Asistent direktorja za pogonske sklope v Mazdinem evropskem razvojnem središču Tobias Albert nam je razložil, kaj so naredili, da so rotacijski motor prilagodili za uporabo v novi vlogi bencinskega motorja, ki v serijskem hibridu zagotavlja elektriko za podaljšanje dosega električnega avtomobila z razmeroma majhnim osnovnim električnim dosegom.
Albert pravi, da so v želji, da bi odpravili skrbi zaradi dosega, ki so se pri marsikom pojavljale zaradi razmeroma majhne baterije na mazdi MX-30 BEV, v sistem dodali električni generator, ki ga poganja rotacijski bencinski motor. Rotacijski motor, ki je sicer pomemben člen Mazdinega izročila, so izbrali zaradi kompaktne velikosti, ki jim je omogočila, da so bencinski motor, generator in pogonski motor lahko združili kompaktno koaksialno enoto, ki so jo kot klasični motor z notranjim zgorevanjem prečno vgradili v motorni prostor.
Ko gre za sestavo samega avtomobila, je celotna pogonska enota iz Wanklovega motorja, generatorja in elektromotorja vgrajena v motorni prostor spredaj. V centralnem delu šasije pod potniško kabino je litij-ionska baterija, ki v tem primeru razpolaga s kapaciteto 17,8 kilovatne, torej je precej manjša od baterije v baterijski električni mazdi MX-30, saj je morala prepustiti prostor še 50-litrski posodi za bencin, ki je vgrajena pod zadnjo klop oziroma prtljažnik.
Sistem je zasnovan tako, da omogoča 85 kilometrov električne vožnje, kar je dovolj za dnevne potrebe večine lastnikov. Dodatna zaloga energije v obliki bencina pa omogoča daljše vožnje z razdaljo do 680 kilometrov. Avtomobil sicer poganja zgolj elektromotor, saj povezave med Wanklovim motorjem in kolesi sploh ni.
Posodobljeni stari znanec
Wanklov motor, ki služi v vlogi podaljševalnika dosega, je sicer stari znanec iz Mazdinih vozil, vendar so ga za uporabo v mazdi MX-30, kljub temu, da ima podrejeno vlogo in večinoma deluje v optimalnem načinu, dodatno razvili. Novi enoploščni rotacijski motor z oznako 8C ima delovno prostornino 830 kubičnih centimetrov ter razvija moč 125 kilovatov pri 9.000 vrtljajih in navor 260 njutonmetrov med 0 in 4.481 vrtljaji.
V mazdi RX-8, zadnjem Mazdinem modelu z rotacijskim motorjem, je deloval dvoploščni rotacijski motor 13B renesis, v katerem je vsaka enota razpolagala z delovno prostornino 654 kubičnih centimetrov, kar je celotnemu motorju dalo delovno prostornino 1,3 litra .
Mazdini inženirji so povečanje delovne prostornine enote motorja dosegli tako, da so debelino rotorja sicer zmanjšali z 80 na 76 milimetrov, vendar pa so delovni radij rotorja s 105 povečali na 120 milimetrov. V bistvu je šlo za povečanje velikosti samega rotorja. Povečali so tudi ekscentričnost rotorja s 15 na 17,5 milimetra. Albert je pojasnil, da, če dimenzije prevedemo v batne motorje, debelina bata ustreza vrtini valja, ekscentričnost v kombinaciji z delovnim radijem rotorja pa ustreza hodu bata. Dodal je, da bi o motorju 8C je v primerjavi z motorjem 13B renesis lahko v pojmih batnih motorjev govorili kot o motorju z dolgimi hodi bata.
Tri področja za izboljšave
Albert pravi, da so me razvojem motorja identificirali tri glavna področja, ki so jih naslovili. Prvo je učinkovitost emisij, drugo je zmanjšanje mase, tretje pa povečanje termalne učinkovitosti. Ko govorimo o termalni učinkovitosti motorja, gre za to, da dosežemo čim bolj idealno zgorevanje goriva, da se čim več njegove energije pretvori v delo. V začetku razvoja tehnologije Skyactiv so sicer identificirali sedem kontrolnih točk za zagotavljanje termalne učinkovitosti.
Te kontrolne točke so uporabili tudi za optimizacijo rotacijskega motorja. Med ukrepi so bili povečanje kompresijskega razmerja, skrajšanje časa samega zgorevanja ter zmanjšanje mehanskega trenja med deli motorja. Največja faktorja, s katerima so izboljšali učinkovitost zgorevanja, sta bila neposredno vbrizgavanje goriva in optimizarana oblika zgorevalne komore.
Elektronsko nadzorovano direktno vbrizgavanje omogoča, da se gorivo uplini pri nižji temperaturi in da se prepreči vbrizganje prevelike količine goriva. Gorivna zmes se tudi bolj enakomerno razporedi okoli vžigalne svečke, zato se bolj učinkovito vname. Optimizirana oblika zgorevalne komore pa ustvari visoko gibanje zraka in vodi k hitrejšemu in bolj učinkovitemu zgorevanju vse gorivne zmesi. Zgolj ti dve izboljšavi sta jim omogočili, da so lahko kompresijsko razmerje motorja z 10 povečali na 11,9, s čimer so avtomatsko povečali tudi termalno učinkovitost motorja.
Ukrepi proti trenju
Premikanje mase zahteva energijo in zmanjša učinkovitost, zato so jeklene bočne stranice ohišja starega motorja na novem nadomestili z aluminijastim, s čimer so mu maso zmanjšali za 15 kilogramov. Uporaba aluminija, pravi Albert, je pomenila velik izziv, saj je zaradi poroznosti tega materiala prišlo do povečane porabe motornega olja. Da bi to težavo odpravili, so bočne površine obdelali s z brizganim keramičnim površinskim nanosom, ki je zmanjšal tudi trenje in obrabo površin. S tem ukrepom so namreč na površinah zagotovili zadostni oljni film za preprečevanje trenja med rotorjem in bočnimi površinami motorja.
Uporaba rotacijskega motorja v vlogi generatorja elektrike v avtomobilu s podaljševalnikom dosega pomeni tudi, da se motor pogosto ustavlja in zaganja, kar v kombinaciji z neposrednim vbrizgom goriva lahko povzroči povečano trenje in obrabo treh tankih stikov med rotorjem in obodnimi površinami komore. Tri obodna tesnila rotorja so zato povečali z 2 na 2,5 milimetra. Izboljšali so tudi obdelavo obodnih površin komore, s čimer so dodatno zmanjšali njihovo trenje v stiku s tesnili in izboljšali tvorbo oljnega filma. Poleg tega so motorju in generatorju zagotovili učinkovito oljno hlajenje ter jima tako zagotovili dodatno učinkovitost.
bolj in bolj komplicirajo. zdej samo še čakam da dajo zraven še kakšen parni motor, kjer bodo izkoriščali toploto, ki …