Articles / 27 srpna, 2021

HCCI, SPCCI a vše, co potřebujete vědět o motorech Mazda Skyactiv-X

V době efektivity představují hybridní a elektrické vozy budoucnost. Spalovací motory však ještě neřekly své poslední slovo a mají před sebou ještě dlouhou cestu. Nejnovější pokroky to jasně ukazují a Mazda je jednou ze značek, která do vývoje motorů budoucnosti vložila nejvíce úsilí a brzy je uvidíme na silnicích pod názvem Skyactiv-X.

Mazda a její pravomoce se povedly a další věc má být revoluční

Japonci se věnují myšlence, která sice není nová, ale dokázali ji dotáhnout do konce. Jiní výrobci, například Nissan a General Motors, již uvažují o vývoji benzinového motoru s účinností vznětového motoru, což je předpoklad, který se snadno řekne, ale je nesmírně složitý na realizaci. Mazda však našla správnou cestu a vzhledem k tomu, že odmítla downsizing – a to právem -, zaslouží si důvěru.

HCCI, nafta nebo benzín?

Jak jsme řekli, benzín pro spotřebu nafty. To je slogan, který uvádí technologii Skyactiv-X, ale co to ve skutečnosti znamená? Před zodpovězením této otázky je nutné vědět, jaké jsou zvláštnosti obou bloků, abychom pochopili složitost jejich spojení.

Na jedné straně máme benzinové motory, které původně vyvinul Nikolaus Otto v roce 1876. Do válce motoru je přiváděna směs vzduchu a benzinu, která je detonována jiskrou ze zapalovací svíčky. To znamená, že k hoření benzinu potřebuje pomoc jiskry. Kompresní poměr benzinového motoru se obvykle pohybuje kolem 10:1, v nejlepším případě 12:1.

Tvar motoru Skyactiv-X bude v podstatě stejný jako u jakéhokoli jiného motoru

Na druhé straně jsou vznětové bloky, které vymyslel Rudolf Diesel v roce 1883. Jejich hlavním lákadlem je větší přesnost spalování, které na rozdíl od benzinových motorů nepotřebuje k výbuchu zapalovací svíčku. Ta vzniká prostým stlačením směsi ve válci, čímž se lépe využije každá kapka paliva, a proto má vyšší kompresní poměr až 22:1.

Dosud neexistoval jediný užitkový automobil s takzvanými motory HCCI (Homogeneus Charge Compression Ignition). Tyto benzinové bloky využívají ke svému provozu kompresi, aby takříkajíc spojily dva světy, které by teoreticky neměly být propojeny, a odtud pochází výše zmíněný slogan benzinového motoru s hospodárností nafty. Jejich kompresní poměr je samozřejmě někde uprostřed, přibližně 19:1.

Výhody a nevýhody motoru HCCI

Nic na světě není dokonalé a motory HCCI jsou toho jasným příkladem. Navíc lze říci, že motory HCCI mají obrovskou výhodu, ale ještě větší nevýhodu, což způsobilo, že se nikdy nedostaly do fáze výroby. A v čem spočívá ta výhoda a v čem nevýhoda?

Dosud měly motory HCCI příliš omezený rozsah použití, než aby byly životaschopné

Začněme tím dobrým, tedy účinností. Díky homogennějšímu a přesnějšímu vstřikování paliva je každá kapka paliva lépe využita. Navíc vzhledem k vysokým tlakům, při kterých pracuje, probíhá spalování při nižších teplotách, což výrazně napomáhá k produkci menšího množství znečišťujících plynů a emisí, tj. méně CO2 a méně NOx, což jsou hlavní příčiny současných protokolů proti znečišťování ve velkých městech.

Hlavní nevýhodou HCCI není nic jiného než jejich optimální rozsah použití. Tento rozsah se vyskytuje při vysokých nebo nízkých otáčkách motoru a hlavně při vysokém zatížení motoru. To znamená, že při nízkém a vysokém zatížení ztrácí motor HCCI všechny své výhody, což bylo až dosud nenapravitelné.

Technologie SPCCI na pomoc

Mazda přišla na pomoc a spolu s ní přichází s technologií SPCCI, Spark Controlled Compression Ignition, což je zkratka pro kompresní zapalování řízené jiskrou. To znamená, že do tradičního motoru HCCI se přidá zapalovací svíčka, která nebude působit trvale, ale pouze v těch úsecích, které jsme zmínili dříve, při nízkém a vysokém zatížení. Tento elektronický program si Japonci nechali patentovat a slibuje, že problém vyřeší, aniž by řidič a cestující věděli, kdy a jak se dostanou do té či oné zóny.

Teď si asi říkáte, že pokud zahrnuje jiskru při spalování, máme co do činění s konvenčním benzinovým motorem, ale ne. Mazda jiskru při spalování nepoužívá. Mazda nepoužívá jiskru jako spouštěč výbuchu, jako je tomu u Ottova cyklu, ale jako generátor tlaku, který urychluje proces a homogenizuje spalování i při použití chudé palivové směsi, jako je tomu u dieselů, což má za následek vyšší výkon při nižší spotřebě paliva a mnohem čistší proces.

Výhody technologie Skyactiv-X

Jak již bylo objasněno, výhod je mnoho a jsou velmi dobré. Zatím nejsou k dispozici žádné oficiální údaje, které by tuto dobrou zprávu potvrzovaly, ale Mazda tvrdí, že technologie Skyactiv-X bude o 20-30 % účinnější než její současné benzinové motory, které jsou již nyní poměrně úsporné. Očekává se, že Skyactiv-X bude mít při stejném výkonu stejnou spotřebu jako diesel.

Nemůžeme zapomenout ani na výkon. I zde se očekává výrazné zlepšení. Pokud něco malému benzínovému motoru vždy chybí, je to točivý moment. Díky vyššímu kompresnímu poměru a samozřejmě vždy neocenitelné pomoci turbodmychadel bude Skyactiv-X schopen dosáhnout o 10-30 % vyššího točivého momentu než současné benzinové jednotky.

Srovnání spotřeby tradičního motoru a Skyactiv-X. Žlutá zóna je nejefektivnější částí

Jak dlouho budeme muset čekat na technologii Skyactiv-X?

Méně, než si myslíte. Cesta k němu nebyla snadná, trvalo více než pět let vývoje a bylo třeba investovat miliardy eur. Jak Mazda uvedla ve svém nejbližším strategickém plánu, motory Skyactiv-X by se měly objevit v roce 2019. Prvním vozem, který tuto technologii využije, bude Mazda3 2019, kterou jsme již viděli v určitých fázích jejího vývoje.

Z tohoto mechanického průlomu bude těžit i zbytek nabídky japonské automobilky, včetně řady SUV a oblíbené Mazdy MX-5. O budoucnosti se teprve rozhodne, ale mnohé hlasy začínají hlásat návrat rotačního Wankelova motoru. Zatím je příliš brzy na to, abychom zjistili, zda jsou tyto komentáře pravdivé, ale pokud ano, jsme si jisti, že technologie Skyactiv-X k tomu bude mít co říci.

Ve strategickém plánu byla také oznámena nová generace motorů Skyactiv-D a vznik hybridních a 100% elektrických alternativ. Ten bude také moci využívat technologii Skyactiv-X, protože v průběhu vývoje byly pečlivě zváženy tržní skutečnosti a možná kombinace s elektromotory v hybridních a plug-in hybridních vozidlech.

Mazda3 bude prvním vozem, který bude využívat technologii Skyactiv-X