Mazda fortsätter utvecklingen av Skyactiv-tekniken i både bensin- och dieselblock. Upptäck den senaste 1.5 Skyactiv D-enheten som kommer att debutera på nästa Mazda 2.
Efter 2.2 Skyactiv D-blocket finns nu lillebror, 1.5 Skyactiv D, som har sin debut markerad med framtidens Mazda 2.
Denna nya motor från Mazda med Skyactiv-teknik uppfyller redan de stränga EURO 6-standarderna och gör det utan något katalyssystem. Men för att uppnå dessa resultat ställdes Mazda inför flera problem som begränsar dieselmekanikens potential.
Det erhållna resultatet, med användning av en turboladdare med variabel geometri och integrerad rotationssensor, tillsammans med en vattenkyld laddluftkylare, tillfredsställer dock det japanska varumärket fullt ut. För det andra kommer det att förbättra effektiviteten och responsen hos 1,5-dieselblocket. Mazda tror att den kommer att ha den lägsta förbrukningen av dieselmotorn i sin klass.
1,5 Skyactiv D-blocket presenterar sig med ett slagvolym på 1497cc och 105 hästkrafter vid 4000 rpm, det maximala vridmomentet på 250Nm visas redan vid 1500rpm och förblir konstant till nära 2500rpm, allt med CO₂-utsläpp på bara 90g/km.
Men för att nå dessa värden var inte allt rosa och Mazda stod inför många tekniska problem. Problem som enligt varumärket övervunnits, genom användning av den senaste tekniken. Men låt oss gå i delar, med sikte på att reda ut alla utmaningar som Mazda övervann för att utveckla denna 1,5 Skyactiv D-motor.
Hur var det möjligt att övervinna krävande miljöstandarder utan behov av katalytisk behandling?
Dieselblock fungerar i allmänhet vid kompressionshastigheter, mycket högre än bensinblock. Detta beror på specificiteten hos dieselförbränning, som detonerar vid höga tryck och inte exploderar som bensin, utan tar eld.
Denna fråga blir särskilt problematisk, eftersom på grund av de höga kompressionsförhållandena, när kolven är vid dess TDC (top dead centre), antändning tenderar att inträffa före den totala och homogena blandningen mellan luft och bränsle, vilket resulterar i bildandet av NOx-gaser och förorenande partiklar. Att fördröja bränsleinsprutningen samtidigt som det hjälper till med temperatur och tryck ger sämre ekonomi och därmed högre förbrukning.
Mazda, medveten om dessa problem, bestämde sig ändå för att satsa på att minska kompressionsförhållandet för sina Diesel Skyactiv-block, med kompressionsförhållanden på 14,0:1 – ett uppenbart lågt värde för ett dieselblock, eftersom genomsnittet är runt 16,0:1. Med denna lösning, med hjälp av kolvar från specifika förbränningskammare, var det möjligt att minska temperaturen och trycket i cylindrarnas PMS och på så sätt optimera blandningen.
Med detta problem löst återstod bränsleekonomisfrågan att lösa, så Mazda tog till elektronikens magi. Med andra ord, injektionskartor med komplexa algoritmer som kan utföra en optimerad förblandning, i ett block med låg komprimeringshastighet. Förutom de gynnsamma effekterna på förbränningen, gjorde minskningen av kompressionsförhållandet det möjligt att minska vikten av blocket, eftersom det utsätts för mindre internt tryck, vilket förbättrar förbrukningen och motorns svarshastighet.
Hur löste Mazda problemet med kallstart och varm autotändning med lågt kompressionsförhållande?
Dessa var de andra två problemen som låg bakom blockets låga kompressionsförhållande. Med ett lägre kompressionsförhållande blir det svårare att bygga upp tillräckligt med tryck och temperatur för att bränslet ska antändas. Å andra sidan, när blocket är varmt gör det låga kompressionsförhållandet självantändningsfläckar svåra för ECU:n att hantera.
Det var på grund av dessa problem som Mazda bestämde sig för att inkludera i 1,5 Skyactiv D-blocket, de senaste Piezo-injektorerna med 12-håls munstycken, som tillåter en mängd olika insprutnings- och driftsituationer i mycket korta intervaller, och lyckades utföra maximalt 9 injektioner per cykel , vilket gör det möjligt att kontrollera koncentrationen av blandningen, vilket löser problemet med kallstart.
Utöver de 3 grundläggande insprutningsmönstren (förinsprutning, huvudinsprutning och efterinsprutning) kan dessa piezoinjektorer utföra ett antal olika mönster beroende på atmosfäriska förhållanden och motorbelastning.
Självantändning löstes med hjälp av variabel ventiltid. Avgasventilerna öppnar sig lite under insugningsfasen, vilket gör att avgaserna kan recirkuleras tillbaka till förbränningskammaren, vilket ökar temperaturen utan att skapa tryckpunkter, eftersom i Dieselblock stiger temperaturen i förbränningskammaren. Förbränningen stabiliserar antändningen, alltså kompenserar för användningen av höga kompressionsförhållanden, som i sin tur genererar tryckspikar som är svåra att kontrollera.