Na poměry masových výrobců s celosvětovou působností je Mazda relativně malou automobilkou. V roce 2015 vyrobila něco přes 1,5 milionu aut. Přesto konstruktéři z Hirošimy se sympatickou tvrdošíjností odolávají svodům vyšlapaných cestiček a neúnavně hledají nové tam, kde se většina ostatních spokojí s „krabicovým“ řešením nebo opakováním osvědčených postupů. Motor našeho červeného kombíku Mazda6 je toho názorným příkladem.
Drtivá většina automobilek včetně značek jako BMW nebo Porsche dnes vyznává filozofii downsizingu – tedy zmenšování zdvihového objemu, typicky doprovázeného instalací přeplňovací soustavy. Ne tak Mazda. Všechny její zážehové motory nabízené na evropském trhu jsou atmosférické. A docela velké. Naše auto má vrcholnou jednotku 2,5 Skyactiv-G. Čtyřválec s objemem 2,5 l, to je v dnešních poměrech naprostý unikát. (Dodejme, že v Americe už Mazda prodává velké SUV CX-9 s novou přeplňovanou variantou téhož motoru.)
Místo turba zvýšený kompresní poměr
Mazda tvrdí, že její motory Skyactiv možná nevykazují tak neuvěřitelně nízkou homologovanou spotřebu jako downsizované jednotky, ale jsou úspornější v reálném provozu. Pracují s velmi vysokým kompresním poměrem. Vrcholný motor 2,5 l nemá tak extrémní kompresi jako dvoulitr (14,0:1), ale i jeho 13,0:1 je stále jedna z nejvyšších hodnot u zážehových motorů napříč trhem. Mazda přitom nepředepisuje vysokooktanové palivo. I s takto vysokou kompresí může Skyactiv-G 2,5 l fungovat na běžný Natural 95.
Označení Skyactiv Technology používá Mazda pro celý soubor technických řešení používaný v jejích současných modelechVysoký kompresní poměr přináší lepší účinnost a nárůst točivého momentu zejména ve středních otáčkách. Motory s vyšší kompresí nicméně mají tendenci k detonačnímu hoření neboli „klepání“. Vzniku klepání lze předcházet úpravou bohatosti směsi a předstihu – to udělá běžná řídicí jednotka, když do auta s předepsaným „plnotučným“ benzinem natankujete třeba z nouze pětadevadesátku. Tím ale utrpí účinnost i točivý moment. Mazda na to šla jinak.
Klepání vzniká tehdy, když se směs ve válci vznítí předčasně v důsledku příliš vysoké teploty a tlaku. Tomu lze čelit snížením množství i tlaku zbytkových horkých plynů ve spalovací komoře. Mazda proto vyvinula výfukové potrubí 4-2-1, které je relativně dlouhé a účinně tak zabraňuje návratu výfukových plynů zpět do spalovací komory. Výsledný pokles kompresní teploty zamezuje vzniku klepání, vysvětluje automobilka ve svých materiálech.
Doporučujeme: Analýza – Vrátí se spolu s reálnějším měřením spotřeby do hry větší motory?
Dále byla zkrácena doba hoření směsi. Rychlejší hoření znamená kratší dobu, po kterou je nespálená směs paliva a vzduchu vystavena vysokým teplotám. Klepání tedy vůbec nestihne vzniknout. Dna pístů byla opatřena speciálními prohlubněmi, aby se plamen hořící směsi mohl nerušeně roztahovat do prostoru. A vstřikovací soustava dostala precizní šestiotvorové vstřikovače, které umožňují jemnější rozprášení paliva.
Prohlubně na pístech (zde z motoru Skyactiv-G 2,0 l) usnadňují šíření plamene zapálené směsi
Spletité tvary sběrného potrubí zabraňují vracení výfukových plynů zpět do spalovacích komorProměnné časování sacích i výfukových ventilů zase pomáhá minimalizovat čerpací ztráty. K těm dochází při nižším zatížení motoru, kdy píst při pohybu dolů ve fázi sání nasává vzduch. Množství vzduchu, který se do válce dostane, obvykle reguluje škrticí klapka v sacím traktu. Při nízkém zatížení motoru je zapotřebí jen malé množství vzduchu. Škrticí klapka je téměř uzavřena, což způsobuje, že tlak v sacím traktu i ve válci je nižší než tlak atmosférický. Píst tedy musí překonávat silné vakuum. To jsou ony čerpací ztráty, které negativně ovlivňují spotřebu.
Proměnné časování ale umožňuje regulovat množství nasávaného vzduchu pomocí ventilů namísto škrticí klapky. Ve fázi sání, kdy píst míří k dolní úvrati, zůstávají škrticí klapka i ventily naplno otevřené. Fáze sání je dokončena, jakmile píst dosáhne dolní úvratě. Pokud by se však sací ventil v tento okamžik zavřel, zůstalo by ve válci příliš mnoho vzduchu. Připomeňme si, že při nízkém zatížení motoru je zapotřebí jen velmi malé množství vzduchu. Systém proměnného časování proto ponechá sací ventily otevřené i na počátku fáze stlačení, kdy jde píst nahoru. Zavře je přesně v tom okamžiku, kdy se ve válci nachází právě potřebné množství vzduchu. Tak minimalizuje čerpací ztráty. Ke zvýšení účinnosti motoru Skyactiv-G 2,5 l přispívá také snížení vnitřního tření a hmotnosti jednotlivých dílů.
Video: Mazda Skyactiv-G
[su_vimeo url="https://vimeo.com/193519184"]
Shrnuto: Mazda se namísto downsizingu zaměřila na zvýšení tepelné účinnosti motoru prostřednictvím vyššího kompresního poměru při současném eliminování všech negativních jevů, které jsou s nárůstem kompresního poměru obvykle spojené. Tím ale snahy japonských konstruktérů o menší reálnou spotřebu nekončí.
Doporučujeme: Nová Mazda CX-5 se už začala vyrábět. Na japonský trh dorazí v únoru
Mazda6 má i dvě doplňkové úsporné technologie, které jsou dnes prakticky „povinnou“ součástí výbavy: stop-start a rekuperaci energie. Ani ty zde ovšem nefungují stejně jako u jiných výrobců.
Chytřejší stop-start
Systém Mazda i-stop se od ostatních technologií typu stop-start liší tím, že k opětovnému spuštění motoru využívá energii ze spalování. Konvenční systémy pouze určí, ve kterém z válců je píst ve správné pozici, a poté elektrický startér otáčí klikovou hřídelí, než motor nastartuje. Startování je proto delší a energeticky náročnější.
Mazda i-stop naproti tomu zastaví cyklus v expanzní fázi, která je u zážehového motoru optimální pro opětovné spuštění. Ještě před zhasnutím motoru monitoruje polohu všech pístů a vypočítává, který z válců následně umožní nejefektivnější nastartování. Pak stačí jediný elektrický impuls startéru, aby se mechanické součásti motoru daly do pohybu.
Podle Mazdy patří i-stop k nejrychlejším na trhu. To nedokážeme potvrdit, ale pravda je, že v kombinaci se zážehovým motorem a automatickou převodovkou funguje zcela hladce a není řidiči na obtíž. Pokud chcete, můžete ho samozřejmě vypnout. Tlačítko se nachází vlevo pod volantem.
Video: Mazda i-Stop
[su_vimeo url="https://vimeo.com/193519156"]
Rekuperace s kondenzátorem
K zachycování energie při brzdění nebo jízdě setrvačností slouží systém Mazda i-ELOOP. Elektřinu neukládá do akumulátoru (jak je obvyklé), ale do dvouvrstvého kondenzátoru. To je elektrotechnická součástka, která se používá k dočasnému uchování elektrického náboje.
Oproti akumulátoru se kondenzátor nabíjí i vybíjí daleko rychleji. Při dlouhodobém používání navíc neztrácí své původní vlastnosti. Systém i-ELOOP účinně převádí kinetickou energii, která se uvolňuje při zpomalování, na energii elektrickou. Po dobití měnič stejnosměrného proudu sníží napětí na 12 V – to stačí k napájení systémů jako klimatizace nebo audiosystém. Veškerá přebytečná elektrická energie se ukládá do startovací baterie.
Rozmístění komponent systému i-ELOOP (zde znázorněno v modelu Mazda6 sedan 2012)
Zobrazení stavu nabití kondenzátoru na přístrojovém štítuPlně nabitý kondenzátor dokáže napájet elektrické systémy auta tak dlouho, že po vypnutí motoru systémem Mazda i-stop není potřeba brát energii z baterie. Při pomalé jízdě v koloně se často kondenzátor začne dobíjet dřív, než se uložená energie vyčerpá, vysvětluje Mazda ve svých materiálech.
[wpViralQuiz id=179967]
Video: Mazda i-ELOOP
[su_vimeo url="https://vimeo.com/193519302"]
Samozřejmě se můžete ptát, k čemu takové úsilí na vynalézání vynalezeného. Vždyť kdyby to Mazda dělala stejně jako ostatní, měla by to jednodušší a její auta by nejspíš ve výsledku nefungovala o nic hůř než dnes. Možná máte pravdu. Naštěstí jsou ale na světě lidé, kteří nechtějí dělat stejná auta jako ostatní. A také lidé, kteří dokážou ocenit technickou originalitu. Ti první v Mazdě pracují, ti druzí výsledky jejich práce zhusta kupují. A my s nimi rádi jezdíme.
Předchozí díly dlouhodobého testu:
Mazda6 Wagon G 192 AT v ročním testu: Rok jinak
Mazda6 Wagon G 192 AT v ročním testu: Měření výkonu na brzdě
Mazda6 Wagon G 192 AT v ročním testu: Na německé dálnici
[su_hello-bank-calculator]