Zaawansowane silniki dieselowe w duchu rightsizingu - Mazda Skyactiv-D

Sześciocylindrowe silniki w układzie rzędowym kojarzą się dziś z segmentem premium z powodu swojej kultury jazdy, dostępności mocy od pierwszego dotknięcia pedału gazu oraz charakterystycznemu, przyjemnemu pomrukowi. W Mazdzie są one dostępne w nowoczesnych samochodach, ale w znacznie bardziej przystępnej cenie. Właśnie dzięki rodzinie silników Skyactiv-D Mazda zyskuje renomę jako producent dobrych samochodów wyposażonych w silniki diesla. Sprawdź, jak zostały stworzone z wykorzystaniem koncepcji rightsizingu.

Dla kogo silnik diesla? Zalety silników wysokoprężnych

W trzeciej dekadzie XXI wieku silniki wysokoprężne tracą na popularności w samochodach osobowych, co wynika z ich trudności w spełnianiu norm emisji spalin. Mimo to warto pamiętać, o zaletach tego typu napędu, zwłaszcza wtedy, kiedy producenci dbają o nowoczesne podejście do ich konstruowania. Zaletami silników wysokoprężnych (dieslowskich) są:

  • niższe spalanie niż w silnikach benzynowych;
  • zwykle niższy koszt oleju napędowego względem benzyny;
  • wytrzymałość i trwałość (zwykle silnik diesla wytrzyma dłuższy przebieg niż benzynowy);
  •  wyjątkowe możliwości holowania;
  • wyższe początkowe przyspieszenie;
  • wysoka kultura prowadzenia (wynikająca z wyższego momentu obrotowego na niskich obrotach silnika względem silników benzynowych).

Z tak przedstawionej listy zalet widać, że diesel przede wszystkim sprawdza się lepiej przy dłuższych trasach. Z tego powodu jest głównym rodzajem silnika stosowanym w pojazdach ciężarowych lub użytkowych. Jednak nic nie stoi na przeszkodzie, żeby jego zalety były wykorzystywane w samochodach osobowych. Pokonywanie długich tras poza miastami oraz codzienne, intensywne wykorzystywanie pojazdu to idealny scenariusz dla samochodu z silnikiem wysokoprężnym. Przy takim stylu życia lub pracy wybór diesla przyniesie oszczędności i komfort.

Wady silników Diesla i jak sobie z nimi poradzić?

Silniki diesla mają również swoje minusy, a najważniejszym z nich jest wyższa emisja spalin (wyższa emisja cząstek stałych i tlenków azotu względem silników benzynowych). A co gdyby udało się obejść wady silników diesla i wykorzystać tylko ich zalety? W ten sposób powstały zaawansowane silniki dieslowskie z rodziny Mazda Skyactiv-D z zastosowaniem zasady rightsizingu.

Przykładowo zaawansowany silnik 3.3L e-Skyactiv D 200 KM wykorzystany w Mazdzie CX-60 może szczycić się spalaniem paliwa wynoszącym 4,9 l/100 km, średnią emisją CO2 na poziomie 127 g/km oraz spełnieniem najbardziej restrykcyjnej normy emisji spalin Euro 6d.

Zalety wyboru samochodu spełniającego normę Euro 6d:

Najważniejszą zaletą zgodności z najnowszą normą Euro jest przede wszystkim pewność, że nasz samochód posłuży nam długo i będzie miał możliwość poruszania się po drogach publicznych przez cały okres jego użytkowania.

Kolejną korzyścią jest możliwość wjazdu do większości miast oraz dzielnic. Nawet w Polsce planowane jest wprowadzenie stref czystego transportu, które zakładają zakaz wjazdu pojazdów ze zbyt wysoką emisją spalin do centrów miast. Dużo częściej możemy spotkać się z podobnymi ograniczeniami np. podczas wakacji w Europie Zachodniej.

Dodatkowym plusem jest możliwość uniknięcia opłat za wjazd do centrum miast, bo nawet jeśli w danym miejscu nie obowiązuje zakaz dla pojazdów niespełniających nowych norm emisji spalin, to mogą obowiązywać dla nich dodatkowe opłaty środowiskowe.

Koncepcja rightsizingu Mazdy odpowiedzią na nowe oczekiwania wobec diesli

Niska emisja spalin w najnowszym silniku Mazda Skyactiv-D wynika z jego rozwiązań konstrukcyjnych. Na podstawie wielu badań Mazda opracowała zasadę rightsizingu, czyli optymalnego projektowania pojemności silników względem wagi i zastosowania danego pojazdu.

W silnikach z rodziny Skyactiv-D postawiono na stosunek wielkości silnika, który wynosi pół litra pojemności na jeden cylinder. W przypadku silnika sześciocylindrowego daje to ok. 3 litrów, a dokładnie 3,3 l pojemności. Dlatego Mazda oferuje mocniejszy 6-cylindrowy silnik o pojemności 3,3 l do większych modeli oraz mniejszy 4-cylindrowy (o pojemności 2,2 l) przeznaczony dla samochodów wymagających mniejszej mocy (np. częściowo zelektryfikowanych). Jest to optymalny kompromis, który oferuje niskie spalanie oraz spełnienie normy emisji spalin. W przypadku cylindrów o zbyt dużej średnicy czas spalania mieszanki mógłby trwać zbyt długo, natomiast przesadne ich zmniejszenie, spowodowałoby zbyt duże straty ciepła.

Dodatkowo dzięki zastosowaniu dość dużych cylindrów temperatura spalania mieszanki paliwowo-powietrznej jest stosunkowo niska, co powoduje powstawanie czystszych spalin. Ponieważ najwięcej szkodliwych związków (m.in. tlenków azotu) powstanie przy wysokiej temperaturze spalania, czyli w przypadku małych silników z dużym doładowaniem, to stało się powodem wybrania przez Mazdę koncepcji rightsizingu zamiast downsizingu.

Wybór większego rozmiaru silnika pozwala również na zrezygnowanie z turbosprężarki (lub dodatkowej ich ilości), co wiąże się z redukcją kosztów. Zmniejszenie ilości części mechanicznych wpływa również na niższą awaryjność, m.in. z tego powodu wolnossące silniki dieslowskie cechują się ogromną trwałością. Nie bez znaczenia jest również redukcja masy - 6-cylindrowy silnik Skydrive-D ma porównywalny ciężar z jednostkami 4-cylindrowymi.

Kolejne zaawansowane rozwiązania techniczne pozwalające na uzyskanie wysokiej mocy oraz niskiej emisji spalin są oferowane w pakiecie udoskonaleń DCPCI. Dzięki niemu układ napędowy pozwala wykorzystać nadmiarowe powietrze do uzyskania lepszej charakterystyki spalania. Odbywa się to dzięki wykorzystaniu komór spalania o specjalnym kształcie, które dzielą mieszankę paliwowo-powietrzną i kierują do dwóch zagłębień w denku tłoka. Dzięki temu powiększa się przestrzeń spalania ubogiego oraz minimalizuje ilość niespalonych osadów.

Dodatkowo duże znaczenie ma bezpośredni, szybki i precyzyjny wtrysk paliwa pod wyjątkowo wysokim ciśnieniem (np. 15,2:1 w e-Skyactiv D). Dzięki temu poprawiono zrywność oraz obniżono emisję tlenków azotu przy wysokich obrotach. Wybór ubogiego spalania w szerszym zakresie obrotów silnika poprawił z kolei także wydajność cieplną układu.

Nowe oblicze niskiej emisji dzięki układowi Mazda Hybrid Boost

Rozwój technologii pozwolił na dalszą redukcję spalania i emisji spalin. W najnowszym silniku z rodziny Skyactiv D, czyli e-Skyactiv D zastosowano 48-woltowy układ elektryczny. To również dzięki niemu ten silnik jest w stanie osiągnąć takie świetne rezultaty: 3,3-litrowy e-Skyactiv D jest w stanie wygenerować moc 200 KM (147 kW) oraz uzyskać maksymalny moment obrotowy wynoszący 450 Nm. Dzięki temu Mazda CX-60 z silnikiem diesla jest w stanie rozpędzić się od 0 do 100 km/h w 8,4 sekundy oraz osiągnąć maksymalną prędkość wynoszącą 212 km/h. I to wszystko przy średnim spalaniu wynoszącym 4,8 l/100 km. Mocniejsza wersja z napędem na cztery koła jest w stanie osiągnąć 254 KM oraz moment obrotowy wynoszący 550 Nm, co rozpędza pojazd do 100 km/h w ciągu 7,4 sekundy.

Mazda Hybrid Boost oznacza zastosowanie 48-woltowego silnika elektrycznego w układzie miękkiej hybrydy. Silnik elektryczny MHEV jest w stanie wspomagać pracę silnika dieslowskiego w sytuacjach, gdy nie jest on tak sprawny z powodów technicznych. Silniki elektryczne cechują się większą wydajnością od silników spalinowych podczas pracy na niskich obrotach, a połączenie dwóch układów pozwala wykorzystać zalety obu. Układ hybrydowy jest w stanie wesprzeć ruszanie samochodu dzięki energii odzyskanej w czasie hamowania. Dzięki niemu ruszanie samochodem z postoju jest szybsze, delikatniejsze oraz bardziej oszczędne i ekologiczne, a samochód spełnia normę emisji spalin Euro 6d.

Artykuł sponsorowany

materiały promocyjne
Strona główna INTERIA.PL
Polecamy