Mazdin bencinski motor z značilnostmi dizelskega

Spomladi prihodnje leto naj bi na ceste zapeljal prvi Mazdin avto z novim bencinskim motorjem, ki bo temeljil na tehnologiji skyactiv X. Novi Mazdin motor združuje glavne značilnosti tako bencinskega kot dizelskega motorja, saj za vžig zgorevalne zmesi lahko poskrbi vžigalna svečka ali pa pride do kompresijskega samovžiga zgorevalne zmesi kot pri dizelskih motorjih, a tudi ob začetni pomoči iskre.

Prednosti tako zasnovanega motorja so jasne; dobra prožnost pri nizkih vrtljajih in majhna poraba goriva dizelskega motorja na eni strani, na drugi pa velika odzivnost pri visokih vrtljajih in čistejši izpuh bencinskih motorjev. Pri tako zasnovanem motorju naj bi bila zgorevalna zmes naj bi bila čim bolj revna, torej delež zraka večji kot običajno, delež bencina pa manjši.

Mazda skyactiv X motor

Inovativne rešitve

Tovrstna zasnova motorjev ni nova, saj se je na primer z njo – z vžigom zgolj z iskro vžigalne svečke – ukvarjal že Fiat v 90. letih prejšnjega stoletja, a brez več jega uspeha. Zakaj je torej Mazdinim inženirjem uspelo, kar drugim ni? Zaradi kombinacije različnih tehničnih rešitev, pa tudi zaradi kombinacije možnosti vži ga zgorevalne zmesi ob pomoči vžigalne svečke ali brez nje – glede na obremenitev motorja. Osnovna tehnična zahteva je, da ima vsak valj svoje tipalo tlaka, ki posreduje podatke elektronski podpori motorja, ki uravnava vbrizg goriva in tudi nadzoruje vžig zgorevalne zmesi. Ob tem je pomembna tudi oblika glave bata in nekatere druge tehnične podrobnosti, kot je na primer dovod večje količine zraka v valje motorja, za kar pri Mazdi uporabljajo poseben kompresor, pa tudi sistem ponovnega dovoda izpušnih plinov v motor, prav tako pa tudi sistem vbrizgavanja goriva pod zelo visokim tlakom. Idealno, stoihometrično razmerje med zrakom in gorivom pri bencinskem motorju je 14,7 : 1. Pri novem Mazdinem motorju je to razmerje več kot podvojeno, zato je temperatura zgorevalne zmesi manjša, kar pripomore tudi k manjšim toplotnim izgubam, hkrati pa to seveda pomeni tudi manjšo porabo goriva. Največja težava pri zgorevanju revne zmesi ob pomoči iskre je nestabilen vžig – klenkanje. Za njegovo preprečitev so morali pri Mazdi spremeniti sedem dejavnikov, ki vplivajo na vžig zgorevalne zmesi. Med njimi so višje kompresijsko razmerje za zagotovitev višjih temperatur in višjih tlakov v valjih, sekvenčno vbrizgavanje goriva prek vbrizgalne šobe z več luknjicami, vžig zgorevalne zmesi tedaj, ko je bat skoraj v zgornji mrt vih točki in zagotovitev sočasnega zgorevanja celotne količine zgorevalne zmesi. “Kompresijski samovžig ne potrebuje vžigalne svečke, toda vžigalna svečka je še vedno potrebna pri višjih vrtljajih motorja in pri obremenitvah, pri katerih kompresijski samovžig ni mogoč. Največja težava je preskakovanje iz enega v drug način delovanja motorja, torej med samovžigom zgorevalne zmesi in vžigom ob pomoči iskre iz vžigalne svečke,” pravijo pri Mazdi in obenem tudi odstirajo, kako so se lotili odprave te težave: z razmislekom, ali je preskok med dvema načinoma delovanja motorja sploh potreben. Kot odgovor so razvili poseben način samovžiga ob nadzorovani pomoči iskre iz vžigalne svečke, ki so ga poimenovali SPCCI. S tem so dosegli, da lahko uporabljajo samovžig, ki ga iniciirajo z iskro, v veliko širšem, praktično celotnem območju vrtljajev, preskok med samovžigom in vžigom ob pomoči iskre pa je nezaznaven.

Prednosti – na papirju in na cesti

In kakšne so prednosti novega motorja? Natančnih podatkov pri Mazdi še ne razkrivajo, zagotavljajo pa, da bo imel 2-litrski motor najmanj 10 odstotkov večji navor, v nekaterih območjih delovanja pa do 30 odstotkov več navora. Ob tem naj bi imel motor boljšo odzivnost pri nizkih vrtljajih, brez težav pa naj bi se zavrtel tudi v visoko območje vrtljajev. Še bolj pomembno pa je, da naj bi novi motor porabil za petino manj goriva kot sedanji 2-litrski Mazdin bencinski motor, v nekaterih območjih delovanja pa naj bi bila poraba goriva manjša za do 30 odstotkov. Ali povedano drugače: poraba goriva naj bi bila enaka kot pri Mazdinem dizelskem motorju. Manjša poraba goriva pa seveda pomeni tudi manjši izpust CO2, prav tako pa izpust ne vsebuje snovi, zaradi katerih so se v nemilosti znašli dizelski motorji, na primer dušikovih oksidov. O številkah pri Mazdi še ne želijo govoriti, a iz obljub je mogoče izluščiti, da naj bi imel novi motor največjo moč okrog 140 kW oziroma približno 190 konjskih moči.

Razvoj Mazdinega skyactiv X bencinskega motorja je še v preskusni stopnji, a vendarle že tako daleč, da so ga pri Mazdi že ponudili v preskus, v katerem sem lahko ugotovil, da motor deluje zanesljivo. Brez težav se vrti z majhnim številom vrtljajev – okrog tisoč, odzivnost pri nizkih vrtljajih je povsem sprejem ljiva, a pospeškov ne bi mogel označiti za športne. V sred njem območju vrtljajev motor deluje uglajeno in odzivno, brez težav se zavrti v visoke vrtljaje, kjer se izkazuje s svojo močjo. Za lažje prepoznavanje delovanja motorja je bil v preskusnem avtu nameščen poseben monitor, ki je prikazoval delovanje motorja: samovžig ali vžig z iskro, pri čemer je bilo opazno, da motor deluje s samovžigom ob zelo zmerni obremenitvi (zgolj nežen pritisk na stopalko za plin ali ob odmaknjeni nogi s pedala za plin). Zgolj po delovanju motorja ali zvoku pa ni bilo mogoče ugotoviti, v kakšnem načinu deluje motor.

Mazdini inženirji so prepričani, da bodo nov motor kupcem lahko ponudili čez leto dni – prvič naj bi bil vgrajen v novi mazdi 3, ki bo na ceste predvidoma zapeljala spomladi ali poleti prihodnje leto).

Dodelava: platforma za Mazdine avtomobile

Z oznako skyactiv pri Mazdi ne označujejo zgolj motorjev, temveč tudi platformo, na kateri so narejeni njeni avtomobili in zgradbo karoserije. Sedaj so se temeljito lotili prenove platforme, s katero želijo zagotoviti vozni občutek po vzoru na japonski jinba ittai, kar pomeni polno sozvočje konja in jezdeca oziroma avtomobila in voznika. Prav tako so izboljšali karoserijo za zagotovitev njene večje vzvojne trdnosti. Posebno pozornost so namenili prenosu energije iz nevzmetenih na vzmetene dele karoserije in porazdelitvi sil med vožnjo in ob morebitnem trku. Prav tako so se lotili prenove voznikovega sedeža, pri čemer je v ospredju pravilen položaj medenice in hrbtenice, pa tudi stegen, zato so vgradili tudi možnost nastavitve vzdolžnega nagiba sedala sedeža. Spremenili so tudi vpetje sedeža tako, da je v boljšem sozvočju z gibanjem vzmetenih mas in ojačali nekatere dele sedeža za njegovo večjo čvrstost. Ob ojačitvah nekaterih delov karoserije so novo vlogo dobile tudi pnevmatike: te bodo imele poslej mehkejše bočnice, kar pripomore k učinkovitejšemu vzmetenju, to pa naj zaradi izboljšav na karoseriji ne bi vplivalo na vodljivost avta. Pri prenovi so pozornost namenili tudi zmanjševanju hrupa in tres ljajev z izboljšavami nekaterih delov na karoseriji oziroma pri namestitvi posameznih sklopov v avto.

Čiste linije - razvoj kodo oblikovanja

Vsi Mazdini modeli so sedaj oblikovani po smernicah tako imenovanega kodo oblikovanja. Za prihajajoče nove modele – prvi bo nova mazda 3 – so ga posodobili tako, da imajo avtomobili čim več gladkih ploskev, videz avtomobila pa oblikuje vsakokratna osvetlitev. Evolucijo je doživela prednja maska, ki še naprej povezuje žaromete in daje avtomobilu prepoznaven videz. V zadnjem delu so še naprej v ospredju vodoravno postavljene ozke luči.
Posebnost prototipa, ki razkriva novo petvratno mazdo 3, je njen zadnji del s poudarjenim, masivnim zadnjim stebričkom, ki na prvi pogled spominja na obliko nekdanjega Alfinega modela alfasud.