Álcázva vezettük a jövő Mazdáit - Mazda Skyactiv-menetpróba

Kipróbáltuk a Mazda minden új technikáját közel 100 millió forintot érő prototípusokban. A fejlesztések célja, hogy a Mazdák fogyasztása 30 százalékkal, szén-dioxid-kibocsátása 23 százalékkal csökkenjen 2015-re.

A régi héj alatt a két év múlva érkező új Mazda6 technikája lapult
(Még több kép a menetpróbáról a galériában. Kattintson a képre!)

Már legalább két éve tudjuk, hogy valami nagy dolog készül a Mazdánál, de csak idén tavasszal jöttek az első konkrét hírek a Skyactiv programról. Immár négy éve fejlesztik a benzin- és dízelmotorok, platformok, futóművek és váltók új nemzedékét Hirosimában, a cégnél ez idő alatt minden más téma háttérbe szorult. A viszonylag kis autógyártónak számító Mazda mindent feltett a Skyactiv programra, még sosem költöttek ennyit semmire, ráadásul mindezt egyedül, a Ford segítsége nélkül tették.

A hangzatos "égaktív" név mögötti tervezési filozófia természetesen a hatékony, üzemanyag-takarékos és tiszta emissziójú működést helyezi előtérbe, de a legtöbb gyártó hasonló programjától eltérően a Mazdánál a vezetési élményről sem feledkeztek meg, hiszen az első, 2002-es Mazda6 óta ezt szajkózzák a Zoom-zoom kampánnyal.

A fejlesztések célja az volt, hogy a Mazdák fogyasztása 30 százalékkal, szén-dioxid-kibocsátása 23 százalékkal csökkenjen 2015-re (a 2008-as értékekhez képest), és hogy minden új modellnemzedék legalább egy mázsával kevesebbet nyomjon elődjénél.

A mallorcai versenypálya inkább egy gokartpályára hasonlít

Bevallottan még a belső égésű motorokra koncentráltak a hajtásláncok fejlesztésénél, mivel a tanulmányok szerint még 10 év múlva is csak az eladott új autók 20 százaléka lesz hibrid vagy tisztán elektromos világszerte. Persze a mikro-hibrid technológiák, mint a regeneratív fékezés, vagy a start-stop rendszer ennél hamarabb megjelennek majd, de olyan hibridet, mint például a Toyota Prius, csak két év múlva terveznek bemutatni, akkor is csak Japánban. Bár már hivatalosan bejelentették, hogy licencszerződést kötöttek a Toyotával a hibridrendszerükre, a benzines-elektromos szériaautó bemutatásával azért várnak, hogy olcsóbbá váljanak a hajtáslánc hibridkomponensei. Ekkor a hatékony Skyactiv motorokkal valóban nyerő kombinációt alkothat a Toyota díjnyertes hibridtechnikája.

Az első, tetőtől talpig Skyactiv-csomagos Mazda az ősszel bemutatkozó és 2012-től kapható CX-5 kompakt szabadidő-autó lesz Európában. Ebben a modellben már a padlólemez, a motorok, a futóművek, a váltók is új generációsak lesznek, jelenleg még csak annyit lehet tudni róla, hogy az elsőkerék-meghajtású dízel 120 g/km alatti szén-dioxid-kibocsátással fog rendelkezni. (jelenleg a kategóriában a 136 lóerős BMW X1 18d vezet 136 g/km-rel). Később persze minden Mazda-modell Sky-technikás lesz majd Európában, kivételt csak a 2-es jelent majd, mert ennek szűk árrése nem bírná el a drágább technikát. Japánban azonban még a kisautó is Skyactiv, pár hete ott már kapható a 3 literes átlagfogyasztású, 100 g/km alatti szén-dioxid-kibocsátású 1,3-as benzines, de azt Európába az ára miatt nem hozzák el.

Idén ősszel mutatkozik be a szériagyártású CX-5, az első teljesen Skyactiv-technikájú Mazda

A mallorcai Skyactiv-menetpróbán négy különálló workshop - benzinmotor, dízelmotor, váltók, és karosszéria-futómű - keretein belül csepegtették belénk az információkat a műszaki újdonságokról, és vezetni is lehetett a helyi versenypályán az újságírók elől általában eldugott, egyedi, kézzel épített prototípusokat.

Benzinmotor - (Skyactiv G)

A Mazda már sokszor bebizonyította, hogy szeret letérni a járt útról, és újakat felfedezni magának, elég, ha csak a Wankel-motorra vagy a kilencvenes években használt Comprex feltöltőre gondolunk. Az újszerű megközelítés a közvetlen befecskendezéses Skyactiv-benzinmotorokra is igaz: ahelyett, hogy kisebb hengerűrtartalmú turbómotorok (downsizing) felé fordultak volna - ahogy manapság szinte minden gyártó -, inkább maradtak az atmoszferikus, nagyobb hengerűrtartalmú motorok mellett, és inkább az égést tökéletesítették. Ennek oka, hogy ma még a legjobb benzinmotorok is csak 30 százalékos hatásfokkal működnek, tehát az üzemanyagban rejlő energia 70 százaléka elvész, főleg termikus és súrlódási veszteségek miatt.

A Mazda azt találta ki, hogy a hatásfok növelése (tehát a fogyasztás csökkentése) érdekében a világ legnagyobb, 14:1-es sűrítésű benzinmotorját készíti el, holott az általánosan elterjedt sűrítési arány manapság 9-11:1, de még az új Lamborghini Aventadoré is csak 11,8:1.

A benzinmotor különleges 4-2-1 leömlője jól megfigyelhető a képen

Eddig a kopogási hajlam (amikor a benzin-levegő keverék a túl magas hőmérséklet és nyomás miatt idő előtt berobban, és nyomatékcsökkenést okoz) miatt nem alkalmazott senki ilyen magas sűrítésű motort. A kopogást azzal védték ki Mazdáék, hogy egy új, különlegesen hosszú csövekből álló, 4-2-1 rendszerű leömlőt terveztek, amely hosszúsága okán megakadályozza, hogy a hengert elhagyó kipufogógáz visszajusson egy másik hengerbe, és így növelje a nyomást és a hőmérsékletet. Emellett az égés időtartamát is csökkentették a különleges, púpos dugattyútetők alkalmazásával, ami a gyertyánál koncentrálja a dúsabb keveréket. Új, többlyukú befecskendezőket is terveztek, és a furatot is csökkentették 4 mm-rel.

A benzinmotor működés közben

A légbeszívás mértékét sem a pillangószelep, hanem az elektromos vezérlésű szívószelepek szabályozzák már, így a szivattyúzási veszteségek is minimálisak. Mivel a motort az alapoktól tervezték újra, ez jó alkalom volt a tömegcsökkentésre is: többek között a dugattyúk tömegéből 20, a hajtókarokéból 15 százalékot tudtak lefaragni, és a motor belső súrlódása is 30 százalékkal csökkent. Külön kiemelték, hogy a Skyactiv-motorban szabadon növelhetik vagy csökkenthetik a hengerek méretét, megsokszorozhatják számukat, tetszés szerint hárommal, néggyel, hattal, így motorok egész sorát hozhatják létre, viszonylag kis költséggel.

A sok műszaki újítás eredménye a gyár szerint a 15 százalékkal alacsonyabb fogyasztás, és az ugyanennyivel nagyobb nyomaték a közepes fordulatszám-tartományban a kétliteres motor esetében. Impozánsak a vadonatúj, láncos vezérlésű, teljesen könnyűfém motor adatai: 165 lóerőt ad le 6000-es fordulatszámnál, legnagyobb nyomatéka 210 Nm 4000-nél (régi: 155 LE/6200, 193 Nm/4500).

Kétszer két kört mehettem a Skyactiv benzinmotoros prototípussal, a próba előtt a lelkünkre kötötték, hogy óvatosan menjünk, mert mind a négy tesztautó egyedi darab, értékük körülbelül 300 ezer euró. Sem a menetstabilizáló elektronika, sem a légzsákok nem működtek egyikben sem, már csak ezért sem ártott az óvatosság.

A prototípusok tengelytávja nagyobb volt a jelenlegi 6-osénál, hátul jóval több volt a hely

A gokartpályára emlékeztető, sok visszafordító kanyarral tűzdelt keskeny mallorcai versenypályán leginkább az tűnt fel, hogy a motor nagyon szépen veszi a gázt, könnyedén pörög fel, és még magas fordulatszámon is halk. Sok mindenre nem volt elég az a pár perc, mivel nem hoztak viszonyítási alapnak régi 6-ost, a 15 százalékos nyomatéknövekedést így nehéz volt megérezni, mint ahogy fedélzeti számítógép híján a fogyasztásról sem volt semmiféle információm. Nehezítette a próbát, hogy az autók jobbkormányosak voltak, így főleg a kézi váltóssal gyűlt meg a bajom az első pár kanyarban.

Dízelmotor (Skyactiv-D)

Érdekes módon a szintén vadonatúj, és szintén teljesen könnyűfém dízelmotor sűrítése megegyezik a benzinesével (14:1), ezzel a világ legkisebb kompressziójú dízelje (az átlagos dízelmotoroké 16:1 és 18:1 között van).

Mivel a sűrítési arány kicsi, csökken a dugattyú felső holtpontjánál mért hőmérséklet és nyomás, (170 kg/cm2-ről 130-ra). Az égés hamarabb, a felső holtpont közelében kezdődik és elnyúlik, ami a levegő és a gázolaj homogénebb keveredését teszi lehetővé. Ezáltal egyenletesebb az égés, ami jelentősen csökkenti a nitrogén-oxidok és a korom kialakulását. Ez az egyetlen dízel a világon, ami méregdrága SCR katalizátor és AdBlue adalék nélkül is képes teljesíteni a világ egyik legszigorúbb NOx határértékét jelentő, 2014-ben életbe lépő Euro6-os szabványt.

Takarékos és könnyű a Mazda első kétturbós dízelje. 2,2 literből 175 lóerőt és 420 Nm-t présel ki

Ráadásul a felső holtpont közelében indított befecskendezés és égés nagyban megnöveli a dízelmotor hatásfokát: a tágulási arány (vagyis a dugattyú tényleges munkavégzése) nagyobb, mint egy nagy sűrítésű dízel esetében.

Ezt persze minden más gyártó is tudja, de ők mégsem készítettek eddig ilyen alacsony sűrítésű dízelt. Ennek oka, hogy az alacsony sűrítés hátránya általában a problémás hidegindítással jár együtt. Ezt úgy oldották meg a Mazdánál, hogy a kipufogószelepek változó szelepemelésűek lettek, résnyire nyitva maradnak szívási ütemben is, ami lehetővé tette a forró gázok visszaáramoltatását a hengerbe: ezzel 60 fokkal megnő az égéstérben a levegő hőmérséklete, ami segíti a keverék következő meggyújtását. Emellett a legkorszerűbb, piezokristályos befecskendezőket, és kerámia izzítógyertyát alkalmaztak.

A dízelmotor működés közben

A kisebb sűrítés, belső nyomás és hőmérséklet járulékos előnye, hogy a motornak nem kell annyira merevnek lennie, így 10 százalékot le tudtak faragni a tömegéből, ami rengeteg.

A kétfokozatú turbófeltöltés csak a Mazdánál újdonság, sok más gyártó is használja: kis fordulatszámon a kisebb tehetetlenségű, nagy fordulaton a nagyobb, de lassabban reagáló turbó lélegezteti a hengereket, ezért alul is jobban reagál a gázadásra a motor, és felül sem fogy ki a szuszból.

Tilos volt a csomagtartót és a motorháztetőt kinyitni

Kétszer két kört a 2,2 literes, 175 lóerős Skyactiv dízellel is mehettem a versenypályán. Ami feltűnt, hogy a motor jóval hangosabb volt, mint a benzines, ami persze természetes, de a gyári emberek megnyugtattak, hogy a prototípusban még nem a végleges hangszigetelés volt, még sokat fog csökkenni a zajszint a szériagyártásig. Érezhető volt, hogy a kétfázisú turbóval már nagyon alacsony fordulatról, 1300-1400 körüli értékekről erősen húzott a motor, de ami a legmeglepőbb volt, hogy szívesen forgott 5200-ig is, ami szokatlanul magas érték egy dízeltől. Ezzel a motorral kevesebbet kellett birkóznom a bal kezemnél lévő kézi váltóval, mivel 420 Nm-es nyomatéka pont kétszerese a benzinesének. Sajnos egy ilyen próba alkalmatlan volt arra, hogy a 20 százalékos fogyasztáscsökkentést ellenőrizzem, a versenypályán csak az jött ki, hogy az átlagos dízel autókkal ellentétben nem érződött annyira orrnehéznek az autó, még a szűk kanyarokban is csak minimálisan volt alulkormányzott.