มาสด้ายังคงพัฒนาเทคโนโลยี Skyactiv ทั้งในบล็อกเบนซินและดีเซล ค้นพบหน่วย 1.5 Skyactiv D ล่าสุดที่จะเปิดตัวใน Mazda 2 รุ่นต่อไป
หลังจากบล็อก 2.2 Skyactiv D ตอนนี้มีน้องชายคนเล็กคือ 1.5 Skyactiv D ซึ่งเปิดตัวพร้อมกับ Mazda 2 ในอนาคต
เครื่องยนต์ใหม่จาก Mazda ที่มีเทคโนโลยี Skyactiv ตรงตามมาตรฐาน EURO 6 ที่เข้มงวดแล้ว และทำได้โดยไม่ต้องใช้ระบบเร่งปฏิกิริยาใดๆ แต่เพื่อให้บรรลุผลลัพธ์เหล่านี้ มาสด้าต้องเผชิญกับปัญหาหลายประการที่จำกัดศักยภาพของช่างเครื่องดีเซล
อย่างไรก็ตาม ผลลัพธ์ที่ได้โดยใช้เทอร์โบชาร์จเจอร์รูปทรงต่างๆ ที่ปรับเปลี่ยนได้และเซ็นเซอร์การหมุนในตัว ร่วมกับอินเตอร์คูลเลอร์ที่ระบายความร้อนด้วยน้ำ สร้างความพอใจให้กับแบรนด์ญี่ปุ่นอย่างเต็มที่ ประการที่สอง จะปรับปรุงประสิทธิภาพและการตอบสนองของบล็อก 1.5 ดีเซล มาสด้าเชื่อว่าจะมีเครื่องยนต์ดีเซลที่มีการบริโภคต่ำที่สุดในระดับเดียวกัน
1.5 Skyactiv D block นำเสนอด้วยความจุ 1497cc และ 105 แรงม้าที่ 4000rpm แรงบิดสูงสุด 250Nm ปรากฏขึ้นที่รอบต่อนาทีที่ 1500rpm และคงที่จนถึงเกือบ 2500rpm โดยทั้งหมดมีการปล่อย CO₂ เพียง 90g/km
แต่เพื่อให้บรรลุค่านิยมเหล่านี้ ไม่ใช่ทุกอย่างที่เป็นสีดอกกุหลาบ และมาสด้าประสบปัญหาทางเทคนิคมากมาย ปัญหาที่ตามแบรนด์ได้รับการแก้ไขผ่านการใช้เทคโนโลยีล่าสุด เรามาดูส่วนต่าง ๆ เพื่อไขความท้าทายทั้งหมดที่มาสด้าเอาชนะเพื่อพัฒนาเครื่องยนต์ 1.5 Skyactiv D นี้
เป็นไปได้อย่างไรที่จะเอาชนะมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อมที่เรียกร้องโดยไม่จำเป็นต้องใช้การบำบัดด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา?
บล็อกดีเซลโดยทั่วไปทำงานที่อัตรากำลังอัด ซึ่งสูงกว่าบล็อกน้ำมันเบนซินมาก นี่เป็นเพราะความจำเพาะของการเผาไหม้ดีเซลซึ่งจุดชนวนที่แรงดันสูงและไม่ระเบิดเหมือนน้ำมันเบนซิน แต่ติดไฟได้
ปัญหานี้จะกลายเป็นปัญหาโดยเฉพาะอย่างยิ่ง เนื่องจากอัตราส่วนการอัดสูง เมื่อลูกสูบอยู่ที่ TDC (จุดศูนย์กลางตายบน) การจุดระเบิดมักจะเกิดขึ้นก่อนที่ส่วนผสมทั้งหมดและเป็นเนื้อเดียวกันระหว่างอากาศและเชื้อเพลิง ส่งผลให้เกิดก๊าซ NOx และ อนุภาคมลพิษ การฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงที่ล่าช้าในขณะเดียวกันก็ช่วยรักษาอุณหภูมิและความดันด้วย ส่งผลให้เศรษฐกิจแย่ลงและทำให้สิ้นเปลืองเชื้อเพลิงมากขึ้น
มาสด้าตระหนักถึงปัญหาเหล่านี้จึงตัดสินใจเดิมพันในการลดอัตราส่วนการอัดของบล็อกดีเซล Skyactiv ด้วยอัตราส่วนการอัดที่ 14.0:1 ซึ่งเป็นค่าที่ต่ำอย่างเห็นได้ชัดสำหรับบล็อกดีเซล เนื่องจากค่าเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 16.0: 1 เมื่อใช้วิธีนี้ โดยใช้ลูกสูบจากห้องเผาไหม้เฉพาะ ทำให้สามารถลดอุณหภูมิและความดันใน PMS ของกระบอกสูบได้ จึงเป็นการปรับส่วนผสมให้เหมาะสมที่สุด
เมื่อปัญหานี้ได้รับการแก้ไข ปัญหาการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงก็ยังคงต้องได้รับการแก้ไข ดังนั้น Mazda จึงหันไปใช้เวทมนตร์แห่งระบบอิเล็กทรอนิกส์ กล่าวอีกนัยหนึ่งการฉีดจะแมปกับอัลกอริธึมที่ซับซ้อนซึ่งสามารถทำพรีมิกซ์ที่ปรับให้เหมาะสมในบล็อกที่มีอัตราการบีบอัดต่ำ นอกจากผลดีต่อการเผาไหม้แล้ว อัตราส่วนกำลังอัดที่ลดลงยังทำให้น้ำหนักของบล็อกลดลงได้ เนื่องจากอยู่ภายใต้แรงดันภายในที่น้อยลง จึงช่วยเพิ่มอัตราการสิ้นเปลืองและความเร็วของเครื่องยนต์ในการตอบสนอง
มาสด้าแก้ปัญหาการสตาร์ทเย็นและการสตาร์ทอัตโนมัติแบบร้อนด้วยอัตราส่วนการอัดต่ำได้อย่างไร
นี่เป็นอีกสองปัญหาที่อยู่เบื้องหลังอัตราส่วนการบีบอัดที่ต่ำของบล็อก ด้วยอัตราส่วนกำลังอัดที่ต่ำลง การสร้างแรงดันและอุณหภูมิให้เพียงพอสำหรับเชื้อเพลิงที่จะจุดไฟได้ยากขึ้น ในทางกลับกัน เมื่อบล็อกร้อน อัตราการบีบอัดต่ำทำให้ ECU จัดการจุดจุดไฟอัตโนมัติได้ยาก
เนื่องด้วยปัญหาเหล่านี้ มาสด้าจึงตัดสินใจรวมบล็อก 1.5 Skyactiv D ซึ่งเป็นหัวฉีด Piezo รุ่นล่าสุดที่มีหัวฉีด 12 รู ทำให้สถานการณ์การฉีดและการทำงานที่หลากหลายในช่วงเวลาสั้น ๆ ทำได้มากถึง 9 ครั้งต่อการฉีด วงจร ช่วยให้ควบคุมความเข้มข้นของส่วนผสม แก้ปัญหาการสตาร์ทเย็น
นอกจากรูปแบบการฉีดพื้นฐาน 3 รูปแบบ (ก่อนการฉีด การฉีดหลัก และหลังการฉีด) หัวฉีด Piezo เหล่านี้ยังสามารถดำเนินการได้หลายรูปแบบตามสภาพบรรยากาศและภาระเครื่องยนต์
การจุดระเบิดอัตโนมัติได้รับการแก้ไขโดยใช้จังหวะวาล์วแปรผัน วาล์วไอเสียเปิดเล็กน้อยระหว่างเฟสไอดีทำให้ก๊าซไอเสียถูกนำกลับมาใช้ใหม่สู่ห้องเผาไหม้ทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้นโดยไม่สร้างจุดแรงดันเนื่องจากในดีเซลจะบล็อกอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นในห้องเผาไหม้ การเผาไหม้ทำให้การจุดระเบิดคงที่ดังนั้น ชดเชยการใช้อัตราส่วนการอัดสูง ซึ่งจะทำให้เกิดแรงดันแหลมที่ยากต่อการควบคุม