Articles / augustus 27, 2021

HCCI, SPCCI en alles wat u moet weten over Mazda’s Skyactiv-X motoren

In het tijdperk van efficiëntie zijn hybride en elektrische auto’s de toekomst. Verbrandingsmotoren hebben echter nog niet het laatste woord gehad en hebben nog een lange weg te gaan. De laatste ontwikkelingen maken dit duidelijk en Mazda is een van de merken die de meeste inspanningen heeft geleverd om de motoren van de toekomst te ontwikkelen, en we zullen ze binnenkort op de wegen zien onder de naam Skyactiv-X.

Mazda en zijn rechten hebben het goed voor elkaar, en het volgende ding wordt revolutionair

De Japanners hebben een idee nagestreefd dat, hoewel het niet nieuw is, ze tot bloei hebben weten te brengen. Andere fabrikanten, zoals Nissan en General Motors, hebben reeds overwogen een benzinemotor te ontwikkelen met het rendement van een diesel, een premisse die gemakkelijk te verkondigen is, maar uiterst gecompliceerd om uit te voeren. Maar Mazda heeft de juiste weg gevonden, en gezien het feit dat ze downsizing weigerden – en terecht – verdienen ze een motie van vertrouwen.

HCCI, diesel of benzine?

Zoals we zeiden, benzine voor dieselverbruik. Dat is de slogan waarmee de Skyactiv-X-technologie wordt aangeprezen, maar wat betekent het eigenlijk? Alvorens deze vraag te beantwoorden, is het noodzakelijk te weten wat de bijzonderheden van de twee blokken zijn, ten einde de complexiteit van hun samengaan te begrijpen.

Aan de ene kant hebben we benzinemotoren, oorspronkelijk ontwikkeld door Nikolaus Otto in 1876. In de cilinder van de motor komt een mengsel van lucht en benzine, dat tot ontploffing wordt gebracht door een vonk die door een bougie wordt overgebracht. Dit betekent dat hij de hulp van de vonk nodig heeft om de benzine te laten branden. De compressieverhouding van een benzinemotor ligt meestal rond 10:1, en in het beste geval 12:1.

De vorm van een Skyactiv-X-motor zal vrijwel dezelfde zijn als die van elke andere motor

Aan de andere kant staan dieselblokken, die in 1883 door Rudolf Diesel werden ontworpen. Hun belangrijkste aantrekkingskracht is de grotere precisie van hun verbranding, die in tegenstelling tot benzinemotoren geen bougie nodig heeft om een explosie te veroorzaken. Dit wordt gegenereerd door eenvoudige compressie van het mengsel door de cilinder, waardoor elke druppel brandstof beter wordt benut, vandaar de hogere compressieverhouding van maximaal 22:1.

Nu, tot nu toe is er nog geen enkele commerciële auto geweest met zogenaamde HCCI, Homogeneus Charge Compression Ignition, motoren. Deze benzineblokken gebruiken als het ware compressie voor hun werking, om twee werelden te verenigen die in theorie niet met elkaar verbonden zouden moeten zijn, en dit is waar de eerder genoemde slogan van de benzinemotor met de zuinigheid van een diesel vandaan komt. Uiteraard ligt hun compressieverhouding ergens in het midden, ongeveer 19:1.

Voordelen en nadelen van de HCCI motor

Niets in deze wereld is perfect, en HCCI motoren zijn daar een duidelijk voorbeeld van. Bovendien kan worden gesteld dat HCCI-motoren een enorm voordeel hebben, maar een nog groter nadeel, waardoor zij nooit het productiestadium hebben bereikt. En wat is dat voordeel en wat is dat nadeel?

Tot nu toe hebben HCCI-motoren een te beperkt toepassingsgebied gehad om levensvatbaar te zijn

Laten we beginnen met het goede, het rendement. Door de brandstof homogener en preciezer in te spuiten, wordt elke druppel brandstof beter benut. Bovendien vindt de verbranding, gezien de hoge druk waarbij hij werkt, plaats bij lagere temperaturen, wat enorm bijdraagt tot de productie van minder vervuilende gassen en emissies, d.w.z. minder CO2 en minder NOx, de belangrijkste oorzaken van de huidige anti-vervuilingsprotocollen in de grote steden.

Het grote nadeel van HCCI’s is niets anders dan hun optimale gebruiksbereik. Dit bereik treedt op bij hoge of lage motortoerentallen en een overwegend hoge motorbelasting. Dit betekent dat bij lage en hoge belasting de HCCI motor al zijn voordelen verliest, iets wat tot nu toe niet meer te herstellen was.

SPCCI technologie to the rescue

Mazda is te hulp geschoten, en daarmee komt zijn SPCCI technologie, Spark Controlled Compression Ignition, wat staat voor vonkgestuurde compressie-ontsteking. Dit betekent dat aan de traditionele HCCI-motor een bougie wordt toegevoegd, die niet constant zal werken, maar alleen in de eerder genoemde perioden, bij lage en hoge werkbelasting. Dit elektronische programma is gepatenteerd door de Japanners en belooft het probleem op te lossen zonder dat de bestuurder en de passagiers weten wanneer en hoe ze de ene of de andere zone binnengaan.

Nu denkt u waarschijnlijk dat als het de vonk in de verbranding omvat, we te maken hebben met een conventionele benzinemotor, maar nee. Mazda gebruikt de vonk niet in de verbranding. Mazda gebruikt de vonk niet als trigger voor de explosie, zoals de Otto-cyclus, maar als drukgenerator die het proces versnelt en de verbranding homogeniseert, zelfs bij gebruik van een arm brandstofmengsel, zoals bij diesels, wat op zijn beurt resulteert in betere prestaties met een lager brandstofverbruik en een veel schoner proces.

Voordelen van de Skyactiv-X technologie

Zoals reeds duidelijk is gemaakt, zijn de voordelen talrijk en zeer goed. Er zijn nog geen officiële gegevens om het goede nieuws te bevestigen, maar Mazda beweert dat de Skyactiv-X-technologie 20-30 procent efficiënter zal zijn dan zijn huidige benzinemotoren, die al behoorlijk zuinig zijn. Zozeer zelfs dat een Skyactiv-X naar verwachting in staat zal zijn om het dieselverbruik te evenaren voor hetzelfde vermogen.

We mogen de prestaties ook niet vergeten. Ook hier wordt een aanzienlijke verbetering verwacht. Als er één ding is dat altijd ontbreekt bij een kleine benzinemotor, dan is het koppel. Welnu, de Skyactiv-X zal 10-30% meer koppel kunnen leveren dan de huidige benzine-eenheden dankzij de hogere compressieverhouding en natuurlijk de altijd onschatbare hulp van turbo’s.

Vergelijking van het verbruik van een traditionele motor en een Skyactiv-X. De gele zone is het meest efficiënte deel.

Hoe lang moeten we nog wachten op Skyactiv-X technologie?

Minder dan je denkt. De weg ernaartoe is niet gemakkelijk geweest, met meer dan vijf jaar ontwikkeling en miljarden euro’s aan investeringen. Zoals Mazda in zijn strategisch plan voor de nabije toekomst heeft geschetst, is de komst van Skyactiv-X-motoren gepland voor 2019. De eerste auto die de technologie zal gebruiken, is de 2019 Mazda3, die we al op bepaalde punten in zijn ontwikkelingsfase hebben gezien.

Meer van de rest van het Japanse gamma zal profiteren van zo’n mechanische doorbraak, waaronder zijn SUV-assortiment en de geliefde Mazda MX-5. De toekomst moet nog worden bepaald, maar er gaan veel stemmen op om de terugkeer van de roterende Wankelmotor in te luiden. Het is nog te vroeg om te bepalen of deze opmerkingen waar zijn, maar als dat zo is, weten we zeker dat de Skyactiv-X-technologie er iets over te zeggen zal hebben.

Een nieuwe generatie Skyactiv-D motoren is ook aangekondigd in het strategisch plan, evenals de opkomst van hybride en 100% elektrische alternatieven. Deze laatste zal ook kunnen profiteren van de Skyactiv-X-technologie, aangezien tijdens de ontwikkeling zorgvuldig rekening is gehouden met de marktrealiteit en de mogelijke combinatie met elektromotoren in hybride en plug-in hybride voertuigen.

Mazda3 zal als eerste kunnen profiteren van de Skyactiv-X-technologie