Producătorul japonez de vehicule Mazda este cunoscut pentru soluțiile sale tehnice neobișnuite. Aceasta include noul MX-30 ca hibrid de serie cu un motor Wankel cu un singur disc.
În ianuarie 1960, Felix Wankel a prezentat un nou tip de motor cu combustie într-un NSU Prinz. Wankel l-a numit motor cu piston rotativ și era convins de avantajele sale față de motorul cu piston alternativ. Acționarea, cunoscută și sub numele de motor Wankel după numele inventatorului său, a devenit cunoscută mai întâi în NSU Wankel Spider, care a debutat în urmă cu 60 de ani, dar a devenit celebră abia în Ro 80, prezentat în 1967 cu un motor cu două discuri de 115 CP și numit imediat „Mașina anului”. Cu toate acestea, Wankel nu a realizat niciodată o descoperire majoră cu motorul său fără vibrații. Vânzările unitare au rămas scăzute, iar Wankel nu a reușit să rezolve probleme precum uzura ridicată a benzilor de etanșare, setea excesivă, emisiile de gaze de eșapament ridicate și eficiența termică scăzută.
Doar Mazda – compania japoneză a lansat Cosmo Sport cu un motor Wankel cu două discuri încă din 1967 – a reușit să minimizeze treptat problemele și a adus pe piață câteva vehicule de serie. Ultimele au fost mașinile sport RX-7 și RX-8, care au fost scoase din producție în 2012, cu motoare rotative cu două discuri. Mazda a construit până în prezent peste două milioane de motoare Wankel pentru autoturisme. Audi, care deține încă drepturile asupra motorului Wankel datorită tradiției NSU, a lansat, de asemenea, un hibrid de serie cu un motor rotativ de 254 cc/20 CP și o baterie de 12,7 kWh în 2010 cu A1 e-tron, deși au fost produse doar câteva unități.
Iar acum este din nou rândul Mazda, care prezintă MX-30, un SUV hibrid de serie pentru clasa medie. Tracțiunea este asigurată întotdeauna de un motor electric de 125 kW pe roțile din față. Micul motor Wankel cu un singur disc nu este conectat la roțile motoare; acesta servește ca prelungitor de autonomie pentru a obține o autonomie practică. Acesta utilizează un generator pentru a încărca bateria de tracțiune de 188 kg, care are o capacitate de 17,8 kWh. Conform WLTP, necesarul de energie este de 17,5 kWh/100 km plus 1,0 litru de benzină.
Motorul Mazda Wankel
Motorul Wankel cu piston rotativ monodisc nou dezvoltat are un volum al camerei de 830 cm³. Acesta oferă o putere maximă de 55 kW/75 CP și 117 Nm, are un raport de compresie ridicat de 11,9:1 și funcționează cu injecție directă de benzină – ambele îmbunătățind semnificativ eficiența motorului. În timpul dezvoltării, inginerii Mazda s-au concentrat pe diverse măsuri pentru a reduce pierderile prin frecare și a crește eficiența. Printre acestea se numără direcționarea fluxului de aer de admisie, care intră în motor prin două canale laterale, și atomizarea fină a benzinei în timpul injecției de înaltă presiune. Cu toate acestea, motorul nu atinge eficiența unui motor convențional cu injecție de benzină, ceea ce se reflectă în consumul de benzină. Dar mai multe despre asta mai târziu.
Motorul compact Wankel cu un singur disc se potrivește cu motorul electric de sub capotă (Fig 4).
În plus, au fost implementate măsuri suplimentare pentru a reduce frecarea internă a motorului cu piston rotativ. Acestea includ un diametru redus al arborelui excentric și benzi de etanșare nou dezvoltate la cele trei colțuri ale rotorului. Acestea au acum o lățime de 2,5 mm, ceea ce ar trebui să reducă frecarea și să îmbunătățească durata de viață. În plus, suprafețele carcaselor laterale ale motorului au primit un strat ceramic special, care, de asemenea, reduce frecarea și îmbunătățește durabilitatea.
Cele mai mari avantaje ale micului motor Wankel sunt funcționarea sa practic fără vibrații și amprenta redusă. Cu o rază a rotorului de 120 mm și o lățime a rotorului de 76 mm, designul compact asigură faptul că motorul, împreună cu un generator îngust și puternic și cu motorul electric sincron de 125 kW/170 CP și 260 Nm de curent alternativ, pot fi dispuse unul lângă altul în compartimentul motorului, între elementele laterale. Lățimea totală a motorului Wankel este de aproximativ 840 mm. Cu acest propulsor, Mazda poate sprinta de la 0 la 100 km/h în 9,1 secunde. Viteza maximă guvernată este de 140 km/h, ceea ce este suficient pentru aproape toate țările din lume.
Motorul compact funcționează cu un sistem eficient de recirculare a gazelor de eșapament (EGR). Acesta funcționează în principal la turații reduse ale motorului și la sarcini mici, reducând nu numai pierderile prin pompare, ci și pierderile de căldură cauzate de suprafețele mai mari ale camerelor de ardere în comparație cu motoarele cu piston alternativ.
Echipamentul standard include, bineînțeles, convertorul catalitic cu trei căi reglementate și un filtru de particule pe benzină amplasat în spatele acestuia. Aceasta înseamnă că Mazda MX-30 e-Skyactiv R-EV îndeplinește standardul de emisii Euro 6d-ISC-FCM, inclusiv testul de emisii reale (RDE) pe șosea. De altfel, hibridul MX-30 utilizează același tren de propulsie ca și MX-30 complet electric – în afară de motorul Wankel și generator.
Dar de ce a ales Mazda un hibrid în serie pentru configurație? Cu un hibrid plug-in paralel, motorul cu combustie pornește de fiecare dată și consumă combustibil dacă puterea motorului electric nu este suficientă pentru cerința de sarcină curentă – chiar dacă nivelul de încărcare al bateriei este încă ridicat. Dar – și acest lucru nu este nesemnificativ pentru eficiența generală – motorul cu ardere poate, de asemenea, să antreneze direct roțile. Hibridul Mazda are un aranjament diferit. Doar motorul electric este responsabil pentru propulsie. Motorul cu combustie nu îl asistă, chiar dacă este nevoie de mai multă putere; în modul normal, acesta pornește doar atunci când nivelul de încărcare al bateriei scade sub aproximativ 40 la sută pentru a încărca bateria de 17,8 kWh cu până la 45 kWh prin intermediul unui generator. Nimic mai mult. În consecință, hibridul Mazda se conduce ca o mașină pur electrică în modul EV, motorul electric preluând energie de la baterie până când nivelul de încărcare al acesteia este aproape epuizat, abia atunci intervenind Wankel-ul. Există, de asemenea, un „Mod de încărcare”, care poate fi selectat manual și care încarcă bateria chiar dacă SOC-ul acesteia este încă peste 40 la sută.
Ca de obicei, bateria de tracțiune de 355 volți este instalată în partea inferioară a caroseriei, cu un centru de greutate favorabil. Rezervorul de combustibil de 50 de litri, care este neobișnuit de mare pentru vehiculele hibride, este situat în fața punții spate. Acest lucru oferă modelului MX- 30 o autonomie totală de 680 km conform WLTP, în timp ce SUV-ul are o autonomie electrică de aproximativ 85 km conform WLTP. Cu aceste valori, este ușor de calculat consumul de benzină conform WLTP este de aproximativ 8,3 litri/100 km. Un mic motor convențional cu piston alternativ ar fi cu siguranță mai economic, dar atunci spațiul necesar pentru întreaga unitate ar fi mai mare și greutatea deja ridicată ar crește. Chiar și cu motorul Wankel destul de ușor, MX-30 cântărește deja 1853 kg, ceea ce nu reprezintă un record de greutate pentru un SUV care are puțin sub 4,40 metri lungime. Pentru comparație: MX-30 complet electric cu pachetul său de baterii relativ mic de 35,5 kWh cântărește 1720 kg conform standardelor UE (inclusiv șoferul de 75 kg în fiecare caz). Un Volvo XC40 plug-in hybrid de aproximativ aceleași dimensiuni cu un motor pe benzină de 1,5 litri cu trei cilindri cântărește 1812 kg, Kia Niro plug-in hybrid cu un motor de 1,6 litri cu patru cilindri cântărește 1594 kg și Nissan Qashqai hybrid cu un motor VCT de 1,5 litri cu trei cilindri cântărește 1699 kg.
Datorită configurației cu baterie mică și prelungitor de autonomie, împreună cu un rezervor de benzină mare, Mazda este potrivită nu numai pentru distanțe scurte de până la 80 km, adică traficul tipic urban, inclusiv majoritatea navetelor de la periferie la centrul orașului, ci și pentru distanțe lungi. Desigur, bateria poate fi încărcată și din exterior, de la 0 la 100 %, în aproximativ 1,5 ore, utilizând încărcătorul standard trifazat de curent alternativ de pe o boxă de perete de 11 kW. Bateria poate fi încărcată de la 20 % la 80 % în aproximativ 25 de minute la o stație de încărcare rapidă DC cu o capacitate de încărcare de cel puțin 36 kW. O altă caracteristică standard este opțiunea de recuperare, care poate fi setată în cinci etape cu ajutorul padelelor de pe volan.
Alternative:
Mazda aduce o alternativă foarte interesantă din punct de vedere tehnic în sectorul în plină expansiune al SUV-urilor hibride de dimensiuni medii cu o lungime de aproximativ 4,4 metri. Dar și ceilalți producători japonezi arată ce este posibil din punct de vedere tehnic în felul lor. De exemplu, pionierul hibrid Toyota oferă modelul Corolla Cross 2.0 Hybrid cu cea de-a cincea etapă evolutivă a sistemului său hibrid, care include un motor natural aspirat de doi litri și o transmisie automată cu variație continuă. 112 kW pe benzină și 83 kW electric se adaugă la o putere a sistemului de 145 kW/197 CP. Consumul de combustibil WLTP pentru o mașină de 1,6 tone este uimitor de scăzut, de 5,1 l/100 km.
