Spojit výhody benzinového a naftového motoru je úkol, se kterým bojovalo už mnoho automobilových konstruktérů. Čas od času byl veřejnosti představen prototyp, nikdo před Mazdou to však nedotáhl do fáze, aby avizoval sériovou výrobu. Klíčem k úspěchu, jak je pro japonskou značku typické, je několik nekonvenčních postupů.
Neobyčejný motor kupodivu neobsahuje žádnou exotickou techniku. Variabilní časování ventilů nebo vysokotlaké přímé vstřikování patří dnes u výkonnějších motorů ke standardu. Senzory tlaku ve válcích a mechanický kompresor pro přeplňování jsou už věci méně obvyklé, přesto nijak nečekané.
Co to je chudá směsZážehový motor pracuje blízko tzv. stechiometrického poměru, kdy na jeden díl benzinu připadá 14,7 dílu vzduchu. Homogenní směs paliva a vzduchu v takové situaci snadno a beze zbytku shoří. Stechiometrický poměr má i své nevýhody – spaluje se více paliva, než by bylo nutné, spalování probíhá za nejvyšší teploty a vzniká při něm nejvíce oxidů dusíku. Proto Mazda hledala způsob, jak bohatost směsi snížit. A díky principu SPCCI může být množství paliva ve válcích dokonce jen poloviční, to navíc shoří i o polovinu rychleji. |
Spoustu dalších pokročilých technologií, například variabilní zdvih ventilů nebo odpojování válců, dokonce motor Skyactiv-X nemá. Je sestaven tak, aby požadovaných vlastností dosahoval při co nejmenší složitosti.
Klíčem k ovládnutí kompresního zapalování je něco jiného – nový náhled na problematiku a jiný způsob využití stávajících částí motoru. A i výsledek je vlastně úplně nový, protože v pravém slova smyslu nejde o vznětový motor spalující benzin.
Ačkoliv Skyactiv-X využívá vznětový princip, bez zapalovací svíčky se neobejde. Zapalování benzinu výlučně kompresí se totiž při zkouškách prototypů ukázalo jako nepříliš vhodné. Stlačené směsi benzinu s přebytkem vzduchu hrozí nekontrolovatelné samozápaly, navíc se tento způsob spalování dá využít jen v nízkých otáčkách a při nízké zátěži. Jindy by musel motor pracovat podle klasického zážehového principu – a v přechodu mezi těmito dvěma režimy se skrývá další úskalí. Právě proto má motor přeplňování kompresorem a využívá několik chytrých funkcí.
Především jsou ve válcích dvě směsi benzinu se vzduchem. Chudá, kde je více než dvojnásobný přebytek vzduchu – ta umí efektivně shořet, ale obtížně se zapaluje. Zhruba podobně, jako když se jiskrou nedaří zapálit plyn z téměř prázdného zapalovače. A bohatší v malé oblasti okolo zapalovací svíčky. Ta se zažehne jiskrou jako u obyčejného benzinového motoru a vytvořené teplo se v kombinaci s tlakem postará o zapálení benzinu v chudé směsi. Již zmíněné senzory sledují teplotu ve válcích a řídicí jednotka podle údajů z nich mění okamžik aktivace svíčky, množství vstříknutého benzinu a pomocí variabilního časování ventilů i množství vzduchu ve válci.
Hrátky s kompresíPro benzinové motory Mazdy je charakteristický extrémně vysoký kompresní poměr, který dnes dosahuje 14:1. Motor Skyactiv-X bude ještě extrémnější, měl by mít kompresní poměr okolo 16:1. Toho konstruktéři využívají jednak ke kompresnímu zapálení benzinu a jednak k možnosti využívat ve spojení s přeplňováním kompresorem tzv. Millerův cyklus. V něm zůstávají sací ventily určitou dobu otevřené i ve fázi komprese, část nasátého vzduchu se tedy vytlačí zpět do sání. To všechno slouží k tomu, aby se energie expanze využila účinněji. |
Mazda tento princip označuje zkratkou SPCCI, která znamená „spark plug controlled compression ignition“, tedy svíčkou řízené vznětové zapalování.
Tajemstvím úspěchu jsou dvě: geniálně jednoduchý nápad, jak získat to nejlepší „z obou světů“, a sladění všech systémů tak, aby umožnily motoru stabilně pracovat v režimu SPCCI. Výsledkem je v prvé řadě vysoká účinnost v širokém spektru otáček, která se projeví nízkou spotřebou benzinu, neméně důležité je snížení množství oxidů dusíku vznikajících při spalování.
Předběžné parametry 140 kW a 230 Nm neslibují žádné brutální svezení, ostatně mají velmi blízko k současnému atmosférickému dvouapůllitru od Mazdy. Mnohem víc než o strhující dynamiku, kterou máme díky hot hatchům spojenou s přeplňovanými dvoulitry, zde jde o spojení předností konvenčních zážehových a vznětových motorů. Z první oblasti si Skyactiv-X bere kultivovanost a rychlé, plynulé reakce, z druhé pak vysokou účinnost vyjádřenou nízkou spotřebou a tolik sledovanými emisemi CO2. Všechno ostatní je jen příjemným bonusem.
Režim spalování SPCCI se využívá v nízkých a středních otáčkách. Díky tomu, že dokáže efektivně fungovat v poměrně širokém pásmu, se Mazda rozhodla pro nevídaný krok – zkrácení převodů. I to samozřejmě pomáhá hbitým reakcím na sešlápnutí plynového pedálu, přesto je motor Skyactiv-X hlavně pohodář se solidní výkonovou rezervou. Při defenzivní jízdě se mimo dálnici dá po většinu času udržet v režimu SPCCI, který motor opouští jen při zvýšené zátěži nebo požadavku na vysoký výkon. A tak Mazda slibuje snížení spotřeby proti současným benzinovým motorům o 20 % - a ve srovnání s deset let starými dvoulitry MZR má být reálná úspora dokonce 35 až 40 %.
Od základu přepracovaná platforma
Po sedmi letech od představení prvního modelu s technikou Skyactiv došlo na zásadní modifikace samotné platformy Mazdy 3. Na základě stávajících zkušeností konstruktéři změnili v zájmu zvýšení pevnosti skeletu umístění horního uložení tlumičů a přepážky mezi motorem a kabinou. Nové nosníky spojující příď a záď zvýšily tuhost karoserie v úhlopříčných směrech – na protilehlý roh se nyní přenáší o 30 % méně pohybů.
Navzdory moderním trendům je celá karoserie vyrobena z oceli. Konstruktéři Mazdy v tomto materiálu stále vidí potenciál, a to díky kombinací dvou podstatných vlastností. Ocel je jako surovina levnější než hliníkové slitiny a při totožné konstrukci a použití stejného množství materiálu jsou ocelové díly pevnější.
Ocel vládne i přepracovanému podvozku. Nekonvenčně uvažující inženýři Mazdy zde začali „od podlahy“, přesněji řečeno od pneumatik. Ty budou mít na nové Mazdě 3 měkčí bočnice než dosud, což zlepší komfort, sníží valivý odpor a pomůže lépe využít systém GVC. S elektronickou funkcí, která řízeným přenosem zatížení jednotlivých kol zlepšuje plynulost průjezdu zatáčkami, se nyní počítalo od samotného počátku. Navzdory původní filozofii je u nové Mazdy 3 funkce GVC nově doplněna o zásahy brzd v kritických situacích.
Jiným parametrům pneumatik se samozřejmě musela přizpůsobit konstrukce podvozku. Zavěšení na kola působí ve svislém směru, což eliminuje parazitní síly. Vzadu se navíc objevuje jednodušší náprava se zkrutnou příčkou, která je prostorově úspornější a lehčí. Řízení je i nadále konvenční s pevným převodem, stále rozšířenější variabilní převod, který mění v průběhu otáčení volantem strmost řízení, Mazda používat nechce.
Krátké svezení s předsériovým prototypem ukázalo, že sladění jednotlivých částí podvozku funguje perfektně. Mazda mění směr s mimořádnou plynulostí a tak snadno, že zatáčet je stejně samozřejmé jako jet rovně – auto nevyžaduje žádné korekce a drobné nerovnosti se na směru pohybu karoserie nijak neprojevují.
Čtyři druhy motorů a nově i 4x4
Vedle zkoušeného revolučního motoru Mazda přichystala i další tři konvenční pohonné jednotky. Atmosférické čtyřválce prošly modernizací a budou ve známých objemech 1,5 a 2,0 litru pokračovat dále. Dvojici turbodieselů 1,5 a 2,2 l nahradí jediný motor – osmnáctistovka, již představená v malém crossoveru CX-3. Bližší technické parametry zatím automobilka tají.
Motor Skyactiv-X dostane sériově technologii M Hybrid – kompaktní hybridní systém, podle neoficiálních informací pracující s napětím 24 V. Stejná technologie bude na přání dostupná i pro konvenční benzinové motory. Další z novinek, které dosud v Mazdě 3 nebyly k vidění, je pohon všech kol.
Nová generace má premiéru na právě probíhajícím autosalonu v Los Angeles. Do prodeje se dostane v příštím roce, a to opět ve dvou karosářských verzích – hatchback a sedan.
