A határok feszegetése.
A hideg indíthatóság és a stabil égés biztosítása érdekében a hagyományos dízel motoroknak magas sűrítési aránya van. Az égési hatékonyság érdekében fontos, hogy a gázolaj befecskendezése és a gyújtás a dugattyú felső holtponti helyzetéhez közel történjen, hogy annyi volumetrikus munkalöket kerüljön felhasználásra, amennyi csak lehetséges. Máskülönben a hőenergia egy része elveszne.
A megszokott dízel motorok hengereiben a hőmérséklet és a nyomás a dugattyú felső holtponti helyzetében (TDC) kiemelkedően magas. A dugattyú felső holtponti helyzetében befecskendezéskor spontán automatikus gyulladás történik, mielőtt az ideális levegő üzemanyag arány létrejön. Ez egyenetlen, inhomogén égéshez vezet, és növeli a keletkező nitrogén oxidok, és szemcsés anyagok (korom) mennyiségét. Ezt elkerülendő, és hogy megfeleljenek a szigorodó kibocsátási szabályozásnak, a szokványos dízel motorokon a tüzelőanyag befecskendezése a dugattyú felső holtponti helyzete után történik, amikor a dugattyú elkezd lefelé mozogni, csökkentve a hengerben lévő nyomást és hőmérsékletet. Ez viszont csökkenti a hatékony expanziós arányt, így nincs kihasználva a motorokban rejtőző maximális hatásfok lehetősége.
Az alacsony sűrítési arányos Mazda Skyactiv-D csökkenti a sűrítési nyomást és hőmérsékletet a felső holtponton. Ebből kifolyólag a gyújtás tovább tart, amikor a befecskendezés felső holtpont közelében megtörténik. Ez jobb, homogénebb gázolaj/levegő keverék kialakulását teszi lehetővé, és ezáltal az égés is egységesebb lesz. Az így kisebb mennyiségben kialakuló nitrogén-oxid és korom mennyiség mellett a hatékonyabb tágulási arány növeli a motor hatékonyságát.
A csökkentett sűrítési aránnyal járő gyenge hidegindítási képesség elkerülése érdekében a Mazda Skyactiv-D motorban Piezo kristály vezérlésű befecskendezőket alkalmaznak, melyek alacsony főtengely fordulatszám tartományokban akár kilenc független befecskendezésre is képesek egy munkaütemen belül. Ez olyan gázolaj/levegő keverék létrejöttét eredményezi, mely könnyen begyújtható és elégethető. Mindehhez a speciális kerámia izzítógyertyák gyors égéstér melegítése is hozzájárul, melyek tovább javítják a hidegen indíthatóságot. Ezzel még nincs vége az alacsony sűrítés okozta rosszabb hidegen indíthatóság elleni lépéseknek. A Mazda Skyactiv-D rendszer egy teljesen új rendszert is alkalmaz - mely szintén hozzájárul a jó indíthatósághoz hidegben is -, az úgynevezett módosítható szelepemelő mechanizmust. A módosítható szelepemelő mechanizmus kismértékben kinyitja az egyes hengerek egy kipufogó szelepét a beszívási ütem alatt. Ez lehetővé teszi a forró kipufogó gáz egy részének visszaáramlását a hengerekbe. Ez növeli a hengerekben uralkodó hőmérsékletet és ezáltal hozzájárul a gyújtás biztosításához, és stabil égéshez a motor felmelegedése során.
A Mazda Skyactiv-D motor alkatrészeit annak érdekében optimalizálták, hogy lágyabb és csendesebb működést, illetve súly és súrlódás csökkenést biztosítson. A főtengely forgó-, és az ahhoz csatlakozó alternáló mozgást végző alkatrészei csökkentik a tehetetlenségi erőt. Ezen túlmenően az alkalmazott kiegyensúlyozó tengelyek is segítik a vibrációt csökkenteni. A terhelés csökkentése és megszüntetése lehetővé teszi, hogy a hengerblokk alumíniumból készüljön, és csökkenjen a méret a forgattyús hajtómű bizonyos területein.
A dugattyúk tetejébe mélyített égésteret úgy alakították ki, hogy megfeleljen a közös vezetékes közvetlen befecskendezés követelményeinek. Hűtött gyűrű horony növeli a felső gyűrű hőderivációját, melynek következtében nő a tartósság. A könnyű súlyú dugattyúk viszonylag kis dugattyú palásttal (oldalfal) rendelkeznek, ami súrlódáscsökkentő bevonattal van kezelve. A dugattyúk palástja barázdált megmunkálású, hogy minél jobban visszatartsa a motorolajat, így csökkentve a kopást. A dugattyú csapszeg kismértékű eltolással van elhelyezve a dugattyú középpontjához képest, mely megakadályozza az esetleges üzemállapottól függő kotyogást.
A hajtókarok erős kovácsolt szénacélból készültek. Az optimalizált formával együtt a súlyuk is alacsony, ami csökkenti a tehetetlenségi tömeget. A gyártás során a hajtókar alsó csapágyfedelét töréssel választják le, így a törés felszínének kontúrja megfelelő illesztést biztosít.
A főtengely (forgattyústengely) tengelyvonala eltolással helyezkedik el a hengerfurat középpontjához képest, mely csökkenti a dugattyú oldalerőt munkalöket során, és ezáltal a csúszási ellenállást. A főtengelyhez egy kiegyensúlyozó tengelyekkel ellátott egység csatlakozik a vibráció csökkentése érdekében. Ezt a kiegyensúlyozó egységet egy rövid lánccal hajtja a forgattyústengely.
Hengerfej.
A hengerfejben úgynevezett olajzuhany csövekkel van felszerelve, melyek tovább kenik a két vezérműtengelyt. A hengerfejen belül már ki vannak alakítva a kipufogó járatok, ezért nincs szükség külön kipufogó csonkra. A Mazda Skyactiv-D válttoztatható szelepvezérléssel van felszerelve a kipufogó oldalon. Ez a VVL-nevű rendszer minden hengernél csak az egyik kipufogó szelephez csatlakozik. Ezért a kipufogó vezérműtengely három féle bütyköt használ, egy normális bütyköt, egy magas emelésű bütyköt, és egy alacsony emelésű bütyköt, különféle formákkal. A nagynyomású üzemanyagszivattyút a kipufogó vezérműtengely hajtja, míg a vákuumszivattyút a szívó vezérműtengely.
A kipufogó és szívó szelepeknél is tügörgős csapágyazású görgős szelepemelőket alkalmaztak, míg a módosítható vezérlésű kipufogó szelepeket speciális emelő karok működtetik. Minden szelep hidraulikus hézag kiegyenlítéssel van ellátva.
A Mazda Skyactiv-D-ben a változtatható (VVL) szelepvezérléssel megelőzhető a gyújtási és égési instabilitás a motor hideg állapotában. Erre azért van szükség, mert a megszokottnál alacsonyabb sűrítési arány miatt alacsonyabb az összesűrített levegő hőmérséklete. Ez megnehezíti az üzemanyag öngyulladását, ami gyújtáskihagyást okoz hideg motor indításakor. Ezért a VVL- mechanizmus enyhén nyitja a henger egyik kipufogó szelepét a beszívási ütem alatt, hogy visszakerülhessen bizonyos mennyiségű magas hőmérsékletű kipufogó gáz a hengerbe. Így hidegindítás után gyorsabban bemelegszik a motor, és stabilabb az öngyulladás, illetve égés. Meleg motornál már nincs szükség erre a szelepnyitásra.
A VVL-mechanizmus kétszer is működteti a kipufogó szelepeket egy cikluson belül. Egyszer a kipufogó ütem alatt a magas emelésű bütyökkel és másodszor a szívó ütem alatt az alacsony emelésű bütyökkel. A VVL-mechanizmus hidraulikusan müködik, és alapvetően négy elem képezi részét: kipufogó vezérműtengely alacsony és magas emelésű bütyökkel, szelepemelő karok, hidraulikus hézag kiegyenlítők, OCV-olaj vezérlő szelep. A rendszer működtetéséhez a motorolaj hőmérséklete és nyomása, a hűtővíz hőmérséklete, és a motor fordulatszáma is beszámításra kerül.
A működési állapothoz vonatkozó szelep emelő beállításhoz egy speciális emelő karra van szükség. Ez az emelő kar tartalmaz egy külső kart, egy belső kart görgővel, egy üresjárati rugót, és egy zár tüskét. A külső kart a magas emelésű bütyök működteti, míg a belső kart az alacsony emelésű bütyök, mely a görgőre hat.
Az emelő kar hidraulikus elemét vezérlő olajnyomást a hengerfejbe szerelt OCV (olaj kontroll szelep) szelep kontrollálja. Az OCV a motor vezérlő utasítása alapján zárja és nyitja a különböző olajjáratokat, melyek vagy csökkentett,. vayg teljes olajnyomással látják el a szelepemelőt. Az olajnyomás csökkentés a furat segítségével történik.
A kipufogószelep vezérműtengelyt egy karbantartást nem igénylő vezérműlánc hajtja, míg a két vezérműtengely között spirális vágású fogaskerekek biztosítják a kapcsolatot. Létezik egy további olajfurat, mely olajat permetez a forgattyústengely lánckerék és a vezérműlánc közé a kiegészítő kenés érdekében.
Kenés.
A Mazda Skyactiv-D kenési rendszere tartalmaz egy lánchajtású olajszivattyút, kétlépéses kioldó nyomás vezérlőt mágnes szeleppel, és olajzuhany csöveket. A Skyactiv-D-ben már fejlett olajnyomás és hőmérséklet érzékelő van alkalmazva.
A trochoid típusú olajszivattyút a forgattyús tengely kiegyensúlyozó egysége hajtja. A szivattyúban található megkerülő szelep és adagoló szelep, illetve a motor olaj mágnesszelep lehetővé teszi a maximális olajnyomás két lépcsőben változtathatóságát. A motor olaj mágnesszelep a motorra van szerelve. Nyit, vagy zár egy olaj járatot a PCM (motor vezérlő) jelei alapján. Ha a motor olaj mágnesszelep áramellátása megszűnik, a járat bezár és a nyomás magasabb lesz.
.jpg "A Mazda 2,2 Skyactiv-D motor.")
A 2,2 Skyactiv-D motorolaj kapacitása körülbelül 5,1 liter, ha a szűrőt is cseréljük. A választható motorolaj 0w-30, vagy 5w-30 jelzésű, és az ACEA C3-at kell teljesítenie. Más olaj használatával a dízel részecske szűrő (DPF) élettartama csökkenhet. Mivel a DPF szűrő regenerálásához szükséges üzemanyag utóbefecskendezés nagyobb motor olaj híguláshoz vezethet, létezik egy "X" jel az olaj nívópálcán a motorolaj hígulás kijelzésére. Ha az olajszint közel kerül, vagy túllépi az "X" jelet, ki kell cserélni a motorolajat. A motor olaj hígulást a motorvezérlő egység számolja. A PCM számításba veszi a befecskendezéseket és a motor olaj nyomást, illetve hőmérsékletet, melyről a már említett olajhőmérséklet és nyomás érzékelő küld jelet. Nagymértékű motorolaj hígulás esetén a CX-5 és az új Mazda6 monokróm kijelzőjén villogni kezd az olajnyomás lámpa, és a színes kijelzőn megjelenik a motor olaj nyomás ellenőrzés szükséges üzenet (Engine oil inspection required). Ilyenkor mielőbb olajcserét kell végeztetni, és töröltetni a hibakódokat!
Beömlő rendszer.
A Mazda Skyactiv-D levegőszívó rendszere két turbófeltöltővel rendelkezik, melyben a nagyobb és kisebb turbó váltakozva, vagy egyszerre működik a motor működési állapotától függően. Így sokkal gyorsabb a motor gázpedál reakciója kis főtengely fordulatszám esetén is, és nagyobb a teljesítmény nagy sebességnél. Sőt mi több, a kétállású turbófeltöltő alacsonyabb károsanyag kibocsátást is eredményez. A két turbófeltöltő sorban helyezkedik el egymáshoz képest. A két feltöltő működését három vákuumos bevatakozótag segítségével mágnesszelepeken keresztül a motorvezérlő egység irányítja. A kompresszor oldali megkerülő szelep segítségével megvalósítható az egyállású turbófeltöltés, amikor csak a nagyobb turbófeltöltő sűríti a beszívott levegőt, vagy a kétállású feltöltés, amikor a nagyobb turbó elősűríti, míg a kisebb tovább sűríti a levegőt. A katalizátor gyorsabb bemelegítéséhez hidegindítás utána turbók szabályzó rendszere arra is képes egy szabályzó "zsilip" alkalmazásával, hogy a kipufogógáz mindkét turbinalapátot elkerülje, mert így kevésbé hűl ki a gáz.
A Mazda CX-5 Skyactiv-D nagyméretű köztes töltőlevegő hűtője az első lökhárító középső alsó légbeömlője mögött helyezkedik el.
Az alacsony sűrítési érték miatt a Skyactiv-D viszonylag alacsony kompressziós hőmérséklettel rendelkezik. Ezért hidegindításkor gyors és erős izzítási rendszerre van szükség. A Skyactiv-D kerámia izzítógyertyái 1000 Celsius fokig forrósodnak 2 másodpercen belül.
Tüzelőanyag rendszer.
A Mazda Skyactiv-D 2,2 Denso közös nyomócsöves rendszere piezo kristályos befecskendezőket használ, és egy olyan szeleptestet, amely vezérli az üzemanyag visszatérő nyomást a pontosabb befecskendezési vezérelhetőség érdekében. A tüzelőanyag vezetéken elhelyezett elektronikusan működtetett nyomáshatároló szelep is hozzájárul a pontosabb üzemanyag nyomás vezérléshez.
A radiális dugattyús nagynyomású szivattyúban két szivattyúzási elem található. Az ezen elhelyezett beszívás vezérlő szelep segítségével szabályozza a motorvezérlő egység a szivattyú elemekbe jutó gázolaj mennyiségét. A nagynyomású szivattyút a kipufogó vezérműtengely hajtja.
A koromszűrő és katalizátor egység a motorhoz nagyon közel, közvetlenül a nagyobb turbófeltöltő turbina kimenetére van rögzítve. A Mazda CX-5 Skyactiv-D T-110 típusú ólom savas akkumulátorral van szerelve, melynek kapacitása 64 Ah. Ez a speciális akkumulátor nagyon gyorsan tölthető károsodás nélkül, és csökkentett a kapacitás vesztesége, hogy megfeleljen az i-stop rendszerrel ellátott rendszerek követelményeinek. A negatív akkusaru lekötése esetén, az autó vezérlőegységével újra meg kell "tanítani" az akku állapotát, mely csak hivatalos Mazda márkaszervizben lehetséges. Varga István
