Nicht ganz normal – die Skyactiv-Technologie

Seit Jahren verweist Mazda nicht ohne Stolz auf die Besonderheiten seiner Skyactiv-Motoren. Doch was steckt eigentlich hinter dem Begriff Skyactiv? Dient er nur dem Marketing? Nein. Die Wortschöpfung weist auf spezielle technologische Unterschiede im Vergleich zu konventionellen Dieseltriebwerken hin.

Der Ansatz von Mazda, die Effizienz seiner Benzin- und Dieselfahrzeuge per Skyactiv-Technologie auf ein höchstmögliches Niveau zu bringen, ist ein ganzheitlicher. So verwenden die Japaner diesen Begriff seit 2012 für optimierte Getriebe, Fahrwerke, Karosserien und Motoren.

Bei den Dieselmotoren mit Euro 6 hat es der Autobauer geschafft, die Abgasnorm ohne SCR-System zu erfüllen. Was insbesondere für die 2,2-l-Variante beachtlich ist. Denn bei Selbstzündern mit diesem Hubraum benötigen die meisten Mitbewerber ein SCR-System, um den NOx-Ausstoß im Zaum zu halten.

Beim 1,5-l-Selbstzünder, dem Skyactiv-D 105 fällt auf, dass er im Mazda 3 in Verbindung mit dem Sechsgang-Schaltgetriebe mit 99 g/km unter der magischen 100-Gramm-Marke beim CO2-Ausstoß bleibt. Zum einen wird das durch übliche innermotorische Maßnahmen wie Reibungsoptimierung erreicht.

Zum anderen hat Mazda bei der Konzeption der Skyactiv-Triebwerke Schritte unternommen, die im Vergleich zu herkömmlichen Dieseltriebwerken ungewöhnlich sind. Hervorzuheben ist hier das geringere Vierdichtungsverhältnis und der dadurch notwendige frühere Einspritzbeginn.

Kein Vorteil ohne Nachteil

Um Start- und Warmlaufproblemen aufgrund des relativ niedrigen Verdichtungsverhältnisses entgegenzuwirken, setzt Mazda auf leistungsfähige Keramikglühkerzen mit einer Aufheiztemperatur von bis zu 1.100 °C und einem Trick beim in seinem Hub variablen Auslassventil.

Dieses ist nach dem Motorstart nicht wie üblich komplett geschlossen, sodass aufgrund der leichten Ventilöffnung bereits ausgestoßene Abgase wieder in den Brennraum zurückströmen können.

Das führt zu einer höheren Temperatur im Brennraum, was die Selbstzündung des Diesels auch bei kaltem Motor gewährleistet.

Wissen

Der auffälligste Unterschied zwischen normalen und den Skyactiv-Dieselmotoren liegt im Verdichtungsverhältnis. Während dieses normalerweise bei etwa 16:1 bis 18:1 liegt, um einen sicheren Kaltstart und eine stabile Verbrennung in der Warmlaufphase zu gewährleisten, wartet der 1,5-l-Skyactiv-Diesel mit 14,8:1 und die 2,2-l-Variante gar nur mit 14,0:1 auf.

Aus der geringeren Verdichtung resultieren eine niedrigere Verbrennungstemperatur und ein niedrigerer Druck am OT. In der Konsequenz braucht der Diesel länger, bis er sich entzündet. Dadurch wiederum ist mehr Zeit für eine bessere Durchmischung von Luft und Kraftstoff, was eine homogenere Verbrennung ohne Sauerstoffmangel sowie weniger NOx und Ruß nach sich zieht.

Im Vergleich zu gewöhnlichen Selbstzündern erfolgt bei den Skyactiv-Motoren die Dieseleinspritzung früher. Folglich beginnt auch die Verbrennung früher – noch vor Erreichen des OT. Daraus soll eine bessere Nutzung der im Kraftstoff enthaltenen Energie resultieren. Außerdem ergibt sich daraus ein größeres Expansionsverhältnis gegenüber hoch verdichteten Dieselmotoren mit verzögertem Einspritzbeginn.

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