Моторът съчетава по-доброто изгаряне на бензина и по-малкия разход на дизеловите мотори

В скъпата битката с високи залози между големите производители на автомобили за разработка на все по-икономични коли, един от най-големите пробиви в технологията на двигателите с вътрешно горене от години изглежда идва от един по-малък играч.

Японската "Мазда" надмина по-големите си конкуренти, като разработи двигател, който възпламенява бензина с нова технология, която икономисва гориво и се смята за нещо като "светия граал" за ефикасни бензинови двигатели, посочва Ройтерс.

"Мазда" показа технологията "Скайактив-X" на международния автосалон в Токио в края на миналия месец. Когато внедри двигателя в новите си автомобили през 2019 г., те ще харчат до 30% по-малко гориво от оборудваните със "Скайактив-G", който вече е сред най-икономичните двигатели на пазара, твърди компанията.

"Ресурсите ни са ограничени, за разлика от големите производители на автомобили. Ние нямаме много опции, в които да инвестираме развойните си фондове", казва Мицуо Хитоми, мениджър в "Мазда", отговарящ за разработката на двигателите. "Затова заложихме на тази технология. Решени сме да разработим този двигател, независимо какво става", добавя той.

"Мазда" продава около 1,6 млн. коли годишно, като разполага с 10% от средствата за развойна дейност на "Тойота". Много производители с големи бюджети правят големи инвестиции в нови технологии за задвижване, включително хибриди, захранвани с батерии електромобили и на горивни клетки, в търсене на по-икономична алтернатива на бензиновите и дизеловите двигатели. Но "Мазда" смята, че консумиращите малко гориво двигатели с вътрешно горене са по-добър начин за намаляване на вредните емисии, като се фокусира върху бензиновия "Скайактив-G" с висока компресия и дизеловия му братовчед "Скайактив-D". Нейната последна технология представлява вариант на двигател с хомогенно самозапалване на компресираната смес (HCCI), който съчетава качествата на по-чистото изгаряне на бензиновия двигател с по-малката консумация на гориво на дизеловия.

Разработката на новия мотор започва след приключването на работата по "Скайактив-G", който бе готов през 2011 г. От самото начало решаването на проблема с множеството променливи, което е необходими за балансирана работа на двигателя с успешно самозапалване на компресираната смес, било толкова сложно и обезкуражаващо, че екипът "безброй пъти" искал да се откаже.

Инженери в "Дженерал мотърс" и "Хонда", както и в други производители на коли, също се опитват да намерят ефективен начин за контролиране на процесите в двигателя HCCI, което изисква много точен момент на запалване в горивната камера за постигането на ефективно изгаряне. Хитоми и екипът му стигнали до сравнително просто решение - да улеснят безискровото самозапалване, като използват свещ, която да създаде "огнена топка" под високо налягане в камерата, за да компресирана суперобеднена смес от гориво и въздух. Този процес се контролира чрез прецизно наблюдение на всеки момент в горивната камера.

"Браво на тях, че направиха следващата стъпка", заяви Пол Нейт, мениджър по развоя в "Дженерал мотърс", които започнаха да показват първи прототипи на HCCI двигатели през 2007 г. След това компанията приложи технологията за разработка на малки турбокомпресорни двигатели, но за момента няма цялостна система заради съображения, свързани с цената. Но междувременно пусна хибридни и други електроавтомобили.

Хитоми обясни, че пробивът с идеята за свещта дошъл в кризисен момент преди около 2 години, когато разработчиците му показали ранен прототип на двигателя. "Той имаше толкова много части, като отделен контрол за всеки клапан по време и ниво, отделно всмукателни и изпускателни, че това щеше да бъде колосален двигател, и твърде скъп за производство", каза той. Заради това екипът извършил "голяма хирургическа операция" за опростяване на мотора, като използвал свещ за постигане на равномерно запалване на компресираната смес и се лишил от функции, които не били необходими.

В резултат "Скайактив-X" има само три допълнителни компонента в сравнение със "Скайактив-G" - сензори в цилиндъра за следене на процеса на изгарянето, система за повишаване на налягането на горивото за постигане на оптимална горивна смес и суперчарджър (вид компресор). И така цената на новия двигател "се оказа някъде между бензиновия и дизеловия", каза Хитоми.

При двигателите "Скайактив-G" компресията е 13:1, докато в новите е по-голяма, но компанията не разрива засега колко е. "Скайактив-X" осигурявал 20-30% икономия на горива, като същевременно давал 10-30% по-голям въртящ момент.

Проф. Уилям Грийн от Масачузетския технологичен институт, който е работил по двигатели HCCI с развойни екипи на американски производители на автомобили, смята, че икономичността им е ограничена в сравнение с хибридите и потенциалните по-големи ползи вбъдеще от електромобилите. Но производителят им може да спечели клиенти с нескъпата си и икономисваща гориво опция, която не изисква презареждане на батериите или инфраструктура. "Тя има предимствата да бъде проста, да не е скъпа, да е практична. А това са доста предимства", каза проф. Грийн.