A Mazda megcsinálta a benzines dízelmotort

Mazda Skyactiv-X koncepció és a fenntartható Zoom-Zoom 2030-ig

2017.09.07. 06:05
A Mazda különleges helyet foglal el az autógyártók között. Önállóan fejleszt, Japánban gyárt és soha nem fél lemenni a megszokott útról. Mindig nagyon érdekes beszélgetni a fejlesztésben résztvevő mérnökökkel, mert olyan megvilágításba helyeznek bizonyos célokat és elért sikereket, amire innen Európából nem is gondolunk.

A japán Mazda-mérnök nem kritizál, nem fejt ki ellenvéleményt, hanem pontosan, tényekkel és mérésekkel alátámasztva, maximális udvariassággal rávilágít, hogy az elterjedt NEDC mérési ciklusnak kevés köze van a valós közlekedéshez. Továbbá hasonló mérnöki alapossággal és japán udvariassággal arra is rávilágít, hogy a korunk nagy ellensége, a járművek szén-dioxid-kibocsátása sem zéró a tisztán elektromos járművek esetében, mert a korrekt és alapos vizsgálat beleveszi az elektromos áram előállításának, szállításának kérdését, veszteségeit és környezeti hatásait is, s ez az úgynevezett "well-to-wheel" (forrástól a kerekekig) vizsgálat az egyetlen elfogadható, valós módszer.

Ennek megfelelően a tisztán elektromos járművek még nem tudják kiszorítani a belső égésű motorral rendelkezőket, a hagyományos motor egészen nagy részt kiharap a tortából még 2035-ben is. Amiben viszont nagy az egyetértés a Mazda házán belül is, hogy a hagyományosnak tekinthető belső égésű motor népszerűsége, amelynek semmi elektronikus segédhajtása nincs, erősen visszaesik majd és a plug-in hibridek, valamint hibridek visszatöltő funkcióval szépen fölénybe kerülnek már 2025 környékén. A 2035-ös előjelzésük szerint a tisztán elektromos, esetleg üzemanyagcellás motorok nagyjából 30%-ban lesznek jelen, tehát a belső égésű motorok még körülbelül 70%-ban úton lesznek különböző egyéb elektromos segítséggel és kiegészítéssel. Ennek megfelelően a belső égésű motor fejlesztése fontos és kulcsa lehet a fenntartható motorizációnak.

Pontosan megfogalmazták a benzinmotor előnyeit, összevetették a dízel előnyös tulajdonságaival és a kettőt ötvözni próbálták. Mérnöki szempontból pontosan kijelölhetők azok a műszaki megoldások, amelyek a dízelmotor hatásfokát a benzines fölé emelik, és mindannyian érezzük a benzinmotor előnyeit a dízellel szemben. Kézenfekvő dolog a két dolgot kombinálni, ez képezi alapját a Mazda új motorkoncepciójának a Skyactiv-X-nek.

A Skyactiv-X egy olyan benzinnel üzemelő, de öngyulladással is működő motorcsaládot fog takarni, amelynek prototípusát kipróbálhattuk utcai körülmények között, egy módosított, de mai Mazda 3-ba építve.

A motornak van gyertyája, amely segítségével bizonyos üzemállapotokban kontrollálni tudják a gyújtás időpontját és a munkaütem lefolyását, továbbá van egy olyan mechanikus, de elektronikusan vezérelt rendszere, amely a kompresszióviszonyt és kompresszióvégnyomást fokozatmentesen tudja változtatni.

Képes a sztöchiometrikus üzemanyag-levegő keveréknél kétszeresen szegényebb keverékkel folyamatosan működni, és a nagy kompresszió miatt öngyulladásos, de nem kopogásos égéssel tartósan üzemelni.

A korábban a nagy kompressziójú motorok legfőbb ellensége az öngyulladásos, kopogásos égés volt, amikor a lángfront sebessége a normál égésnek a százszorosa is lehetett (robbanás), most viszont különleges szerkezeti megoldásokkal és elektronikus vezérléssel az öngyulladás ellenére is kicsi a lángfront sebessége, és csak a jótékony hatásai lépnek fel, úgymint jobb hatásfok, kisebb fajlagos fogyasztás és nagyobb teljesítmény.

Az így működő motor nagyjából 10-30%-kal kevesebbet fogyaszt egy hasonló benzinesnél, így fogyasztása eléri, illetve bizonyos esetekben jobb is, mint a hagyományos dízelmotoré. A nyomatéka főleg kis fordulaton 20-40%-kal nagyobb, mint a hagyományos benzinmotoré, legfeljebb a feltöltött dízelmotor hasonlítható hozzá, de csak abban az üzemállapotban, amikor annál a töltőnyomás már felépült.

A motor kompresszoros, de a töltőnyomás kicsi, a feltöltő alkalmazása leginkább a szegény keverékes, kis fordulatú üzem közben, az égéstérben kialakuló örvénylés szempontjából fontos. Nyilvánvalóan azért a motor töltöttségi fokát is növeli, hasonlóan a normál turbó vagy kompresszor esetéhez.

A motor mechanikai kialakításáról csak annyit tudhattunk meg, hogy egy kiegészítő dugattyú - amely a négy szelep között van felülről - módosítja az égéstér térfogatát, a gyújtógyertya pedig oldalról, az égéstér szélén van. A benzinbefecskendezés pedig közvetlenül az égéstérbe történik,  benzinmotorhoz képest szokatlanul nagy nyomással.

Az új Skyactiv-X koncepció az új platform része lesz, várhatóan 2019-ben jelenik meg. Elsődleges feladatok a voltak a zaj (NVH - Noise, Vibration, Harshness) csökkentése és az emberre ható fárasztó hatások csökkentése. Az új platform tervezése során a karosszériára úgy tekintettek, mint egy vázra, amelynek teherviselő elemei úgy kapcsolódnak az egyéb részeihez, hogy minden részt tudjon venni az energia elosztásában. A lemezek és tartóelemek energetikai elemzése során energiagyűjtő pontokat kerestek, ahová rezgéscsillapító elemek beépítésével a karosszéria önfrekvenciája eltolható olyan tartományba, ahol a rezonancia, zaj kevésbé zavaró vagy egyáltalán nincs. Ezek az elemzések és vizsgálatok nagyfokú számítógépes hátteret igényelnek és olyan technológiát, amely 5-8 évvel ezelőtt még nem állt a gyártók rendelkezésére.

Különleges technológiát alkalmaznak a lemezek és teherviselő elemek egymáshoz kapcsolásához. A hagyományos ponthegesztést ragasztással kombinálják, mely köztes ragasztóanyag rezgéscsillapító is, így az utastér csendesebb tud lenni, úgy, hogy a strukturális merevségét megtartja. Természetesen kiterjedten alkalmaznak edzett acélokat a váz konstrukciójában, és a merevséget nem az anyag vastagságának növelésével, hanem a formai megoldásokkal fokozzák.

Sajnos ezeket még nem tudtuk menet közben megtapasztalni, mert az új motorok egy mai Mazda 3-as karosszériába voltak beszerelve, azokkal mehettünk körülbelül 100 kilométert.

A motor kétezer köbcentis volt, teljesen úgy viselkedett, mint egy jóval nagyobb lökettérfogatú benzinmotor: csendes és nyomatékos volt, azonban könnyedén forgott kicsivel 6000 fölé. Hangja nem volt tolakodó, de terhelésváltáskor néha becsörgött, nem nagyon, épp csak annyira, mint amikor az előgyújtás kicsit nagyobb a kelleténél. Ezen dolgoznak, mert véleményük szerint ez zavaró és a leendő tulajdonosok nem fogják elfogadni; így nem kerülhet ki a piacra. Másrészről pedig nagyon jól vezethető és jó karakterű volt a motor, de a jellemzően dízeles, nagy nyomatékból tolást nem lehetett érezni, leginkább egy Euro 6-os szívó 2,5-3 literes benzinesre emlékeztetett, ha létezne olyan.

Az új Skyactiv-X motor a 2019-ben megjelenő új karosszériaváltozatokkal jelenik meg, amelyek már az új felépítéssel, új szerkezeti megoldásokkal készülnek.