Mazda đã tạo ra động cơ xăng tốt nhất thế giới

Mazda có lẽ là hãng xe Nhật Bản nổi bật nhất vì tinh thần sáng tạo và cải tiến không ngừng. Tại diễn đàn công nghệ năm, Mazda lại khiến cả thế giới kinh ngạc với SkyActiv-X, giải pháp đầu tiên chạm đến sự hoàn hảo với động cơ đốt trong trên thế giới. Đồng thời là những cải tiến công nghệ tổng thể đưa chất lượng xe Mazda tiệm cận với đẳng cấp của xe sang.

Mazda vốn nổi tiếng bằng triết lý Zoom Zoom với những giải pháp công nghệ tiên tiến đầy chiều sâu và những giá trị nhân bản, tạo sự đổi mới và khác biệt trong xe Mazda. Triết lý Zoom Zoom là niềm vui, sự hứng khởi, cảm xúc bay bổng khi chuyển động. Vì vậy, điều đặc biệt ở mỗi chiếc Mazda mà bạn sẽ dễ dàng nhận thấy là cảm giác lái đầy hứng khởi, cùng khả năng vận hành xuất sắc. Liên tục từng năm triết lý này được Mazda cải tiến, nền tảng là các phiên bản mới nhất của gói công nghệ SkyActiv và thiết kế KODO.

Hiện nay Mazda đã chính thức hoàn thiện dòng động cơ xăng có hiệu năng hoàn hảo nhất với gói công nghệ SkyActiv-X và chuẩn bị lắp vào xe sản xuất hàng loạt. Về bản chất động cơ đốt trong (xăng) cho tới hiện tại tất cả các hãng xe đều bế tắc không thể tối ưu hơn. Vẫn phụ thuộc vào phương pháp đánh lửa dạng tia với bugi truyền thống (SI). Nhược điểm là tất cả buồng nhiên liệu chỉ được đốt cháy một lúc và không được đốt cháy triệt để, hậu quả là lãng phí nhiên liệu, xả thải nhiều, công suất không đạt tối đa. Theo tính toán thì thiệt hại tới khoảng 30% so với mức hoàn hảo của kiểu động cơ diesel bằng phương pháp hỗn hợp hòa khí-nhiên liệu nén tối ưu kích nổ mà không cần bugi châm lửa.

Nhưng công nghệ mới nhất Skyactiv-X đã coi như tìm ra giải pháp. Mazda mô tả thế hệ động cơ “X” mới của họ là nổ máy “không cần bu-gi” cho động cơ xăng, với tên gọi Khởi động nổ đồng nhất HCCI (Homogenous Charge Compression Ignition). Về kỹ thuật đây là công nghệ mà xi-lanh sẽ tăng tỷ số nén, tính toán lại thời điểm phun xăng, thời điểm mồi lửa khớp với hỗn hợp hòa khí-nhiên liệu tối ưu, kích nổ toàn bộ nhiên liệu ở mọi điểm trong buồng đốt, sử dụng áp suất để đốt cháy mà không cần lệ thuộc hết vào bugi châm lửa.

Điểm khác biệt của động cơ Mazda là kỹ thuật đánh lửa nén - Compression Ignition. Trong quá trình này, xăng sẽ được nén lại với áp suất rất cao, tới mức nó tự bắt lửa mà không cần tới bugi.. Công nghệ này tương tự như cách động cơ diesel đang vận hành hiện tại. Tuy nhiên do khác biệt về thành phần nhiên liệu, nên chưa thể lý tưởng hóa động cơ xăng như diesel vì vẫn cần tới sự xuất hiện của bugi với vai trò đánh lửa “mồi”. Vì vậy, mỗi xi-lanh vẫn được gắn một bugi và đánh lửa khi cần, khi tỉ số nén lên cao nhất theo tính toán của bộ điều khiển. Nên kỹ thuật đánh lửa này được gọi là Khởi động kiểm soát đánh lửa SCCI (Spark Controlled Compression Ignition).

Điểm bất ngờ nhất trong sáng tạo của Mazda ở thế hệ SkyActiv-X là ở kỹ thuật kiểm soát được thời điểm nén hỗn hợp khí nhiên liệu. Thực tế ngay từ thế hệ công nghệ động cơ SkyActiv-G (hiện tại), Mazda đã nổi tiếng vì đẩy tỉ số nén lên cao nhất trong các động cơ trên xe thương mại (14.7:1). Nhưng vẫn không đốt cháy triệt để với cơ chế đánh lửa ở buồng đốt này, đồng thời cần chất lượng xăng rất sạch. Và nếu tiếp tục nén hỗn hợp hoà khí-xăng cho đến khi nó ở dưới ngưỡng chịu nén và tự nổ toàn bộ tương tự như động cơ dầu thì không có buồng đốt nào chịu nổi.

Để giải quyết, một hệ thống đốt cháy nhiên liệu độc quyền của Mazda ra đời với tên gọi “Khởi động kiểm soát đánh lửa SCCI ". Cho phép chuyển đổi chu trình cháy một cách liền mạch giữa giai đoạn nén tối ưu và đánh lửa. Tức là vẫn có một bugi trên mỗi xy-lanh; sử dụng bộ cảm biến áp suất và ECU mới. Động cơ SkyActiv-X sử dụng bugi để đốt hỗn hợp nhiên liệu không khí nén ở thời gian tính bằng nano giây, tạo ra một “quả cầu lửa” kích nổ đều, đồng thời gia tăng thêm tỉ số nén cao nhất trong buồng đốt, tới ngưỡng tất cả các vùng hỗn hợp khí còn lại tự cháy.

Thay vì sử dụng bugi phóng tia lửa để đốt hỗn hợp nhiên liệu không khí ở đỉnh của hành trình piston, bugi sẽ đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu không khí ngay trong quá trình piston đi lên. Điều này tạo ra một “cầu lửa” mở rộng, làm tăng thêm áp suất trong xilanh, tăng nhiệt độ và tỉ lệ nén hỗn hợp hòa khí cháy ở mức dự định. Kết quả là, bugi kiểm soát thời gian đánh lửa nén, mà Mazda gọi là Spark Ignition Compression Ignition (SPCCI), tỉ số nén họ đã đạt được tới mức 18.0:1 đặc biệt là có thể dùng được cả với xăng Ron thấp. Hàng loạt thử nghiệm thực tế của Mazda cho thấy động cơ SkyActiv-X đã tăng 20-30% công suất, tăng 10-30% mô-men xoắn và giảm tiêu thụ nhiên liệu so với động cơ xăng hiện tại. Với công nghệ này, phiên bản động cơ 2.0 lít sẽ cho công suất 189 mã lực và 230Nm. Động cơ 2.0 lít hiện tại của Mazda chỉ cho công suất 163 mã lực + mô-ment xoắn 210Nm. Không dừng lại đó, động cơ mới phát sinh ít nhiệt lượng hơn, giảm rung động, gia tốc tăng mượt hơn.

Như vậy có thể nói rằng Mazda với ngân sách nghiên cứu nhỏ, lại là hãng đầu tiên tạo ra được dòng động cơ xăng gần như hoàn hảo nhất. Tiết kiệm nhiên liệu từ 20% đến 30% so với các động cơ hiện tại, mạnh tương đương với động cơ diesel, nhưng lại không thải ra nhiều khí nitơ điôxit hoặc bụi bẩn cao.  Đặc biệt theo như ông Hidetoshi Kudo – Trưởng dự án của Mazda cho biết, dòng xe Mazda3 2019 sẽ được áp dụng ngay gói công nghệ này, cùng với những nâng cấp cực hiệu quả về thiết kế và kết cấu trong chế tạo thân xe gồm; Ngôn ngữ thiết kế Kodo Design 2, khung xe mới Skyactiv-Body & Chasis thế hệ thứ 2 cũng như công nghệ kết nối Mazda Connect mới.. cùng động cơ SkyActiv-X sẽ tạo nên cú đột phá đẳng cấp cho Mazda.

Nguồn: Mazda