Theo Otoman

Phân tích kỹ thuật: Động cơ SkyActiv-G 2.0L của Mazda CX-5

(News.oto-hui.com) – Xuất hiện từ năm 2012 đến nay, CX-5 là một trong những đối thủ khó nhằn với các mẫu xe khác tại phân khúc CUV 5 chỗ. Vậy điều gì đặc biệt khiến Mazda CX-5 luôn có doanh số bán top đầu? Công nghệ, nội ngoại thất hay kỹ thuật động cơ? Dưới đây là bài phân tích kỹ thuật về động cơ SkyActiv-G 2.0L của Mazda CX-5.

Thị trường Việt Nam hẳn không còn xa lạ gì với cái tên Mazda CX-5. Sản xuất từ năm 2012, CX-5 là mẫu xe đầu tiên sở hữu ngôn ngữ thiết kế “Kodo” mới, cũng như được trang bị trọn bộ công nghệ SkyActiv hoàn toàn mới của Mazda.

Mazda CX-5 – “Ông vua” dòng xe 5 chỗ tại Việt Nam

Chiếc SUV chủ lực của Mazda được trang bị nhiều tính năng an toàn top 1 phân khúc như cảnh báo điểm mù, hỗ trợ giữ làn đường, kiểm soát gia tốc nâng cao, màn hình hiển thị thông tin trên kính lái… Nhờ lợi thế được lắp ráp trong nước, CX5 có nguồn cung ổn định và đảm bảo xe cho khách hàng. Đây là những lý do khiến CX-5 luôn dẫn đầu phân khúc CUV 5 chỗ và luôn góp mặt trong danh sách Top 10 xe ô tô bán chạy nhất mỗi tháng.

Tuy nhiên, tạm gác lại câu chuyện kinh doanh, trong bài viết này ta sẽ cùng tìm hiểu sâu hơn về khối động cơ Skyactiv-G – cỗ máy đóng góp phần lớn đến thành công của “ông vua 5 chỗ” Mazda CX-5.

1. Các thông số cơ bản

Cỗ máy Skyactiv-G 2.0 mang mã nội bộ PE-VPS là mẫu động cơ đầu tiên được sản xuất trong nhánh Skyactiv-G (máy xăng, đánh lửa bằng bugi). Động cơ có dung tích 1,998 cc với tỷ lệ bore : stroke là 83.5 mm : 91.2 mm. Phiên bản cho thị trường Mỹ có tỷ lệ nén 13:1, sản sinh công suất cực đại 155 hp tại 6,000 rpm và 200 Nm momen xoắn tại 4,600 rpm. Ở một số thị trường khác nơi xăng E85 được sử dụng, động cơ có thể cho ra tới 162 hp công suất và 210 Nm momen xoắn.

Động cơ SkyActiv-G 2.0L trên Mazda CX5

Theo Mazda, động cơ Skyactiv-G 2.0 tiết kiệm nhiên liệu hơn nhiều so với cỗ máy tiền nhiệm. Cụ thể, trong đường đô thị, so với mức tiêu thụ 10.2 l/100 km của động cơ Mazda L cũ thì động cơ Skyactiv-G chỉ “ngốn” 8.4 l/100 km mà thôi. Tương tự, khi chạy trên cao tốc, tiêu thụ nhiên liệu trên thế hệ động cơ mới cũng chỉ dừng lại ở mức 5.8 l/100 km, cải thiện tới hơn 36%.

Mặt cắt động cơ SkyActiv-G 2.0L

Ngoài phiên bản 2.0 thì động cơ Skyactiv-G còn có các biến thể 1.3 (trên Mazda2), 1.5 (trên CX-3) và 2.5 L (trên CX-8). Đặc biệt, bản 2.0 cũng được lắp đặt trên mẫu xe thể thao MX-5 huyền thoại của hãng. Do yêu cầu hiệu năng cao hơn, phiên bản này được Mazda tinh chỉnh để sản sinh tới 181 hp công suất và redline được nâng từ 6,800 rpm lên 7,500 rpm.

Mức tiêu thụ ấn tượng 5.8 l/100 km trên cao tốc

Ngoài những thông số trên, động cơ Skyactiv-G 2.0 còn có một số đặc điểm kỹ thuật nổi bật sau:

  • Sử dụng hệ thống xả khí 4-2-1 nhằm tối ưu hình dạng luồng khí xả đi ra khỏi xy-lanh, từ đó tăng sức mạnh động cơ;
  • Cường hóa dòng không khí, tăng áp suất phun nhiên liệu, và sử dụng kim phun nhiều lỗ, từ đó rút ngắn thời gian cháy hòa khí, tăng công suất.
Mẫu xe thể thao MX-5 sử dụng chung động cơ với CX-5

2. Biểu đồ đặc tính momen xoắn và công suất

Khi nói về động cơ, nếu chỉ nhắc tới các chỉ số cực đại của một đại lượng nào đó là không đủ. Đối diện với thực tế, rất hiếm khi động cơ được vận hành đến trạng thái cực đại. Tuy nhiên, với dàn thử Dyno, hiệu suất của động cơ SkyActiv-G 2.0L của Mazda CX5 sẽ được thể hiện rõ thông qua kết quả đo đặc tính dưới đây (chỉ thể hiện những đường đặc tín toàn tải với bước ga mở hoàn toàn).

Biểu đồ đặc tính suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ Skyactiv-G 2.0l

Đầu tiên khi nhìn vào đồ thị đặc tính, ta cần phải xác định rõ điểm A (momen xoắn đạt cực đại T[max]= 201 Nm tại 3,000 rpm) và B (công suất đạt cực đại P[max]= 158 hp tại 6,000 rpm). Sau khi xác định được những điểm cơ bản này, ta mới bắt đầu xác định được vùng thấp, vùng đàn hồi, và vùng cao của động cơ Skyactiv-G 2.0. Khi đấy:

a. Tại vùng thấp:

Nhìn vào đường Momen Xoắn ở vùng thấp cho thấy đường dốc bắt đầu tăng cao dần. Điều này nói lên rằng khả năng sản sinh momen xoắn khá tốt của CX-5 khi mới khởi chạy.

Tuy nhiên, biết rằng việc chuyển số trong vùng thấp không thể tối ưu tốt được. Thực tế, lực truyền tới bánh xe trong thời điểm này không đủ tốt để đạt được khả năng “bốc” cho động cơ.

Trên thực tế, khi đạp hết ga từ vị trí đứng yên hoặc khi xe đang chạy không tải, ta sẽ nhận thấy mẫu xe CX-5 sẽ có một độ trễ nhất định (điểm không thể khắc phục triệt để của động cơ hút khí tự nhiên và hộp số tự động). Phải mất khoảng 2-3 s thì quá trình chuyển số mới hoàn tất và lúc đó thì xe mới lao vút đi được.

b. Tại vùng đàn hồi:

Tại vùng này, dải đàn hồi đủ rộng và kéo dài một khoảng 3,000 rpm là điểm mạnh của động cơ Skyactiv-G 2.0L. Nhờ vùng đàn hồi rộng, Mazda CX-5 dễ dàng thiết lập thuật toán chuyển số 6 cấp. Nhờ đó, trải nghiệm lái trở nên mượt mà. Người lái gần như không cảm thấy xe bị “khựng” khi tăng tốc.

Tuy nhiên, điểm yếu của động cơ SkyActiv-G 2.0L của Mazda là vùng đàn hồi này lại nằm khá xa, bắt đầu từ vòng tua lớn 3,000 rpm. Khi đạp hết ga, máy phải mất thời gian quay nhanh tới hơn 3,000 rpm mới có thể sang số. Một “hệ lụy” khác của vùng đàn hồi xa như vậy là máy thường sẽ ăn xăng hơn khi chạy ở tải cao (đọc tiếp bên dưới).

c. Tại vùng cao:

Do đồ thị chỉ thể hiện đặc tính momen xoắn và công suất tới ngưỡng redline 6,200 rpm, ta không có đủ dữ kiện để nhận xét về khả năng hoạt động của Skyactiv-G 2.0 tại vùng này.

3. Biểu đồ đặc tính suất tiêu hao nhiên liệu

Tiếp theo, ta sẽ phân tích biểu đồ đặc tính suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ Skyactiv-G 2.0L. Dưới đây là biểu đồ được xây dựng từ kết quả kiểm tra động cơ trên dàn dyno. Nhiên liệu được sử dụng trong bài test là xăng Tier 2 ở Mỹ (đã giảm tỷ lệ lưu huỳnh xuống dưới 90%).

Biểu đồ đặc tính suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ Skyactiv-G 2.0

Ta dễ dàng nhận thấy biểu đồ dạng đường viền (contour) với các đường màu sắc thể hiện các trạng thái hoạt động mà ở đó động cơ có cùng giá trị BSFC.

  • Với động cơ SkyActiv-G của Mazda CX-5, ta có 3 đường khép kín BSFC = 230 – 240 – 250.

Từ giá trị BSFC = 275, ta chỉ thấy một phần của đường đặc tính, phần còn lại bị đường momen xoắn toàn tải (màu đen) giới hạn mất. Một điểm mới trong đồ thị ở trên là các đường biểu thị giá trị công suất.

Nếu như đại lượng công suất trong biểu đồ đặc tính momen xoắn – công suất được thể hiện chỉ bằng một đường tại trạng thái động cơ chạy toàn tải, thì ở biểu đồ BSFC trên của động cơ Skyactiv-G 2.0, công suất được thể hiện bằng một tập hợp các đường cong (màu xám). Tại sao như vậy?

Ta biết rằng:

Với mỗi giá trị hằng số P, ta xây dựng được một đường màu xám cho hai biến số T và w (theo đồ thị hàm số x.y=a). Biểu thị công suất theo dạng này giúp ta thấy được mối liên hệ giữa cả ba đặc tính cơ bản của động cơ.

Biểu đồ đặc tính suất tiêu hao nhiên liệu BSFC của động cơ Skyactiv-G 2.0l

Quay trở lại với biểu đồ BSFC của khối động cơ Skyactiv-G 2.0 trên “ông vua 5 chỗ” Mazda CX-5, ta đánh dấu hai điểm M, N như hình.

  • Hai điểm này đại diện cho giới hạn của vùng BSFC = 230
  • Đây là vùng trạng thái động cơ tiêu thụ nhiên liệu hiệu quả nhất (hiệu năng nhiệt lớn nhất).

Ngay lập tức thấy rằng, động cơ tiết kiệm nhiên liệu nhất khi sản sinh từ 108 – 163 Nm momen xoắn trong dải tốc độ 1,500 – 3,850 rpm. Cũng trong trạng thái này, động cơ chỉ tạo ra từ 27 – 82 hp công suất, chứ không đạt đến công suất cực đại. Đây chính là trạng thái hoạt động khi xe chạy trên đường cao tốc.

Điều này có nghĩa là không phải cứ đạp hết chân ga và duy trì tốc độ cao là xe sẽ tiết kiệm nhiên liệu. Thực tế thì tại redline là điểm P, BSFC lên tới khoảng 255 g/kWh, tức là tiêu thụ cao hơn 11% so với mức lý tưởng.

CX-5 tiết kiệm nhiên liệu nhất trong dải tốc độ 1,500 – 3,850 rpm

Nhưng như vậy vẫn còn tiết kiệm chán so với việc di chuyển liên tục trong đô thị, khi mà động cơ phải hoạt động ở các trạng thái có BSFC cao.

Theo biểu đồ trên, nếu sử dụng Mazda CX-5 trong thành phố mà gặp tắc đường hoặc dừng xe liên tục, BSFC có thể đạt tới mức 500 g/kWh, tức “ngốn” xăng hơn mức lý tưởng tới 2.17 lần. Nhưng có xe ô tô nào lại không tốn xăng nhiều khi bị tắc đường cơ chứ? Vậy làm sao để tiết kiệm nhiên liệu?

Theo lý thuyết thì trong quá trình lái xe, ta phải liên tục điều chỉnh chân ga để đưa động cơ về gần vùng (M – N) nhất có thể. Đồng thời khi tăng ga cũng phải biết tua máy và momen xoắn tăng giảm như thế nào. Thật may là Mazda CX-5 thì có ECU đảm nhiệm công việc này nên sẽ đỡ các thao tác trên.

CX-5 di chuyển trong đô thị tiêu thụ xăng nhiều hơn tới 2.17 lần.
Tuy nhiên đây là điều hoàn toàn bình thường nếu so mức tiêu thụ nhiên liệu có phần thấp hơn so với các mẫu xe khác như (Hyundai Tucson, Mitsubishi Outlander hay Honda CR-V)

Như vậy, sau khi phân tích các biểu đồ đặc tính của động cơ Skyactiv-G 2.0 trên chiếc Mazda CX-5, xin tạm đưa ra một vài kết luận chủ quan sau:

Vừa đủ đối với một chiếc CUV hạng C cho đô thị
Khá cao, khả năng tiết kiệm nhiên liệu tốt

Vùng đàn hồi rộng cho phép hộp số hoạt động tốt là điểm cộng, tuy nhiên điểm trừ là vùng này lại nằm ở vị trí khá xa (3,000 rpm) tạo áp lực lên động cơ khi chuyển số. Nếu phải tăng tốc đột ngột thường xuyên, động cơ có rủi ro chịu hư hỏng.

Bài viết liên quan:

Advertisement

Advertisement

Chia sẻ ý kiến của bạn

Thông Tin Cá Nhân

NamNữ

Trình Độ Học Vấn

Thông tin chung

Kỹ thuật viên sửa chữa chungKỹ thuật viên sơnKỹ thuật viên đồngKỹ thuật viên điệnChăm sóc, làm đẹp, Detailing ô tôCố vấn dịch vụBán hàng (Sales)Nhân viên phụ tùngThiết kếMarketingKiểm soát chất lượng (PDI)Quản đốc xưởngTrưởng/phó phòng dịch vụTrưởng/phó phòng kinh doanhTrưởng/phó phòng kỹ thuậtGiám đốc điều hànhChưa có kinh nghiệmKhác