Articles / augusti 27, 2021

HCCI, SPCCI och allt du behöver veta om Mazdas Skyactiv-X-motorer

I effektivitetens tidsålder representerar hybrid- och elbilar framtiden. Förbränningsmotorerna har dock inte sagt sitt sista ord och har fortfarande en lång väg att gå. De senaste framstegen visar detta tydligt och Mazda är ett av de märken som har lagt ner mest kraft på att utveckla framtidens motorer, och vi kommer snart att få se dem på vägarna under namnet Skyactiv-X.

Mazda och dess rättesnöre har gjort rätt, och nästa sak kommer att bli revolutionerande

Japanerna har följt en idé som, även om den inte är ny, har de lyckats förverkliga. Andra tillverkare, som Nissan och General Motors, har redan övervägt att utveckla en bensinmotor som är lika effektiv som en dieselmotor, vilket är lätt att säga men extremt komplicerat att genomföra. Men Mazda har hittat rätt väg, och med tanke på att de vägrade minska antalet bilar – och det med rätta – förtjänar de ett förtroende.

HCCI, diesel eller bensin?

Som vi sa, bensin för dieselförbrukning. Det är den slogan som är en av de främsta ledorden för Skyactiv-X-tekniken, men vad betyder den egentligen? Innan denna fråga besvaras är det nödvändigt att känna till de två blockens särdrag för att förstå komplexiteten i deras förening.

Det finns å ena sidan bensinmotorer, som ursprungligen utvecklades av Nikolaus Otto 1876. Motorns cylinder tar emot en blandning av luft och bensin som detoneras av en gnista från ett tändstift. Det betyder att den behöver hjälp av en gnista för att bensinen ska brinna. Kompressionsförhållandet för en bensinmotor är vanligtvis runt 10:1 och i bästa fall 12:1.

En Skyactiv-X-motors form är i stort sett densamma som vilken annan motor som helst

På andra sidan finns dieselblock, som utformades av Rudolf Diesel 1883. Deras främsta attraktion är den högre precisionen i förbränningen, som till skillnad från bensinmotorer inte behöver något tändstift för att åstadkomma en explosion. Detta skapas genom enkel komprimering av blandningen i cylindern, vilket gör att varje droppe bränsle utnyttjas bättre, därav det högre kompressionsförhållandet på upp till 22:1.

Nu har det hittills inte funnits en enda kommersiell bil med så kallade HCCI-motorer (Homogeneus Charge Compression Ignition). Dessa bensinblock använder sig av kompression för att fungera, så att säga för att förena två världar som i teorin inte borde vara sammankopplade, och det är därifrån som den tidigare nämnda sloganen om bensinmotorn med dieselens ekonomi kommer. Självklart ligger deras kompressionsförhållande någonstans i mitten, ungefär 19:1.

Fördelar och nackdelar med HCCI-motorn

Inget i den här världen är perfekt, och HCCI-motorer är ett tydligt exempel på detta. Dessutom kan man säga att HCCI-motorer har en enorm fördel men en ännu större nackdel, vilket har gjort att de aldrig har nått fram till produktionsstadiet. Vad är fördelen och vad är nackdelen?

Hittills har HCCI-motorer haft ett alltför begränsat användningsområde för att vara lönsamma

Låt oss börja med det goda, effektiviteten. Genom att bränslet sprutas in mer homogent och exakt används varje droppe bränsle bättre. Dessutom sker förbränningen vid lägre temperaturer på grund av det höga trycket, vilket i hög grad bidrar till att minska utsläppen av förorenande gaser och utsläpp, dvs. mindre CO2 och mindre NOx, som är de viktigaste orsakerna till de nuvarande protokollen mot föroreningar i storstäderna.

Den största nackdelen med HCCI-bilar är deras optimala användningsområde. Detta intervall uppstår vid höga eller låga motorvarvtal och huvudsakligen hög motorbelastning. Detta innebär att HCCI-motorn förlorar alla sina fördelar vid låg och hög belastning, något som hittills inte har kunnat åtgärdas.

SPCCI-tekniken till undsättning

Mazda har kommit till undsättning, och med den kommer SPCCI-tekniken, Spark Controlled Compression Ignition, som står för gniststyrd kompressionständning. Detta innebär att ett tändstift läggs till i den traditionella HCCI-motorn, som inte kommer att fungera konstant, utan endast under de perioder som vi nämnde tidigare, vid låg och hög arbetsbelastning. Detta elektroniska program har patenterats av japanerna och lovar att lösa problemet utan att föraren och passagerarna behöver vara medvetna om när och hur de går in i den ena eller andra zonen.

Nu tänker du förmodligen att om den inkluderar gnistan i förbränningen har vi att göra med en konventionell bensinmotor, men nej, Mazda använder inte gnistan i förbränningen. Mazda använder inte gnistan som en utlösande faktor för explosionen, som i Otto-cykeln, utan som en tryckgenerator som påskyndar processen och homogeniserar förbränningen även när man använder en mager bränsleblandning, som i dieslar, vilket i sin tur resulterar i bättre prestanda med lägre bränsleförbrukning och en mycket renare process.

Fördelarna med Skyactiv-X-tekniken

Som redan har klargjorts är fördelarna många och mycket goda. Det finns ännu inga officiella uppgifter som bekräftar de goda nyheterna, men Mazda hävdar att Skyactiv-X-tekniken kommer att vara 20-30 procent effektivare än de nuvarande bensinmotorerna, som redan är ganska ekonomiska. Så mycket att en Skyactiv-X förväntas kunna matcha dieselförbrukningen för samma effekt.

Vi får inte heller glömma prestandan. Även här förväntas en avsevärd förbättring. Om det är något som alltid saknas i en liten bensinmotor är det vridmomentet. Skyactiv-X kommer att kunna leverera 10-30 procent mer vridmoment än nuvarande bensinmotorer tack vare sitt högre kompressionsförhållande och naturligtvis den alltid ovärderliga hjälpen från turbos.

Förbrukning av traditionella och Skyactiv-X-motorer jämförs. Den gula zonen är den mest effektiva delen

Hur länge måste vi vänta på Skyactiv-X-tekniken?

Mindre än du tror. Vägen dit har inte varit lätt, med mer än fem års utveckling och miljarder euro i investeringar. Som Mazda har beskrivit i sin omedelbara strategiska plan är Skyactiv-X-motorerna planerade att komma under 2019. Den första bilen som kommer att använda tekniken är 2019 års Mazda3, som vi redan har sett i vissa delar av utvecklingsfasen.

Mer av resten av det japanska sortimentet kommer att gynnas av ett sådant mekaniskt genombrott, inklusive SUV-serien och den älskade Mazda MX-5. Framtiden är ännu inte bestämd, men många röster börjar förkunna att den roterande Wankelmotorn kommer att återvända. Det är för tidigt att avgöra om dessa kommentarer är sanna, men i så fall är vi säkra på att Skyactiv-X-tekniken kommer att ha något att säga till om.

En ny generation Skyactiv-D-motorer har också tillkännagivits i den strategiska planen, liksom framväxten av hybrid- och 100-procentiga elalternativ. Den senare kommer också att kunna dra nytta av Skyactiv-X-tekniken, eftersom marknadsförhållandena och den möjliga kombinationen med elmotorer i hybrid- och laddhybridfordon har beaktats noggrant under hela utvecklingen.

Mazda3 kommer att bli den första att dra nytta av Skyactiv-X-tekniken