Det låter nästan för bra: en blandning av diesel- och bensinmotor, supersnål och riktigt stark. En HCCI-motor som verkligen funkar? Mazda påstår att de lyckats och kallar sin Skyactiv-X motor för SPCCI, vilket ska utläsas som ”Spark-Plug Controlled Compression Ignition”.
Och när vi nu ändå är inne på förklaringar så står HCCI för ”Homogeneous Charge Compression Ignition”. HCCI-motorn har en speciell lyster omkring sig då den rent teoretiskt är fantastiskt bränsleeffektiv – men väldigt svår att anpassa till vardagsbruk.
HCCI-motorn fyller cylindern med en snål bränsleluftblandning som självantänder av kompression. Liknande en dieselmotor, alltså. En av fördelarna är att man får en förbränning som startar simultant i hela förbränningsrummet, istället för att börja vid tändstiftet med en flamfront som sprider sig successivt ut över kolven mot cylinderväggarna.
Många fordonstillverkare och forskare har försökt att konstruera en fullt ut fungerande HCCI-motor, men ingen har lyckats. Ett av problemen är att HCCI-motorn visserligen blir väldigt snål under dellast – vilket är bra, för där kör vi bilister för det mesta – men inte fungerar lika bra vid högre effektuttag.
Men Mazda hävdar alltså att de löst problemen. En av de viktigaste pusselbitarna är att man vid behov övergår till att initiera förbränningen med en gnista från ett centralt placerat tändstift i förbränningsrummet. Mazda blandar alltså ihop två motortyper, HCCI och SI (Spark Injection). SI-tekniken underlättar också vid kallstart.
Precis innan gnistan kommer sprutas en extra dos bensin in, Skyactiv-X motorn är direktinsprutad, och då bildas ett litet ”fett moln” runt tändstiftet. Här är bränsleluftblandningen tillräckligt fet för att tända på vanligt sätt, sen fortsätter flamfronten att sprida sig över resten av förbränningsrummet.
Som vi alla vet vid det här laget är det en stor utmaning att rena avgaserna i dieselmotorer, speciellt från NOx (kväveoxider). BMW har visat att det går att komma långt men då måste man kombinera flera dyra system som SCR-katalysator med AdBlue-insprutning, NOx-fälla och olika typer av EGR (avgasinblandning i insugsluften).
Men en HCCI-motor avger i ”normalläget” en mycket mindre mängd NOx än en dieselmotor, cirka 1.000 gånger mindre. Med detta gynnsamma utgångsläge blir det betydligt enklare att få till en effektiv avgasrening. Mazda har valt att köra sin Skyactiv-X SPCCI-motor på bensin, men det hade även gått att använda diesel som bränsle. Eller etanol, metangas (biogas/naturgas) samt blandningar av olika bränsle.
För att skapa ett överskott av luft använder Mazda sig av en kompressor i sin fyrcylindriga 2,0-liters SPCCI-motor. Man använder även kyld EGR (inblandning av avgaser i insugsluften). Kompressionsförhållandet ligger mellan 15:1 och 16:1, mera exakta än så vill Mazda inte vara.
Jämfört med en konventionell bensinmotor i samma storlek ger Skyactiv-X motorn cirka 30 procent mer vridmoment, snabbare gasrespons och upp till 20 procent lägre bränsleförbrukning – enligt Mazda. Den lägre förbrukningen blir ännu mera påtaglig vid exempelvis stadskörning där inte så mycket effekt behövs.
Den stora utmaningen för Mazda har varit att få en sömlös övergång från HCCI till SI, eller SPCCI som man kallar det. Enligt de journalister som haft tillfälle att köra motorn märks inga vibrationer eller ojämnhet i gången. Men det finns en liten skillnad i motorljud, om man lyssnar noga.
Här har Mazda en del finjusteringar kvar och sannolikt krävs det bättre ljudisolering i motorrummet. Som man kan se i videoklippen nedan har Mazda lagt en stor motorkåpa över SPCCI-motorn och det är förmodligen en form av tjock ljudisolering.
Mer information om Skyactiv-X tekniken i Mazdas pressrelease.
