Thế hệ động cơ Skyactiv hiện tại của Mazda đang được người tiêu dùng đánh giá cao về khả năng tiết kiệm nhiên liệu, nhưng dường như điều đó là chưa đủ làm Mazda thoả mãn. Hãng này công bố mục tiêu đầy tham vọng, vào khoảng năm 2020 Mazda sẽ ra mắt thế hệ động cơ mới tiết kiệm nhiên liệu hơn 30% so với thế hệ động cơ Skyactiv hiện nay.Mitsuo Hitomi, người phụ trách phát triển động cơ của Mazda cho biết, động cơ xăng và diesel mới sẽ có tên gọi là Skyactiv 2.
[pagebreak]
Động cơ Skyactiv hiện nay của Mazda sở hữu hệ số nén 14:1, trong khi động cơ của các nhà sản xuất ô tô khác chỉ có hệ số nén dưới 12:1. Động cơ Skyactiv 2 sẽ là động cơ HCCI (động cơ nạp nhiên liệu đồng nhất kích nổ bằng lực nén) với hệ số nén 18:1. Nếu mọi việc diễn ra đúng theo kế hoạch, động cơ công nghệ HCCI của Mazda sẽ ra mắt vào năm 2020. Ông Hitomi cũng cho biết kế hoạch tiếp theo sau Skyactiv 2 sẽ là Skyactiv 3 dành cho mục tiêu phát triển đến năm 2025.
Mitsuo Hitomi, người phụ trách phát triển động cơ của Mazda
Động cơ "Homogeneous charge compression ignition" (HCCI) là mục tiêu phát triển đầu tiên của các hãng đi tiên phong trong việc nghiên cứu sản xuất động cơ đốt trong.Quá trình phát triển HCCI :
Trước khi phát minh ra động cơ xăng 4 kỳ kích nổ bằng tia lửa điện vào năm 1876, từ năm 1862 kỹ sư người Đức Nikolaus August Otto đã nghiên cứu động cơ kích nổ bằng sức nén nhưng không thành công do không kiểm soát được thời điểm kích nổ. Chủ động kích nổ bằng tia lửa điện trước khi hòa khí tự kích nổ bằng sức nén chỉ là giải pháp tình thế mà Otto thực hiện để loại trừ tình trạng nổ sớm làm giảm hiệu suất động cơ cho dù giải pháp này có nhiều nhược điểm.
Nhược điểm quan trọng nhất của động cơ kích nổ bằng tia lửa điện là phản ứng cháy nổ diễn ra trong một khoảng thời gian nhất định. Trong thời gian này, phản ứng cháy lan từ bu-gi đến ngoài rìa buồng đốt diễn ra cùng với kỳ giãn nổ của động cơ. Khi nhiên liệu chưa cháy hết đã đến kỳ thoát làm giảm hiệu suất động cơ và thất thoát nhiên liệu. Các nhà nghiên cứu ước tính trong thời kỳ động cơ Otto mới ra đời chỉ 20% đến 25% nhiên liệu được sử dụng để sinh công hữu ích.
Năm 1897, kỹ sư người Pháp Rudolf Diesel phát minh động cơ lấy tên ông, kích nổ bằng sức nén. Nguyên tắc hoạt động của động cơ Diesel là nén không khí với áp suất cực cao trong buồng đốt, đến cuối kỳ nén và đầu kỳ nổ dãn nhiên liệu mới được phun vào khối không khí nén có nhiệt độ cao do bị nén và được kích nổ, như vậy nhiên liệu được đốt cháy ở dạng hạt (trạng thái phân tầng). Trong điều kiện này, phản ứng cháy vẫn diễn ra trong một khoảng thời gian, không diễn ra tức thời và vẫn có nhược điểm không đốt hết nhiên liệu như động cơ Otto.
Mazda CX-5 hiện đang thành công trên toàn thế giới nhờ động cơ Skyactiv
Ở động cơ HCCI, để nhiên liệu có thể được đốt cháy hết, sản sinh hiệu suất tối đa, đòi hỏi quá trình cháy phải diễn ra tức thời, muốn vậy nạp liệu (hỗn hợp nhiên liệu và không khí, còn được gọi là hòa khí) phải ở dạng đồng nhất, các phân tử nhiên liệu phải tiếp xúc với các phân tử oxy và phải được kích nổ bằng áp suất.
Điều này có nghĩa là động cơ HCCI phải kết hợp được 2 tính chất: nạp liệu đồng nhất của động cơ Otto và kích nổ bằng áp suất của động cơ Diesel. Do vậy động cơ "Homogeneous charge compression ignition" (HCCI) do người Nhật và người Mỹ gọi còn có tên động cơ Otto-Diesel hay Diesotto ở châu Âu.
Trong suốt 150 năm qua, các nhà sản xuất ô tô và khoa cơ khí của những trường đại học danh tiếng trên thế giới đều nghiên cứu động cơ HCCI nhưng chưa ai thành công.
Vào năm 2007, GM đã thành công trong việc chế tạo động cơ xăng HCCI, tuy nhiên động cơ của GM chỉ hoạt động được ở tốc độ chậm.
Trong triển lãm ô tô quốc tế Frankfurt 2007, Mercedes-Benz có triển lãm động cơ khái niệm 4 xy lanh 1.8 lít công nghệ HCCI sản sinh 235 mã lực, 400 Nm mômen xoắn. Động cơ được Mercedes đặt tên DiesOtto để tưởng nhớ 2 nhà sáng chế Diesel và Otto. Không rõ lý do đến nay Mercedes chưa đưa ra phiên bản nguyên mẫu.
Mitsuo Hitomi cho biết với động cơ HCCI, công ty sẽ không cần đến công nghệ van biến thiên liên tục và sẽ chỉ sử dụng hộp số 6 cấp, không cần đến hộp số nhiều cấp vì động cơ đủ mạnh và hiệu quả nhiên liệu hơn.
Mitsuo Hitomi cho biết thêm điều khó nhất trong việc sản xuất động cơ HCCI là kiểm soát được nhiệt độ buồng đốt khi động cơ hoạt động ở tốc độ nhanh để tránh hiện tượng tự đánh lửa sớm và điều này Mazda đã tìm được cách giải quyết.
Năm 2011, khi giới thiệu công nghệ Skyactiv với công chúng, ông Takashi CEO của Mazda tuyên bố hệ số nén 14:1 chỉ là điểm dừng chân tạm thời của Mazda. Đích đến của Mazda là công nghệ HCCI với hệ số nén 18:1. Nhưng lúc đó ông Takashi chưa xác định mốc thời gian cụ thể. Nay Mazda tuyên bố cụ thể thời điểm ra mắt động cơ HCCI vào năm 2020 sẽ là tin gây chấn động làng cơ khí ô tô.
(tổng hợp internet - theo autonews)
Last edited by a moderator:
