Vznetový motor na benzín by v podaní Mazdy mal prísť na trhu už budúci rok. Má priniesť až o 30 % lepšiu spotrebu a takmer žiadne emisie NOx.
Skratka HCCI znamená Homogeneous-Charge Compression Ignition, čo znamená homogénna zmes zapálená stlačením. Takýto motor v sebe kombinuje princípy fungovania, ale aj vlastnosti benzínového a dízlového motora. Veľkou výhodou dízlových motorov je totiž jednoznačne spotreba. Nevýhodou sú však pomerne vysoké emisie NOx a pevných častíc, alebo ak chcete sadzí. Z pohľadu ekológie, ale aj nepriaznivého vplyvu na ľudský organizmus, sú na tom teda lepšie benzínové motory, ktoré majú síce väčšiu spotrebu a tým pádom produkujú aj viac CO2, no zároveň produkujú menšie množstvo pre človeka škodlivých emisií, ako sú NOx a pevné častice. Aj benzínové motory a ich emisie však majú svoje limity, a tak aj moderné benzínové motory s priamym vstrekovaním paliva produkujú čoraz viac mikroskopických pevných častíc. Výsledkom je, že mnohí výrobcovia ako Mercedes, či VW postupne zavádzajú filtre pevných častíc aj pre benzínový motor.
Vráťme sa však k motoru HCCI. Princíp jeho fungovania je pomerne jednoduchý. Je to štvortaktný motor, ktorý nasaje homogénnu zmes benzínu a vzduchu a stlačí ju až do takej miery, že sa vznieti. Na rozdiel od klasických benzínových motorov teda nepotrebuje zapaľovacie sviečky. Rozdiel medzi dízlom a HCCI je okrem paliva zasa v tom, že pri dízli piest stláča iba vzduch. Ten sa tlakom zohreje na teplotu, ktorá je vyššia ako teplota vznietenia nafty. Ako náhle vstrekovač vstrekne naftu do takto stlačeného vzduchu vo valci nastáva zapálenie. Pri oboch konvenčných typoch motorov je však spaľovanie zmesi paliva a vzduchu vo valci nehomogénne, čo znamená, že plameň sa šíri z jedného miesta. Má svoje takzvané čelo, ktoré má výrazne vyššiu teplotu ako zvyšok plameňa. A práve príliš vysoká teplota je jedným z faktorov, ktoré podporujú chemické reakcie, pri ktorých vznikajú NOx. Pri motore HCCI však piest stláča homogénnu zmes, až kým sa nezohreje od tej miery, že sa zapáli. To by malo nastať v celom objeme naraz, čo zabezpečí, že plameň nebude mať oblasť s vyššou teplotou. Výsledkom sú teda teoreticky výfukové plyny takmer bez NOx. Motor HCCI spaľuje palivo pri nižších teplotách a kombinuje efektivitu dízlového motora a nízke emisie benzínového.
Problémom však je teplota vo valci potrebná na správne fungovania takéhoto motora. Jej ideálna hodnota je pomerne prísne ohraničená. Ak je príliš nízka, bude problém zmes zapáliť v správnom okamihu, pri jej prekročení zasa hrozí predčasné zapálenie zmesi. Nuž a práve toto je výzva, s ktorou sa pasujú viaceré automobilky. Mazda totiž pochopiteľne nie je jediným výrobcom, ktorý sa týmto motorom zaoberá. V minulosti už práce na ňom prezentovali napríklad Hyundai alebo GM. Iba nedávno prezentoval svoj vývoj v tejto oblasti aj Nissan, ktorý chce problém s teplotou vo valci riešiť jej presným meraním a kontrolou teploty zmesi vo valci pomocou okamžitej regulácie recirkulácie výfukových plynov. K tomu má poslúžiť nezávislé ovládanie časovania aj zdvihu ventilov. A to aj sacích aj výfukových. Pomôcť by im mohla aj variabilná zmena kompresného pomeru. Nuž a túto technológiu nedávno Nissan predstavil prostredníctvom značky Infiniti.
Vráťme sa však k Mazde. Japonská automobilka chce predstaviť svoj motor HCCI už koncom roka 2018. Mal by predstavovať druhú generáciu motorov Skyactiv a Mazda ho podľa interného plánu uvedie na trh vo výrazne modernizovanej Mazde 3 už budúci rok. Motor by mal ponúknuť až o 30 % lepšiu spotrebu. Mazda by sa jeho uvedením na trh zároveň stala prvou automobilkou, ktorá dotiahla vývoj motora HCCI do stavu vhodného pre sériovú produkciu. Podarí sa im to?
Zdroj. nikkei, engineering explained
