Da li je došao kraj za SUS motore? – Mazda Skyactiv-X

Ne mogu oni toliko pooštriti eko norme koliko mi naš motor možemo napraviti boljim! U Srbiji to zovemo inatom, nemci koriste frazu “red, rad i disciplina”, a Mazda ima proizvod – Skyactiv-X. Benzinac koji radi skoro kao dizel.

Bili smo na Mazdinom evropskom tehnološkom i dizajnerskom forumu, gde nam je prezentovana Mazdina Zoom-Zoom strategija do 2030. godine. Tamo smo vozili poseban modela Mazda 3 sa tehnologijom koja će komercijalno postati dostupna tek tokom 2019. godine, kad će i debitovati nova i totalno divlja „trojka“. Više puta nam je naglašeno da je ovo rani prototip i da ne očekujemo previše, ali…

Svest za ekologijom, u poslednjih nekoliko godina je višestruko pojačana. Na glavnom udaru zakonskih regulativa našli su se proizvođači automobila, a “štelovanje softvera” od strane nekih nikako nije išlo u korist celokupnoj automobilskoj industriji. Proizvođači električnih automobila su stupili u prvi plan i počeli da nam (ne)opravdano kroje budućnost, uveravajući nas da su agregatima sa unutrašnjim sagorevanjem dani odbrojani. Potpomognuti sve strožim eko normama koje nameće EU, višim cenama goriva, vestima da će Nemčka zabraniti upotrebu dizel vozila za par godina… Budućnost zaista izgleda sivo za SUS motore, ali ne misle svi tako.

Mazda je vrlo svesna okoline i potrebe rada na njenoj zaštiti, pa za cilj ima da do 2030. godine smanji emisiju CO2 na polovinu onih iz 2010., a do 2050. za čak 90%. Ali zašto to ne bi uradili sa postojećom tehnologijom?

Sveti gral motora sa unutrašnjim sagorevanjem

Zašto ne bismo rafinisali postojeću tehnologiju do te mere da, po Well-to-Wheel načinu merenja uticaja na okolinu, može da parira električnim vozilima? U kom smeru treba da razmišljamo? U smeru sinergije benzinskog motora, njegove niske emisije gasova, i niske potrošnje dizel agregata. U smeru mašte. U smeru Mazde.

Idealan benzinski agregat bi koristio veliku kompresiju da kreira samo-zapaljivanje smese goriva i vazduha (HCCI – engl. Homogeneous Charge Compression Ignition), bez upotrebe svećice, slično kao kod dizela. Ovaj proces se pokazao teškim za kontrolisanje u uslovima koji nisu idealni, kao što je rad na niskim temperaturama, hladni start, pun pritisak na papučicu gasa… Iz tog razloga su Mazdini inženjeri rešili da ostave svećicu i igri i razvili su SPCCI (engl. Spark Plug Controlled Compression Ignition), gde svećica kontroliše proces samo-zapaljivanja smese kompresijom. I ne samo da služi za kontrolu, već u zahtevnim situacijama, kao što su gore naveden, njena funkcija je da obezbedi klasičan režim rada gde smesu isključivo pali svećica. Najbolje od oba sveta u jednom agregatu – Skyactiv-X.

SPCCI omogućava bolje sagorevanje smese, jer se u tom režimu rada koristi više vazduha od benzina (siromašna smesa), a sa manjom količinom goriva radna temperatura je niža i samim tim se proizvodi manje CO2 gasova. Dobra karakteristika ovog sistema što mu za funkcionisanje nije potrebno najkvalitetnije gorivo, već je moguć rad i sa gorivom niske oktanske vrednosti.

Zbog drugačijeg odnosa između goriva i vazduha, da bi došlo do samo-zapaljivanja potrebno je i da kompresioni odnos bude visok, pa smo sa sadašnjih 14:1, skočili na čak 16:1, što ponovo predstavlja rekord u industriji. I ne samo da je smesa siromašna i kompresioni odnos visok, u režimu samo-zapaljivanja kompresijom, motor konstatno radi na ivici detonacija, koje kao što znamo, nisu zdrave za agregat. Da bi se one kontrolisale, pored svećice, koriste se dva ciklusa ubrizgavanja goriva, umesto jednog. Prvi, kada se ubrizgava količina goriva dovoljna da spreči samo-zapaljivanje i drugi, kada se ostatak goriva ubrizgava, u kompresionom ciklusu, gde mu je potrebno manje vremena da se ugreje. Na sve to dodajte da svaki cilindar ima senzore za nadgledanje pritiska, koji vrše korekciju za ono šta se događa u samom cilindru, pa u rubriku verovali ili ne, dodajte informaciju da brzina kompjutera Skyactiv-G modela nije bila dovoljna za obradu ovih kalkulacija. On bi se jednostavno zaglupeo od količine informacija… Kao da osnovcu date da reši logaritamsku jednačinu… ili meni.

Zahvaljujući upotrebi SPCCI, radni opseg u kome motor radi u ekonomičnom režimu proširen je sa postojećih 1000-3000 obrtaja na raspon od 1000 do 5000 obrtaja. Višestruko prošireni opseg rada omogućuio je da prebacivanje u nižu brzinu ne utiče negativno na potrošnju, a dinamika vožnje ostaje ista ili bolja. Takođe sada je moguća upotreba kraćeg prenosnog odnosa u menjaču, poboljšavajući ubrzanja i potrošnju goriva.

Odabrano je da novi Skyactiv-X agregat ima zapreminu od dve litre, jer ga je potrebno primeniti na celokupnu gamu vozila, a vrednosti koje žele da postignu za snagu i obrtni moment iznose 190ks i 230Nm. Poboljšanje između 20 i 30 odsto u odnosu na trenutnu ponudu. Procena je da je Skyactiv-X oko 30% efikasniji u radu i da mu je potrošnja za oko 20% niža od benzinskih agregata, stavljajući ga rame uz rame sa potrošnjom aktuelnih Mazdinih dizel jedinica.

Valcer umesto hip-hopa

Moto “Jinba Ittai”, veza između konja i jahača, je Mazdin način da objasni njihovu posvećenost samom činu vožnje i užitku koji osećamo dok upravljamo automobilom. Sa Next-Gen Skyactiv arhitekturom, rešili su da odu korak dalje u odnosu na, sada već, odličnu dinamiku kojom se odlikuju njihova vozila. Fokus je na čoveku i kako poboljšati njegovu vozačku poziciju, skratiti vreme odziva u transferu energije i učiniti vožnju uglađenijom. To će postići kroz tri primarna principa – sedište, karoserija i šasija. Sedište je unapređeno kako bi kičmu i karlicu držalo u prirodnom i pravilnom položaju, postavljajući nas u idealnu poziciju izbalansiranosti, kao dok hodamo. Interesantno je da su pojačane sve tačke kojim je sedište vezano sa karoserijom, da bi se vašoj pozadini bolje prenelo kako automobil reaguje na vaš stil vožnje i sinhronizovalo pomeranje mase uz ostatak vozila. Karoserija je, radi podržavanja dinamičnijeg stila vožnje, dodatno ukrućena sa tri prstenaste strukture (napred, u sredini i pozadi), a dodatnom upotrebom čelika visoke čvrstoće pojačano je nekoliko ključnih tačaka, najviše, oko vešanja, dajući veću dijagonalnu čvrstoću.

Ako vas ovo navodi da pomislite da će vožnja biti tvrđa i neprijatnija, grešite, zauzvrat se ka vozaču prenosi više informacija. U to nas je uverio Aleksander Friče, inženjer šasije, objasnivši da ovakav pristup omogućava linearni transfer energije tokom vožnje, kreirajući progresivnu dinamiku kretanja bez naglih trzaja i promena koja mogu da debalansiraju vozilo. Upotreba guma sa mekšim bokom (suprotno od smera u kojem su do sada išli), izmenjenim amortizerima i oprugama (bolje upijanje) i uvećanim uglom između prednjih ramena (direktnije upravljanje i inicijalna reakcija), sačinjeni su elementi koji doprinose da se inicijalni “udar” koji dolazi od puta redukuje… Kao kada posmatrate razliku između debele crnkinje koja skače uz hip-hop naglašavajući svaki udar jakog i masnog basa, tresući tlo pod sobom, naspram para koji pleše valcer uz Labudovo jezero, uglađenih pokreta, nežno, skoro nečujno, klizeći niz podijum. Skraćeno – prijatnija i smirenija vožnja, sa linearnim odzivom u svim uslovima, bez gubljenja dinamičkih karakteristika, štaviše poboljšavajući ih. A ako na to dodamo da su dodatno vreme utrošili ne bi li kabinu načinili tišom, čini se kao da rade na dobitnoj kombinaciji.

U praksi, inženjer sedi sa vama u automobilu i proverava funkcionalnost sistema tokom vožnje. Primetili smo da prebacivanje između paljenje smeše putem svećice i kompresijom, još uvek nije uglađeno, i potrebno je navikavanje na rad motora, jer motorno kočenje nije jednake jačine kao kod klasičnog motora sa unutrašnjim sagorevanjem. U samom kokpitu postavljen je tablet na kojem je prikazano u kom režimu motor radi, pa smo mogli da primetimo da je on većinu vremena proveo na broju dva, koji označava SPCCI režim rada, dok je na sistem rada sa svećicom prelazio samo pri naglom dodavanju gasa.

Lepo, lepše, Kai

Zreliji, sa manje naglašenih detalja i više organski je ono šta nas očekuje u budućnosti sa dizajnerskog aspekta Mazdinih vozila. To najbolje prikazuju Vision i Kai koncepti, drugi nam je sada prikazan. Na njima je specifično rađeno da prate proporcije koje primećujemo u prirodi sa čistim linijima koje imaju svoj tok i kroz njih se naglašava agresivan stav ovih koncepata. Bez nepotrebnih dodatnih detalja, stremeći ka jednostavnosti. Tematika koja se prenosi i na enterijer vozila u kome je sve svedeno kako bi odvlačilo minimalno pažnje sa vozačkog iskustva, a opet da sve bude tu, pregledno i na dohvat ruke. Nažalost, Kevin Rajs, glavni dizajner u Mazdi, striktno nam je naglasio da Kai neće biti nova Mazda 3, mada se na njoj mogu videti elementi i generalni pravac u kome će se kretati izgled nove “trojke”. Ostaje da se nadamo da će možda Vision biti predstavljen kao novi model, pošto nas taj dizajn iznova i iznova ostavlja bez daha.

Od izvora do točka

Korišćenjem Well-to-Wheel procene, od izvora odakle se dobija energija do trenutka kada se ona prenese na put, dobijamo tačnu računicu emisije štetnih gasova koju proizvode automobili na elekrični pogon. Ona kaže da je raspon CO2 emisija, za automobil srednje veličine pokretan strujom, između 100-200g/km, u zavisnosti od izvora iz kojeg se dobija električna energija, a sadašnji Skyactiv-G motori, slične snage, proizvode 142g/km štetnih gasova. Pametnim razvojem i daljim unapređenjem motora sa unutrašnjim sagorevanjem, inženjeri iz Mazde sigurni su da se mogu približiti donjoj granici emisije CO2 gasova kao kod električnih automobila.

Zaključak

Dopada nam se pravac u kome se Mazda kreće, jer ne beže od koncepta uživanja u vožnji i primenjuju ga na automobile svih klasa. Razvojem Skyactiv-X agregata i Next-Gen Skyactiv platforme, pokazali su nam da traže kreativna rešenja za produžetak životnog veka postojeće tehnologije, unapređujući je kako bi mogla da parira totalno drugačijim rešenjima koja nam se trenutno nude kao bolja (a pitanje je da li su?). Sa nestrpljenjem očekujemo da vidimo finalni proizvod nove generacije uz nadu da ga vizuelno neće previše razvodeniti, već da će ostati pri stavu da on treba i vizuelno da izgleda agresivno i drugačije od onoga što se trenutno nudi. Tehnološki verujemo da su na dobrom putu, a nadamo se i nekoj MPS varijanti.

AUTOR // Vojislav Vujanić
FOTOGRAFIJE // Vojislav Vujanić
U SARADNJI SA // AutoBild Srbija