Dízel benzines, benzines dízel. Mazda Skyactiv technológia.

2017. November 22. Szerda - Cecília

2010.09.10.

Koncepció

Dízel benzines, benzines dízel. Mazda Skyactiv technológia.

Mazda SKY

Forrás: CD, Varga István

 Világszerte sokat küzdenek az autógyártók a szigorodó károsanyag kibocsájtási normák teljesítésével. Ennek eredményeképpen születtek meg a SKYACTIV program keretében a Mazda SKY-G benzines, illetve a SKY-D dízel négyhengeres erőforrások is. Ezeket ismerhettük meg részletesebben, illetve próbálhattuk ki a közelmúltban  prototípus Mazda6-okba szerelve, ráadásul az új hat sebességes váltóval párosítva.


Öngyulladós benzines! 

 

 Mélyebb ismerkedésünk a két literes SKYACTIV benzines verzióval kezdődött, mely már 2011-ben elérhető lesz egyes piacokon. A távolabbi jövőben 1,3-tól egészen 2,5 liter hengerűrtartalomig terjedhet a Mazda SkYACTIV fantázianevű generáció, de most, a már kész 2,0i motor példáján keresztül nézzük át a Mazda fogyasztáscsökkentő fejlesztéseit!

 

A kompresszió növelése az egyik klasszikus eszköze, hogy több hasznos munkát hozzunk ki a dugattyúk egy-egy munkaüteméből. A SKY-G (G=Gasoline=benzin) esetében mintegy 30%-kal nagyobb a kompressziós viszony, mint a jelenlegi 2,0i motor esetében. Konkrétan 11:1-ről 14:1-re emelték az arányt. Persze mindez felveti a kopogásos égés, tehát a benzin-levegő keverék kontrollálhatatlan öngyulladásának esélyét, hiszen a benzin-levegő keverék sűrítés közben nagyon megnő a hőmérséklet a hengerekben.A hőmérséklet kordában tartása érdekében a Mazda meglepő hosszúságú 4:2:1 kipufogó kiömlőt alkalmaz. Ezzel meg tudják akadályozni, hogy a forró kipufogógázok hatással legyenek a sűrítési fázisokra, hiszen a kiömlőben így csökken a gáznyomás, máshogy "alakulnak" a lökéshullámok. A kipufogó kiömlő rendszer mai állásában megállapíthatjuk, hogy hosszanti motor elhelyezések esetében- például MX-5 - nem lesz alkalmazható, mivel a hosszú kipufogó kiömlő beleérne a sárvédőkbe egészen a kerekekig.

 

Jól látszik a hosszú kipufogó kiömlő.

 

 

További fogyasztás csökkenést eredményez a közvetlen benzin befecskendezés alkalmazása, és a hőmérséklet csökkentés mértékének keretek között tartása. MInt már az előzőekben ecseteltük a túl magas hőmérséklet nem előnyös, de másrészről a hőmérséklet az üzemanyag elégetésének egyik szükséges mellékterméke, így a túlhűtés rontja a hatásfokot. A hőmérsékleti veszteségek csökkentése részben a kisebb hengerfurattal, illetve az igen összetett kialakítású dugattyútető kiképzéssel oldódik meg, mely a dugattyú tető közepére "koncentrálja" a benzin-levegő keveréket, így a forró közeg éppen a gyújtógyertya közvetlen környezetében összpontosul.

 

 

A speciális SKYACTIVE-G dugattyú.

 

 

 A belső súrlódási veszteségek csökkentése szintén hozzájárul a SKYACTIV erőforrás gazdaságosabb működéséhez. Ez vonatkozik a dugattyúkra, hajtókarokra, a főtengelyre (mely immár kovácsolással készül öntés helyett), és a görgős szelepemelőkre. A Mazda SKY-G motorokban 0w-20-as jelzésű motorolajat használnak, mely hidegen és melegen is kis áramlási ellenállással bír. Szinte színezett víznek tűnik. A SKY motor variálható szelepvezérléssel is rendelkezik, mely a szívó oldalon elektronikusan vezérelt ( nem olajnyomással), így a gyors működés még hidegindítás után is garantált, hiszen még a 0w-20-s olaj is vastagabb ilyenkor, mint forró állapotában. A SKY-G motor teljes súlya 15%-kal kevesebb, mint a jelenlegi kétliteres benzinesé, melyből 10%-ot a motorblokk vékonyításával sikerült elérni a merevség szempontjából szükségtelenül vastag helyeken.

 

 

A benzines Mazda SKY-G erőforrás metszete.

 

 

 Jelenlegi állapotában 163 lóerőt teljesít 6000-res fordulaton a 2,0 Mazda SKY-G, és 210 NM-t 4000 percenkénti főtengely fordulaton. A teljesítmény lehetne nagyobb is, de a Mazda igen büszke a szívó benzinesekre nem annyire jellemző jó nyomatékgörbére, mely kiváló vezethetőséget biztosít a mindennapi közlekedésben. Érdekes technikai adat, hogy az amerikai verziójú motorok kompressziója 14:1 helyett 13:1 lesz, mely a Mazda szerint 3-5%-kal rontja az üzemanyagfogyasztási jellemzőket.

 A prototípus Mazda6-ban egy kicsit lustábbnak érződött az új motor, mint a hasonló teljesítményű jelenlegi 2,5 literes, de a könnyebb Mazda3 segít majd ezen a "problémán". Persze a dízelszerű takarékosság kárpótol a valamivel gyengébb dinamikáért.

 

 

A prototípus Mazda6-ban már az új SKY hajtáslánc volt.

 

 

Nem áll be a sorba.

 

 

 Meglepetésre a Mazda nem csatlakozik a jelenleg oly divatos turbófeltöltős kis hengerűrtartalmú motorok gyártóihoz, így a 2,0 literes helyett fel sem merült például egy turbós 1,4-es megvalósítása. A gyár elmondása szerint a következő generációs Mazda  benzin motorok úgynevezett HCCI (Homogén töltés kompressziós gyújtás) gyújtással készülnek majd, melyekben gyújtógyertyák nélkül,  a dízelmotorokhoz hasonlóan a benzin/levegő keverék öngyulladása indítja meg az égést a hengerekben. A Mazda szerint ez a rendszer sikeresebb lesz, mint a kicsi turbós motorok. A kisebb hengerűrtartalmú motorok mivel gyakrabban vannak terhelve - így a fojtószelep gyakrabban jobban nyitott -, csökkentik a töltési veszteségeket. A HCCI motorokra még jobb levegő áramlás jellemző, mely üzemanyag megtakarításban jelentkezik, hiszen szegényebb keverékkel üzemelhet a motor. A Mazda feltételezése szerint ha csökkentenék az öngyulladós HCCI motorok méretét, nem tudnának annyi levegőt áramoltatni, a motor méretének "vissza" növelése nélkül, és tökéletesen igazuk van abban is, hogy egy turbófeltöltő és egy töltőlevegő hűtő (intercooler) jelentősen növeli a költségeket, melyet a vásárlók fizetnek meg.

 

 

Mazda SKY-G benzines erőforrás.

 

 Dízel, benzines kompresszióval.

 

 

 Dízeles oldalon hasonló érdekességeket ismertünk meg a SKYACTIV programban. A 2,2 literes Mazda SKY-D 20%-kal kevesebb gázolajat éget el, mint a nemrég megjelent 2,2 literes MZR-CD dízelmotor, és már most teljesíti az EURO6 normát. Mindezt úgy valósítja meg, hogy nem alkalmaznak a nitrogén-oxidok mennyiségének csökkentéséhez utókezelést, például karbamid (Ad-Blue) befecskendezést. Mivel a Mazda dízelmotor az amerikai emissziós normákat is teljesíti, így 2012-ben ott is be akarják vezetni a piacra.

 

 

Mazda SKY-D dízelmotor.

 

 

A dízelek esetében a benzines SKY-G esetében megismertnek éppen az ellenkezőjét teszi a Mazda, azaz a jelenlegi 16:3-ról, 14:1-re csökkenti a kompressziót. A figyelmesebbek észrevehették, hogy ez éppen a benzines motoréval megegyező érték. A Mazda szerint jelenleg ez a legalacsonyabb érték a dízel kategóriában. Az alacsonyabb kompresszió csökkenti a hengernyomást, azaz a hőmérsékletet. Ez kedvez a kevesebb nitrogén-oxid képződésének és az üzemanyag is jobban el tud keveredni a levegővel, mely a koromképződés szempontjából előnytelen üzemanyagban dúsabb gócpontok elkerüléséért fontos. A kisebb hengernyomás következményeként csökkenő súrlódási veszteségek önmagában 4-5%-os üzemanyag megtakarítást jelentenek a Mazda mérései szerint. A kisebb alkatrész terhelések lehetővé tették olyan alkatrészek, mint a hajtókarok és a dugattyúk tömegének további redukálását. Akár a benzinesnél, a dízel Sky motor esetében is kovácsolással készül a főtengely, így mindennel együtt 25 kg-mal (!!!) könnyebb az új motor a jelenlegi 2,2 MZR-CD-nél.

 

 

Mazda SKY-D dízelmotor.

 

 

Azért hátulütői is vannak a kompressziós viszony csökkentésének a dízelmotorok esetében, ilyen például a bemelegedés közbeni túl alacsony motorhőmérséklet, mely hátráltatja a tökéletes égést, és kontrollálhatalan gyulladást okozhat. Ezt kiküszöbölendő a Mazda kétfázisú szelepvezérlést tervezett a kipufogó szelepekhez. A rendszer működésének lényge, hogy szabályozott nyitási átfedést tudnak megvalósítani a szívó és kipufogó szelepek között, és az így visszajuttatott forró kipufogógázok megemelik a hengerekben a hőmérsékletet.

 A jelenlegi variálható geometriájú szimpla turbó helyett a jövőben szekvenciális iker turbófeltöltőket alkalmaznak, de újak a 12 lyukú piezo befecskendező fúvókák, melyek 2-8 darab külön üzemanyag befecskendezésre képesek egy-egy munkaütemen belül. A gázolaj befecskendezési nyomása elérheti akár a 2900 Bar-t is.  A kipufogó öntvény az új motorokban szinte beleépül a motorblokkba.

 

 

A SKY-D turbófeltöltője és a katalizátor/részecskeszűrő egység.

 

 

 A Mazda 2,2 SKY-D teljesítménye 173LE/4500 frsz., míg a maximális  forgatónyomaték 420 Nm 2000-res percenkénti főtengely fordulatszámon. Dízelekhez képest igen magasan húzodik a piros tartomány, melyet pontosan 5200-nál érhetünk el, a korábbi 4500-tel szemben. Míg a legtöbb dízelmotoros autó esetében erős kihúzatás közben olyan érzésünk támad, hogy felsőbb tartományokban kifogy a szuszból a motor, a SKY-D-vel szerelt Mazda6-ra ez egyáltalán nem jellemző, még a magasabb kilométer óra tartományokban sem. Kivételesen jól reagál a gázpedálra, és igen csendes, csak nagyon enyhe kopogás hallatszik, még 1500 alatti fordulatszámokról gyorsítva is.

 

 

Mazda6 prototípus.SKY hajtásláccal.

 

 

Hiánypótlás.

 

 

A vajszerűen puhasággal kapcsolható új hatfokozatú kézi sebességváltó mellett a benzines, és dízel (eddig soha nem volt dízel automata Mazda) kivitelt is vezettük az új SKY-drive (drive=vezet) dupla tengelykapcsolós hat fokozatú automatával. Eza váltó a "keményebben" záró nyomatékátalakító kuplungjával 4-7 százalékkal járul hozzá a kisebb fogyasztáshoz. Habár a váltó beszabályzása még a fejlesztés kezdeti stádiumában állt, a váltó ettől eltekintve is lényegesen kevesebb benyomást gyakorolt ránk, mint a valóban korszakalkotó motorok. Érzést tekintve - mely a Mazda szerint közvetlenebb, mint korábban -, nem éreztünk különbséget a mai high-tech váltóművekkel összehasonlítva. Teljes gázra egy pillanatnyit habozik a rendszer, de a visszakapcsolás még így is gyorsan megtörténik.

 

 

Az új dupla kuplungos Mazda SKY-drive automata váltó. 

 

 

A Mazda üzen.

 

A SKY hajtásláncok a technológia újításaik mellett egy nagyon fontos üzenetet is közvetítenek, hiszen a Mazda bebizonyította velük, igenis vannak még lehetőségek a belső égésű motorok fejlesztését illetően. Nem is kevés.         Varga István

 

 

Mazda6

Ossza meg!

Vissza: Koncepció
címkék:



Autó katalógus

Aston Martin DB7 1993

Ajtók száma:  2
Ülések száma:  2+2

Hosszúság, szélesség, magasság: 4631, 1820, 1238 mm

Tengelytávolság: 2591 mm

Hasmagasság:  152 mm

Légellenállási együttható: 0,31 cw

Saját tömeg: 1650 kg
Hengerelrendezés: 6 henger, soros

Szelepek száma: 24

Furat/löket: 91 / 83 mm

Sűrítési viszony: 8,3:1

Feltöltő: Eaton M90 kompresszor    
Motorbeépítés:  elöl, hosszában

Benzin befecskendezés

Sebességfokozatok száma: 5 
Lökettérfogat (cm3):     3239    
Szelepvezérlés típusa:   Dohc
Teljesítmény (LE (kW) / 1 min):     339,7(249,8)/ 5500
Nyomaték (Nm / 1 min):     488/ 3000

Gyorsulás 0-100 km/h: 5,9

Végsebesség: 253 km/h

Több autó