Mazda Skyactiv-G: Extrémní kompresní poměr namísto downsizingu

Mazda Skyactiv-G: Extrémní kompresní poměr namísto downsizingu

 
 

Mezi první z nových technických řešení Mazdy, která míří do sériové výroby, patří zážehový motor Skyactiv-G.

Zatímco většina výrobců snižuje objemy svých pohonných jednotek a přidává k nim přeplňování, v Hirošimě kráčí vývoj jiným směrem: Věnuje se atmosférickým motorům.

Současné spalovací motory nedokáží využít 70 až 90 % energie obsažené v palivu. Energetické ztráty jsou přitom převážně tepelné povahy. Lze je připsat na vrub výfukovému systému, chladicí soustavě a povrchovým plochám motoru i převodovky.

Cílem konstruktérů Mazdy je proto zvyšování tepelné účinnosti motorů. Zároveň se věnovali i snižování vnitřního tření a hmotnosti pohonných jednotek.

Při vývoji nových motorů se Mazda zaměřila na kompresní poměr, poměr paliva a vzduchu, délku trvání fáze hoření směsi, načasování fáze hoření směsi, čerpací ztráty a ztráty v důsledku mechanického tření.

Cílem vývojového týmu bylo optimalizovat všechny tyto faktory. Nakonec se ukázalo, že v případě zážehových i vznětových motorů bude hrát ústřední roli kompresní poměr.

Nepřeplňovaný zážehový motor s označením Skyactiv-G se pyšní kompresním poměrem 14,0:1. Tato hodnota je v současnosti nejvyšší mezi velkosériově vyráběnými automobily.

Zvýšením kompresního poměru narůstá tepelná účinnost zážehového motoru, což znamená menší spotřebu paliva. Vysoká komprese v konvenčních motorech zároveň vede ke vzniku nežádoucích abnormalit spalovacího procesu, označovaných jako klepání, a s tím souvisejícímu poklesu točivého momentu.

Abnormalitám spalovacího procesu (klepání) v důsledku vysokého kompresního poměru motor Skyactiv-G brání snížením množství i tlaku zbytkových horkých plynů ve spalovací komoře.

Proto je použito výfukové potrubí 4-2-1. To je relativně dlouhé a účinně tak zabraňuje návratu výfukových plynů zpět do spalovací komory vzápětí poté, co z ní byly vytlačeny. Výsledný pokles kompresní teploty zamezuje vzniku klepání.

Dále byla zkrácena doba hoření směsi. Rychlejší hoření znamená kratší dobu, po kterou je nespálená směs paliva a vzduchu vystavena vysokým teplotám, takže klepání vůbec nestihne vzniknout. Dna pístů byla opatřena speciálními prohlubněmi, aby se plamen hořící směsi mohl roztahovat bez interferencí, a vstřikovací soustava byla osazena novými víceotvorovými vstřikovači, umožňujícími jemnější rozprášení paliva.

Ke zlepšení účinnosti motoru je také nezbytné snížit takzvané čerpací ztráty. Ty nastávají při nižším zatížení motoru, kdy píst při pohybu dolů ve fázi sání nasává vzduch.

Množství vzduchu, který se do válce dostane, zpravidla reguluje škrticí klapka, umístěná v sacím traktu. Při nízkém zatížení motoru je zapotřebí jen malé množství vzduchu. Škrticí klapka je téměř uzavřena, což způsobuje, že tlak v sacím traktu i ve válci je nižší než tlak atmosférický. Píst tedy musí překonávat silné vakuum. Popsaný jev negativně ovlivňuje spotřebu paliva.

Mazda minimalizuje čerpací ztráty použitím plynule proměnného sekvenčního časování sacích i výfukových ventilů (S-VT) . Tento systém umožňuje regulovat množství nasávaného vzduchu pomocí ventilů namísto škrticí klapky.

Ve fázi sání, kdy píst míří k dolní úvrati, zůstávají škrticí klapka i ventily naplno otevřené. Fáze sání je dokončena, jakmile píst dosáhne dolní úvratě (nejnižší bod jeho dráhy). Pokud by se však sací ventil v tento okamžik zavřel, zůstalo by ve válci příliš mnoho vzduchu.

Při nízkém zatížení motoru je zapotřebí jen velmi malé množství vzduchu. Systém proměnného časování proto ponechává sací ventily otevřené i na počátku fáze stlačení (kdy jde píst nahoru) a zavře je přesně v tom okamžiku, kdy se ve válci nachází právě potřebné množství vzduchu. Systém S-VT snižuje čerpací ztráty o 20 % a přispívá k vyšší účinnosti spalovacího procesu.

Obvyklou nevýhodou tohoto řešení je destabilizace spalování. Protože sací ventily zůstávají na počátku kompresní fáze otevřené, není ve válci dostatečný tlak pro snadné vznícení směsi paliva a vzduchu. Motor Skyactiv-G s kompresním poměrem 14,0:1 však tímto problémem netrpí. Vyšší kompresní poměr znamená vyšší teplotu a tlak ve spalovací komoře, takže proces hoření směsi zůstává stabilní a motor pracuje hospodárněji.

K vyšší účinnosti motoru přispívá i jeho lehká konstrukce a menší tření. Dvoulitrový zážehový čtyřválec Skyactiv-G má ve srovnání se stávajícím agregátem MZR 2,0 l o 20 % lehčí písty, o 15 % lehčí ojnice a o 6 až 8 % užší hlavní ložiska klikové hřídele. Zmenšením tření ventilů o polovinu a tření pístních kroužků o 37 % pokleslo celkové vnitřní tření motoru o 30 %. Celková hmotnost motoru je o 10 % nižší.

Motor Skyactiv-G má nabídnout pružnější reakce na změny zatížení. Navzdory vysokému kompresnímu poměru se spokojí s palivem o oktanovém čísle 95. Ve srovnání s motorem MZR 2,0 l má o 15 % nižší spotřebu paliva a přitom nabízí o přibližně 15 % vyšší točivý moment v nízkém a středním rozsahu otáček. Jeho emise CO2 jsou dokonce ještě nižší než v případě vznětového motoru Mazda MZR-CD 2,2 l.

Mazda Skyactiv - Speciální příloha Auto.cz

Video

Rallye Dakar 2018
Spolupracujeme s TipCars.com
Schulzova SPD je blíž velké koalici Schulzova SPD je blíž velké koalici

Schulz chce do koaliční smlouvy s CDU/ /CSU prosadit více…

Babiš v koutě. Hraje o šanci zůstat ve vládě Babiš v koutě. Hraje o šanci zůstat ve vládě

Existují čtyři varianty vlády, která by měla více než 101…

Zápisník Jany Havligerové: Politika? Být vidět! Zápisník Jany Havligerové: Politika? Být vidět!

České korunovační klenoty jsou nejspíš zakleté. Vrcholné…

Česko potřebuje víc inženýrů. Ekonomů je dost, říká odborník Česko potřebuje víc inženýrů. Ekonomů je dost, říká odborník

Potřeby firem se podle hlavního ekonoma UniCredit Bank…

 

Štítky Mazda Technika

 












Blesk.cz

Trápení Antonína a Mirky z Manželských etud: Syn skončil za mřížemi!

Trápení Antonína a Mirky z Manželských etud: Syn…

Nikdy si nemysleli, že to může potkat zrovna je. Mirka a Antonín Kubrovi z dokumentárního cyklu Heleny…

Uniklo tajemství Dany Medřické (†62): Zemřel jí teprve roční syn!

Uniklo tajemství Dany Medřické (†62): Zemřel jí…

Málokdo tuší, že herec Václav Vydra (61) mohl mít staršího bratra. Ale ten krátce po svatbě jeho rodičů Dany…

 

iSport.cz

Hokej na ZOH 2018: Kdy hrají Češi, Kanada a další favorité?

Hokej na ZOH 2018: Kdy hrají Češi, Kanada a další favorité?

Hokej na olympijských hrách v Pchjongčchangu bude jednou z nejsledovanějších disciplín, i když na ZOH 2018 po…

PSG bez Neymara padlo s Lyonem, zranil se i Mbappé. Rozhodla Depayova paráda

PSG bez Neymara padlo s Lyonem, zranil se i Mbappé.…

Gólem ve čtvrté minutě nastavení rozhodli fotbalisté Lyonu v 22. kole francouzské ligy o vítězství 2:1 nad…

 

Reflex.cz

Slavnostní monolog kandidáta Zemana

Slavnostní monolog kandidáta Zemana

Prezident zahájil na Nově svá čtyři volební vystoupení v novém hávu příjemného a slušného státníka. To se…

Fenomén jménem Kuba: Sjednoceni nouzí

Fenomén jménem Kuba: Sjednoceni nouzí

Nespal jsem pořádně dvě noci, nezbývá než se natáhnout přes prázdné sedačky a nechat se unášet sny. Probouzí mě…