Revoliucinis „Mazda Skyactiv-X“ variklis: inžinerijos pergalė

Automobilių pramonėje, kurioje daugelis gamintojų ryžtingai mažino variklių tūrį ir cilindrų skaičių, „Mazda“ pasirinko kitą kelią. Vietoj populiaraus „downsizing“ metodo, japonų inžinieriai susitelkė į racionalius sprendimus, suformavusius unikalią „Skyactiv“ koncepciją. Tai nėra tik simbolinis pavadinimas - tai visa apimanti inžinerinė filosofija, kurios epicentre atsidūrė revoliuciniai varikliai.

„Skyactiv-X“: Permainas lemianti galia

„Skyactiv-X“ yra viską keičiantis variklis, kurio kūrimas pareikalavo daug laiko, pastangų ir ne vienerių bandymų. „Mazda“ inžinieriai padarė tai, ko nepavyko padaryti kitiems, sukurę agregatą, tinkamą serijinei gamybai ir ilgalaikiam eksploatavimui. Šis variklis, pagrįstas kibirkštinio slėginio uždegimo (angl. Spark Controlled Compression Ignition, SPCCI) technologija, benziną degina daug veiksmingiau.

SPCCI technologija: dviejų pasaulių sujungimas

SPCCI technologija leidžia suderinti dyzeliniams varikliams būdingą degalų naudojimo efektyvumą ir benzininiams varikliams būdingus važiavimo parametrus. Tai pirmasis tokio tipo serijinis variklis pasaulyje. „Mazda“ inžinieriai teigia, kad ši technologija leidžia nuskinti gardžiausius abiejų tipų variklių vaisius - benzininio variklio galią esant aukštiems sūkiams ir dyzelinio variklio trauką žemame sūkių diapazone.

SPCCI veikimo principas yra unikalus:

• Dyzeliniame variklyje degalai įpurškiami tiesiog į degimo kamerą ir iškart užsidega, susimaišę su smarkiai suslėgtu ir įkaitusiu oru. Degimas prasideda daugelyje kameros vietų, degusis mišinys akimirksniu stumia stūmoklį žemyn.
• Benzininiame variklyje į degimo kamerą degalai patenka jau sumaišyti su oru, o mišinys uždegamas degimo žvakės.
• SPCCI technologija leidžia degųjį mišinį ir suslėgti (kaip dyzelyje), ir uždegti degimo žvake (kaip benzininiame variklyje). Degusis mišinys iškart užsiliepsnoja daugelyje taškų.

Rezultatas: degusis mišinys gali būti liesas (taupomi degalai), sukuriamas didelis sukimo momentas, mišinys kokybiškiau sudeginamas, todėl emisijų mažiau. Be to, SPCCI neutralizuoja detonacijos ir nestabilaus variklio darbo pavojus.

Veikimo režimai ir efektyvumas

Nors SPCCI technologija veikia beveik visą laiką (apie 80% važiavimo laiko), įprastas kibirkštinio uždegimo režimas sklandžiai perjungiamas į slėginio uždegimo režimą, kai degalų ir oro mišinys yra suslegiamas ir deginamas veiksmingiau. Itin dinamiško starto ar aukštų sūkių diapazone, kai reikalingas riebesnis mišinys, variklis veikia įprastu benzininiam varikliui režimu. „Mazda“ atlikti bandymai parodė, kad tai gana reti atvejai.

Šiam revoliuciniam varikliui sukurta naujos konfigūracijos stūmoklio galvutė, itin aukšto slėgio degalų įpurškimo sistema ir naši oro padavimo sistema, užtikrinanti degiojo mišinio kontrolę.

„Skyactiv-X“ specifikacijos ir privalumai

Dviejų litrų darbinio tūrio „Skyactiv-X“ variklis pasiekia 180 AG galią ir 224 Nm sukimo momentą. Tuo tarpu pagal WLTP ciklą šis variklis suvartoja vos nuo 4,6 litro benzino 100 km kelio, o jo anglies dvideginio emisija siekia 96 g/km.

Pagrindiniai „Skyactiv-X“ technologijos privalumai:

• Dyzelio trauka ir benzino galia: SPCCI technologija leidžia derinti dyzelinio variklio sukimo momentą žemuose sūkiuose su benzininio variklio galia aukštuose sūkiuose.
• Ekonomiškumas: Dėl efektyvesnio degimo ir liesesnio mišinio naudojimo, „Skyactiv-X“ variklis pasižymi mažomis degalų sąnaudomis.
• Švaresnė emisija: Kokybiškesnis degimas lemia mažesnes kenksmingų medžiagų emisijas.
• Mažesnė detonacijos rizika: SPCCI technologija padeda išvengti variklio detonacijos ir nestabilaus darbo.

„Mazda“ modeliai su „Skyactiv-X“

„Skyactiv-X“ variklis montuojamas naujos kartos „Mazda3“ modeliuose (hečbekuose ir sedanuose) bei „CX-30“ visureigiuose. Šie modeliai taip pat komplektuojami su „Mazda M Hybrid“ hibridine technologija, kurią sudaro 24V starteris-generatorius ir nedidelės talpos akumuliatorius, papildomai mažinantis degalų sąnaudas ir emisijas.

Automobilius su šiuo varikliu Lietuvą pasieks rudenį. Galima rinktis mechaninę „Skyactiv-MT“ arba automatinę „Skyactive-Drive“ pavarų dėžę. „Mazda3“ hečbeką taip pat galima užsisakyti su visų varančiųjų ratų sistema „Mazda i-Activ“. Kiek vėliau „Skyactiv-X“ variklis bus pradėtas montuoti ir į visiškai naują kompaktinį miesto visureigį CX-30.

Kainos ir komplektacijos

„Vision“ komplektacijos naujojo „Mazda3“ sedano su 2,0 l darbinio tūrio „Skyactiv-X“ varikliu ir mechanine transmisija kaina prasideda nuo 24 590 EUR. Šios komplektacijos standartinės įrangos sąraše yra svarbiausių duomenų projektavimo ant priekinio stiklo sistema „Heads Up Display“, adaptyvus autopilotas, 7 colių komunikacijos ekranas, LED salono apšvietimas.

„Mazda CX-30“ su šiuo varikliu kainuoja nuo 26 690 EUR.

Kiti „Skyactiv“ šeimos varikliai

„Skyactiv“ variklis yra gana nauja variklių šeima, kurią „Mazda“ išleido rinkai. Šis variklis pakeitė L ir Z šeimos variklius. Pirmasis „Skyactiv“ variklis buvo išleistas 2012 m. ir šie varikliai vis dar gaminami. Yra įvairių skirtingų poslinkių, tačiau be „Skyactiv-X“, verta atkreipti dėmesį į „Skyactiv-G“ ir „Skyactiv-G Turbo“.

„Skyactiv-G“: efektyvumo ir galios balansas

2012 metais debiutavęs „Mazda CX-5“ tapo vienu pirmųjų modelių, įkūnijusių „Skyactiv“ filosofiją. Svarbiausia naujovė buvo 2,0 litrų darbinio tūrio „Skyactiv-G“ benzininis variklis, išsiskyręs neįprastai aukštu suspaudimo laipsniu (iki 14,0:1) ir optimizuotu degimo procesu.

Techniniai sprendimai efektyvumui didinti

• Aukštas suspaudimo laipsnis: Leidžia maksimaliai išnaudoti degimo energiją, tačiau reikalauja preciziško degimo kamerų formos ir uždegimo nustatymų sureguliavimo, kad būtų išvengta detonacijos.
• Pažangi įsiurbimo sistema: Kintamosios fazės vožtuvų valdymas optimizuoja oro srautą įvairiais režimais.
• 4-2-1 išmetimo kolektorius: Efektyviau pašalina dujas, tačiau reikalauja specifinio programavimo pirmosiomis sekundėmis po užvedimo, kad katalizatorius greičiau pasiektų darbinę temperatūrą.
• Svorio ir trinties mažinimas: Vidinė trintis sumažinta 30 proc., o bendras variklio svoris - apie 10 proc., kas pagerina dinamines savybes ir degalų ekonomiją.

„Skyactiv-G Turbo“ ir galios didinimo galimybės

Nuo 2018 metų „Mazda“ pristatė 2,5 litro „Skyactiv-G Turbo“ (kodas „PY-VPTS“) agregatą. Turėdamas 10,5:1 suspaudimo laipsnį, šis motoras išvysto 250 AG ir 430 Nm sukimo momentą. Nors „Mazda“ varikliai yra patikimi, jie neturi didelio rezervo galios didinimui: optimizavus valdymo programą, papildomai galima išspausti tik 20-30 AG.

„Skyactiv“ variklių palyginimas

2,5 l Turbo „Skyactiv“ variklio problemos

Nors „Skyactiv“ šeimos varikliai vertinami kaip patikimi, ilgalaikėje perspektyvoje pasitaiko keletas specifinių problemų, ypač 2,5 l turbo variklyje, gaminamame nuo 2018 m. Šis variklis, pasižymintis aliuminio bloku ir cilindrų galvute bei dvigubais viršutiniais skirstomaisiais velenais, nuo 2018 m. turi cilindrų išjungimo funkciją ir specialų įsiurbimo kolektorių su droseliniais vožtuvais, mažinančiais turbo uždelsimą.

Būdingi gedimai ir jų sprendimai

Dažniausiai pasitaikančios 2,5 l turbo „Skyactiv“ variklio problemos:

• Programinės įrangos klaidos: Dėl problemų su cilindrų išjungimo sistema buvo atšaukta 262 000 automobilių. Simptomai apima variklio uždegimo sutrikimus, variklio lemputę ir netgi variklio užgesimą. Visi paveikti varikliai buvo pagaminti po 2018 m.
• Variklio alyvos deginimas: Kai kurie 2021 m. modeliai kenčia nuo variklio alyvos deginimo, kurį gali sukelti defektuoti vožtuvų koto sandarikliai. Šie guminiai komponentai neleidžia variklio alyvai patekti į degimo kamerą. NHTSA išleido techninės priežiūros biuletenį, kaip „Mazda“ turėtų spręsti šią problemą.
• Įtrūkusi cilindro galvutė: Ypač modeliams, pagamintiems 2016-2020 m., būdingi cilindro galvutės įtrūkimai, dėl kurių gali nutekėti aušinimo skystis aplink išmetimo kolektorių. Šie įtrūkimai dažniausiai susidaro aplink smeigės varžto angą. NHTSA taip pat atšaukė šią problemą.
• Žemas alyvos slėgis: Dažnai užsideganti alyvos slėgio lemputė gali būti susijusi su netinkamais vožtuvų koto sandarikliais, kitomis alyvos deginimo problemomis arba blogu alyvos slėgio jungikliu. Šis jungiklis gali pradėti tekėti alyva, ypač esant šaltam klimatui.
• Uždegimo ritės gedimai: Keturių uždegimo ričių gedimai gali sukelti variklio veikimo sutrikimus, patikrinimo lemputę ir padidinti degalų sąnaudas.
• Vandens siurblio gedimai: Vandens siurbliai, atsakingi už aušinimo skysčio cirkuliaciją, gali sugesti, reikalaujant pakeitimo. Tai nėra labai brangus darbas, tačiau daugeliui savininkų tai vis tiek kelia galvos skausmą.
• Anglies nuosėdos: Dėl tiesioginio įpurškimo variklyje gali kauptis anglies nuosėdos, trukdančios vožtuvų darbui.
• EGR vožtuvo problemos: 2018 ir 2019 m. modeliuose pranešama apie EGR vožtuvo problemas, kai jis nenori užsidaryti. Su problema susiję simptomai yra apytikslė tuščioji eiga, variklio uždegimo sutrikimai ir variklio patikrinimo lemputė.

Problemiškiausi modelio metai nuo 2018 iki 2021. Senesni varikliai šių problemų neturi. Svarbiausia „Skyactiv“ variklių ilgaamžiškumo sąlyga - griežta alyvos keitimo disciplina, naudojant gamintojo nurodytą 0W-20 klampumo alyvą. Rekomenduojama vengti problematiškų modelio metų arba bent jau įsitikinti, kad konkretus variklis nėra paveiktas vienos iš išvardytų rimtų problemų.

tags: #revoliucinis #mazda #variklis #skyactiv