Technik popsal, jak přesně má fungovat revoluční „diesel na benzin” od Mazdy

Mazda ke svému revolučnímu motoru příliš mnoho neřekla, jistě z obav z průmyslové špionáže konkurence. To podstatné si ale lze i domyslet.
  1. Autoforum.cz
  2. Rubriky a sekce
  3. Technika

Technik popsal, jak přesně má fungovat revoluční „diesel na benzin” od Mazdy

14.8.2017 | Marek Bednář | 12 příspěvků

Mazda ke svému revolučnímu motoru příliš mnoho neřekla, jistě z obav z průmyslové špionáže konkurence. To podstatné si ale lze i domyslet.

„Motor budoucnosti”, který vyvinula značka Mazda, je na první pohled něco jako svatý grál spalovacích motorů - pyšní se efektivitou dieselů nebo ještě lepší, ale zároveň má nízké emise jako benzínové motory. Teoreticky není nový, už dříve jsme vám nabídli článek popisující jeho princip, do výroby jej ale zatím nikdo nedostal. A to přesto, že jej už několikrát pro nejbližší léta slibovali i ti největší z velikánů automobilového průmyslu. Jak je tedy možné, že to relativně malá japonská automobilka dokázala?

Všechny zmiňované, opravdu velké firmy - mj. Daimler, GM, Nissan, Hyundai či Bosch - ostrouhaly na tom, že ten „svatý grál” chtěly rovnou celý. Chtěly postavit motor, který za všech okolností s benzinem pracuje jako diesel, což v některých momentech znamená obtížně překonatelné překážky, alespoň za současného vývoje techniky. V případě spalování benzinu jeho stlačením je obtížné přesně určit moment vznícení směsi, a to zejména za neobvyklých teplot či otáček - velmi nízkých či velmi vysokých.

A tak se Mazda na tuto cestu prostě vykašlala a spokojila se s tím, že v režimu HCCI (Homogenous Charge Compression Ignition, tedy Vznícení homogenní směsi stlačením) funguje motor jen někdy. Proto Japonci nepředstavili motor HCCI, ale SPCCI (Spark Plug Controlled Compression Ignition, tedy Svíčkou kontrolované vznícení směsi stlačením) - jejich motor je kombinací normálního zážehového motoru a agregátu HCCI.

Říká to Jason Fenske z kanálu Engineering Explained, který léta pracoval jako technik vývoje pohonných jednotek u americké firmy Hyster-Yale Materials Handling. Právě díky němu se dále dozvídáme, jak by měl tento motor fungovat a jak by měl zvládat přepínání mezi oběma režimy spalování směsi.

Proč Japonci nezůstali u „čistého” HCCI, už jsme naznačili. Hlavní potíž je v tom, že u HCCI lze moment vznícení směsi určovat jen teplotou ve spalovací komoře, ničím jiným. Toho lze např. pomocí ventilu EGR, ale studené starty motoru budou pořád problematické - ve válci prostě bude příliš chladno na to, aby se směs vznítila. Podobně také, při vyšší zátěži může teplota vzrůst nad ideální pásmo a může docházet k detonačnímu hoření - resp. přesněji, ve vznícení dříve, než je vhodné.

Proto Mazda motor SkyActiv-X vybavila normálními zapalovacími svíčkami. Za určitých okolností tedy může pracovat jako normální zážehový motor. A aby bylo sníženo riziko detonačního hoření, podle Jasona může běžet v Atkinsonově cyklu, což znamená, že sací ventil zůstává otevřený ještě chvíli ve fázi komprese. Tím je snížen kompresní poměr, ale expanzní poměr zůstává stejný.

V takovém módu bude motor nejspíš běžet při studených startech a nízkých vnějších teplotách, anebo naopak ve chvíli, kdy po motoru chcete co největší výkon. Jistě nebude takový, jako kdyby motor běžel v normálním Ottově cyklu, ale budete mít možnost přesně určit moment, kdy dojde k zapálení směsi. Ve všech ostatních situacích bude motor běžet jako HCCI, tedy s extrémně chudou směsí a extrémně vysokým kompresním poměrem (ten neznáme, ale podle některých zdrojů by to mohlo být 18:1), což znamená výrazně lepší spotřebu paliva.

Pokud jsou Jasonovy předpoklady správné, zbývá nějak zajistit hladký přechod mezi Atkinsonovým cyklem a režimem HCCI. A právě zde může přicházet ke slovu důvod už samotného označení SPCCI, tedy onoho svíčkou kontrolovaného vznícení směsi. V moment přechodu může dát řídící jednotka v optimální moment impuls k zapálení jinak „nevhodně” připravené směsi pro jiný režim fungování motoru. A jak se od ní začne šířit plamen a směs začne prohořívat, zvýší se tlak ve zbytku spalovací komory, který povede k samovznícení v důsledku zvýšené teploty a tlaku. Další spálení směsi pak už za adekvátních okolností proběhne v režimu HCCI. Návrat do spalovacího režimu je pak otázkou zmíněného „Atkinsonova otevření ventilů”, a tak stále dokola.

Pochopitelně, je to předpoklad jednoho člověka, byť vzdělaného a zkušeného. Realita tedy může být jiná, ale tohle vypadá velmi pravděpodobně. A dokud Mazda nenabídne další detaily, co přesně myslí označením „Spark Plug Controlled Compression Ignition”, je tohle zatím nejlepší pohled do nitra nového motoru, který vám můžeme nabídnout...

Technik popsal, jak přesně má fungovat revoluční „diesel na benzin” od Mazdy - 1 - mazda spcci video ee
Podle Jasona Fenskeho je podstatou SPCCI ovládání hladkého přechodu mezi zážehovým motorem a HCCI

Technik popsal, jak přesně má fungovat revoluční „diesel na benzin” od Mazdy - 2 - Mazda SkyActiv-X infografika 01Technik popsal, jak přesně má fungovat revoluční „diesel na benzin” od Mazdy - 3 - Mazda SkyActiv-X infografika 03
Technik popsal, jak přesně má fungovat revoluční „diesel na benzin” od Mazdy - 4 - Mazda SkyActiv-X infografika 04Technik popsal, jak přesně má fungovat revoluční „diesel na benzin” od Mazdy - 5 - Mazda SkyActiv-X infografika 05Technik popsal, jak přesně má fungovat revoluční „diesel na benzin” od Mazdy - 6 - Mazda SkyActiv-X infografika 06Technik popsal, jak přesně má fungovat revoluční „diesel na benzin” od Mazdy - 7 - Mazda SkyActiv-X infografika 07Technik popsal, jak přesně má fungovat revoluční „diesel na benzin” od Mazdy - 8 - Mazda SkyActiv-X infografika 08Technik popsal, jak přesně má fungovat revoluční „diesel na benzin” od Mazdy - 9 - Mazda SkyActiv-X infografika 09
SkyActiv-X má být revolucí, více než toto k němu zatím Mazda nezveřejnila

Zdroj: Engineering Explained@YouTube

Marek Bednář

Další zajímavé články:

Diskuze 12 příspěvků

Živá témata na fóru

zobrazit vše

Autobazar

zobrazit vše