HCCI, SPCCI og alt, hvad du behøver at vide om Mazdas Skyactiv-X-motorer

I effektivitetens tidsalder repræsenterer hybrid- og elbiler fremtiden. Forbrændingsmotorerne har dog ikke sagt deres sidste ord og har stadig lang vej igen. De seneste fremskridt gør dette klart, og Mazda er et af de mærker, der har lagt mest arbejde i at udvikle fremtidens motorer, og vi vil snart se dem på vejene under navnet Skyactiv-X.

Mazda og dets rettighedsdimensionering har fat i den rigtige retning, og det næste bliver revolutionerende

Japanerne har forfulgt en idé, som de, selv om den ikke er ny, har været i stand til at føre ud i livet. Andre producenter som Nissan og General Motors har allerede overvejet at udvikle en benzinmotor med samme effektivitet som en dieselmotor – en forudsætning, der er let at sige, men meget kompliceret at gennemføre. Men Mazda har fundet den rigtige vej, og når man tænker på, at de med rette har afvist downsizing, fortjener de en tillidserklæring.

HCCI, diesel eller benzin?

Som vi sagde, benzin til dieselforbrug. Det er sloganet, som overskriver Skyactiv-X-teknologien, men hvad betyder det egentlig? Før vi besvarer dette spørgsmål, er det nødvendigt at kende de to blokkers særlige karakteristika for at forstå kompleksiteten af deres sammenslutning.

På den ene side har vi benzinmotorer, som oprindeligt blev udviklet af Nikolaus Otto i 1876. Motorcylinderen modtager en blanding af luft og benzin, som detoneres af en gnist fra et tændrør. Det betyder, at den har brug for en gnist for at få benzinen til at brænde. Kompressionsforholdet i en benzinmotor er typisk omkring 10:1 og i bedste fald 12:1.

Formen på en Skyactiv-X-motor vil være stort set den samme som på enhver anden motor

På den anden side er der dieselblokke, som Rudolf Diesel opfandt i 1883. Deres største attraktion er deres mere præcise forbrænding, som i modsætning til benzinmotorer ikke har brug for et tændrør for at skabe en eksplosion. Det sker ved simpel kompression af blandingen i cylinderen, hvorved hver eneste dråbe brændstof udnyttes bedre, og derfor har den et højere kompressionsforhold på op til 22:1.

Nu har der indtil nu ikke været en eneste kommerciel bil med såkaldte HCCI-motorer (Homogeneus Charge Compression Ignition). Disse benzinblokke anvender så at sige kompression til deres drift for at forene to verdener, der i teorien ikke burde være forbundet, og det er herfra, det førnævnte slogan om benzinmotoren med dieselmotorens økonomi kommer. Det er klart, at deres kompressionsforhold ligger et sted i midten, ca. 19:1.

For- og ulemper ved HCCI-motoren

Ingen ting i denne verden er perfekt, og HCCI-motorer er et tydeligt eksempel herpå. Desuden kan man sige, at HCCI-motorer har en stor fordel, men en endnu større ulempe, hvilket har betydet, at de aldrig er nået frem til produktionsstadiet. Og hvad er denne fordel, og hvad er ulempen?

Hertil har HCCI-motorer hidtil haft et for begrænset anvendelsesområde til at være levedygtige

Lad os starte med det gode, nemlig effektiviteten. Ved at injicere brændstoffet mere homogent og præcist udnyttes hver eneste dråbe brændstof bedre. Desuden foregår forbrændingen på grund af det høje tryk, som den arbejder ved, ved lavere temperaturer, hvilket i høj grad bidrager til at producere færre forurenende gasser og emissioner, dvs. mindre CO2 og mindre NOx, som er de vigtigste årsager til de nuværende forureningsbekæmpelsesprotokoller i storbyerne.

Den største ulempe ved HCCI’er er ingen anden end deres optimale anvendelsesområde. Dette område forekommer ved høje eller lave omdrejninger og hovedsageligt høj motorbelastning. Det betyder, at HCCI-motoren ved lav og høj belastning mister alle sine fordele, hvilket indtil nu har været uopretteligt.

SPCCI-teknologi til undsætning

Mazda er kommet til undsætning, og med den følger SPCCI-teknologien, Spark Controlled Compression Ignition, som står for gniststyret kompressionstænding. Det betyder, at der tilføjes et tændrør til den traditionelle HCCI-motor, som ikke vil virke konstant, men kun i de episoder, vi nævnte tidligere, ved lav og høj belastning. Dette elektroniske program er patenteret af japanerne og lover at løse problemet, uden at føreren og passagererne er klar over, hvornår og hvordan de kommer ind i den ene eller den anden zone.

Nu tænker du sikkert, at hvis den omfatter gnisten i forbrændingen, har vi at gøre med en konventionel benzinmotor, men nej, Mazda bruger ikke gnisten i forbrændingen. Mazda bruger ikke gnisten som udløser for eksplosionen, som i Otto cyklusen, men som en trykgenerator, der fremskynder processen og homogeniserer forbrændingen, selv når der anvendes en mager brændstofblanding, som i dieselmotorer, hvilket igen resulterer i bedre ydeevne med lavere brændstofforbrug og en meget renere proces.

Fordelene ved Skyactiv-X-teknologien

Som det allerede er blevet gjort klart, er fordelene mange og meget gode. Der er endnu ingen officielle data til at bekræfte de gode nyheder, men Mazda hævder, at Skyactiv-X-teknologien vil være 20-30 procent mere effektiv end de nuværende benzinmotorer, som allerede er ret økonomiske. Så meget, at en Skyactiv-X forventes at kunne matche dieselforbruget for den samme effekt.

Vi må heller ikke glemme ydeevnen. Også her forventes der en betydelig forbedring. Hvis der er én ting, der altid mangler i en lille benzinmotor, så er det drejningsmomentet. Skyactiv-X vil kunne levere 10-30 % mere drejningsmoment end de nuværende benzinmotorer takket være dens højere kompressionsforhold og naturligvis den altid uvurderlige hjælp fra turboer.

Sammenligning af brændstofforbruget for en traditionel motor og en Skyactiv-X. Den gule zone er den mest effektive del

Hvor længe skal vi vente på Skyactiv-X-teknologien?

Mindre end du tror. Vejen dertil har ikke været let, og der har været mere end fem års udvikling og milliarder af euro i investeringer for at nå dertil. Som Mazda har skitseret i sin umiddelbare strategiplan, er det planen, at Skyactiv-X-motorerne skal ankomme i 2019. Den første bil til at bruge teknologien bliver 2019 Mazda3, som vi allerede har set på visse punkter i udviklingsfasen.

Mere af resten af det japanske sortiment vil drage fordel af et sådant mekanisk gennembrud, herunder deres SUV-serie og den elskede Mazda MX-5. Fremtiden er endnu ikke afgjort, men mange stemmer er begyndt at bebude den roterende Wankel-motors tilbagevenden. Det er for tidligt at afgøre, om disse kommentarer er sande, men hvis de er det, er vi sikre på, at Skyactiv-X-teknologien vil have noget at sige til det.

En ny generation af Skyactiv-D-motorer er også blevet annonceret i strategiplanen, og der vil blive udviklet hybrid- og 100 % elektriske alternativer. Sidstnævnte vil også kunne drage fordel af Skyactiv-X-teknologien, da markedsrealiteterne og den mulige kombination med elmotorer i hybrid- og plug-in-hybridbiler er blevet nøje overvejet under hele udviklingen.

Mazda3 vil være den første til at drage fordel af Skyactiv-X-teknologien

Mazda3 vil være den første til at drage fordel af Skyactiv-X-teknologien

.