Met een benzinemotor die de thermodynamische eigenschappen van een energiezuinige diesel kreeg ingebouwd

Mazda commercialiseert zijn SkyActiv-X benzinemotor in CX30 en “Drie”. Een motor die de thermodynamische eigenschappen van een diesel meekrijgt en zo energie-bewuster, CO2-spaarzamer en zelfs milieuvriendelijker acteren kan. Verblind door elektro-heilzaamheid en misleid door demoniserende milieu-beschouwingen mbt tot dieseltechnologie, hebben een aantal autofabrikanten de diesel uit hun gamma ‘verbannen’. Niet bij Mazda, zo leert SkyActiv-X. Zo ook zien we tijdens het salon van Tokyo waar Mazda een nieuw ontwikkelde dieselmotor presenteert. En dat is niet enkel omdat op de Japanse  markt de hier gedemoniseerde diesel opnieuw in opmars is. 

In het begin

Eerdere SkyActiv-opstellingen confronteerden met benzinemotoren die hun gasmengsel gedeeltelijk zelf-ontstekend deden ontbranden. Het werkgebied, waarin de zogenaamde compressie-ontsteking zich voltrok, was aanvankelijk te beperkt. Kwam daarbij dat de hitte ontwikkeling in de verbrandingskamers moeilijk te beheersen was. Als gevolg trouwens van van snelle drukstijging en dito temperatuuropbouw van het gasmengsel in de cilinders. En er was nog een probleem: de controle bij overgang van vonk – naar compressie-ontsteking en omgekeerd verliep moeizaam. 

Homogene compressie-ontsteking 

Mede door een voor benzinemotoren uitzonderlijk hoge compressieverhouding wordt homogene zelfontbranding mogelijk gemaakt

Maar aanvankelijke SkyActiv-proeven leverden de thermodynamisch gespecialiseerde laboranten ook hoopvolle perspectieven op. Zo konden de aan benzinemotoren eigen zijnde smoor(klep)-verliezen gevoelig gereduceerd worden. Door de kleppen in de verbrandingskamers zodanig te openen en sluiten dat de aangezogen luchthoeveelheid niet alleen met de gasklep moest geregeld worden. Een belangrijke SkyActiv-eigenschap is trouwens dat tijdens de inlaatslag, zowel de gasklep als de inlaatkleppen open staan.

Sky-Activ-X motor

Om – met veel lucht in de cilinders de kans op een te snelle spontane zelfontsteking te verkleinen – blijven bij aanvang van de compressieslag de inlaatkleppen even open (Miller-cycle), zodat overtollige lucht uit de cilinder kan ontsnappen en de pompverliezen beperkt blijven. Het langer openhouden van de inlaatkleppen zou in een traditionele benzinemotor en als gevolg van drukdaling, tot gedestabiliseerde verbranding kunnen leiden. De uitzonderlijk hoge compressieverhouding (bij SkyActiv-X is dat 16,3:1) resulteert hier in een zich snel opbouwende cilindertemperatuur en homogene compressie ontsteking op het juiste moment. 

Controlerende bougie-vonk 

De SkyActiv-X uit onze Mazda3 testwagen is de eerste commerciële benzinemotor die zijn brandstof/luchtmengsel – naar het voorbeeld van dieseltechnologie –  spontaan kan ontbranden nadat het gasmengsel de  compressieslag wordt samengedrukt. Om komaf te maken met o.a de complexe sturing bij overgang van vonk-  naar compressie-ontsteking en omgekeerd,  bedacht Mazda de Spark Controlled Compression Ignition. Het werkgebied waarin compressieontsteking mogelijk wordt daarmee gemaximaliseerd en een naadloze overgang van vonk- naar zelfontsteking en omgekeerd werd het resultaat.

  Een ander knelpunt bij deze zelf-ontstekende benzinemotor was de complexe beheersing van de snelle druk- en temperatuuropbouw in de verbrandingskamers. Het druk-probleem werd aangepakt met druksensoren die het motorbeheer voortdurend informeren. Adiabatische  verbranding (verbranding zonder warmteafgifte) brengt soelaas in het thermisch probleem. Extra koeling was geen optie want dat zou extra (koel)verliezen voor gevolg hebben. 

Lambda groter dan twee

Mager mengsel (Lambda > 2 of 2 deeltjes zuurstof voor één portie brandstof) laat zich niet meer ontsteken door een bougievonk. In deze SkyActiv-X motor zal hoge compressie en snel snel oplopende cilinder-druk en -temperatuur wel voor een spontane, efficiëntere en milieuvriendelijker ontbranding van dit magere mengsel zorgen. Bougie-loze ontsteking zorgt er dus voor dat deze motor onder bepaalde omstandigheden (zeer) arm mengsel kan verteren. Dit bij een rendement dat dit van diesels evenaart. Zonder pompverliezen, met minder brandstof, meer lucht en jawel, ook met minder  schadelijke stikstofoxiden (NOx). Natuurlijk draait deze SkyActive-X motor niet doorheen het complete werkgebied als een diesel. De mengselverhouding kan dus variëren: Tussen Lambda < 2 voor vonkontsteking en Lambda > 2 bij spontane, homogene verbranding. 

SkyActiv-X en Mazda3 

De in thans in de Mazda3 geïntroduceerde SkyActiv-X motor genereert alvast meer werklust dan Skyactiv-G motor (Model 2018 Mazda3 Skyactiv-G 2.0 zonder cilinder uitschakeling).  Belangrijk is dat het werkgebied, waarbinnen de brandstofeconomie als gevolg van spontane en homogene verbranding gunstiger is, uitgestrekter werd.  De voorwielaangedreven Mazda3  met manuele zesbak zou zich met een gemiddeld (WLTP) verbruik van 5,3 l/100 km tevreden stellen. Wij noteerden tijdens onze test 6,2 l/100 km. 

Met 180 pk en 224 Nm zou de Skyactiv-X sneller moeten zijn dan met de – nog altijd in de Mazda3 beschikbare SkyActiv-G krachtbron. Aanvankelijk durft men zich afvragen waar die 180 pk zit. Aan werkijver is geen gebrek maar de pk’s laten zich moeilijk voelen. Een sprintkampioen is dit dus niet. Eerder een marathonloper met grote longinhoud. Accelereren van 0-100 km/u duurt 8,2 seconden en de top ligt een stuk boven de 200 km/u. Het sprint-karakter van een hoogtoerig acterende turbobenzine moet men dus niet verwachten. Veelrijders die gezonde werklust – bij lage en middentoeren – naar waarde weten te schatten, zitten goed. Zeker als men weet dat voldoende werklust bij lage toeren zich vooral vertaalt in gunstige verbruikscijfers. 

Energie-bewust

Mazda biedt de SkyActiv-X motor aan in zowelL de Mazda3 hatchback als sedan

De Skyactiv-X motor klinkt iets ruwer dan een Skyactiv-G.  We ervaren hem eerder als een  moderne, geluidsvriendelijke-  maar volkomen trillingsvrije diesel.  Voor allen die de technologische realiteit van dit Sky-Activ verhaal te complex vinden. Het volstaat om te beseffen dat deze motor de thermodynamische eigenschappen van een diesel ingebouwd kreeg en zo energie-bewuster, brandstofzuiniger, CO2-spaarzamer en een stuk milieuvriendelijker acteren kan. Weet ook dat deze SkyActiv-X motor in zowel Mazda3 sedan als hatchback wordt aangeboden en te combineren is met manuele of automatische versnelling. In de Mazda3 Hatchback wordt de Skyactiv-X motor aangeboden met de keuze uit voor- en vierwielaandrijving. 

Mazda3 SkyActiv-X: Kort technisch

Motor: 4-cilinder benzine

Cilinderinhoud: 1.988 cc

Compressie: 16,3:1

Vermogen: 132KW/180 pk bij 6000 opm

Koppel: 224 Nm bij 3000 opm

Mazda M-Hybrid: standaard

Mazda i-stop: standaard

Uitlaatgasreiniging: 3 functionele katalysator, GPF (Benzine partikel filter) 

Emissie rating: Euro 6D

Acceleratie 0 tot 100 km/u: 8,2 sec

Topsnelheid: 216 km/u

Gemiddeld verbruik en CO2 (WLTP)

Sedan FWD 6MT: 5,3 l/100 km 122 g/km CO2

Sedan FWD 6AT:  5,7 l/100 km 136 g/km CO2

Hatchback FWD 6MT:  5,2  l/100 km  125 g/km CO2

Hatchback FWD  6AT:  5,8  l/100 km  140 g/km CO2

Hatchback AWD 6MT: 5,7  l/100 km  137 g/km CO2

Hatchback AWD 6AT:  6,4  l/100 km  149 g/km CO2

Gemeten gemiddeld testverbruik (Hatchback FWD 6MT): 6,2 l/100 km

Prijzen Mazda3 SkyActiv-X

Mazda3 SkyActiv-X sedan:         vanaf 23.860 exclusief btw

Mazda3 SkyActiv-X hatchback: vanaf 23.450 exclusief btw