Мотор Мазда СкиАцтив Г - бензин и СкиАцтив Д - дизел

Произвођачи аутомобила имају за циљ смањење емисије ЦО₂ другачије. Понекад је, на пример, о Компромиси који преносе радост вожње на маргину. Међутим, Мазда је одлучила да иде у другом смеру и смањи емисије са новим решењем све у једном које не одузима задовољство у вожњи. Поред новог дизајна бензинских и дизел мотора, решење укључује и нову шасију, каросерију и мењач. Смањење тежине целог возила иде руку под руку са новом технологијом.

Недавне студије показују да ће конвенционални мотори са сагоријевањем наставити доминирати у аутомобилском свијету сљедећих 15 година, па је вриједно наставити улагати много труда у њихов развој. Као што знате, већина хемијске енергије садржане у гориву не претвара се у механички рад током сагоревања, већ буквално испарава у облику отпадне топлоте кроз издувне цеви, радијатор итд. И такође објашњавају губитке настале трењем механичке делове мотора. У развоју нове генерације СкиАцтив бензинских и дизел мотора, инжењери из Хирошиме у Јапану фокусирали су се на шест главних фактора који утичу на резултирајућу потрошњу и емисије:

• Однос компресије,
• однос горива и ваздуха,
• трајање фазе сагоревања смеше,
• време фазе сагоревања смеше,
• губици пумпања,
• трење механичких делова мотора.

У случају бензинских и дизел мотора, омјер компресије и смањење губитка трења показали су се као најважнији фактори у смањењу емисија и потрошње горива.

Мотор СкиАцтив Д

Мотор запремине 2191 ццм опремљен је системом убризгавања Цоммон Раил високог притиска са пиезоелектричним ињекторима. Одликује га необично низак степен компресије од само 14,0: 1 за дизел. Пуњење обезбеђује пар турбопуњача различитих величина, што позитивно утиче на смањење кашњења у одговору мотора на притисак на папучицу гаса. Склоп вентила укључује променљиви ход вентила, који се брже загрева када је мотор хладан, јер се неки издувни гасови враћају у цилиндре. Због поузданог хладног стартовања и стабилног сагоревања током фазе загревања, конвенционални дизел мотори захтевају висок степен компресије, који је типично у распону од 16: 1 до 18: 1. Низак степен компресије од 14,0: 1 за СкиАцтив -Д мотор омогућава оптимизацију времена процеса сагоревања. Како се однос компресије смањује, температура и притисак цилиндра такође се смањују у горњој мртвој тачки. У овом случају смеша гори дуже чак и ако се гориво убризга у цилиндар непосредно пре него што дође до горње мртве тачке. Као резултат продуженог сагоревања, у запаљивој смеши не настају подручја са недостатком кисеоника, а температура остаје уједначена, тако да је стварање НОк и чађи значајно искључено. Са убризгавањем горива и сагоревањем близу горње мртве тачке, мотор је ефикаснији. То значи ефикасније коришћење хемијске енергије садржане у гориву, као и више механичког рада по јединици горива него у случају дизел мотора са високим степеном компресије. Резултат је смањење потрошње дизела и логичне емисије ЦО2 за више од 20% у поређењу са 2,2 МЗР-ЦД мотором који ради са омјером компресије 16: 1. Као што је споменуто, много мање азотних оксида настаје током сагоријевања и готово да нема техничког угљеника . Дакле, чак и без додатног система за уклањање НОк, мотор испуњава Еуро 6 стандард емисије који би требао ступити на снагу 2015. године. Дакле, мотору није потребна селективна каталитичка редукција или катализатор који елиминише НОк.

Због ниске компресије, мотор не може створити довољно високу температуру да запали смјесу током хладног стартовања, што може довести до врло проблематичног стартовања и рада мотора са прекидима, посебно зими. Из тог разлога, СкиАцтив-Д је опремљен керамичким свећицама и ВВЛ издувним вентилом променљивог хода. Ово омогућава унутрашњу рециркулацију врућих издувних гасова у комори за сагоревање. При првом паљењу помаже жарница, која је довољна да издувни гасови достигну потребну температуру. Након покретања мотора, издувни вентил се неће затворити као нормални усисни мотор. Уместо тога, остаје одшкринут, а врући издувни гасови се враћају у комору за сагоревање. Ово подиже температуру у њој и стога олакшава накнадно паљење смеше. Тако мотор ради глатко и без прекида од првог тренутка.

У поређењу са 2,2 МЗР-ЦД дизел мотором, унутрашње трење је такође смањено за 25%. Ово се огледа не само у даљем смањењу укупних губитака, већ иу бржем одзиву и побољшаним перформансама. Још једна предност нижег степена компресије је нижи максимални притисци у цилиндрима и самим тим мањи притисак на појединачне компоненте мотора. Из тог разлога, нема потребе за тако робусним дизајном мотора, што резултира додатном уштедом тежине. Глава цилиндра са интегрисаним колектором има тање зидове и тежи три килограма мање него раније. Алуминијумски блок цилиндара је лакши за 25 кг. Тежина клипова и радилице смањена је за још 25 одсто. Као резултат тога, укупна тежина мотора СкиАцтив-Д је 20% мања од оне до сада коришћеног 2,2 МЗР-ЦД мотора.

Мотор СкиАцтив-Д користи двостепено пуњење. То значи да је опремљен са једним малим и једним великим турбопуњачем, од којих сваки ради у другом опсегу брзина. Мањи се користи при ниским и средњим обртајима. Због мање инерције ротирајућих делова, побољшава криву обртног момента и елиминише такозвани турбо ефекат, односно кашњење у одговору мотора на нагли скок гаса при малој брзини када нема довољно притиска у издувном гасу . грана за брзо окретање турбине са турбопуњачем. Насупрот томе, већи турбопуњач потпуно је ангажован у опсегу средњих брзина. Заједно, оба турбопуњача обезбеђују мотору равну криву обртног момента при ниским обртајима и велику снагу при високим обртајима. Захваљујући довољном доводу ваздуха из турбопуњача у широком опсегу брзина, емисије НОк и честица су сведене на минимум.

До сада се за Европу производе две верзије мотора 2,2 СкиАцтив-Д. Јачи има максималну снагу од 129 кВ при 4500 о / мин и највећи обртни момент од 420 Нм при 2000 о / мин. Слабији има 110 кВ при 4500 о / мин и обртни момент од 380 Нм у опсегу 1800-2600 о / мин, при макс. брзина оба мотора је 5200. У пракси мотор делује прилично летаргично до 1300 о / мин, од ове границе почиње да добија брзину, док је за нормалну вожњу довољно одржавати га на око 1700 о / мин или више чак и за потребе глатког убрзања.

СкиАцтив Г мотор

Бензински мотор са природним усисавањем, означен као Скиацтив-Г, има неуобичајено висок степен компресије од 14,0:1, тренутно највећи у масовној производњи путничког аутомобила. Повећање степена компресије повећава термичку ефикасност бензинског мотора, што на крају значи ниже вредности ЦО2 и самим тим мању потрошњу горива. Ризик повезан са високим степеном компресије у случају бензинских мотора је такозвано сагоревање са детонацијом – детонација и резултирајуће смањење обртног момента и прекомерно хабање мотора. Да би спречио сагоревање смеше услед високог степена компресије, Скиацтив-Г мотор користи смањење количине као и притиска заосталих врућих гасова у комори за сагоревање. Због тога се користи издувна цев у конфигурацији 4-2-1. Из тог разлога, издувна цев је релативно дуга и на тај начин ефикасно спречава да се издувни гасови врате у комору за сагоревање одмах након што су из ње испуштени. Настали пад температуре сагоревања ефикасно спречава настанак детонационог сагоревања – детонације. Као друго средство за спречавање детонације, време сагоревања смеше је смањено. Брже сагоревање смеше значи краће време током којег се несагорела мешавина горива и ваздуха излаже високим температурама, тако да детонација уопште нема времена да дође. На дну клипова су такође предвиђена посебна удубљења тако да се пламенови запаљене смеше који се формирају у многим правцима могу ширити без укрштања, а систем убризгавања је опремљен и новоразвијеним ињекторима са више отвора, што омогућава гориво да се атомизује.

Такође је неопходно смањити такозване губитке пумпања како би се повећала ефикасност мотора. Ово се дешава при нижим оптерећењима мотора када клип увлачи ваздух док се креће надоле током фазе усисавања. Количина ваздуха која улази у цилиндар се обично контролише помоћу вентила за гас који се налази у усисном тракту. При малим оптерећењима мотора потребна је само мала количина ваздуха. Вентил за гас је скоро затворен, што доводи до чињенице да је притисак у усисном тракту и у цилиндру испод атмосферског. Стога, клип мора да превазиђе значајан негативан притисак - скоро вакуум, што негативно утиче на потрошњу горива. Маздини дизајнери су користили бесконачно променљиво време усисног и издувног вентила (С-ВТ) да би минимизирали губитке пумпе. Овај систем вам омогућава да контролишете количину усисног ваздуха помоћу вентила уместо гаса. При малим оптерећењима мотора, потребно је врло мало ваздуха. Дакле, систем променљивог времена вентила држи отворене усисне вентиле на почетку фазе компресије (када се клип подиже) и затвара их само када је потребна количина ваздуха у цилиндру. Дакле, С-ВТ систем на крају смањује губитке пумпања за 20% и побољшава ефикасност процеса сагоревања. Слично решење већ дуже време користи БМВ, називајући овај систем Двоструки ВАНОС.

Приликом коришћења овог система за контролу запремине усисног ваздуха, постоји опасност од недовољног сагоревања смеше због нижег притиска, јер усисни вентили остају отворени на почетку фазе компресије. С тим у вези, Маздини инжењери су користили висок степен компресије мотора Скиацтив Г од 14,0: 1, што значи вишу температуру и притисак у цилиндру, па процес сагоревања остаје стабилан и мотор ради економичније.

Ниска ефикасност мотора такође је олакшана његовим лаганим дизајном и мањим механичким трењем покретних делова. У поређењу са уграђеним 2,0 МЗР бензинским мотором, Скиацтив Г мотор има 20% лакших клипова, 15% лакших клипњача и мање лежајеве радилице, што је резултирало укупним смањењем тежине за 10%. Преполовљавањем трења вентила и трења клипних прстенова за скоро 40%, укупно механичко трење мотора смањено је за 30%.

Све поменуте модификације резултирале су бољом управљивошћу мотора при ниским до средњим обртајима и смањењем потрошње горива за 15% у поређењу са класичним 2,0 МЗР. Данас су ове важне емисије ЦО2 чак ниже од 2,2 МЗР-ЦД дизел мотора који се данас користи. Предност је и употреба класичног бензина БА 95.

Сви СкиАцтив бензински и дизел мотори у Европи биће опремљени системом и-стоп, односно системом за покретање и заустављање који аутоматски гаси мотор када се заустави. Следе други електрични системи, регенеративно кочење итд.