Инженерите подготвят второто поколение на Skyactiv, но работят и по ванкеловия двигател.
На 28 декември 2015 година в Американското патентно ведомство постъпка заявка за патент, която впоследствие е класифицирана под номер 02011551 от юли 2016. На пръв поглед тя звучи доста тривиално – „Структура на горивна камера за двигател.“ Дори повече от банално. Всъщност обаче зад този патент стои цяла гама от технологични решения, имаща за цел организирането на изключително високотехнологичен и ефективен горивен процес с висока степен на сгъстяване (около 18:1) и работа в определени режими като двигател с хомогенна смес и самовъзпламеняване. Патентът е труден за описване в рамките на популярно издание, но ако все пак трябва да го кажем по-накратко нещата стоят по следния начин: при по-ниски оборотни режими и по-високо ниво на натоварване двигателят започва да впръсква гориво (директно) в последната част на процеса на сгъстяване и началната част на процеса на разширение (работният такт) като впоследствие започва процес на самовъпламеняване на сместа на принципа HCCI, който подробно ви описахме в технологичните поредици за горивните процеси в двигателите и за машините с наименование HCCI (можете да ги откриете в рездел технологии) . Сложната конфигурация с двойно сферична форма на камерата, разположението на свещите, процеса на завихряне са елементи от също толкова сложно проектиран горивен процес със създаване на бедна, но хомогенна смес, която след това се самовъзпламенява. Резултатите от това – висока ефективност, вследствие на високата степен на сгъстяване (благодарение на която се извършва и самовъзпламеняването) и широко отворената дроселова клапа, намаляваща помпените загуби при работа в тези режими.
Разбира се – и намалените емисии. Може би ще се запитате за коя автомобилна марка става дума. Няма да ви измъчваме – това разбира се е Mazda. Именно този патент е и в основата на обещаваната от японската компания изключително висока ефективност на второто поколение Skyactiv технологии, които трябва да достигнат серийно производство през 2020 година. Всъщност това е много скоро имайки предвид авангардния характер на технологичните решения които ще се включват в тях.
В момента създаването на електрически автомобили не е сред приоритетите на японската компания, а хибридните технологии ще се използват по-скоро за да помогнат на двигателя с вътрешно горене да работи в по-тесни и ефективни работни режими, в които могат по-лесно да се контролират новите горивни процеси. Именно последното е фундаменталният акцент в работата на компанията. В сърцевината му стои идеята че топлинният двигател с вътрешно горене все още предлага изключителен потенциал при съчетаване с високотехнологично електронно управление и умело проектирани проектирани горивни процеси.
„Електромобилите са студени, а нашето сърце е топло“, обичат да се шегуват от Mazda изразявайки така любовта си към двигателя с вътрешно горене и показват че автентичният характер на компанията материализиран години наред под формата на ванкелов двигател може да бъде интерпретиран и в наши дни с неконвенционални решения в конвенционалните машини, включително и при дизеловите двигатели.
Mazda е сравнително малка компания, отделяща голяма част от печалбата си за развойна работа. Фактът че благодарение на на високотехнологичните решения (които се оказват с изключителна практическа стойност под формата на двигателите, трансмисиите и каросерията Skyactiv) работят удивително добре като съчетание. Дизайнът на автомобилите Mazda е направо завладяващ, а надеждността на изключително високо ниво – всичко това обяснява изключителния ръст на печалбите на компанията в момента.
Така че Mazda може да си позволи да инвестира изключително в нови, сложни инженерни решения, сред които споменатите проекти за технологиите Skyactiv 2. Какво ще бъде включено в Skyactiv 3, които са предвидени са серийно въвеждане през 2025 година засега можем само да гадаем.
Автентичният дух
„Експериментатори и новатори, които изместват границите на нормата и статуквото”. Това е първото изречение, което ще откриете в Уикипедия като значение на думата „авангард. Именно цитираното изречение би изразило чудесно духа на Mazda. В държава като Япония, съставена от разтърсвани от постоянни земетресения и заливани от цунами острови, без суровини и върху скромно по размери жизнено пространство, хората оцеляват, оползотворявайки всяко късче земя и превръщайки технологичното си развитие в основен приоритет. Японците притежават удивителната способност да се учат и адаптират, както и да конструират самобитни по своя характер машини и в частност автомобили. Но израслата от пепелищата на Хирошима Mazda се откроява дори сред общата уникалност на японския автомобилен пейзаж като компания, създаваща неповторими инженерни и стилистични продукти. Ако видите замечтаната вглъбеност на хората, които работят в нея, може би ще откриете произхода на неподправената виталност и духа на създателите й, избрали символиката на зороастрийския бог на живота Ахура Мазда. Mazda се нарежда сред онези автомобилни конструктори и производители, които се ръководят от мечтите на хората и просто не могат да съществуват, без да прекрачват границите на общоприетото и без във всеки един миг да бъдат новатори и различни. Моделите на марката са известни с високото си качество (още през 80-те години читателите на auto motor und sport определят Mazda 626 за вносен автомобил номер 1 в Германия в продължение на пет години, а при 100 000-километровите тестове наследникът 6 печели безапелационно в класа си).
Дори един бегъл поглед из историческите анали на Mazda ще е достатъчен, за да открием източниците на нейната самоувереност. Японската фирма е единствен и ревностен знаменосец на ванкеловата идея и малкото производители на автомобили създали двигател, работещ по цикъла на Милър (Mazda Xedos 9 от 1993 до 2003 г. и по-късно Demio, известна в Европа като Mazda 2). Тук е редно да споменем дизеловия мотор с вълново сгъстяване на въздуха Comprex, каскадното и двуструйно принудително пълнене (Mazda СX-7), системите за активно завиване на задния мост на 626 от края на 80-те години, уникалната старт-стоп система i-Stop, в която стартирането се подпомага от горивния процес, и системата за регенериране на енергията с помощта на кондензатори i-Eloop. И за завършек да констатираме факта че това е единственият японски производител, спечелил надпреварата на 24-те часа на Льо Ман – естествено, с автомобил с ванкелов двигател! Колкото до стилистиката, то модели като Luce, култовите ванкелови Cosmo Sport, RX-7 и RX-8, роудстърът МХ-5 говорят красноречиво за уникалността на марката и в тази област.
Но тази малка на фона на автомобилните мастодонти японска компания е и олицетворение на срещата между мечтите и зрелия прагматизъм, изискващ толкова много качества от съвременния автомобил в една среда на безмилостна конкуренция.
Всъщност всичко започва преди 60 години
В името на стабилизирането на следвоенната икономика на Япония, правителство решава да консолидира 10 автомобилни марки в три компании. Идеята е да се елиминират на този етап недостатъците свързани с конкуренцията и да се намалят разходите за развойна работа. Hino, Isuzu и Prince се концентрират върху камионите, Nissan, Toyota и Mazda трябва да се обединят по един или друг начин. Това обаче не се харесва на президента на Mazda Тсунеи Мадсуда, който си дава сметка че за да запази независимостта на компанията трябва да предложи на клиентите си някаква уникална, но и практична технология. Така именно се заражда и сегашната философия на Mazda. Потенциално революционна технология тогава е двигателят на Ванкел, позволяващ директно превръщане на работата на газовете във въртеливо движение (един от малкото подобни работещи проекти от стотиците създадени такива, но това е друга история). По това време компактния двигател изглежда обещаваща алтернатива.
През 1967 година или преди почти 50 години, серийният Cosmo Sport с двуроторен ванкелов двигател вече се предлага на клиенти. В рамките на едно десетилетие продажбите на Mazda нарастват десетократно, от 41 000 на 400 000 автомобила, а броят на служителите се увеличава от 4500 на 21 000.
Роторният двигател се превръща във фундаментална част от историята на Mazda и част от нейната ДНК. Този двигател помага много и на инженерите на научат повече за горивните процеси, защото сърповидната и отваряща се в процеса на горене камера на двигателя предразполага друго развитие на самия процес, един от резултатите на който е както намалената склонност към детонации, така и интензивното генериране на емисии в „остиетата“ на сърпа. Част от недостатъците се отстраняват с въвеждането на две свещи на цилиндър; директното впръскване също би елиминирало част от проблемите. Освен това, както показаха захранваните с водород концепции, ванкеловият двигател е много подходящ за работа с водород поради отделянето на частта от двигателя в която се извършва всмукването на сместа и топлата част, където се осъществява горенето.
Ванкеловата идея
Въпреки че много от проблемите, като този с уплътняването на цилиндрите си остава, от Mazda не са се отказали от тази символна за тях машина. Компанията продава над един милион RX-7 от различните поколения и RX-8 в периода 1978-2012 година. Последната RX-8 напуска поточната линия през 2012 година, а заради високите изисквания към емисиите и въпреки огромните инвестиции двигателят със съотвестващ на 1,6 литра работен обем с директно впръскване показан в концепцията от 2007 година Taiki си остава само концепция. В едно интервю Кеничиро Саруватари, вицепрезидент на развойната дейност на Mazda Europe, пояснява че компанията все още е в ранна фаза по отношение на разработката на роторен двигател – което пък недвусмислено означава че на инженерно ниво разработките продължават.
Представената в края на 2014 година уникална по своята стилистика студия RX-Vision изразява факта че идеята за роторния двигател не е изоставена (само такъв тип двигател може да се побере в този автомобил). Както казахме какво ще стане с нея не е ясно, но е факт че интензивната развойна работа по новите горивни процеси, респективно авангардните технологии в двигателите върви с пълна пара. Според един от шефовете на борда на директорите на Mazda Куоши Фудживара, има две много основни причини инвестициите във ванкеловия двигател да не спират – грижата за клиентите и феновете на марката и мотивацията на служителите. Именно това е част от марковата етика на Mazda, която кара последните да се чувстват уникални..
Главен приоритет – горивните процеси
Очевидно е че компанията трябва умело да борави със средствата които неизменно пълнят касата на Mazda през последните години, балансирайки между необходимостта от поддържане на имиджа на уникалност включващ и нуждата от продължаване на развойната дейност във роторния двигател и развитието на напълно нови технологични решения като HCCI Skyactiv мотори. По всичко личи че от Mazda ще продължат да бъдат фокусирани върху усъвършенстването на на ДВГ (очевидно без да се избегне и даунсайзинг тенденцията, съдейки по турбо двигателя за новата CX-9), включващо деактивирането на цилиндри и гореспоменатата HCCI технология. От Mazda твърдят ще искат да бъдат първия автомобилен производител който ще въведе тази технология серийно.
Трудно е да си различен. Ако избягаш от модерните тенденции и впримчиш цялото си усилие върху технологии които досега никой не успял да доведе до практична реализация рискуваш собственото си бъдеще. Какво ще направи оттук насетне Mazda предстои да видим.
Текст: инж. Георги Колев