6. เครื่องยนต์ดีเซลสกายแอคทีฟ-ดี SKYACTIV-D
เทคโนโลยีเครื่องยนต์ใหม่ของมาสด้ายังมีเครื่องยนต์ดีเซลสกายแอคทีฟ-ดี คอมมอนเรล รุ่นใหม่ ทั้งหมด
มีอัตราส่วนการอัด 14:1 เท่ากันกับเครื่องยนต์เบนซินสกายแอคทีฟ ซึ่งเป็นเครื่องยนต์ดีเซลที่มีอัตราส่วน
การอัดน้อยที่สุดในโลก
สกายแอคทีฟ-ดี เป็นหนึ่งในเครื่องยนต์ดีเซลรุ่นแรกๆที่เป็นไปตามข้อบังคับมลพิษยูโร 6 (ยังไม่บังคับใช้จนกว่าถึง
ปี พ.ศ. 2557 เริ่มใช้ในยุโรป ก่อน) โดยไม่ต้องใช้เครื่องบำบัดไอเสียเอสซีอาร์ (selective catalytic reduction, SCR)
หรือแอลทีเอ็น (lean NOx trap catalyst converter) ที่มีราคาแพง
เครื่องยนต์ดีเซลไม่ต้องใช้หัวเทียน เชื้อเพลิงที่ถูกฉีดเข้าไปในห้องเผาไหม้จะจุดระเบิดด้วยตัวเองภายใต้ความดัน
และอุณหภูมิที่สูงใกล้ศูนย์ตายบน (top dead centre, TDC) หรือเมื่อหัวลูกสูบเข้าใกล้ฝาสูบ เพื่อให้มั่นใจการสตาร์ท
ในขณะเครื่องยนต์เย็นและการเผาไหม้ที่สเถียรระหว่างช่วงการอุ่นเครื่อง เครื่องยนต์ดีเซลในแบบดั้งเดิมจะมีอัตราส่วน
การอัดสูง 16:1 ถึง 18:1 แต่ไม่ใช่สกายแอคทีฟ-ดีของมาสด้า
อัตราส่วนการอัดที่ต่ำเพียง 14:1 ทำให้ช่วงเวลาการเผาไหม้สามารถถูกปรับได้อย่างเหมาะสม เมื่ออัตราส่วนการอัดต่ำลง
อุณหภูมิและความดันในการอัด ณ ศูนย์ตายบนจะลดลง เป็นผลให้การจุดระเบิดเกิดยาวนานขึ้นแม้ว่าเมื่อเชื้อเพลิงถูกฉีด
ใกล้ศูนย์ตายบน ทำให้เกิดการผสมระหว่างอากาศกับเชื้อเพลิงดีขึ้น สิ่งนี้เป็นผลดีต่อการป้องกันการเกิดไนโตรเจนออกไซด์
และเขม่า เพราะจะเป็นการเผาไหม้ของสารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันโดยปราศจากบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงและออกซิเจนไม่เพียงพอ
นอกจากนี้ การฉีดเชื้อเพลิงและการเผาไหม้ใกล้ศูนย์ตายบนทำให้เครื่องยนต์ดีเซลมีประสิทธิภาพสูงขึ้น อัตราส่วนการขยาย
(หรือปริมาณงานที่ได้จริง) จะมากกว่าในเครื่องยนต์ดีเซลที่มีอัตราส่วนการอัดสูง ช่วงเวลาการเผาไหม้ที่เหมาะสมหมายถึง
สกายแอคทีฟ-ดี ใช้พลังงานในเชื้อเพลิงได้ดีกว่า และสิ่งนี้เป็นเหตุผลหลักของการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงที่ลดลง 20%
ยูโร 6 โดยปราศจากเครื่องบำบัดไอเสียสำหรับไนโตรเจนออกไซด์
เนื่องจากอัตราส่วนการอัดต่ำ สกายแอคทีฟ-ดีเผาไหม้ได้สะอาด ปล่อยไนโตรเจนออกไซด์และเขม่าในปริมาณต่ำมาก
ดังนั้น จึงสามารถทำงานได้โดยไม่ต้องใช้เครื่องบำบัดไอเสียสำหรับไนโตรเจนออกไซด์และยังคงเป็นไปตามมาตรฐาน
มลพิษที่เข้มงวดทั่วโลก (เช่นยูโร 6) ที่จำกัดปริมาณไนโตรเจนออกไซด์ที่ปล่อยออกมา
เป็นความจริงที่ว่าการคิดค้นและพัฒนาเครื่องยนต์ดีเซลสกายแอคทีฟได้ถูกพิจารณาว่าเป็นการบุกเบิกของนวัตกรรมยานยนต์
ในปัจจุบัน ที่ไม่มีผู้ผลิตใดใดสามารถทำให้เท่าเทียมในเรื่องอัตราส่วนการอัดที่ต่ำ ตัวอย่างเช่น อุณหภูมิในการจุดระเบิดด้วย
การอัดสำหรับการสตาร์ทเย็นและระหว่างการทำงานที่อุณหภูมิต่ำโดยปกติแล้วต่ำไปสำหรับเครื่องยนต์ดีเซลที่มีอัตราส่วน
การอัดเพียง 14:1 เครื่องยนต์อาจทำงานไม่ราบเรียบ โดยเฉพาะในหน้าหนาว อาจไม่จุดระเบิดระหว่างการอุ่นเครื่อง และ
ที่อุณหภูมิต่ำมากๆ เครื่องยนต์อาจสตาร์ทไม่ติดในครั้งแรก
ดังนั้น เพื่อปรับปรุงการสตาร์ทเย็นและการทำงานที่อุณหภูมิต่ำ มาสด้าได้ใช้หัวเผาเซรามิกกับเครื่องยนต์สกายแอคทีฟ
และการยกตัวของวาล์วไอเสียแบบแปรผัน ประการหลังทำหน้าที่ให้เกิดการหมุนเวียนของก๊าซไอเสียร้อนภายในห้องเผาไหม้
หัวเผาได้ถูกใช้ในช่วงต้นของการเผาไหม้ที่ต้องเพิ่มอุณหภูมิก๊าซเสียได้อย่างเพียงพอ หลังจากเครื่องยนต์สตาร์ทแล้ว
วาล์วไอเสียไม่ได้ปิดแบบปกติในระหว่างจังหวะดูด แต่จะยังคงเปิดเล็กน้อยเพื่อให้ก๊าซไอเสียบางส่วนกลับเข้ามาใหม่
สิ่งนี้เป็นการเพิ่มอุณหภูมิอากาศในห้องเผาไหม้ ซึ่งในทางกลับกันเป็นการช่วยการจุดระเบิดของส่วนผสมอากาศ-เชื้อเพลิง
และป้องกันการไม่จุดระเบิด
การลดน้ำหนักและความเสียดทานภายในเครื่องยนต์
อัตราส่วนการอัดที่ต่ำของสกายแอคทีฟ-ดี หมายถึงความดันสูงสุดที่มีค่าต่ำลงไปด้วย ดังนั้น ชิ้นส่วนในเครื่องยนต์จะเกิด
ความเครียดน้อยกว่าเครื่องยนต์ดีเซลแบบดั้งเดิม ด้วยเหตุนี้ จึงมีโอกาสในการปรับปรุงโครงสร้างเพื่อการลดลงน้ำหนักได้
ฝาสูบที่มีความหนาน้อยลงและท่อร่วมไอเสียมีน้ำหนักเบากว่ารุ่นก่อน 3 กิโลกรัม ในขณะที่เสื้อสูบในปัจจุบันได้ใช้อลูมิเนียม
ที่สามารถลดน้ำหนักลงได้อีก 25 กิโลกรัม
นอกจากนี้ยังมีน้ำหนักของลูกสูบและเพลาข้อเหวี่ยงที่ลดลงอีก 25% มาสด้าได้ทำการลดความเสียดทานภายในเครื่องยนต์
รวมอีก 20% ในสกายแอคทีฟ-ดีเมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องยนต์ดีเซล MZR-CD ในปัจจุบัน สำหรับผู้ขับขี่ สิ่งนี้หมายถึงการ
ตอบสนองที่เหนือกว่า พละกำลังและการประหยัดเชื้อเพลิงมากขึ้น
เทอร์โบชาร์จเจอร์สองขั้น Two-stage Turbocharger (<----- คนแปล เขาแปลมายังไงกันวะเนี่ยยยยยย J!MMY)
เทอร์โบชาร์จเจอร์ไม่ได้เพียงแต่ช่วยเครื่องยนต์ดีเซลให้มีแรงบิดสูงขึ้น แต่ยังช่วยปรับปรุงการประหยัดเชื้อเพลิง
และลดการปลดปล่อยมลพิษที่เป็นอันตรายอีกด้วย สกายแอคทีฟ-ดีใช้เทอร์โบชาร์จเจอร์สองขั้น
เทอร์โบชาร์จเจอร์ที่ใช้มีสองขนาด ตัวหนึ่งขนาดเล็กและอีกตัวหนึ่งมีขนาดใหญ่กว่า เทอร์โบชาร์จเจอร์ทั้งสองตัว
ทำงานตามสภาวะการขับขี่ เทอร์โบชาร์จเจอร์ตัวเล็กป้อนอากาศเข้าห้องเผาไหม้ที่รอบต่ำเพื่อผลิตแรงบิดที่รอบต่ำ
และกำจัดการทำงานที่ล้าช้าของเทอร์โบชาร์จเจอร์ (turbo lag) ที่สังเกตได้จากแรงบิดต่ำผิดปกติและการตอบสนอง
ต่อการเร่งไม่ดี สิ่งนี้เกิดจากความดันของก๊าซไอเสียไม่เพียงพอที่จะขับดันใบจักรของเทอร์โบชาร์จเจอร์ให้หมุน
ตามความเร็วที่ต้องการในการเพิ่มความดันในการอัด เทอร์โบชาร์จเจอร์สองตัวทำให้แน่ใจว่ามีแรงบิดสูงเพียงพอ
และการตอบสนองที่ดีที่ความเร็วรอบต่ำและมีพลกำลังมากที่รอบสูง จนกระทั่งสกายแอคทีฟ-ดีไม่ยากที่จะเร่งจนแตะ
ความเร็วรอบขีดแดงที่ 5,200 รอบต่อนาที การใช้ เทอร์โบชาร์จเจอร์สองขั้นและอัตราส่วนการอัดที่ต่ำทำให้สามารถ
หาความเหมาะสมของจังหวะการเผาไหม้ได้
นอกจากนี้ การมีอากาศ (ออกซิเจน) เพียงพอต่อการเผาไหม้ ก๊าซมลพิษไนโตรเจนออกไซด์และเขม่าจึงปลดปล่อยออกมาน้อยลง
7. เกียร์อัตโนมัติสกายแอคทีฟ-ไดรฟ์ SKYACTIV-DRIVE
เพื่อบรรลุความพยายามในการนำไปสู่เกียร์อัตโนมัติในอุดมคติ มาสด้ามุ่งเป้าไปยังสิ่งต่างๆดังนี้
ปรับปรุงการประหยัดเชื้อเพลิง
ทำให้มั่นใจถึงการตอบสนองต่อคันเร่งโดยตรง
เปลี่ยนเกียร์ราบเรียบ
ส่งผ่านอัตราเร่งอย่างนุ่มนวล
เกียร์อัตโนมัติสกายแอคทีฟ-ไดรฟ์ใหม่รวมข้อดีของเกียร์อัตโนมัติแบบดั้งเดิมกับเกียร์ซีวีที (continuously variable transmission, CVTs)
และเกียร์คลัตช์คู่ (Dual Cluth transmission) การเปลี่ยนเกียร์เป็นไปอย่างรวดเร็วและราบเรียบตามภาระของเครื่องยนต์โดยตรงตั้งแต่รอบต่ำ
และตอนที่ต้องการการประหยัดเชื้อเพลิง หัวใจสำคัญของสกายแอคทีฟ-ไดรฟ์คือทอร์กคอนเวอร์เตอร์พร้อมเกียร์เดินหน้า 6 จังหวะที่พัฒนา
ขึ้นมาใหม่พร้อมกับระบบคลัตช์ล็อคอัพทุกเกียร์ เรียกว่า ขับตรงในทุกช่วงความเร็ว อัตราทดของคลัตช์ล็อคอัพได้เพิ่มขึ้นจาก 64% ของ
เกียร์อัตโนมัติ 5 จังหวะในปัจจุบัน หรือคิดเป็น 89% ระหว่างการทำงานของรถยนต์
การล็อคอัพเกิดตั้งแต่ช่วงแรกระหว่างเครื่องยนต์และเกียร์โดยทอร์กคอนเวอร์เตอร์ (ทำให้กำลังที่ผลิตได้จากเครื่องยนต์ส่งผ่านโดยตรง
ไปยังล้อขับเคลื่อน) ลดการสูญเสียกำลังระหว่างการเร่ง เป็นการส่งผ่านความรู้สึกในการขับขี่โดยตรงมากขึ้น และป้องกันการสูญเสียกำลัง
จากเครื่องยนต์และยังปรับปรุงการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงอีกด้วย ระบบไฮดรอลิกส์ที่มีความแม่นยำสูงเป็นสิ่งจำเป็นในการออกแบบ
ดังนั้น เพื่อทำให้เร็วและการปรับความดันน้ำมันที่แม่นยำเป็นไปได้ในตอนแรกและเพื่อปรับปรุงการทำงานให้เชื่อถือได้ มาสด้าจึงใช้
สกายแอคทีฟ-ไดรฟ์ควบคุมด้วยโมดูลเมคคาทรอนิกส์
ในขณะที่การหาช่วงล็อคอัพที่มากที่สุดเป็นสิ่งจำเป็นในการปรับปรุงความรู้สึกในการขับขี่และการประหยัดเชื้อเพลิง สิ่งนี้เป็นการเพิ่ม
เสียง การสั่นสะเทือน และความรุนแรง (เขาแปลมาจาก NVH : Noise Vibration & Harshness .. J!MMY)
เนื่องจากไม่มีสิ่งใดมาดูดซับความแตกต่างระหว่างความเร็วรอบของเครื่องยนต์และเกียร์ ทอร์กคอนเวอร์เตอร์ใหม่ได้ถูกปรับเพื่อแก้ปัญหานี้
ล็อคอัพที่ขยายออกไปถูกจำกัดอยู่ที่ความเร็วต่ำ ดังนั้นมันสามารถมีขนาดเล็กลงได้ ก่อให้เกิดช่องว่างสำหรับตัวหน่วงที่ปรับปรุงแล้ว
(เพื่อดูดซับเสียง การสั่นสะเทือน และความรุนแรง) เหมือนดังเช่นคลัตช์ล็อคอัพหลายแผ่นและลูกสูบซึ่งปรับปรุงความทนทานและ
การควบคุมของคลัตช์
สกายแอคทีฟ-ไดรฟ์มีสองรุ่น ทำให้เกียร์อัตโนมัติเหมาะสมกับเครื่องยนต์เบนซินและเครื่องยนต์ดีเซลสกายแอคทีฟ
8. เกียร์ธรรมดาสกายแอคทีฟ-เอ็มที SKYACTIV-MT
มาสด้ามาพร้อมกับการพัฒนาใหม่อย่างสมบูรณ์ของห้องเกียร์ 6 จังหวะที่แม่นยำ ด้วยขนาดกะทัดรัดอย่างมากและการออกแบบน้ำหนักเบา
พร้อมกับความเสียดทานภายในที่ลดลง จึงเป็นอีกส่วนหนึ่งในการใช้แหล่งพลังงานอย่างประหยัด
เช่นเดียวกันกับเกียร์อัตโนมัติ เกียร์ธรรมดาใหม่จะถูกเปิดตัวสองรุ่นเพื่อให้เหมาะสมกับความต้องการแรงบิดของเครื่องยนต์ที่แตกต่างกัน
เป้าหมายคือเพื่อลดน้ำหนักลง 7% ถึง 16% (ขึ้นกับรุ่น) เมื่อเปรียบเทียบกับเกียร์ธรรมดาในปัจจุบัน
มาสด้าจึงมองชิ้นส่วนทุกชิ้นเพื่อพิจารณาถึงหน้าที่ของมันอีกครั้งหนึ่ง สกายแอคทีฟ-เอ็มที เป็นผลงานเชิงนวัตกรรมของมาสด้าโดยดูได้
จากสถาปัตยกรรมใหม่ที่ประกอบด้วยเคาท์เตอร์ชาร์ฟที่สั้นลงและไม่มีเพลาแยกสำหรับเกียร์ถอยหลังในรถรุ่นใหญ่
MX-5 สร้างมาตรฐาน
ความรู้สึกในการขับขี่แบบสปอร์ตอยู่บนสุดในรายการพัฒนาสมรรถนะการขับขี่ ด้วยห้องเกียร์ธรรมดาที่แม่นยำและกระฉับกระเฉงเป็นพิเศษ
ของโรดสเตอร์ MX-5 เป็นแรงบันดาลใจ หัวเกียร์มีระยะการเปลี่ยนเกียร์เพียง 45 มิลลิเมตรจากตำแหน่งเกียร์ว่างถึงตำแหน่งเกียร์ใดๆ การ
เปลี่ยนเกียร์ที่กระชับของเกียร์รุ่นใหม่ทำให้หวนรำลึกถึงเกียร์ของ MX-5 ความรู้สึกในการเปลี่ยนเกียร์ไม่ต้องการแรงมากนัก เห็นได้ชัดว่า
สกายแอคทีฟ-เอ็มที เป็นดีเอ็นเอของมาสด้า
มาสด้าใช้กลไกที่ซับซ้อนเพื่อให้ความแม่นยำในการเปลี่ยนเกียร์และความรู้สึกกระฉับกระเฉงเป็นไปตามที่ต้องการ ลักษณะการทำงานใน
อุดมคติได้ถูกพิจารณาอย่างรอบคอบบนพื้นฐานของการเปรียบเทียบกับความรู้สึกในการเปลี่ยนเกียร์ MX-5 กับคู่แข่งจากยุโรป เกียร์ธรรมดาใหม่
ให้ความรู้สึกในการเปลี่ยนเกียร์ที่ต่อเนื่องและเบากว่าด้วยความต้านทานที่น้อยกว่า เพื่อการเพิ่มความแม่นยำและความกระฉับกระเฉง คันเกียร์
ได้ถูกออกแบบให้รู้สึกหนักปานกลางตอนเริ่มเข้าเกียร์และความหนักลดลงอย่างต่อเนื่องเมื่อเข้าเกียร์ต่อไป
