Czy silniki spalinowe odejdą niebawem w niebyt? Sporo by na to wskazywało. Jeśli jednak popatrzy się na Mazdę i jej pomysł na silnik Skyactiv-X, to jest nadzieja, że ta wizja się nie ziści. Albo przynajmniej zostanie odsunięta sporo w czasie. Sam pomysł jest mocno rewolucyjny, ale jeśli sprawdzi się w praktyce, to może sporo namieszać w branży. Silniki Mazdy od lat szły nieco na przekór panującym trendom. Tak jest i tym razem.
Wprawdzie Mazda zapowiedziała, że do 2019 r. wprowadzi do swojej oferty model elektryczny, nie zmienia to jednak faktu, że jest postrzegana jako ostatni koncern, który stawia z taką determinacją na silniki spalinowe. Nie robi tego jednak bez powodów. Silniki Mazdy, a przynajmniej ich większość, często były postrzegane jako synonim niezawodności z jednej strony, a z drugiej jako nowatorskie rozwiązania na rynku. Przyjrzyjmy się kilku takim konstrukcjom.
Silnik Wankla
Choć Felix Wankel był niemieckim konstruktorem, a pierwszy jego silnik pojawił się w marce NSU, to jednak silnik Wankla najbardziej kojarzony jest właśnie z Mazdą. To Japończycy udoskonalili tę konstrukcję i właściwie jako pierwsi rozpoczęli jej seryjną produkcję.
Jednostka ta, nazwana przez Mazdę Renesis, jest prostsza w budowie od klasycznych silników benzynowych. Budowa i działanie tego silnika oparte jest o dwa trójkątne rotory z zaokrąglonymi bokami, które poruszają się ruchem obrotowym wewnątrz korpusu. Sam etap ssania i wydechu w silniku Wankla przebiega podobnie jak w standardowych silnikach, jednak jest dłuższy. A to sprawia, że taki silnik ma wyższą sprawność. Dzięki temu z małej pojemności można uzyskać większą moc. Ponadto taki silnik nie generuje zakłóceń i posiada płaski przebieg momentu obrotowego w szerszym zakresie obrotów.
Dwie główne wady sprawiły jednak, że silnik Wankla pojawił się na rynku tylko w dwóch modelach – RX-7 oraz RX-8. W tym pierwszym z pojemności 1,3 litra udało się uzyskać aż 239 KM, a w jego następcy przy takiej samej pojemności oferowano 192 i 231 KM. Zmniejszenie mocy było spowodowane tym, że konstrukcja ta nierzadko już po kilkudziesięciu tysiącach kilometrów potrafiła się zepsuć. Być może inżynierowie Mazdy uporaliby się z tymi problemami, gdyby jednocześnie silnik ten nie zużywał zbyt dużo paliwa. Pojawiły się więc problemy z emisją spalin i w efekcie Mazda wycofała się z produkcji tego silnika. Jak ćwierkają jednak wróbelki, Japończycy nie powiedzieli jednak jeszcze ostatniego słowa i jest szansa na powrót silnika Wankla. Choć być może z nieco innym paliwem.
Benzynowy SkyActiv-G
Określenie silnik wysokoprężny, jak zwykło się nazywać silniki Diesla, wynikają z wysokiego stopnia sprężenia tego typu jednostek. Dużo wyższego niż w silnikach benzynowych. Mazda jednak nieco obaliła ten mit i stworzyła silnik SkyActiv-G ze stopniem sprężania 14:1.
Silniki konkurencji mogły się w tym czasie pochwalić stopniem sprężenia rzędu 12–12,5 Aby go zwiększyć Mazda wykorzystała układ wydechowy 4w2w1, który zapobiega powrotowi gorących gazów do kanałów wydechowych. Chłodniejsze kanały i głowica pozwoliły zwiększyć stopień sprężania. Ponadto inny niż w starszych konstrukcjach jest kształt denka tłoka, dzięki czemu strefa wysokiej temperatury znajduje się wyłącznie w okolicy świecy zapłonowej.
W silnikach SkyActiv-G wydłużono skok tłoka a średnicę głowicy zmniejszono. Ma to przełożyć się ograniczenie strat ciepła. Redukcję strat mechanicznych uzyskano również poprzez dzięki dwustopniowej pompie oleju, olejowi o niskiej lepkości czy mniejszej masie elementów ruchomych.
Wysokoprężny SkyActiv-D
Japoński turbodiesel ma identyczny stopień sprężania co silnik benzynowy SkyActiv-G, tym samym najniższy wśród dostępnych na rynku diesli. Oznacza to, że ma jedną z bardziej optymalnych charakterystyk.
Takie parametry uzyskiwane są dzięki dwustopniowemu turbodoładowaniu, co podnosi wartość momentu obrotowego i przyspiesza reakcje na polecenia wydawane przed kierowcę.
Powodem do obniżania stopnia sprężania są normy emisji spalin. Mniejsze ciśnienia i temperatury w komorze spalania oznaczają przede wszystkim mniejszą emisję tlenków azotu. Nie trzeba więc stosować kosztownych rozwiązań do oczyszczania spalin z NOx. Dzięki temu silnik ten spełniał już w momencie swojego debiutu (2013 r.) europejskie normy emisji spalin Euro 6, a także surowe normy amerykańskie oraz japońskie.
Silnik benzynowy SkyActiv-X z zapłonem samoczynnym
Prawdziwą rewolucję w silnikach spalinowych może wywołać najnowsze „dziecko” Mazdy. Silnik SkyActiv-X to połączenie najlepszych cech jednostki benzynowej i diesla. Wprawdzie nie jest to nowa koncepcja w motoryzacji, jednak wydaje się, że Mazda może okazać się zwycięzcą w tym wyścigu.
Nowy silnik Mazdy, który ma się pojawić w ofercie w 2019 r., działa do pewnego momentu jak standardowy silnik benzynowy, by po pewnym czasie pracować niczym diesel. Do zapłonu mieszanki konieczne jest bowiem zewnętrzne źródło energii, wytwarzana przez świece zapłonowe. Po osiągnięciu jednak odpowiedniej temperatury pracy zapłon mieszanki odbywa się już w sposób typowy dla silników wysokoprężnych, tzn. dzięki wysokiemu ciśnieniu, jakie jest wytwarzane w komorze spalania.
Takie rozwiązanie ma w teorii same zalety. Przede wszystkim zdecydowanie wyższy stopień sprężania (18:1), co przekłada się na większą sprawność. Efektem jest większa moc i maksymalny (od 10 do 30 proc.) przy obniżonym spalaniu (o ok. 20-30 proc.). A to może oznaczać, że spalanie będzie niższe niż w porównywalnych silnikach Diesla…
