Az új generációs benzinmotor
2017 augusztusában a Mazda meghirdette az új “Fenntartható Zoom-Zoom 2030” hosszú távú stratégiát, amely 2030-ig előre tekintve részletezi a cég technológiai fejlesztéseit.
A Mazda küldetésének tekinti, hogy Földünket csodálatossá, az emberek életét és a társadalmat pedig tartalmassá tegye. Az új jövőkép értelmében a vállalat arra törekszik, hogy a jövőben is az autói által képviselt érték révén szolgáljon ihletadóként.
A jövőkép megvalósításának első lépéseként a Mazda kifejlesztette a SKYACTIV-X névre hallgató, új generációs, saját fejlesztésű égési folyamatot alkalmazó benzinmotort, valamint a SKYACTIV jármű-architektúra platformot, amely a vállalat emberközpontú autógyártási filozófiájának legújabb megnyilvánulása.
Ezek a technológiák meghatározó mértékben járulnak hozzá a „forrástól a felhasználásig” mért CO2-kibocsátás mérsékléséig. Eközben a Mazda tovább kutatja a technológiai innováció lehetséges módjait, hogy minél teljesebb mértékben támogathassa a Jinba Ittai élményt.
A Mazda hiszi, hogy bőséges tér van még a belső égésű motor fejlesztésére, és hogy a technológia akár jelentős mértékben is hozzájárulhat a természeti környezet megóvásához.
A SKYACTIV-X olyan úttörő jelentőségű, kizárólag a Mazdánál megtalálható motorújdonság, amely a hagyományos gyertyagyújtású benzinmotorok előnyeit – fordulatszámbarát üzem, mérsékelt károsanyag-kibocsátást – a kompressziógyújtású dízelmotorok előnyeivel – kiváló gázreakció kis fordulatszámon, takarékos üzem – kombinálva olyan “öszvér” motort hoz létre, amely az arany középutat képviseli a két technológia között.
A motor gyertyavezérelt kompressziós gyújtása (SPCCI) olyan egyedülálló égési módszer, amely gyertyagyújtással vezérli a sűrítéses gyújtási folyamatot, ami drámai mértékű javulást eredményez a legfontosabb teljesítmény-mutatók tekintetében.
A SKYACTIV-X a következő lépcsőfok a SKYACTIV-G motor után, egyben a világ első olyan sorozatgyártású benzinmotorja, amely a dízelekhez hasonló, sűrítéses gyújtás előnyeit élvezi.
Az új motor 20-30%-kal kedvezőbb üzemanyag-fogyasztást kínál, mint a SKYACTIV-G motorok (és 35-40%-kal kedvezőbbet a Mazda azt megelőző benzinmotorjánál). A CO2-kibocsátás hasonló mértéken csökkent, miközben a motor (fordulatszámtól függően 10-30%-kal nagyobb forgatónyomatékot ad le.
A SKYACTIV-X az üzemanyag-fogyasztásnak a legkülönfélébb üzemi körülmények mellett történő csökkentését ígéri, a dízelek kiemelkedő robbanékonyságával és a benzinmotorok fordulatszám-kedvelő természetével együtt.
A Jinba Ittai filozófiát elősegítő, nagyobb vezetési élményt nyújtó hajtáslánc ideális alternatíva azok számára, akik a benzinmotorokra esküsznek, de örömmel fogadnák a dízelek előnyeit.
SKYACTIV-X és SPCCI
Számos autógyártó próbálkozott már ezzel a homogén töltésű sűrítéses gyújtásos (HCCI) motorkoncepcióval, ám egyik sem tudta megbízhatóan az átváltást a sűrítéses gyújtás és a gyertyagyújtás között.
A Mazda egyedi megoldást talált a problémára. A gyertyavezérelt sűrítéses gyújtás (SPCCI) révén a motor eltérő módokon, de mindkét égéstípus esetében gyertyával indítja el az égést, és ezért zökkenőmentesen képes átváltani a sűrítéses gyújtású és gyertyagyújtású égési üzemmódok között.
A folyamat csupán részterhelésen (visszafogott vezetési stílus), szegénykeverékkel (az átlagos benzinmotorban alkalmazottnál jóval nagyon levegő/üzemanyag arány) működik, célja az üzemanyag-megtakarítás. Amint több teljesítményre van szükség, a motor zökkenőmentesen vált át normál üzemre, és gyertyával gyújtja be a hagyományos, sztöchiometrikus (14,7:1) arányú üzemanyag-levegő keveréket.
A HCCI prototípus motorok sűrítéses gyújtás üzemben teljesen beszüntették a gyertyagyújtást, ez azonban kiszámíthatatlan eredményekhez és egyenetlen égéshez vezetett.
A SKYACTIV-X ezzel szemben folyamatosan működteti a gyújtógyertyát, akár csak egy hagyományos motor.
A kettős befecskendezési folyamat következtében az égéstérben két különálló üzemanyag-levegő keverék zóna keletkezik, amint a motor égéses gyújtás üzemmódba lép.
Az első befecskendezési fázis szegénykeverékkel (nagy levegőarány) tölti meg a szívási ütem során az égésteret. A második ezzel szemben egy dúsabb keverékzónát hoz létre a sűrítési ütem során, közvetlenül a gyertya közelében. Képzeljünk el egy muffint, a tetején egy szem cseresznyével: a gyümölcs a dús zóna, a sütemény pedig a szegénykeverék.
A SKYACTIV benzinmotor-technológia rendkívül magas sűrítési viszonya miatt az elsőként létrehozott keverék már amúgy is az öngyulladás határára került. A gyertya működésekor begyullad a közelében lévő üzemanyag-levegő keverék. Ezzel az égéstér belső nyomása eléri azt a szintet, ahol a szegénykeverék önmagától begyullad.
A folyamat előnye, hogy a sűrítéses gyújtású üzemmód stabil, a hagyományos és SPCCI égés közötti átmenet kiszámítható és megbízható.
A különösen nagy nyomású üzemanyag-befecskendezési rendszer azonnal elporlasztja az üzemanyagot, ezzel egyidejűleg erőteljes örvénylést keltve biztosít egyenletes, stabil égést. A folyamat rendkívül nagy sebességen megy végbe; a két befecskendezési zóna az új kialakítású dugattyúnak is köszönhetően nagyon gyorsan létrejön.
A hengeren belül elhelyezett nyomásérzékelők révén a motorvezérlő rendszer folyamatosan felügyeli a folyamatot, és beavatkozik, ha a normálistól eltérő égésre utaló jeleket észlel.
A sűrítéses gyújtásnak köszönhetően stabilan ég el a különösen szegény (nagy levegő/üzemanyag arányú) keverék. A szegénykeverék hasznos, ha a motor részterhelésen üzemel, és nincs szükség maximális teljesítményre, mert alkalmazásával csökkenthető az üzemanyag-fogyasztás és a CO2-kibocsátás.
Sűrítéses gyújtás üzemmódban tehát a motor kevesebbet fogyaszt és kevesebb CO2-t bocsát ki. Mivel az SPCCI rendkívül stabil – szemben a HCCI-vel, ami nem volt az -, gyakrabban aktiválható a motor üzemi tartományán belül. Mindennek eredményeképpen a motor fogyasztása 20%-kal alacsonyabb, mint a SKYACTIV-G motoré, miközben a forgatónyomaték fordulatszámtól függően 10-30%-kal megnő. A SKYACTIV-X motor tehát csökkenti az üzemanyag-fogyasztást, valamint a CO2- és NOx-kibocsátást, ugyanakkor az általa kínált vezetési élmény összhangban áll a Jinba Ittai szellemiségével.