Er zijn dieselmotoren en er zijn benzinemotoren. Iedereen weet. Twee verschillende soorten brandstof, verschillende technologie, verschillende voordelen. Zelfs als je CNG en LPG toevoegt, zijn het slechts subgroepen van de "benzinemotor", de motor met elektrische ontsteking. De diesel daarentegen is een motor met compressieontsteking. Puur technisch gezien is het altijd een technische droom geweest om de beste resultaten uit beide werelden te combineren. Maar veel fabrikanten hebben hierdoor al gefaald. Een bedrijf als Mercedes-Benz had ook de "diesotto" uitgeprobeerd en de experimenten stopgezet. Maar in 2019 is het zover: een klein Japans automerk presenteert de eerste "benzine-aangedreven diesel" in serie.

Skyactiv-X - Mazda's antwoord op brandende vragen

Proefrit in het prototype

Het prototype staat onopvallend in matzwarte lak onder de Portugese zon. Het ziet eruit als een Mazda 3. En ook de plaatwerkjurk is geleend van de huidige Mazda3. Er zit echter al een groot deel van de opvolger, die begin 2019 op de markt komt, onder het plaatwerk. En vooral belangrijk, er zijn 5 van de 6 bestaande prototypes met Skyactiv-X-technologie onder de motorkap die hier opgesteld staan ​​om journalisten een indruk te geven van de nieuwe technologie. Een technologie die Mazda maar liefst 20-30% meer efficiëntie belooft - ruimschoots vergelijkbaar met Mazda's huidige dieselmotoren - plus rijplezier over een breed toerenbereik en, vooral in de huidige tijd, zo schoon als bijna geen andere motor. De Skyactiv-X-motoren zullen de komende EU-grenswaarden met een factor 10 onderbieden. En niet alleen op de testbank, maar in de zogenaamde RDE-test, dus op de weg. Om dit doel te bereiken, heeft Mazda een heel nieuw hoofdstuk geopend aan de motorzijde.

Zelfontbranding door vonkontsteking

De manier waarop de ingenieurs bij Mazda zijn gegaan, is opmerkelijk. Maar eerst moet een korte uitweiding in de technologie van brandstofverbranding helpen om de vooruitgang te bepalen die Mazda heeft geboekt. Om benzine te verbranden, moeten de moleculen van de brandstof en de aangezogen lucht op elkaar inwerken. De verhouding tussen benzine en zuurstof wordt verbrandingsluchtverhouding of lambda genoemd. De ideale verhouding zodat alle benzine-atomen kunnen worden verbrand, wordt Lambda 1.0 genoemd

Lambda 1 komt overeen met 1 kg benzine en (1.34 liter) en 14.7 kg ademlucht. Deze verhouding, lambda 1, wordt ook wel het stoichiometrische verbrandingsmengsel genoemd en betekent dat het brandstof / zuurstofmengsel volledig verbrand is. Dat is het ideale geval. Theoretisch. Moderne motoren gebruiken echter ook een rijk mengsel tijdens de verbranding om het vermogen te verhogen of om de verbrandingskamer te koelen - in het ideale geval is een teveel aan lucht echter wenselijk. Als er meer zuurstof beschikbaar is dan brandstof, wordt dit een arm mengsel genoemd. Omgekeerd, als je met een magere mengeling dezelfde prestatie kunt behalen als met een lambda 1-verhouding, betekent dit dat je voor hetzelfde werk minder brandstof nodig hebt. Dus de auto is zuiniger. Een arm mengsel heeft echter juist het effect van verminderde motorprestaties. Aan de andere kant is er in het geval van een arme verbranding de lagere verbrandingskamertemperatuur, die gepaard gaat met een hoger rendement en de ontwikkeling van NOx aanzienlijk vermindert. Het geheim van een schone verbranding zit in het luchtmengsel.

Lean-verbranding heeft echter andere problemen. Zodra er te veel zuurstofmoleculen zijn, bestaat het risico dat het hele mengsel niet op het gewenste tijdstip kan worden ontstoken. Dit probleem kan worden vermeden in het geval van zelfontbranding door hoge compressie. Omdat dan de pols van de verbranding niet langer afkomstig is van de centraal geplaatste bougie.

Dus wat is er voor de hand liggend dan een mager mengsel verbranden door zelfontbranding?

En dat is precies wat alle anderen tot nu toe niet hebben gedaan. De nieuwe benadering van de Skyactiv-X-technologie combineert compressieontsteking met externe ontsteking, maakt een lucht-brandstofmengsel mogelijk ruim boven lambda 1 en vermijdt nog steeds ongecontroleerde compressie-ontsteking (kloppen) van benzine. Dit succes wordt mogelijk gemaakt door twee factoren: enerzijds kan moderne motorelektronica nu pas de verbranding voor elke verbrandingskamer nauwkeurig en live regelen, en anderzijds is dit de Mazda-truc, door een bougie te gebruiken. men omzeilt het effect van een nauwelijks controleerbaar ontstekingspunt. Dat kan in het begin verwarrend zijn. Een “zelfontsteker” met een bougie?

SPCCI - Een doorbraak in motortechnologie

Het extreem magere benzine-luchtmengsel wordt samengeperst in een verhouding van 16 op 1 en staat op het punt om automatisch te ontbranden. Het verbrandingsproces wordt gestart met een klein extra injectieproces direct voor de bougie en het ontsteken van de bougie. Het effect is echter niet dat de ontsteking 'overloopt' naar de brandstofmoleculen, zoals het geval zou zijn. Door de verbranding van de kleine portie voor de bougie en de resulterende uitzetting in de verbrandingskamer wordt de compressiedruk juist verhoogd en het resterende magere mengsel in de motorruimte ontsteekt zelf. Bamm. 

Wat hier enkele honderden woorden voor nodig heeft, gebeurt binnen milliseconden in de motor van de nieuwe Skyactiv-X-generatie. De bestuurder merkt niets van de hele inspanning. Niets. Mazda belooft dus een benzinemotor die een volledig nieuw niveau van efficiëntie bereikt. Dankzij het uitgebreide motorbesturingssysteem kan de nieuwe Skayctiv-X-motor in een extreem breed bruikbaar snelheidsbereik rijden met een lambda-mengsel groter dan 1. Magere verbranding, schoon, leidt tot efficiëntie op het niveau van de modernste dieselmotoren. Zonder NOx-problemen. Zonder CO2-problemen. Maar met het plezier van draaien en de behendigheid van een moderne benzinemotor.

Behendig rijden

In tegenstelling tot de huidige motoren met een magere gestratificeerde lading, het trefwoord Atkinson-cyclus (Miller-cyclus), is de Skyactiv-X-motor niet gebonden aan een smal snelheidsbereik om zo efficiënt mogelijk te zijn. Dit leidt tot een geheel nieuw niveau van behendigheid tijdens het rijden. Dankzij het brede snelheidsbereik, waarin dankzij SPCCI-technologie met een mager mengsel kan worden gereden, kan het Mazda3-prototype behendig en toeren over landwegen slingeren. Met de beoogde 190 pk en 230 Nm is de Skyactiv-X-motor qua prestaties superieur aan de huidige Skyactiv-G-generatie - maar nog steeds niet indrukwekkend massief. Het opladen van de compressor van de Skyactiv-X dient niet om de prestaties te verhogen, maar alleen om een ​​maximaal luchtoverschot mogelijk te maken. De compressor is daarom niet actief in het lage toerentalbereik. Je had hier waarschijnlijk met een e-turbo kunnen werken, maar de eerste stap was om de beproefde compressor te gebruiken.

Het brede bruikbare snelheidsbereik maakt de steeds complexere versnellingen overbodig. Een motor die net zo efficiënt is bij 1.900 toeren als bij 3.500 toeren, kan veilig met zes versnellingen op reis worden gestuurd - zonder enige nadelen in het verbruik te hoeven accepteren.

De bestuurder voelt niets van de “extern aangestuurde” compressie-ontsteking. Slechts een vaag gerinkel van een niet volledig gecontroleerde verbranding bij zeer lage motortoerentallen dringt af en toe het oor binnen tijdens de 1.5 uur durende testrit. Anders overtuigen de Skyactiv-X en zijn nieuwe chassisplatform met een enorm verhoogd geluidscomfort, schone, aantrekkelijke demping en gevoelige besturing.

Wanneer de 3 op de markt komt, kan de nieuwe Mazda2019 een echte sprankje hoop worden voor fans van verbrandingsmotoren met Skyactiv-X-technologie, behendigheid en rijplezier.

Opzettelijk anders

Met de Skyactiv-X-technologie slaat Mazda bewust een andere weg in dan de rest van de auto-industrie. U denkt misschien dat dit een vergissing is als u ziet welke inspanningen andere fabrikanten leveren om hun wagenpark om te zetten naar plug-in hybride technologie. Maar Mazda gelooft nog niet in het einde van de verbrandingsmotor en loopt zelfs voorop in de motorontwikkeling met de nieuwe technologie. Er zijn veel goede argumenten waarom Mazda hierin gelijk zou kunnen hebben. Een klassieke verbrandingsmotor zou het voortouw kunnen nemen in de well-to-wheel-balans als zijn brandstof CO2-neutraal zou zijn. Dit is geen klassieke benzine. Maar Mazda werkt ook samen met universiteiten in Japan aan een algenbenzinechnologie. Dus kunstmatige benzine. En je bent natuurlijk een elektrische auto aan het voorbereiden voor 2019, want je kunt gewoon niet zonder. Al was het maar om politieke redenen.