Galingas šešių cilindrų dyzelinis variklis ir jokio taršos mokesčio. Ar toks derinys įmanomas vis aršiau su aplinkos tarša kovojančios Europos Sąjungos valstybėje? Atsakymas gali būti netikėtas, tačiau paremtas šiuolaikinėmis technologijomis.
Atsakymą „taip“ pateikė automobilių gamintoja „Mazda“. Originaliu požiūriu į bendras pramonės tendencijas garsėjanti Japonijos gamintoja dar kartą nustebino Europos rinką, pristačiusi naująjį CX-60 modelį, kuriame nuo 2023-ųjų debiutuoja naujos kartos itin mažos emisijos dyzelinis variklis.
Nors, siekdami didesnio našumo ir ekologijos, dauguma gamintojų nuolat ieško, kaip mažinti tokių variklių darbinį tūrį, savito požiūrio besilaikantys japonai nuėjo priešingu keliu. Pernai į kelius išleistame „Mazda CX-60“ modelyje pradėtas montuoti net 3,3 litro darbinio tūrio 6 cilindrų eilėje dyzelinis variklis su švelniojo (dar vadinamo „mini“) hibrido sistema, kuris, priklausomai nuo modifikacijos, gali pasiekti 200 (versijoje su galine varoma ašimi) arba 254 AG (su visų varomųjų ratų sistema) galią bei didžiausią 550 Nm sukimo momentą.
Šio variklio CO2 emisija atitinkamai tesiekia 127 arba 139 g/km. Tad pirmosios modifikacijos automobilį įsigijęs vairuotojas Lietuvoje net neturėtų mokėti taršos mokesčio, nes šiuo metu registruojant transporto priemonę „Regitroje“ CO2 taršos apmokestinimui taikomas 130 g/km slenkstis. Galingesnės modifikacijos modelio vairuotojui reikėtų susimokėti minimalų dyzeliniams automobiliams taikomą 40,47 Eur mokestį.
Principinis požiūris
Kokie inžinerijos sprendimai leido įmonei „Mazda“ pasiekti tokių rezultatų? Ar tai reiškia, kad dyzelinių automobilių kritikų balsas skamba per garsiai, o šiuolaikines šiais degalais varomas transporto priemones nurašyti dar per anksti?
„Mazda“ jau ne pirmą dešimtmetį laikosi „tinkamo tūrio“ koncepcijos. Nenuostabu, jog, kurdama visiškai naują „e-Skyactiv D“ dyzelinį variklį, gamintoja taip pat išreiškė savo principinį požiūrį.
Naujajame jėgos agregate pritaikyta moderni slėginio uždegimo technologija (angl. Distribution-Controlled Partially Premixed Compression Ignition), o didesnę degalų ekonomiją ir galią Japonijos bendrovei leido užtikrinti 48 V švelniojo hibrido sistema. Šių technologijų privalumai: didesnis jėgainės našumas, mažos degalų sąnaudos ir atitinkamai nedidelis išmetamų teršalų kiekis. Gamintojos duomenys rodo, kad variklio maksimalus šiluminis efektyvumas perkopia 0,4 koeficientą.
Iš lengvesnių medžiagų sukurta jėgainė sveria panašiai kaip 2,2 litro darbinio tūrio „Skyactiv D“ keturių cilindrų variklis. Dėl šešių viena eile montuojamų cilindrų konfigūracijos variklis skleidžia silpnesnes vibracijas, o didelis sukimo momentas leidžia tokio modelio savininkui vilkti iki 2,5 tonos svorio priekabas.
Santykinai nedidele anglies dvideginio tarša pasižymi ir daugiau modernių dyzelinių automobilių. Portalas „nextgreencar.com“ apskaičiavo, kad tarp 2022 metais gamintojų siūlytų įsigyti transporto priemonių ypač maža tarša išsiskyrė „Stellantis“ grupės modeliuose (tokiuose kaip „Peugeot 208“ ar „Opel Corsa“) montuojamas 1,5 litro turbodyzelinis variklis (109 g/km CO2), taip pat „Volkswagen Golf“ montuojama 2 litrų darbinio tūrio dyzelinė jėgainė (108 g/km CO2).
Mažas CO2 emisijas generuoja ir tokių markių kaip BMW ar „Mercedes-Benz“ mažiausio litražo dyzeliniai varikliai. Vis dėlto visus juos vienija vienas bruožas – iki 2 litrų siekiantis darbinis tūris.
Lemia taupumas
Vilniaus Gedimino technikos universiteto Transporto inžinerijos fakulteto Automobilių inžinerijos katedros docentas dr. Alfredas Rimkus sako, kad „švariais“ dyzelinu varomų variklių vadinti negalima, nes, be CO2 išlakų sumažinimo, dar reikėtų riboti kietųjų dalelių, azoto oksidų, angliavandenilių ir kitų kenksmingų junginių emisiją.
Tačiau mokslininkas atkreipia dėmesį, kad vieno svarbiausių klimato kaitą skatinančių junginių – anglies dvideginio – išmetimas tiesiogiai koreliuoja su automobilių ekonomiškumu. Kuo mažiau degalų sudegina transporto priemonė, tuo mažiau CO2 išmeta į aplinką. Tai reiškia, kad vairuotojai tuo turėtų būti dvigubai suinteresuoti – važiuodami ekonomiškai, mažiau teršia ir daugiau sutaupo pinigų.
„Žinoma, ekonomiškumą gerina hibridinė pavara. Nors švelniojo hibrido sistema nedirba plačiame diapazone, kaip tradicinio hibrido, bet vis tiek suteikia efektą“, – sako A. Rimkus.
Docento teigimu, švelniojo hibrido sistema aktyvuojasi tuomet, kai vidaus degimo varikliui tenka didžiausias krūvis bei generuojama didžiausia tarša: paleidžiant variklį, pajudant iš vietos. Stabdant automobilio kinetinė energija konvertuojama į elektros energiją, kuri kaupiama akumuliatoriuje.
„Dėl savo techninių charakteristikų dyzeliniai varikliai turi didesnį sukimo momentą ir yra ekonomiškesni. Dyzeliai turi didesnį suslėgimo laipsnį ir degimo slėgį – tai generuoja didesnį sukimo momentą, bet žemesnę degimo temperatūrą, todėl mažiau šilumos atiduodama į aušinimo bei išmetimo sistemas ir daugiau energijos nukreipiama efektyviam darbui. Visa tai sudėję, gauname ganėtinai našų variklį“, – paaiškina specialistas.
Štai minimą 3,3 litro „e-Skyactiv D“ variklį turintis CX-60 modelis, priklausomai nuo modifikacijos, vidutiniškai šimtui kilometrų nuvažiuoti sunaudoja 4,9–5,3 litro dyzelino (pagal WLTP metodiką).
Mokslininko pastebėjimu, anglies dvideginio emisiją galima reikšmingai sumažinti įprastinį dyzeliną (su 7 proc. biodyzelino priedu) pakeitus į degalus su didesne biopriedo koncentracija, kuri gali siekti net 100 proc. Tokiu atveju ne tik mažėja CO2 emisija dėl degalų sudėties, bet ir gyvavimo cikle didelė dalis anglies dvideginio dujų yra absorbuojama augalų, iš kurių gaminami degalai.
Efektyviausia – mieste
Dėl ekonomiškumo hibridiniai automobiliai beveik visuomet išmeta mažiau anglies dvideginio. Tokie automobiliai kaip „Toyota Yaris Hybrid“ ar „Renault Clio E-TECH Hybrid“ pasižymi atitinkamai 92 ir 96 g/km CO2 emisija.
Vis dėlto A. Rimkus atkreipia dėmesį, kad, vertinant bet kurios hibridinės pavaros ekonomiškumo rodiklius, svarbu žiūrėti ir į kontekstą. Nuo to, kur ir kokiu režimu automobilis dažniausiai bus eksploatuojamas, priklauso ir tai, ar visuomet pavyks pasiekti gamintojų deklaruojamus ekonomiškumo rodiklius.
„Hibridinė pavara efektyviausiai veikia mieste. Užmiestyje dėl didesnio svorio hibridinės pavaros komponentai kaip tik prisideda prie gausesnio degalų suvartojimo, tačiau čia gelbsti faktas, kad tolygiu režimu dyzelinis variklis dirba ekonomiškai“, – vertina mokslininkas.