Mazda w 2017 roku pochwaliła się swoim benzynowym silnikiem czterocylindrowym, który zaczął korzystać z ulubionego triku silników diesla, czyli zapłonu samoczynnego. Wszystko to przy zachowaniu zarówno brzmienia, jak i charakteru silnika benzynowego. Jak i dlaczego? O tym właśnie poniżej.
Benzynowy silnik, który działa jak diesel. Czy e-Skyactiv X w ogóle ma sens?
Inżynierowie od dekad próbowali ujarzmić jednorodny ładunek z zapłonem samoczynnym, bo obiecywał spalanie ubogiej mieszanki, niskie straty pompowania i szybkie, równoczesne spalanie w cylindrze. Problemem zawsze było jednak utrzymanie tego zjawiska poza wąskim zakresem obrotów i obciążeń. Inżynierowie Mazdy rozwiązali jednak ten problem, stawiając na wyniesienie roli świecy zapłonowej jeszcze wyżej. Dało to początek metodzie Spark Controlled Compression Ignition (SPCCI), która zmieniła to, co dawniej było kruchym eksperymentem laboratoryjnym, w seryjny układ napędowy dostępny dziś w Mazdzie3 i CX-30.
Czytaj też: Słońce stopiło jej samochód. Jednym nagraniem wywołała burzę w sieci
W tradycyjnym silniku benzynowym iskra zapala mieszankę powietrza i paliwa w stosunku ok. 14,7:1, a płomień rozchodzi się od świecy na zewnątrz. W SPCCI cylinder najpierw wypełnia się bardzo ubogą mieszanką i podczas sprężania precyzyjny drugi wtrysk wzbogaca małą strefę wokół świecy. Gdy ta odpala, generuje automatycznie nagły skok ciśnienia, który popycha resztę mieszanki do zapłonu samoczynnego. Dzięki temu można stosować znacznie uboższe mieszanki niż przy klasycznym zapłonie iskrowym, a jednocześnie kontrolować moment i sposób spalania. System przełącza się jednocześnie na zwykły tryb iskrowy przy zimnym starcie, dużym obciążeniu lub w trudniejszych warunkach, a całość stabilizuje czujnik ciśnienia w cylindrze oraz wtryskiwacz o ultrawysokim ciśnieniu.
Dwa szczegóły łatwo przeoczyć, a są kluczowe dla charakteru e-Skyactiv X. Po pierwsze, silnik korzysta z małej sprężarki typu Roots. Nie jest to klasyczny kompresor sportowy, lecz urządzenie tłoczące dodatkowe powietrze, aby mieszanka mogła pozostać uboga w szerszym zakresie pracy. Po drugie, przełączanie i kontrola SPCCI odbywają się płynnie, co pozwala Mazdzie wykorzystać zapłon samoczynny w niemal całej codziennej jeździe, a nie tylko w warunkach laboratoryjnych. Efekt? Silnik benzynowy reagujący jak diesel przy lekkim obciążeniu, ale kręcący się z benzynową gładkością na wyższych obrotach.
Czytaj też: Fotoradary nowej generacji już łapią kierowców w Polsce. Nadeszła nowa era kontroli prędkości
Obecna specyfikacja e-Skyactiv X 2.0 oferuje moc na poziomie 186 koni mechanicznych przy 6000 obr./min i 240 Nm przy 4000 obr./min. Średnie spalanie WLTP w Mazdzie3 z tym silnikiem to ok. 5,3 l/100 km, choć jest to zależne od zastosowanych kół i napędu. CX-30 wypada nieco gorzej ze względu na sylwetkę i prześwit, ale oba modele spełniają normę Euro 6d i korzystają z 24-woltowej łagodnej hybrydy, która wygładza rozruchy i wspiera momentem w chwilach pracy sprężarki powietrza. W 2021 roku Mazda subtelnie poprawiła projekt, obniżając stopień sprężania z 16,3:1 do 15,0:1 poprzez zmianę tłoków i faz rozrządu. Brzmi to wprawdzie, jak krok wstecz, ale celem była stabilniejsza praca SPCCI i lepsza elastyczność przy dużym obciążeniu. Aktualizacja przyniosła też niewielki wzrost mocy oraz redukcję emisji CO2 w WLTP o ok. 10 g/km, choć i wtedy testy wykazały, że samo spalanie nie jest na tyle niskie, aby ogłaszać rewolucje.
Jak działa silnik e-Skyactiv X na co dzień?
Ubogie spalanie i szeroko otwarta przepustnica znacząco zmniejszają straty pompowania przy dużej ilości powietrza i małej ilości paliwa. Gdy jednak nadejdzie czas na mocniejsze przyspieszenie, system odchodzi od tego punktu pracy i spalanie staje się zwyczajne. Plusem jest to, że w przeciwieństwie do diesli, silnik e-Skyactiv X osiąga optymalną pracę z prostym katalizatorem trójdrożnym i filtrem cząstek stałych benzynowych, bez skomplikowanej redukcji NOx, co obniża koszty serwisu.
Oczywiście sam mechanizm SPCCI nie jest tanim czarem. Każdy cylinder potrzebuje czujnika ciśnienia i wtrysku o parametrach jak w dieslu. Sprężarka powietrza jest unikalna, oprogramowanie sterujące niezwykle rozbudowane, a warstwa łagodnej hybrydy robi więcej niż tylko marketing. Mazda zasługuje więc na uznanie za doprowadzenie tego do poziomu niezawodności rynkowej, ale koszt części tłumaczy, czemu technologia ogranicza się aktualnie głównie do Europy i Japonii oraz dlaczego konkuruje nie tylko z innymi benzynami, ale i pełnymi hybrydami atrakcyjnymi w ruchu miejskim.
Kto naprawdę powinien chcieć benzynę zachowującą się jak diesel?
Jeśli większość twojej jazdy to stałe prędkości na obwodnicach i autostradach, a lubisz charakter wolnossącego silnika, który reaguje gładko już od niskich obrotów, to w takim razie e-Skyactiv X to jedno z najciekawszych rozwiązań na rynku. Nagrodzi płynny styl jazdy, utrzyma prostą obsługę układów emisji i zapewni najlepszą ekonomię tam, gdzie turbodoładowane benzyniaki o niskiej pojemności zaczynają tracić. Jeśli jednak żyjesz na co dzień w ruchu miejskim albo chcesz wyraźnego momentu przy niskich obrotach bez kręcenia silnika, to pełna hybryda lub diesel mogą nadal mieć więcej sensu. Celem SPCCI nie jest pokonanie każdego konkurenta w każdej sytuacji, lecz poszerzenie możliwości spalania benzyny w czasie, gdy branża przyspiesza ku elektryfikacji. W tym kontekście silnik benzynowy, który potrafi skorzystać z triku diesla w odpowiednich chwilach, naprawdę ma sens – pod warunkiem, że rozumiesz, co kupujesz i jak z niego korzystać.