پیشرانه جدید مزدا، شاهکار بنزینی که از خودروی برقی پاکتر است!
در دنیایی که آیندهٔ آن با پیشرانههای برقی گره خورده، مزدا بیسروصدا در حال تکمیل کردن یک شاهکار مهندسی است در قالب موتور درونسوز جدید است. این شرکت ژاپنی با معرفی نسل جدید پیشرانههای خود با نام اسکایاکتیو Z، قصد دارد موتورهای بنزینی را به دستگاههای تصفیه هوا تبدیل کند! این یک شعار تبلیغاتی نیست. این فناوری، اوج تکامل خانوادهٔ موتورهای اسکایاکتیو است که سالهاست بدون هیاهوی توربوشارژرها یا سیستمهای پیچیده، بازدهی موتورهای احتراقی را قدمبهقدم بهبود بخشیده است.
مهندسان دهههاست که با یک دوراهی بزرگ روبرو هستند. موتورهای بنزینی به لطف جرقهٔ شمع، کنترلپذیری و توان خروجی متغیر فوقالعادهای دارند اما بازدهی حرارتی پایینی داشته و آلاینده هستند. در سوی دیگر، موتورهای دیزلی گشتاور بالایی با حرارت کم تولید میکنند اما در توان خروجی متغیر ضعیف عمل کرده و آلایندگی وحشتناکی دارند. ترکیب مزایای این دو، نقطهٔ طلایی طراحی موتور محسوب میشد اما تلاشهای اولیه همیشه به مشکل ناک زدن یا گرفتگی قطعات داخلی موتور ختم میشد. تفاوت اصلی در دو پارامتر کلیدی یعنی ضریب تراکم و نسبت هوا به سوخت بود.
برای دههها، فناوری HCCI یا «احتراق تراکمی با مخلوط همگن» بهترین راهکار به نظر میرسید اما یک ایراد بزرگ داشت: غیرقابلپیشبینی بود. اینجا بود که مهندسان مزدا با یک ایدهٔ انقلابی بنام احتراق تراکمی کنترلشده با جرقه یا بهطور مخفف SPCCI وارد میدان شدند. در این سیستم که در نسل قبلی موتورهای مزدا یعنی اسکایاکتیو X استفاده شد، ابتدا مخلوط بسیار رقیقی از هوا و سوخت (با نسبت حدود ۳۰ به یک) وارد سیلندر میشود. در چرخهٔ تراکم، این مخلوط تا آستانهٔ انفجار فشرده میشود. درست در همین لحظه، یک جرقهٔ کوچک از شمع، مقدار بسیار ناچیزی سوخت را در نزدیکی خود مشتعل میکند. این انفجار کوچک، موج فشاری ایجاد میکند که تمام مخلوط رقیق داخل سیلندر را بهطور همزمان و کامل میسوزاند. نتیجه این طراحی، سوختن کامل بدون تولید دوده، دمای احتراق پایینتر که تولید گازهای سمی NOx را کاهش میدهد و بازدهی حرارتی بسیار بالاتر بود. مهندسان مزدا با رساندن ضریب تراکم به عدد شگفتانگیز ۱۶ به یک، بازدهی را ۲۰ تا ۳۰ درصد نسبت به نسل قبل افزایش دادند.
حالا مزدا با معرفی اسکایاکتیو Z، این فرمول برنده را یک قدم فراتر برده است. این پیشرانهٔ جدید که قرار است برای اولین بار روی شاسیبلند CX-5 عرضه شود، دو مزیت بزرگ دارد که یکپارچگی با سیستم هیبریدی و فناوری عایقبندی حرارتی است. افزوده شدن موتور الکتریکی به این پیشرانه اجازه میدهد تا با مخلوط سوخت حتی رقیقتری کار کند و بازدهی را به اوج برساند؛ اما شگفتانگیزتر از آن، فناوری بازیافت حرارت است. این سیستم، گرمایی را که معمولاً در موتورها هدر میرود، به انرژی الکتریکی برای همان موتور برقی تبدیل میکند. این یعنی دستیابی به استانداردهای سختگیرانهٔ آلایندگی آینده مثل یورو 7 بدون کوچکترین افتی در قدرت موتور. مزدا از همان ابتدا اسکایاکتیو Z را بهگونهای طراحی کرده که کاملاً انعطافپذیر باشد. این موتور میتواند قلب یک سیستم هیبریدی خفیف باشد یا بهعنوان یک ژنراتور بردافزا در یک خودروی برقی عمل کند. مهندسان این شرکت حتی در حال آزمایش سوختهای کربن خنثی و فناوریهای جدیدی برای تصفیهٔ گازهای خروجی هستند. رؤیای نهایی آنها این است که روزی موتورهایشان نهتنها آلایندگی نداشته باشند، بلکه دیاکسید کربن را از هوا جذب کنند.