Πως λειτουργεί ο νέος κινητήρας ΜΑΖDA Skyactiv-X

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 SkyactivX  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.

ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΟΥ ΦΤΩΧΟΥ ΜΙΓΜΑΤΟΣ

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 μίγμα αέρα-καυσίμου. Για να το πετύχουμε, έπρεπε να ασχοληθούμε με τη λύση του φτωχού μίγματος 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 μίγματος 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, βελτιώσαμε και τις επτά παραμέτρους που απαιτείται να ελεγχθούν ώστε να επιτευχθεί αυτανάφλεξη σε ένα φτωχό μίγμα.

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.