Ο νέος κινητήρας 2 λίτρων Skyactiv-X της Mazda είναι ο πρώτος βενζινοκινητήρας παραγωγής στον κόσμο που ενσωματώνει τα πλεονεκτήματα της λειτουργίας ενός diesel με ανάφλεξη μέσω συμπίεσης[1]. Μετά την παρουσίαση των κινητήρων τεχνολογίας Skyactiv το 2012, ο Skyactiv-X είναι το δεύτερο βήμα της Mazda προς την κατεύθυνση της κατασκευής του ιδανικού κινητήρα εσωτερικής καύσης.
Ο Skyactiv-X είναι η εκπληκτική λύση της Mazda γι’ αυτή την πρόκληση, η τεχνολογία Spark Controlled Ignition Compression (SPCCI), η οποία επιτρέπει στον κινητήρα να αλλάζει ιδανικά μεταξύ της συμβατικής καύσης και της αυτανάφλεξης με συμπίεση χρησιμοποιώντας ένα σπινθήρα για να ενεργοποιήσει και τους δύο τύπους καύσης με διαφορετικό τρόπο.
Σε λειτουργία SPCCI, μια διαδικασία ξεχωριστών ψεκασμών δημιουργεί ξεχωριστές ζώνες μείγματος καυσίμου-αέρα μέσα στο θάλαμο καύσης.
Αρχικά, ένα πολύ φτωχό μείγμα καυσίμου-αέρα (με πολύ μεγάλο ποσοστό αέρα) εισέρχεται στο θάλαμο καύσης στη φάση εισαγωγής, στη συνέχεια ένα στρώμα ατμοποιημένου καυσίμου ψεκάζεται ακριβώς γύρω από το μπουζί στη φάση της συμπίεσης.
Για να αναφλεγεί το μείγμα την κατάλληλη στιγμή, η μικρή έγχυση καυσίμου/αέρα απευθείας γύρω από το μπουζί δημιουργεί ένα πλουσιότερο μίγμα. Όταν το μπουζί παράγει το σπινθήρα, αναφλέγεται η τοπική ζώνη καυσίμου και αέρα. Αυτό αυξάνει την πίεση και τη θερμοκρασία στο θάλαμο καύσης μέχρι το σημείο όπου ο κύριος όγκος του φτωχού μείγματος καίγεται.
Δίνοντας στον κινητήρα τη δυνατότητα να λειτουργήσει σε μεγαλύτερο χρονικό διάστημα με πολύ οικονομικό τρόπο, το SPCCI λειτουργεί σε όλο το φάσμα λειτουργίας του κινητήρα εκτός από τις κρύες εκκινήσεις, τη φάση αρχικού ζεστάματος και σε πολύ υψηλά φορτία. Σε αυτές τις περιπτώσεις ο κινητήρας περνάει ανεπαίσθητα σε κανονική λειτουργία αναφλέγοντας ένα συμβατικό ‘στοιχειομετρικό’ μείγμα καυσίμου-αέρα με σχέση συμπίεσης 14,7:1.
Συνδυάζοντας τις επιδόσεις σε υψηλές στροφές ενός βενζινοκινητήρα. με την οικονομία στην κατανάλωση, τη ροπή, και την απόκριση ενός κινητήρα diesel, ο Skyactiv-X συγκεντρώνει τέσσερα βασικά πλεονεκτήματα: Εξαιρετική απόκριση και ξεκούραστη οδήγηση, αίσθηση ανεβάσματος στροφών, αληθινά χαμηλή κατανάλωση και πολύ χαμηλές εκπομπές ρύπων.
Με αυτές τις βελτιώσεις να είναι κάτι παραπάνω από ορατές ειδικά σε λειτουργία με χαμηλά φορτία, ο Skyactiv-X βελτιώνει θεαματικά την κατανάλωση και μειώνει τις εκπομπές του CO2 και του NOX.
Ο κινητήρας Skyactiv-X του νέου Mazda3 έχει ισχύ 180 PS στις 6.000σ.α.λ. και μέγιστη ροπή 224Nm στις 3.000σ.α.λ. Επιτυγχάνει μικτή κατανάλωση WLTP4-6.9 l/100km με συνδυασμένες εκπομπές CO2 WLTP 122-157 g/km
Η ροπή είναι κατά 10% περισσότερη σε σχέση με τον Skyactiv-G (2018 model year Mazda3 Skyactiv-G0 χωρίς σύστημα απενεργοποίησης κυλίνδρων και χωρίς Mazda M Hybrid), και η περιοχή λειτουργίας με πραγματικά χαμηλή κατανάλωση είναι θεαματικά διευρυμένη.
Όπως όλοι καθαροί και οικονομικοί κινητήρες της Mazda, ο Skyactiv-X μπορεί να συνοδεύεται από χειροκίνητο 6 ταχυτήτων (6MT) Skyactiv-MT ή από αυτόματο κιβώτιο (6AT) 6ταχυτήτων Skyactiv-Drive. Εκτός από την αξιόπιστη λύση της μπροστινής κίνησης, η έκδοση hatchback με τον κινητήρα Skyactiv-X διατίθεται επίσης και με σύστημα i-Activ AWD της Mazda.
Το concept και οι στόχοι της τεχνολογίας SPCCI
Με τη μέθοδο ελεγχόμενης αυτανάφλεξης με συμπίεση του μείγματος, και με μπουζί (Spark Controlled Ignition Compression – SPCCI), μια μοναδική μέθοδο καύσης της Mazda, ο κινητήρας Skyactiv-X αποτελεί το δεύτερο βήμα στην προσπάθεια της Mazda να αναπτύξει έναν βενζινοκινητήρα με το ιδανικό σύστημα εσωτερικής καύσης (επίτευξη της «τέλειας καύσης»)
Η ανάπτυξη ελεγχόμενης αυτανάφλεξης με συμπίεση για τους βενζινοκινητήρες, ήταν από καιρό στόχος των μηχανικών. Το Skyactiv-X είναι ένας πρωτοποριακός νέος κινητήρας, αποκλειστικότητα της Mazda, στον οποίο χρησιμοποιείται ανάφλεξη με μπουζί και ελεγχόμενη ανάφλεξη λόγω συμπίεσης, με αποτέλεσμα τις δραστικές βελτιώσεις σε μια σειρά σημαντικών τομέων.
Τα πλεονεκτήματα ενός κινητήρα βενζίνης με ανάφλεξη στις υψηλές στροφές και οι καθαρότερες εκπομπές καυσαερίων – συνδυάστηκαν με τα οφέλη ενός κινητήρα ντίζελ αυτανάφλεξης με συμπίεση – πολύ άμεση απόκριση και οικονομία καυσίμου – για την παραγωγή ενός κινητήρα σε ένα crossover που προσφέρει τα καλύτερα και των δύο τεχνολογιών.
Στη Mazda, πιστεύουμε ότι υπάρχει ακόμη αρκετό περιθώριο για περαιτέρω εξέλιξη του κινητήρα εσωτερικής καύσης και ότι αυτή η τεχνολογία έχει τη δυνατότητα να συμβάλει καθοριστικά στη προστασία του παγκόσμιου περιβάλλοντός μας.
Με βάση το εταιρικό όραμα της Mazda να προστατεύει τον όμορφο πλανήτη μας, εμπλουτίζοντας τη ζωή των ανθρώπων με τη «χαρά της οδήγησης», σκοπεύουμε να συνεχίσουμε στην αδιάκοπη προσπάθειά μας με στόχο τη εξέλιξη του ιδανικού κινητήρα εσωτερικής καύσης.
Τα πλεονεκτήματα του φτωχού μείγματος
Η Mazda έχει προχωρήσει σε θεμελιώδη επανεξέταση της φύσης της καύσης, με σκοπό να επιφέρει σημαντικές βελτιώσεις στην αποτελεσματικότητα όλης της διαδικασίας.
Ο βενζινοκινητήρας Skyactiv-G της Mazda βελτιώνει την αποδοτικότητα της καύσης αυξάνοντας τη σχέση συμπίεσης, ενώ οι θερμικές απώλειες από την περιοχή της μεταφοράς θερμότητας προς τα χιτώνια των κυλίνδρων μειώνονται μέσω του ελέγχου των θερμοκρασιών του ψυκτικού. Οι απώλειες στην αντλία καυσίμου και οι μηχανικές τριβές μειώνονται χάρη στη χρήση του κύκλου Miller.
Στον Skyactiv-X, την πρόσφατη έκδοση του κινητήρα Skyactiv, εργαστήκαμε με στόχο την ενίσχυση της αναλογίας στο μείγμα αέρα-καυσίμου. Για να το πετύχουμε, έπρεπε να ασχοληθούμε με τη λύση του φτωχού μείγματος κατά την οποία στο θάλαμο καύσης η ποσότητα αέρα που εισέρχεται είναι πολύ μεγαλύτερη από εκείνη του καυσίμου.
Η ιδανική (στοιχειομετρική) αναλογία αέρα-καυσίμου είναι 14.7:1. Η δημιουργία μίας πολύ μεγαλύτερης σχέσης αέρα-καυσίμου με τον υπερδιπλασιασμό της ποσότητας του αέρα, αυξάνει την σχετική θερμοκρασία του αέρα και μειώνει τη θερμοκρασία των καυσαερίων. Αυτό, με τη σειρά του, περιορίζει τις θερμικές απώλειες. Παράλληλα, μία διάταξη που εισάγει μεγαλύτερες ποσότητες αέρα μειώνει και τις απώλειες στη φάση κλεισίματος του γκαζιού, με αποτέλεσμα τη θεαματική βελτίωση της οικονομίας. Παρόλα ταύτα, εάν αυτό το είδος του φτωχού μείγματος αέρα-βενζίνης καίγεται με τη βοήθεια του σπινθήρα από το μπουζί, η καύση τείνει να γίνει ατελής.
Για να ξεπεραστεί αυτό το πρόβλημα, και να επιτευχθούν συνθήκες καύσης μέσω συμπίεσης σε υψηλή θερμοκρασία, χρειάζεται η εφαρμογή πολύ υψηλής πίεσης. Αυτό σημαίνει ότι ένας τέτοιος κινητήρας χρειάζεται να υιοθετήσει τη μέθοδο της αυτανάφλεξης που χρησιμοποιείται στους κινητήρες diesel.
Εξελίσσοντας τον Skyactiv-X, βελτιώθηκαν και οι επτά παράμετροι που απαιτείται να ελεγχθούν ώστε να επιτευχθεί αυτανάφλεξη σε ένα φτωχό μείγμα.
Αυτό περιλαμβάνει τη σχέση συμπίεσης (η οποία πρέπει να αυξηθεί για να επιτευχθούν οι απαιτούμενες συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας, υψηλής πίεσης), το χρονισμό της καύσης κοντά στο άνω νεκρό σημείο (όπως συμβαίνει στην αυτανάφλεξη με συμπίεση) και το χρόνο καύσης κατά τον οποίο καίγεται ταυτόχρονα το σύνολο της ποσότητας του καυσίμου.
Κινητήρες φτωχού μείγματος HCCI (Homogenous Charge Compression Ignition)
Μια ιδέα που στηρίζει την αυτανάφλεξη με συμπίεση στους βενζινοκινητήρες είναι η ανάφλεξη συμπίεσης ομοιογενούς φόρτισης (HCCI).
Οι συμβατικοί κινητήρες βενζίνης χρησιμοποιούν το μπουζί για την ανάφλεξη. Με τη χρήση όμως φτωχότερου μείγματος αέρα-βενζίνης και την μεγαλύτερη ποσότητα αέρα που εισέρχεται στο θάλαμο καύσης, η φλόγα που προκαλείται από το μπουζί αποτυγχάνει να διαδοθεί σε ολόκληρο το θάλαμο καύσης.
Με το σύστημα όμως της αυτανάφλεξης με συμπίεση, όλη η ποσότητα του καυσίμου που υπάρχει στο θάλαμο καύσης καίγεται ταυτόχρονα, με αποτέλεσμα πολύ μεγαλύτερη ταχύτητα καύσης η οποία με τη σειρά της σημαίνει ότι μπορεί να λειτουργήσει αποτελεσματικά και με φτωχότερο μείγμα αέρα-καυσίμου..
Μέχρι τώρα, για να ξεπεραστούν αυτά τα εμπόδια χρειαζόταν σημαντική αύξηση της σχέσης συμπίεσης, πιο περίπλοκη δομή και προσθήκη ελέγχων υψηλής ακρίβειας.
Η επαναστατική καινοτομία του Skyactiv-X: Αυτανάφλεξη με συμπίεση με ελεγχόμενο σπινθήρα από μπουζί
Η επαναστατική καινοτομία της Mazda έγινε εφικτή προκαλώντας το στερεότυπο ότι δεν χρειάζεται μπουζί για την αυτανάφλεξη με συμπίεση. Η Mazda αντ’αυτού έχει μία εντελώς διαφορετική προσέγγιση: ‘εάν η αλλαγή μεταξύ των διαφορετικών μεθόδων καύσης είναι δύσκολη, πρέπει πραγματικά να στραφούμε σε αυτό το πρόβλημα’ ; Αυτή η σκέψη είναι και η βάση πάνω στην οποία στηρίχθηκε η καινοτόμος μέθοδος καύσης του SPCCI της Mazda.
Η χρήση του SPCCI σημαίνει ότι το φορτίο του κινητήρα και το εύρος στροφών στο οποίο μπορεί να πραγματοποιηθεί ανάφλεξη με συμπίεση, καλύπτουν τώρα ολόκληρο το εύρος καύσης. Δηλαδή, η πιθανή εφαρμογή της ανάφλεξης με συμπίεση έχει τώρα επεκταθεί δραματικά, επιτρέποντας σε αυτή την τεχνολογία να χρησιμοποιείται σε όλες σχεδόν τις συνθήκες οδήγησης.
Με άλλα λόγια, επειδή το μπουζί χρησιμοποιείται πάντα και ανά πάσα στιγμή, ο κινητήρας μπορεί να εναλλάσσει άψογα από καύση με αυτανάφλεξη συμπίεσης, σε καύση μέσω ανάφλεξης με σπινθήρα.
Βασικά τεχνολογικά χαρακτηριστικά του SPCCI
Παρότι το SPCCI είναι μία εντελώς καινούργια μέθοδος καύσης, αυτό βασίζεται σε δύο υπάρχουσες λειτουργίες – ανάφλεξη και ψεκασμός – τις οποίες η Mazda εξέλιξε παραπάνω και συνδύασε προσεκτικά από την αρχή.
Για να γίνει αυτό, η Mazda έχει εξελίξει περισσότερο αρκετές στοιχειώδεις τεχνολογίες – νέα σχεδίαση της κεφαλής του εμβόλου, σύστημα ψεκασμού υψηλής πίεσης για την υποστήριξη της ανάφλεξης με συμπίεση, και σύστημα παροχής αέρα υψηλής απόκρισης που μπορεί να παρέχει μεγαλύτερες ποσότητες αέρα – με έναν αισθητήρα μέσα στον κύλινδρο, που χρησιμεύει για τον έλεγχο ολόκληρου του κινητήρα.
Σε σύγκριση με τις περίπλοκες κατασκευές που χρειάζονταν πριν για να χρησιμοποιηθεί το HCCI, το hardware για το SCCI είναι απλό και εύκολο στην κατασκευή του, και καθόλου πολύπλοκο.
Χρήση των αποτελεσμάτων της συμπίεσης που δημιουργούνται από την ανάφλεξη
Ο μηχανισμός SPCCI είναι με λίγα λόγια ένα σύστημα στο οποίο χρησιμοποιείται το αποτέλεσμα της συμπίεσης με ανάφλεξη με σπινθήρα για να επιτευχθεί η απαιτούμενη πίεση και θερμοκρασία ώστε να προκληθεί η αυτανάφλεξη συμπίεσης.
Με άλλα λόγια, η γεωμετρική σχέση συμπίεσης είναι πολύ υψηλή στο σημείο όπου το μείγμα αέρα-καυσίμου βρίσκεται στα όρια της ανάφλεξης (λόγω συμπίεσης), πολύ κοντά στο άνω νεκρό σημείο. Σε αυτό το σημείο, μια διευρυνόμενη καύση που δημιουργείται από την ανάφλεξη με σπινθήρα παρέχει το τελικό έναυσμα που προκαλεί την καύση ολόκληρου του μείγματος.
Ο χρόνος και η ποσότητα της απαιτούμενης πίεσης μεταβάλλονται συνεχώς ανάλογα με τις συνθήκες οδήγησης που αλλάζουν διαρκώς. Το σύστημα SPCCI είναι σε θέση να ελέγχει το χρόνο ανάφλεξης του μπουζί, πράγμα που σημαίνει ότι η πίεση και η θερμοκρασία μέσα στο θάλαμο καύσης μπορούν να βελτιστοποιηθούν ανά πάσα στιγμή.
Επειδή το μπουζί χρησιμοποιείται συνεχώς, το σύστημα είναι σε θέση να μεταβεί απρόσκοπτα στην ανάφλεξη με σπινθήρα βάσει των στροφών ή του φορτίου του κινητήρα, όπου η ανάφλεξη με συμπίεση θα ήταν δύσκολη. Με αυτό τον τρόπο, το σύστημα διασφαλίζει ότι η σχέση συμπίεσης δεν ανεβαίνει ποτέ πολύ υψηλά, επιτρέποντας παράλληλα έναν απλό σχεδιασμό ο οποίος δεν απαιτεί πολύπλοκα χαρακτηριστικά όπως μεταβλητό χρονισμό βαλβίδων ή μεταβαλλόμενη σχέση συμπίεσης.
Πυκνότητα κατανομής μείγματος αέρα-καυσίμου
Ο κινητήρας Skyactiv-X ελέγχει την κατανομή του μείγματος αέρα-καυσίμου ώστε να πραγματοποιηθεί η καύση του φτωχού μείγματος από το σύστημα SPCCI. Αρχικά, το φτωχό μείγμα αέρα-καυσίμου για ανάφλεξη με συμπίεση, διανέμεται σε όλο το θάλαμο καύσης. Στη συνέχεια, η έγχυση καυσίμου και ο στροβιλισμός ακριβείας χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία μιας ζώνης πλουσιότερου μείγματος αέρα-καυσίμου γύρω από το μπουζί.- αρκετά πλούσιο ώστε να αναφλεγεί με σπινθήρα και να ελαχιστοποιήσει την παραγωγή οξειδίου του αζώτου – Χρησιμοποιώντας αυτές τις τεχνικές, το σύστημα SPCCI εξασφαλίζει σταθερή καύση.
Ελέγχοντας το μείγμα αέρα-καυσίμου για αποφυγή ατελούς καύσης
Χωριστοί ψεκασμοί καυσίμου
Για να αποφευχθεί η ατελής καύση που μπορεί να συμβεί όταν συμπιεσθεί ένα πλούσιο μείγμα αέρα-καυσίμου για μεγάλο χρονικό διάστημα (ένα παλιό θέμα του HCCI), το SPCCI υιοθετεί ένα σύστημα ψεκασμού καυσίμου, στο οποίο, ένα μέρος του καυσίμου ψεκάζεται στη φάση εισαγωγής αέρα και ένα μέρος ψεκάζεται στη φάση της συμπίεσης.
Στην αρχή, το χαμηλής πυκνότητας φτωχό μείγμα εισέρχεται στη φάση της εισαγωγής του αέρα. Στη συνέχεια, κατά τη διάρκεια της διαδρομής συμπίεσης, ένας ξεχωριστός ψεκασμός δημιουργεί το πλουσιότερο μείγμα αέρα-καυσίμου που αναφλέγεται γύρω από το μπουζί.
Αυτό όχι μόνο διανέμει ομοιόμορφα το μείγμα αέρα-καυσίμου που χρειάζεται το SPCCI, αλλά ελαχιστοποιεί επίσης και τη χρονική υστέρηση μέχρις ότου το μείγμα αέρα-καυσίμου αναφλεγεί λόγω συμπίεσης, ελέγχοντας αποτελεσματικά την ατελή καύση.
Σύστημα ψεκασμού υπερ-υψηλής πίεσης
Για να ελαχιστοποιηθεί ο χρόνος συμπίεσης και να γίνει η ανάφλεξη με συμπίεση όσο το δυνατόν πιο αποτελεσματική, το καύσιμο πρέπει να ατμοποιηθεί και να εξαερωθεί πολύ γρήγορα και στη συνέχεια να διασκορπιστεί αμέσως σε όλο τον όγκο του θαλάμου καύσης.
Επομένως, το Skyactiv-X διαθέτει ένα σύστημα ικανό να εισάγει καύσιμο με υπερβολική πίεση από ένα μπεκ καυσίμου πολλαπλών οπών τοποθετημένο στο κέντρο του θαλάμου καύσης. Αυτό αναγκάζει το καύσιμο να εξατμιστεί και να εξαερωθεί αμέσως, ενώ ταυτόχρονα δημιουργείται ισχυρός στροβιλισμός, βελτιώνοντας σημαντικά τη σταθερότητα της ανάφλεξης και την ταχύτητα καύσης.
Ο ψεκασμός καυσίμου με πολύ μεγάλη πίεση δίνει τη δυνατότητα στο SPCCI, το οποίο αποτρέπει την ανώμαλη καύση ακόμη και με τέρμα γκάζι/χαμηλές στροφές, περίπτωση που οι παραδοσιακοί βενζινοκινητήρες πρέπει να καθυστερήσουν την ανάφλεξη (για να μη «χτυπήσει πειράκια») και έτσι να θυσιάζουν την απόδοση και την ισχύ.
Υιοθέτηση του αισθητήρα στο εσωτερικό του κυλίνδρου
Εκτός από αυτές τις τεχνολογίες για την πρόληψη της ασταθούς καύσης, ένας αισθητήρας στο εσωτερικό του κυλίνδρου, παρακολουθεί συνεχώς εάν τα παραπάνω συστήματα επιτυγχάνουν τη σωστή καύση και αντισταθμίζει σε πραγματικό χρόνο τις τυχόν αποκλίσεις από τα προβλεπόμενα όρια, εξασφαλίζοντας σε μόνιμη βάση τη βελτιστοποίηση της καύσης.
Με βάση τις τεχνικές που περιγράφηκαν παραπάνω, το SPCCI διευρύνει την περιοχή της ανάφλεξης με συμπίεση σε όλο το φάσμα της λειτουργίας με τέρμα γκάζι, και επιτρέπει την ομαλή μετάβαση μεταξύ της καύσης SPCCI με συμπίεση και της καύσης ανάφλεξης με σπινθήρα.
Αυτή η νέα μέθοδος καύσης δεν χρησιμοποιεί απλώς την ανάφλεξη με σπινθήρα για να βοηθήσει στην ανάφλεξη με συμπίεση αλλά παρέχει ένα ολοκληρωμένο σύστημα ελέγχου της καύσης το οποίο περιλαμβάνει τον έλεγχο της θερμοκρασίας και της πίεσης στο εσωτερικό του κυλίνδρου, και τον έλεγχο της πυκνότητας κατανομής του μείγματος αέρα-καυσίμου στον ψεκασμό καυσίμου, και του συστήματος ανακύκλωσης των καυσαερίων (EGR- Exhaust Gas Recirculation).
Τα πλεονεκτήματα του Skyactiv-X
Μοναδικός για τη Mazda, ο Skyactiv-X είναι ένα νέο είδος κινητήρα εσωτερικής καύσης που συνδυάζει τα πλεονεκτήματα των βενζινοκινητήρων και των κινητήρων ντίζελ, επιτυγχάνοντας παράλληλα και εξαιρετικές περιβαλλοντικές επιδόσεις με εξαιρετικές τιμές ισχύος και επιτάχυνσης.
Αυτή η επαναστατική τεχνολογία σηματοδοτεί την έναρξη μίας συναρπαστικής καινούργιας φάσης στην προσπάθειά μας να αναπτύξουμε τον ιδανικό κινητήρα εσωτερικής καύσης. Υποστηρίζοντας πλήρως την οδηγική εμπειρία του Jinba Ittai, ο Skyactiv-X αναπτύχθηκε λαμβάνοντας υπόψη τον πλανήτη μας και όσους ζουν σε αυτόν.
Ο κύριος στόχος στην εξέλιξη του Skyactiv-X ήταν να κατασκευάσουμε έναν εξαιρετικά αποδοτικό βενζινοκινητήρα που να υποστηρίζει την καθημερινή οδήγηση, συνδυάζοντας άριστη ανταπόκριση, ευκολία στο ανέβασμα στροφών, ηρεμία και πραγματική οικονομία στην κατανάλωση με περιορισμό των εκπομπών ρύπων.
Εξαιρετική απόκριση
Όπως και σε έναν κινητήρα diesel, η πεταλούδα του γκαζιού στον Skyactiv-X είναι σχεδόν πάντα ανοιχτή. Με άλλα λόγια, υπάρχει πάντα μεγάλη ποσότητα αέρα μέσα στους κυλίνδρους, με αποτέλεσμα ο κινητήρας να αποδίδει άμεσα τη ροπή του, τη στιγμή που δίνεται η εντολή από τον οδηγό.
Ο Skyactiv-X αποδίδει τη μέγιστη ροπή του ήρεμα και σταθερά. Με τη χρήση ενός ιδιαίτερα στιβαρού συστήματος μετάδοσης αποφεύγονται επίσης και οι διαμήκεις κραδασμοί.
Όταν πατά το γκάζι, ο οδηγός περιμένει την απόκριση του αυτοκινήτου και ασυνείδητα προσπαθεί να εξισορροπήσει τις αντιδράσεις του. Το Skyactiv-X παρέχει τόσο άμεση απόκριση στο γκάζι, που η ισορροπία του οδηγού είναι σταθερή και ο έλεγχος του αυτοκινήτου γίνεται απόλυτα φυσικά και αβίαστα.
Η αίσθηση της άνεσης να… ανεβάζεις στροφές
Ο Skyactiv-X είναι σχεδιασμένος για να προσφέρει το αίσθημα της άνεσης να ανεβάζει στροφές, που είναι εμπνευσμένο από το εμβληματικό Mazda MX-5. Για να δημιουργηθεί αυτή η αίσθηση, ο Skyactiv-X μπορεί να ανεβάσει εύκολα και προοδευτικά τις στροφές του σαν ένας τυπικός βενζινοκινητήρας. Ο Skyactiv-X αποδίδει την ισχύ των 180ίππων στις 6,000 σ.α.λ..[2]
Η αίσθηση άνεσης στο ανέβασμα στροφών του Skyactiv-X βασίζεται στην συγκίνηση της επιτάχυνσης και την ποιότητα του ήχου του κινητήρα που συμβαδίζει με το ρυθμό επιτάχυνσης. Η δομή της κατασκευής του χώρου του κινητήρα έχει μελετηθεί ώστε να ενισχύει τον ήχο που συμβαδίζει με το ρυθμό επιτάχυνσης του αυτοκινήτου.
Ο χώρος του κινητήρα, παγιδεύει επίσης και τη θερμότητα κρατώντας τον κινητήρα ζεστό, γεγονός που συμβάλλει στην πραγματική μείωση της κατανάλωσης.
Ήρεμη Λειτουργία
Με την επανεκκίνηση του κινητήρα, το Mazda M Hybrid, το ενσωματωμένο starter generator σύστημα με ιμάντα (ISG) ανεβάζει περισσότερο τις στροφές σε σχέση με μία κανονική μίζα, ξεκινώντας κανονικά τον κινητήρα δίνοντάς του δυνατότητα να επιταχύνει άμεσα το αυτοκίνητο.
Όταν η αντίσταση του κινητήρα είναι μικρή και οι στροφές δεν πέφτουν καλά στις αλλαγές ταχυτήτων στο μηχανικό κιβώτιο, είναι πιθανόν να ‘χτυπήσει’ κάποια ταχύτητα. Για να αντιμετωπιστεί αυτό, το ISG παρεμβαίνει ρίχνοντας γρήγορα τις στροφές και να ρυθμίσει τις στροφές του κινητήρα ώστε να ταιριάζουν με την επόμενη ταχύτητα, και να πετύχει έτσι ταχύτητα στις αλλαγές. Το χειροκίνητο κιβώτιο ταχυτήτων Skyactiv-MT 6 ταχυτήτων έχει επίσης πιο ‘κοντές σχέσεις’ που συμβάλλουν στην επίτευξη της αδιάκοπης επιτάχυνσης και των γρήγορων αλλαγών.
Ο χρόνος που απαιτείται από το 6άχυτο αυτόματο κιβώτιο Skyactiv-Drive για τα κατεβάσματα, έχει μειωθεί έτσι ώστε να εξομαλύνει τις αλλαγές. Ο ρυθμός επιτάχυνσης πριν και μετά τις αλλαγές ταχυτήτων έχει επίσης επαναπροσδιοριστεί για επιτευχθεί περαιτέρω εξομάλυνση των αυτόματων αλλαγών.
Κατανάλωση σε πραγματικές συνθήκες
Ο κινητήρας Skyactiv-X μπορεί να πετύχει εξαιρετική οικονομία στην κατανάλωση σε μεγάλο εύρος λειτουργίας, παρά τον κυβισμό των 2,0 λίτρων του. Ο κινητήρας επιτυγχάνει πραγματικά χαμηλή κατανάλωση σε διάφορες καταστάσεις οδήγησης, μεταξύ αυτών και οδήγηση στην πόλη αλλά και σε μεγάλα ταξίδια στον αυτοκινητόδρομο.
Χρησιμοποιώντας ένα φτωχό μείγμα αέρα/καυσίμου σε συνδυασμό με το SPCCI, η εξαιρετική οικονομία εκτείνεται σε ένα ευρύ φάσμα φορτίων κινητήρα και στροφών ανά λεπτό. Ο κινητήρας Skyactiv-X 2.0λ. παράγει επίσης πολύ χαμηλά επίπεδα εκπομπών CO2 και NOX. Για την επεξεργασία των καυσαερίων, το Skyactiv-X υιοθετεί έναν τριοδικό καταλύτη και ένα φίλτρο σωματιδίων βενζίνης (GPF), καθαρίζοντας τον αέρα της μονάδας παροχής αέρα που παρέχει αρκετό αέρα για να δημιουργήσει μια καθαρή καύση στις υψηλές στροφές. Το ολοκαίνουργιο Mazda3 Skyactiv-X πληροί τις προδιαγραφές εκπομπών Euro 6d και επιτυγχάνει κατανάλωση βάσει WLTP 6.9-5.4 l / 100 km και συνδυασμένες εκπομπές CO2 βάσει WLTP, 157-122 g / km.
Το νέο Mazda3 Skyactiv-X sedan επιτυγχάνει επίσης και τις χαμηλότερες κατά NEDC εκπομπές CO2 που δεν ξεπερνούν τα 96 g/km.[3]
Εξηλεκτρισμός για μεγαλύτερη οικονομία: Mazda M Hybrid
Οι βενζινοκινητήρες Skyactiv που κινούν το Mazda3 είναι εφοδιασμένοι με το νέο στάνταρ υβριδικό σύστημα κίνησης της Mazda, το M Hybrid.
Συμπαγές και αποτελεσματικό, το ήπιο υβριδικό σύστημα αποτελείται από έναν ηλεκτροκινητήρα που λειτουργεί υποβοηθητικά στον κινητήρα εσωτερικής καύσης και μία μπαταρία ιόντων λιθίου 24V 600kJ. Το σύστημα συμβάλλει στην εξοικονόμηση καυσίμου με την ανακύκλωση της ενέργειας που ανακτάται κατά την επιβράδυνση, με τη βοήθεια ενός ηλεκτροκινητήρα που λειτουργεί υποβοηθητικά στον κινητήρα εσωτερικής καύσης.
Το σύστημα ISG μετατρέπει την κινητική ενέργεια σε ηλεκτρική και την αποθηκεύει στη 24βολτη μπαταρία ιόντων λιθίου. Το σύστημα στη συνέχεια χρησιμοποιεί ένα μετατροπέα συνεχούς ρεύματος (DC-DC) που μετατρέπει την τάση στο κατάλληλο επίπεδο ώστε να τροφοδοτήσει τα διάφορα ηλεκτρικά συστήματα του αυτοκινήτου.
Η υιοθέτηση του συστήματος ISG με ιμάντα επιτρέπει στο σύστημα να λειτουργεί υποβοηθητικά στον κινητήρα, βοηθώντας την ταχύτατη και αθόρυβη επανεκκίνησή του μετά το σβήσιμο σε κάθε στάση. Το Mazda M Hybrid βοηθά επίσης και στη διεύρυνση του χρονικού διαστήματος που ο κινητήρας παραμένει σβηστός με αποτέλεσμα την μεγαλύτερη εξοικονόμηση καυσίμων. Η μπαταρία ιόντων λιθίου τοποθετείται μεταξύ των τροχών, χωρίς να ‘κλέβει’ από τον εσωτερικό χώρο του αυτοκινήτου, συμβάλλοντας και στη βελτιστοποίηση της κατανομής βάρους αλλά και στην ασφάλεια σε περίπτωση ατυχήματος.
Το σύστημα Mazda M Hybrid δεν βελτιώνει μόνο τις περιβαλλοντικές επιδόσεις του αυτοκινήτου, αλλά προσφέρει και μεγαλύτερη ευκολία στην οδήγηση. Όταν το αυτοκίνητο ξεκινά να επιταχύνει ή σταματά, οι μεταβάσεις αυτές είναι ομαλές και φυσικές. Αντικαθιστώντας τη ροπή του κινητήρα εσωτερικής καύσης με τη ροπή του ηλεκτροκινητήρα, το υβριδικό σύστημα μπορεί να επιτύχει την ίδια επιτάχυνση σαν να δούλευε με τον βενζινοκινητήρα, ενώ χρησιμοποιεί λιγότερο καύσιμο. Ο οδηγός απολαμβάνει όλα τα πλεονεκτήματα της ήπιας υβριδικής τεχνολογίας χωρίς να θυσιάζει την οδηγική απόλαυση
[1] Σύμφωνα με εσωτερικές έρευνες της Mazda.
[2] Για το νέο Mazda3 Skyactiv-X, συνδυασμένη κατανάλωση βάσει WLTP : 6.9-5.4 λ./100 χλμ. Συνδυασμένες βάσει WLTP εκπομπές CO2 157-122 g/km.
[3] Για λόγους συγκρισιμότητας, οι αναφερόμενες τιμές είναι τιμές NEDC που προσδιορίζονται σύμφωνα με τον κανονισμό εφαρμογής (ΕΕ) 1153/2017. Συνδυασμένη κατανάλωση καυσίμου NEDC 5,5-4,3 l / 100 km. συνδυασμένες εκπομπές CO2 NEDC 125-96 g / km.
