípusok voltak, így meglepő volt, hogy ezek finomabbak és hangszigeteltebbek voltak, mint a jelenlegi Mazda3 – ígéri a következő generáció…
Az új Mazda3 lesz az első SKYACTIV-X
Valószínűleg a Mazda3 lesz az első modell, amely megkapja az innovatív SKYACTIV-X-et, így csak valamikor 2019-ben láthatjuk igazán a motor hatékonyságának növekedését.
Ami a dizájnt illeti, Kevin Rice, a Mazda európai formatervezési központjának vezetője elmondta, hogy a Kai Concept összképe produkálható, vagyis nincs túl messze a jövő Mazda3 végső változatától – felejtsük el, hogy megakerekek, mini- visszapillantó tükrök vagy exponált optika…
A Kai Concept tervezési megoldásainak 85-90%-a gyártásba kerülhet.
Elérkezett a cikk végére… végre!
Az ígéret esedékes – mondta már Rui Veloso. Tehát itt van egyfajta kompenzáció. Egy epikus kamehameha, amely felidézi a SKYACTIV-X motor égésterében történt eseményeket.