มาสด้า สินธานี กรุ๊ป
SKYACTIV-G เครื่องยนต์สกายแอคทีฟเบนซิน
น้ำมันครึ่งถังหายไปไหน?
มีความจริงเกี่ยวกับเครื่องยนต์เดิมๆ ที่คุณไม่เคยรู้ จากน้ำมันเชื้อเพลิงที่เติมเต็มถัง ไม่ถึงครึ่งที่ใช้ได้จริง ที่เหลือ...สูญเปล่าไปกับการทำงานของเครื่องยนต์
...และถ้าวันนี้มีเทคโนโลยีที่ช่วยคุณประหยัด คุณจะสนใจไหม?
เครื่องยนต์สกายแอคทีฟเบนซิน SKYACTIV-G คือ เครื่องยนต์เบนซินเจนเนอเรชั่นใหม่ 1 ใน 5 นวัตกรรมใหม่ของรถจากเทคโนโลยีสกายแอคทีฟของมาสด้าที่ทั้งแรงและประหยัด
เครื่องยนต์ SKYACTIV-G 2.0
-
แรง 165 แรงม้า แรงบิดสูงสุด 210 นิวตันเมตร
-
เป็นเครื่องยนต์สันดาปภายในที่มีอัตราส่วนกำลังอัดสูงสุดในโลกถึง 14.0:1 อัตราส่วนกำลังอัดยิ่งสูงยิ่งประหยัดน้ำมัน
-
ให้ค่าไอเสีย Co2 ลดลง 15% และผ่านมาตรฐานข้อบังคับมลพิษยูโร 5 Euro stage 5
-
ประหยัดน้ำมัน 16.4 กม./ลิตร ขณะที่ได้แรงบิดเพิ่มขึ้นจาก
- ระบบ DISI – Direct Injection Spark Ignitions เพิ่มประสิทธิภาพของการผสมระหว่างน้ำมันและอากาศ จนได้การเผาไหม้ที่สมบูรณ์ที่สุด
- ระบบ Dual S-VT วาล์วแปรผันคู่อัจฉริยะทั้งด้านไอดีและไอเสีย ช่วยให้จังหวะการจุดระเบิดเป็นไปอย่างสมบูรณ์
- ระบบไอเสีย 4-2-1 พัฒนาการใหม่ที่ช่วยเพิ่มแรงบิดและแก้ปัญหาอาการน็อคของเครื่องยนต์ -
ความเสียดทานในเครื่องยนต์ลดลง 30%
-
การออกแบบโดยใช้วัสดุที่มีน้ำหนักเบาทำให้น้ำหนักลดลง โดยรวม 10%
เครื่องยนต์ SKYACTIV-G 1.3
-
แรง 93 แรงม้า แรงบิดสูงสุด 123 นิวตันเมตร
-
เป็นเครื่องยนต์สันดาปภายในที่มีอัตราส่วนกำลังอัด 12.0:1
-
ให้ค่าไอเสีย Co2 ต่ำเพียง 100 กรัม/กม. และผ่านมาตรฐานข้อบังคับมลพิษยูโร 5 Euro stage 5
-
ประหยัดน้ำมัน 23.3 กม./ลิตร
เครื่องยนต์สกายแอคทีฟ-จี ทำให้ความแรงมาคู่กับ ความประหยัด
เทคโนโลยีใหม่ของเครื่องยนต์เบนซิน "สกายแอคทีฟ-จี (SKYACTIV-G)" ทำให้เครื่องยนต์สันดาปภายใน ฉีดเชื้อเพลิงโดยตรงเข้าสู่ห้องเผาไหม้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้มีอัตราส่วนกำลังอัดสูง ช่วยให้ประหยัดน้ำมันมากขึ้น แรงบิดเพิ่มขึ้น และค่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ลดลง
เครื่องยนต์สกายแอคทีฟเบนซิน SKYACTIV-G
ข้อได้เปรียบของเครื่องยนต์สกายแอคทีฟเบนซินคือ เป็นระบบฉีดเชื้อเพลิงตรง (Direct Injection) ที่ไม่เหมือนใคร อันเป็นผลผลิตจาก "ความคิดริเริ่ม" ทางวิศวกรรมที่เกิดจากการทำงานเป็นหนึ่งเดียวกันของมาสด้า หลักการทางเทอร์โมไดนามิกส์ได้ถูกนำมาวิเคราะห์และพิจารณาใหม่ทั้งหมด มาสด้าจึงประสบความสำเร็จในการสร้างเครื่องยนต์เบนซินที่มีอัตราส่วนกำลังอัดสูงที่สุดเท่าที่เคยมีมา ซึ่งเป็นระดับอัตราส่วนกำลังอัดที่พบได้เฉพาะเครื่องยนต์ของรถแข่งระดับซูเปอร์คาร์เท่านั้น ซึ่งในอดีตยังไม่สามารถนำมาใช้ในชีวิตประจำวันได้ แต่ในปัจจุบันมาสด้าเอาชนะข้อจำกัดที่เคยมีจนได้เครื่องยนต์เบนซินอัตราส่วนกำลังอัดสูง
ในเรื่องอัตราส่วนกำลังอัดต้องพิจารณาถึงข้อดีและสิ่งที่ท้าทายมันอยู่ การเพิ่มอัตราส่วนกำลังอัดในเครื่องยนต์เบนซินเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพเชิงความร้อน เพื่อช่วยปรับปรุงการประหยัดเชื้อเพลิงโดยวิธีลดการสูญเสียพลังงาน อย่างไรก็ตาม ปัญหาเดิมๆ ของเครื่องยนต์เบนซินที่มีอัตราส่วนกำลังอัดสูงคือ ทำให้เกิดการเผาไหม้ที่ผิดปกติและทำให้แรงบิดของเครื่องยนต์ลดลงไปด้วย อาการนี้เรียกว่า เครื่องยนต์น็อค ส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศที่เหมาะสม และเทคนิคการยืดเวลาให้จังหวะจุดระเบิดช้าลงกว่าเดิม ได้ถูกนำมาใช้เพื่อป้องกันอาการน็อค
SKYACTIV-D 2.2
SKYACTIV-D 1.5
ทำอย่างไรให้เครื่องยนต์มีอัตราส่วนการอัดสูง โดยปราศจากอาการน็อค
อาการเครื่องยนต์น็อคมักจะเกิดเมื่อมีการชิงจุดระเบิดก่อนที่หัวเทียนจะจุดระเบิดให้เกิดประกายไฟ เพราะอุณหภูมิและแรงดันในกระบอกสูบสูงเกินไป อาการนี้สามารถแก้ได้โดยลดปริมาณและแรงดันของก๊าซที่ค้างในกระบอกสูบในห้องเผาไหม้ มาสด้าจึงพัฒนาท่อระบายไอเสียที่ยาวขึ้นพิเศษแบบ 4-2-1* เป็นการป้องกันไม่ให้ก๊าซไอเสีย (ซึ่งมีอุณหภูมิสูงมาก) ที่เพิ่งออกจากกระบอกสูบไหลย้อนกลับเข้าไปในห้องเผาไหม้ได้อีก จึงช่วยให้อุณหภูมิขณะอัดอากาศไม่สูงจนเกินไป เท่ากับช่วยลดอาการน็อค
* เฉพาะเครื่องยนต์สกายแอคทีฟเบนซิน 2.0
ช่วงเวลาการเผาไหม้ก็ถูกลดลงด้วยการเผาไหม้ที่รวดเร็วขึ้น ทำให้ส่วนผสมของอากาศกับเชื้อเพลิงที่ยังไม่เผาไหม้สัมผัสกับอุณหภูมิสูงในเวลาที่สั้นลงกว่าเดิม เพื่อให้การเผาไหม้ตามปกติเกิดขึ้นก่อนเกิดอาการน็อค ดังนั้นเครื่องยนต์ใหม่จะใช้ลูกสูบพิเศษที่มีโพรงอยู่ด้านบน เพื่อเพิ่มพื้นที่ให้เปลวไฟที่เกิดขึ้นในช่วงต้นของการเผาไหม้กระจายออกไปโดยปราศจากสิ่งกีดขวาง และใช้หัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงแบบมีจำนวนรูฉีดที่มากกว่าเก่ามาช่วยเพิ่มความแม่นยำ และเพิ่มคุณภาพการสเปรย์ของเชื้อเพลิง เมื่อทำงานร่วมกันกับท่อระบายไอเสียแบบ 4-2-1 นวัตกรรมนี้ส่งผลให้เพิ่มแรงบิดได้มากกว่าเครื่องยนต์มาสด้า MZR ผู้ขับขี่ในปัจจุบันจะรักสกายแอคทีฟเบนซินที่มีแรงบิดสูงตลอดช่วงการทำงานของรอบเครื่องยนต์ และยิ่งกว่านั้นยังประหยัดเชื้อเพลิงได้ถึง 15%
การลดการสูญเสียจากการปั๊ม
การที่จะปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ได้นั้น ข้อแรกต้องลดการสูญเสียจากการปั๊ม (Pumping Loss) หรือจังหวะที่ลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้นเพื่ออัดอากาศ ในจังหวะดูดอากาศเข้า ที่เรียกเป็นภาษาทางเครื่องยนต์ว่าจังหวะดูด คือเมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ลงเพื่อดูดอากาศหรือไอดีเข้าไป ปริมาณของอากาศที่เข้าสู่กระบอกสูบจะถูกควบคุมด้วยลิ้นปีกผีเสื้อที่ติดตั้งอยู่ก่อนถึงท่อไอดี โดยทั่วไปแล้ว ที่ภาระเครื่องยนต์ต่ำ เครื่องยนต์จะต้องการอากาศในปริมาณน้อย และเมื่อลิ้นปีกผีเสื้อปิดเกือบสนิท ความดันในท่อไอดีและกระบอกสูบจะต่ำกว่าความดันบรรยากาศภายนอก เป็นผลให้ลูกสูบต้องเอาชนะสภาวะสุญญากาศ ซึ่งนี่คือการสูญเสียจากการปั๊ม และแน่นอนว่าเป็นผลกระทบเชิงลบกับประสิทธิภาพของเครื่องยนต์
มาสด้าพยายามลดการสูญเสียจากการปั๊มโดยแก้ไขจังหวะการเปิด-ปิดวาล์วไอดีและวาล์วไอเสีย* ให้เป็นลำดับขั้น (Sequential Valve Timing หรือ S-VT) โดยเปลี่ยนจังหวะการเปิดและปิดวาล์ว ทำให้ปริมาณอากาศที่ไหลเข้าห้องเผาไหม้ถูกควบคุมด้วยวาล์วแทนที่จะเป็นลิ้นปีกผีเสื้อแบบเก่า ในระหว่างจังหวะดูดขณะที่ลูกสูบเคลื่อนที่ลง ลิ้นปีกผีเสื้อและวาล์วไอดีจะถูกสั่งงานให้เปิดกว้างที่สุด โดยปกติจังหวะดูดจะสิ้นสุดเมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ลงถึงศูนย์ตายล่าง แต่ถ้าวาล์วไอดีปิด ณ ตอนนี้ จะทำให้มีอากาศในกระบอกสูบมากเกินไป ดังนั้น เพื่อกำจัดอากาศส่วนเกินออก S-VT จะสั่งให้วาล์วไอดียังคงเปิดอยู่เมื่อลูกสูบเริ่มที่จะเลื่อนขึ้นเข้าสู่จังหวะอัด และจะปิดเมื่ออากาศส่วนเกินได้ถูกดันออกไปแล้ว วิธีการนี้เป็นการใช้ S-VT ช่วยลดการสูญเสียจากการปั๊ม และช่วยให้กระบวนการเผาไหม้โดยรวมทั้งหมดมีประสิทธิภาพเพิ่มมากขึ้น
โดยปกติแล้ว การไหลกลับของอากาศจะทำให้การเผาไหม้ไม่เสถียร เนื่องจากวาล์วไอดียังเปิดอยู่แม้เมื่อจังหวะอัดเริ่มแล้ว ภาวะนี้จะทำให้ความดันภายในกระบอกสูบลดลงและทำให้ยากในการเผาไหม้ส่วนผสมอากาศ-เชื้อเพลิง แต่เรื่องนี้ไม่ได้เป็นปัญหาสำหรับเครื่องยนต์สกายแอคทีฟเบนซิน เพราะมีอัตราส่วนการอัดที่สูงถึง 14.0:1 อัตราส่วนการอัดที่สูง ระดับนี้จะช่วยเพิ่มอุณหภูมิและความดันในห้องเผาไหม้ ดังนั้น กระบวนการเผาไหม้จะยังคงเสถียร ขณะที่การสูญเสียจากการปั๊มก็ลดลง ผลลัพธ์ที่ได้คือ เครื่องยนต์จะได้ประสิทธิภาพเชื้อเพลิงสูงขึ้น
* เฉพาะเครื่องยนต์สกายแแอคทีฟเบนซิน 2.0
การลดน้ำหนักเครื่องยนต์ และลดความเสียดทานภายในเครื่อง
แน่นอนว่าการตอบสนองของรถจะดีขึ้นหากชิ้นส่วนที่อยู่บนรถลดขนาดและน้ำหนักลง ดังนั้น เทคโนโลยีใหม่ที่พัฒนาเครื่องยนต์ให้ทำงานได้สมบูรณ์แบบจะมุ่งไปที่แนวทางของการออกแบบน้ำหนักรถให้รถมีน้ำหนักเบาขึ้น การที่น้ำหนักลูกสูบเบาขึ้น 20% ก้านสูบเบาขึ้น 15% และความเสียดทานภายในเครื่องยนต์ลดลง 30% (เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องยนต์ MZR ขนาดความจุ 2.0 ลิตรในรุ่นเดิม) ทำให้ต้นกำลังสกายแอคทีฟ-จีใหม่มีความคล่องตัว เร่งขึ้นเร็ว ปรับตัวได้รวดเร็วกว่าเมื่อภาระของเครื่องยนต์เปลี่ยน และเครื่องยนต์ยังใช้พลังงานน้อยลงอีกด้วย ส่งที่น่าทึ่งคือ มาสด้ายังคงรักษาอารมณ์การขับขี่แบบสปอร์ตของรถมาสด้าเอาไว้ได้ ขณะที่สามารถประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงลงได้ถึง 15% เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องยนต์ในรุ่นเดิม
