Pada saat hampir seluruh industri tampaknya bertekad untuk membatasi mesin pembakaran internal ke buku-buku sejarah, Mazda pergi… melawan arus! Dengan senang hati.
Ini bukan pertama kalinya Mazda melakukannya, dan terakhir kali itu benar. Apakah hal yang sama akan terjadi lagi? Orang Jepang percaya begitu.
Keputusan untuk terus bertaruh pada mesin pembakaran diumumkan tahun lalu, melalui generasi baru mesin SKYACTIV-X. Dan kami memiliki kesempatan untuk merasakan mesin SKYACTIV-X baru ini, hidup dan berwarna, sebelum kedatangan resminya di pasar pada tahun 2019.
Itu sebabnya Anda mengunjungi Reason Automotive setiap hari, bukan?
Siap-siap! Artikelnya akan panjang dan teknis. Jika Anda mencapai akhir, Anda akan mendapat kompensasi ...
Mesin pembakaran? Dan yang listrik?
Masa depan adalah listrik, dan pejabat Mazda juga setuju dengan pernyataan itu. Tapi mereka tidak setuju dengan prediksi yang memberikan mesin pembakaran sebagai "mati" ... kemarin!
Kata kuncinya di sini adalah "masa depan". Sampai mobil listrik 100% adalah "normal" baru, transisi ke mobilitas listrik di seluruh dunia akan memakan waktu puluhan tahun. Selanjutnya, produksi listrik dari sumber terbarukan juga harus tumbuh, sehingga janji nol emisi dari mobil listrik tidak palsu.
Sementara itu, mesin pembakaran internal "lama" akan menjadi salah satu pendorong utama pengurangan emisi CO2 dalam jangka pendek dan menengah — ini akan terus menjadi jenis mesin yang paling umum selama beberapa dekade mendatang. Dan itulah mengapa kita harus terus meningkatkannya. Mazda telah mengambil misinya untuk mengekstraksi efisiensi sebanyak mungkin dari mesin pembakaran dalam mengejar emisi yang lebih rendah.
“Berkomitmen pada prinsip solusi yang tepat pada waktu yang tepat”, seperti yang dikatakan Mazda, mendorong merek dalam pencarian terus-menerus untuk solusi terbaik — bukan yang terlihat terbaik di atas kertas, tetapi yang bekerja di dunia nyata . Dalam konteks inilah SKYACTIV-X muncul, mesin pembakaran internalnya yang inovatif dan bahkan revolusioner.
Mengapa revolusioner?
Hanya karena SKYACTIV-X adalah mesin bensin pertama yang mampu melakukan kompresi penyalaan — sama seperti mesin Diesel… yah, hampir seperti mesin Diesel, tapi kita berangkat.
Penyalaan kompresi — yaitu, campuran udara/bahan bakar berarti seketika, tanpa busi, ketika dikompresi oleh piston — dalam mesin bensin telah menjadi salah satu "cawan suci" yang dikejar oleh para insinyur. Ini karena pengapian kompresi lebih diinginkan: itu jauh lebih cepat, langsung membakar semua bahan bakar di ruang bakar, memungkinkan Anda untuk melakukan lebih banyak pekerjaan dengan jumlah energi yang sama, menghasilkan efisiensi yang lebih.
Pembakaran yang lebih cepat juga memungkinkan campuran udara/bahan bakar yang lebih ramping di ruang bakar, yaitu, jumlah udara yang jauh lebih besar daripada bahan bakar. Keuntungannya mudah dipahami: pembakaran berlangsung pada suhu yang lebih rendah, menghasilkan lebih sedikit NOx (nitrogen oksida), dan lebih sedikit energi yang terbuang selama pemanasan mesin.
Masalah
Tetapi pengapian kompresi dalam bensin tidak mudah — bukan karena belum dicoba oleh pembuat lain dalam beberapa dekade terakhir, tetapi tidak ada yang menemukan solusi yang layak yang dapat dikomersialkan.Homogeneous Compression Ignition Charging (HCCI), konsep yang mendasari penyalaan kompresi, sejauh ini hanya dicapai pada putaran mesin rendah dan pada beban rendah, sehingga untuk alasan praktis, pengapian busi (busi) masih diperlukan untuk rezim dan beban tinggi. . Masalah besar lainnya adalah kontrol saat pengapian kompresi terjadi.
Oleh karena itu, tantangannya adalah untuk dapat melakukan transisi antara dua jenis pengapian secara harmonis, yang memaksa Mazda untuk memperbaiki dan mengendalikan berbagai faktor yang memungkinkan pengapian kompresi campuran bensin dan ramping.
Solusinya
Momen "eureka"—ataukah momen ketika ada percikan api? ba dum tss… — yang memungkinkan untuk memecahkan masalah ini, terjadi ketika para insinyur Mazda menentang gagasan konvensional bahwa pembakaran dengan kompresi tidak memerlukan busi: “jika transisi antara mode pembakaran yang berbeda sulit, apakah itu, pertama-tama, apakah kita benar-benar perlu melakukan transisi itu?” Di sinilah letak dasar dari sistem SPCCI — Pengapian Kompresi Terkendali SPark.
Dengan kata lain, bahkan untuk pembakaran dengan kompresi, Mazda menggunakan busi, memungkinkan transisi yang mulus antara pembakaran dengan kompresi dan pembakaran busi. Tapi kalau pakai busi masih bisa disebut pembakaran kompresi?
Tentu saja! Ini karena busi berfungsi, di atas segalanya, sebagai mekanisme kontrol saat pembakaran dengan kompresi berlangsung. Dengan kata lain, keunggulan SPCCI adalah menggunakan metodologi pembakaran mesin diesel dengan metodologi timing mesin bensin dengan busi. Bisakah kita bertepuk tangan? Kita dapat!
Hasil
Mesin dirancang sedemikian rupa untuk menciptakan kondisi suhu dan tekanan yang diperlukan di ruang bakar, ke titik di mana campuran udara/bahan bakar — sangat ramping, 37:1, sekitar 2,5 kali lebih banyak daripada di mesin bensin konvensional — tetap berada di ambang penyalaan di titik mati atas. Tapi itu adalah percikan dari busi yang memulai prosesnya.
Ini berarti campuran udara/bahan bakar yang lebih kecil dan lebih kaya (29:1), disuntikkan pada tahap selanjutnya, yang menimbulkan bola api. Hal ini semakin meningkatkan tekanan dan suhu di dalam ruang bakar, sehingga campuran kurus, yang sudah mendekati titik di mana ia siap meledak, tidak melawan dan menyala hampir seketika.
Kontrol pengapian ini membuatku malu. Mazda mampu melakukan ini pada lebih dari 5000 rpm dan saya bahkan tidak bisa menyalakan barbekyu pada awalnya…
Solusi yang sekarang tampak sangat jelas, tetapi membutuhkan "trik" baru:
- bahan bakar harus disuntikkan pada dua waktu yang berbeda, satu untuk campuran ramping yang akan dikompresi dan yang lainnya untuk campuran yang sedikit lebih kaya yang akan dinyalakan oleh busi.
- sistem injeksi bahan bakar harus memiliki tekanan super tinggi, untuk memungkinkan penguapan dan atomisasi bahan bakar yang cepat, menyebarkannya segera ke seluruh silinder, meminimalkan waktu kompresi
- semua silinder memiliki sensor tekanan, yang secara konstan memonitor kontrol yang disebutkan di atas, mengkompensasi, secara real time, untuk setiap penyimpangan dari efek yang diinginkan.
- penggunaan kompresor — adalah unsur penting untuk menjaga kompresi tetap tinggi, karena SKYACTIV-X menggunakan siklus Miller, yang menurunkan kompresi, memungkinkan campuran ramping yang diinginkan. Tenaga dan torsi ekstra adalah konsekuensi yang disambut baik.
Bagian belakang
Manfaat
Sistem SPCCI memungkinkan perluasan pembakaran dengan kompresi pada rentang yang jauh lebih luas, oleh karena itu, lebih efisien dalam skenario penggunaan yang lebih banyak. Dibandingkan dengan SKYACTIV-G saat ini, mereknya menjanjikan konsumsi yang lebih rendah antara 20 hingga 30% tergantung pada penggunaan . Merek tersebut mengatakan bahwa SKYACTIV-X bahkan dapat menandingi dan bahkan melebihi penghematan bahan bakar dari mesin diesel SKYACTIV-D miliknya.
Kompresor memungkinkan tekanan masuk yang lebih tinggi, memastikan kinerja dan respons mesin yang lebih baik. Efisiensi yang lebih besar dalam rentang putaran yang lebih lebar juga memungkinkan Anda untuk berlari pada putaran yang lebih tinggi, di mana ada lebih banyak tenaga yang tersedia dan respons mesin yang lebih unggul.
Terlepas dari kerumitan operasinya, penggunaan lilin secara konstan, menariknya, memungkinkan desain yang lebih sederhana — tidak diperlukan distribusi variabel atau tingkat kompresi variabel — dan lebih baik, mesin ini menggunakan 95 bensin , karena oktan lebih rendah lebih baik untuk pengapian kompresi.
Akhirnya, di belakang kemudi
Teksnya sudah sangat panjang, tetapi itu perlu. Sangat penting untuk memahami mengapa semua "buzz" di sekitar mesin ini — ini benar-benar kemajuan yang luar biasa dalam hal mesin pembakaran. Kami harus menunggu hingga 2019 untuk memverifikasi semua klaim Mazda tentangnya, tetapi mengingat apa yang telah dijanjikan dan ditunjukkan dengan SKYACTIV-G, harapan tinggi bagi SKYACTIV-X untuk memenuhi semua yang dijanjikannya.
Untungnya, kami sudah memiliki kesempatan untuk tes awal. Kontak dinamis dengan prototipe yang dilengkapi SKYACTIV-X, tersembunyi di bawah bodywork Mazda3 yang sudah dikenal, sudah diramalkan, meskipun itu sedikit atau tidak ada hubungannya dengan Mazda3 yang sudah dikenal - juga arsitektur dasar di bawah bodywork sekarang adalah generasi kedua.
SKYACTIV juga identik dengan solusi platform/struktur/tubuh baru. Generasi baru ini menjanjikan kekakuan torsi yang lebih besar, tingkat kebisingan, getaran, dan kekerasan yang lebih rendah (NVH - kebisingan, getaran, dan kekerasan) dan bahkan kursi baru dikembangkan, menjanjikan postur yang lebih alami, yang akan memungkinkan tingkat kenyamanan yang lebih besar.
Kami mengendarai dua versi prototipe — satu dengan gearbox manual dan yang lainnya dengan gearbox otomatis, keduanya dengan enam kecepatan — dan kami bahkan dapat membandingkan perbedaannya dengan Mazda3 2.0 165hp saat ini dengan gearbox manual, untuk membedakan dengan lebih baik. perbedaan. Untungnya itu adalah mobil pertama yang saya kendarai, memungkinkan saya untuk memeriksa set mesin/kotak (manual) yang baik.
Perbedaan antara SKYACTIV-X (mesin masa depan) dan SKYACTIV-G (mesin masa kini) sangat jelas. Mesin baru Mazda jauh lebih bertenaga terlepas dari rentang putaran — torsi ekstra yang tersedia cukup jelas. Seperti "G", "X" adalah unit 2,0 liter, tetapi dengan angka yang lebih segar. Mazda mengincar tenaga sekitar 190 hp — yang terlihat, dan baik, di jalan.
Terkejut dengan daya tanggapnya, dari rezim terendah, tetapi pujian terbaik yang dapat Anda berikan untuk mesin, adalah bahwa meskipun merupakan unit dalam pengembangan, itu sudah meyakinkan lebih dari banyak mesin di pasar.
Kekhawatiran bahwa, karena ada pengapian kompresi seperti Diesel, itu akan membawa beberapa karakteristik mesin jenis ini, seperti inersia yang lebih besar, jangkauan penggunaan yang pendek, atau bahkan suara, sama sekali tidak berdasar. Jika ini masa depan mesin pembakaran, ayolah!
Interior prototipe — jelas interior mobil yang sedang dikembangkan — hadir dengan layar yang diposisikan di atas konsol tengah dengan tiga lingkaran bernomor. Ini mati atau hidup, tergantung pada jenis pengapian atau campuran yang terjadi:
- 1 — pengapian percikan
- 2 — pengapian kompresi
- 3 — campuran udara/bahan bakar yang lebih ramping di mana efisiensi maksimum diperoleh
Mesin "Kecil" untuk Portugal?
Perpajakan Portugis yang menyimpang akan membuat mesin ini menjadi pilihan marjinal. Kapasitas 2,0 liter sangat ideal karena beberapa alasan, paling tidak karena ini adalah kapasitas yang diterima dengan baik di sebagian besar pasar dunia. Insinyur yang bertanggung jawab atas SKYACTIV-X menyebutkan bahwa kapasitas lain dimungkinkan, tetapi untuk saat ini tidak ada dalam rencana merek untuk mengembangkan mesin dengan kapasitas di bawah 2,0 liter.
Berbagai situasi di mana penyalaan kompresi terjadi — cukup banyak hanya beralih ke pengapian percikan, saat menjelajahi kecepatan mesin yang lebih tinggi atau ketika kita menekan throttle ke bawah — sangat mengesankan.
Sedangkan untuk mode 3, jelas diperlukan pengendaraan yang lebih terkontrol, terutama dengan girboks manual, di mana terbukti sulit — atau kurangnya kepekaan di kaki kanan — untuk muncul di layar. Anjungan Tunai Mandiri — penskalaan untuk pasar Amerika Utara —, meskipun kurang menyenangkan untuk digunakan, ternyata jauh lebih mudah untuk “menyala” lingkaran nomor 3.
Konsumsi? Kami tidak tahu!
Saya memang bertanya, tetapi tidak ada yang memberikan angka konkret. Komputer on-board "secara strategis" ditutupi dengan pita perekat, jadi untuk saat ini kami hanya dapat mengandalkan pernyataan merek.Catatan terakhir untuk prototipe yang sudah menjadi bagian dari arsitektur baru — lebih kaku dan memungkinkan tingkat penyempurnaan interior yang lebih besar. Penting untuk tidak lupa bahwa ini adalah prototipe pengembangan, jadi mengejutkan bahwa ini lebih halus dan kedap suara daripada Mazda3 produksi saat ini — janji generasi berikutnya…
Mazda3 baru menjadi SKYACTIV-X pertama
Kemungkinan besar, Mazda3 akan menjadi model pertama yang menerima SKYACTIV-X yang inovatif, jadi baru pada tahun 2019 kita akan benar-benar dapat melihat peningkatan efisiensi mesin.
Mengenai desain, Kevin Rice, kepala pusat desain Mazda Eropa, mengatakan kepada kami bahwa tampilan keseluruhan Konsep Kai dapat diproduksi, yang berarti tidak terlalu jauh dari versi final Mazda3 masa depan — lupakan mega-roda, mini- kaca spion atau optik terbuka…
85-90% dari solusi desain Kai Concept bisa masuk ke produksi.
Anda telah mencapai akhir artikel… akhirnya!
Janji sudah jatuh tempo, Rui Veloso sudah mengatakannya. Jadi di sini adalah semacam kompensasi. Sebuah kamehameha epik mengingat peristiwa di dalam ruang bakar mesin SKYACTIV-X.