Скайактив что это
Autoservice-ryazan.ru

Автомобильный портал

Скайактив что это

Технология Скайактив от Мазды – новый взгляд на автомобили

На волне, пришедших, а автомобилестроение, инноваций, желание японского автоконцерна Мазда сделать что-то более значимое, чем у конкурентов, понятно. И если многие компании направили свои усилия в разработку чего-то кардинально нового – двигателей на альтернативном виде топлива, то, Mazda, в свою очередь, решила улучшить то, что сейчас находится на рынке.

Однако, как это часто бывает, «немного доработать» не всегда даёт тот эффект на который рассчитываешь. В результате, свет увидела технология, которая воплотила в себе как улучшенные, так и созданные с нуля, компоненты.

Первый автомобиль, который полностью выполнен по технологии SkyActiv это качественный кроссовер Mazda CX-5, завоевавший доверие многих водителей.

Что это за система

Скайактив это комплексный подход к созданию экономичного, скоростного, экологичного и динамичного автомобиля. Для достижения поставленных целей инженерам Mazda пришлось разрабатывать и воплощать идеи, являющиеся инновационными, а это влечёт за собой большие экономические риски. Однако, в конечном итоге, всё получилось, как и задумывалось.

Компоненты

Что включает в себя технология Скайактив

Скайактив сочетает в себе механику, электронику и программное обеспечение. Ведь только такой, обширный подход, может дать значительные улучшения и возведение автомобилей от компании на качественно новый уровень. Одним из таких автомобилей является новая Мазда 6 2014 года, которая уверенно рвется в лидеры класса.

Основными компонентами Скайактив являются:

    Двигатель SkyActiv-G – изюминкой этого компонента является самая высокая, для бензиновых моторов, степень сжатия горючей смеси.

Этот показатель описывает КПД мотора, чем он выше, тем большая часть энергии горения расходуется на пользу.

Но, химия этого процесса весьма сложна, и потому нельзя просто сильнее сжимать смесь в камере сгорания двигателя, потому что это приводит к проблемам раннего возгорания горючей смеси и бессмысленного расхода энергии.

Все эти проблемы были с успехом решены с помощью использования более устойчивых материалов, а также изменения внутреннего устройства силового агрегата.

Дополнительным плюсом лучшего сгорания топлива явилось существенное уменьшение расхода топлива, а также сокращения ядовитых выбросов. Новые материалы конструкции стали причиной уменьшения общего веса мотора.

Как работает SkyActiv-G видео

Двигатель SkyActiv-D – дизельный мотор, созданный по технологии SkyActiv. В отличие от бензинового силового агрегата, степень сжатия в таком двигателе очень высока, потому как в камере сгорания этого мотора воспламенение смеси дизельного топлива с кислородом происходит от сжатия, а не от искры, как в бензиновом.Следствием такой технологии является использование очень прочных и тяжелых материалов, что ведёт к увеличению общего веса.Но нельзя просто взять и уменьшить сжатие, потому как это приведёт к неравномерному, неполному сгоранию и, как следствие, низкому КПД и большому количеству вредных выбросов.

В Мазде смогли решить эту проблему. Создали дизельный мотор, с самой низкой, для дизелей, степенью сжатия, а также решили проблему неполного сгорания путём изменения конструкции. Кроме того, уменьшенное давление позволило использовать лёгкий алюминий, что сократило массу.
Шасси и кузов – ещё один компонент технологии Скайактив. Геометрические изменения кузова позволили сделать его крепче и, как следствие, безопаснее. А использование лёгкой и прочной стали уменьшило общую массу.Эффект таких изменений выражается в большей сопротивляемости кузова при ударе, а также повышением управляемости автомобиля в целом. Что, в совокупности, повышает удобство и безопасность.

Кузов созданный по технологии SkyActiv видео

    Трансмиссия – Скайактив не оставила без внимания и ходовую часть. Объединив всё лучшее от автоматической и механической коробки передач, Мазда получила 6-ти ступенчатую АКПП, которая мягко стартует и очень отзывчива на больших скоростях.Для большей отзывчивости используется новый блок управления со специально разработанным программным обеспечением.

Приятным дополнением нового автомата, стало сокращение расхода топлива.

Те, кто ездил на Mazda MX-5, знают все достоинства её МКПП, так вот новая механика от Скайактив, это улучшенная коробка от МХ-5.
i-ELOOP – система восстановления потерянной энергии. Что это значит?Во время торможения большая часть энергии от двигателя уходит к генератору, заряжающему аккумулятор, потому как расходовать на движение её нельзя. На первый взгляд всё хорошо, но проблема в том, что зарядка аккумулятора это медленный процесс и в результате, тех коротких мгновений торможения, ни на что не хватает.Mazda нашла выход из этой ситуации – использование конденсатора.

Конденсатор это аккумулятор с возможностью зарядки за доли секунды, его минусом является быстрая потеря заряда, но в данном случае нам и не надо хранить энергию.

Во время торможения энергия выделяемая двигателем заряжает конденсатор и от него уже распределяется на все электросистемы автомобиля. Таким образом, она никуда не теряется и вся идёт в дело.

Заключение

Подводя итоги, хочется сказать, что технология от японской компании, обещает нам значительный скачок в развитии автомобилестроения. Скайактив открывает новые горизонты, делая обычные автомобили необычными, сокращая расход топлива и сохраняя окружающую среду.

Мы немного разобрались в том, что это за технология SkyActiv и я надеюсь что это поможет вам при выборе авто.

А пока что, Мазда анонсирует выход нового поколения Скайактив, которое даст нам ещё более улучшенные показатели.

Испытываем в деле прототипы с технологиями Mazda Skyactiv

Следующее поколение автомобилей Mazda должно стать в среднем на 100 кг легче и примерно на 15% мощнее. То есть однозначно быстрее. Но при этом вся линейка будет почти на треть экономичнее. Поживём — увидим.

Отделившись от Форда, небольшая Mazda столкнулась с необходимостью задёшево разработать новую платформу и семейство силовых агрегатов Евро-6 для будущего поколения «шестёрки», «трёшки» и новых кроссоверов. В условиях предельной экономии выручила инженерная смекалка. Фантазия, для которой, как известно, нет границ. Японцы ставили себе порой взаимоисключающие задачи, но находили в результате прорывные решения. А теперь говорят, мол, только sky is the limit для нас.

Трудно сказать, сколько стоила программа Skyactiv, но $670 млн из привлечённых в результате IPO 2009 года $1,45 млрд были пущены именно на исследования и внедрение новых технологий. В качестве основы для будущей общей платформы взяли «тележку» Мазды 6, выпрямили ей лонжероны и заменили переднюю двухрычажку более бюджетными стойками McPherson, как у «трёшки». Днище сделали модульным: центральная продольная часть силовой структуры останется неизменной для всех машин, которые планируется выпускать на одной линии.

Доля высокопрочных сталей увеличилась до 60%, что позволило снизить массу конструкции на 8% (около 20 кг) при возросшей на 30% жёсткости и более высоком уровне пассивной безопасности. Неслучайно присутствие стали с пределом текучести 590 МПа увеличилось почти вдвое — японцы называют её оптимальным материалом за баланс цены и потребительских качеств.

Для более равномерного распределения ударных нагрузок и увеличения жёсткости силовой структуры критические элементы постарались выпрямить, а систему усилителей сделать замкнутой.

При оптимизации конструкции особое внимание было уделено равномерному распределению ударных нагрузок, так что теперь некоторые схемы по пассивной безопасности из маздовских презентаций напоминают мерседесовские. Модернизированный кузов стал на 30% жёстче предыдущего, в том числе благодаря использованию клеевых соединений задних стоек с крышей, а также комбинации точечной сварки и клея в районе задних арок.

У кузова новой Мазды 6 на 10% больше точек сварки. В районе задних колёсных арок детали подвергаются не только скручиванию, но и продольным нагрузкам, поэтому точечная сварка дублируется проклейкой. Что касается крепления боковины в районе задней стойки, то это место недоступно для сварки, и клей — единственная опция.

Главным своим достижением и ядром проекта Skyactiv японцы считают новую линейку четырёхцилиндровых двигателей. Как и обещал мне три года назад глава разработчиков Мазды Сейта Канаи, мотористы сумели вписаться в и достичь снижения расхода топлива, не прибегая к гибридным технологиям. Из новомодного — только система start/stop. А лейтмотив модернизации — повышение степени сжатия для бензиновой «четвёрки» и снижение для дизельной. Сошлись на — и у нового двухлитрового бензинового «атмосферника», и у турбодизеля 2.2 с парой последовательных нагнетателей степень сжатия одинакова. Для первого это очень много, для второго мало.

Как следует из графика, новая «четвёрка» с непосредственным впрыском и уменьшенным межцилиндровым расстоянием (90,5 мм вместо 96) заметно моментнее нынешнего агрегата MZR 2.0. Её наддувный вариант придёт на смену сегодняшнему двигателю V6. Масса сократилась до 197 кг.

Чтобы бензиновый двигатель работал на «девяносто пятом» бензине при спортивной степени сжатия, нужно побороть детонацию, всеми средствами снизить температуру в цилиндрах и предотвратить циркуляцию между ними раскалённых выхлопных газов. Для этого японцы разработали практически спортивный выпускной коллектор по формуле Интерференция между цилиндрами сохраняется, но газам нужно проделать слишком большой путь, чтобы их влияние на рабочий процесс было значительным. Удалённость катализатора некритична, и драгметаллов в нём меньше: благодаря позднему зажиганию всё равно выходит А в итоге сложный узел всего на 40 евро дороже обычного в производстве. Для снижения насосных потерь используются ступенчатые фазовращатели с электроприводом на впуске и выпуске. Механические потери снижены за счёт уменьшения диаметра цилиндра на четыре миллиметра и облегчения всей шатунно-поршневой группы и коленвала.

К сожалению, Мазде не удалось зацепиться за фордовскую преселективную коробку с двумя сцеплениями. Поэтому в новую эпоху японцы берут с собой разработанную с нуля шестиступенчатую «механику», которая короче и легче предшественницы, и шестидиапазонный «автомат» с усовершенствованным гидротрансформатором. Во избежание расточительных проскальзываний он теперь блокируется не единственным сцеплением, а пакетом фрикционов, что, по идее, должно позитивно сказаться не только на расходе топлива, но и на связи по педали.

Как и «механика», новый «автомат» Skyactiv-Drive предлагается в двух версиях: более крупная и тяжёлая рассчитана на передачу до 460 Н•м крутящего момента и работу с дизелем. У компактного варианта потолок тяги — 270 Н•м. Гидротрансформатор (на схеме) дополнен пакетом фрикционов, повышающим эффективность и долговечность узла. Разместив мехатронный модуль в корпусе «автомата», удалось улучшить быстродействие гидросистемы и существенно снизить производственные допуски.

На сравнительном графике блокировки гидротрансформатора нынешнего «автомата» и коробки Skyactiv-Drive по ходу движения в сертификационном цикле NEDC (new European driving cicle) видно, что блокировка задействуется раньше. Новая коробка при прочих равных экономит топлива.

Нам дали прокатиться на «мулах» новой «шестёрки»: снаружи прототип выдаёт кузов, собранный на заклёпках, дабы замаскировать увеличившиеся габариты. Поскольку в России никогда не продавались дизельные Мазды, то и сравнить дизельный прототип особо не с чем. «Битурбочетвёрка» 2.2 понравилась большим рабочим диапазоном, хотя 480 Н•м момента заставляют «автомат» действовать жестковато. Привод «механики» действительно стал лучше. Ходы рычага всё ещё великоваты, но усилие по сравнению с тем, что было, кажется совершенно несущественным. Тут Mazda напоминает даже не родстер , взятый инженерами за ориентир, а Volkswagen Polo. Пожалуй, для автомобиля рычаг мог бы быть тяжелее. Характерное для Мазды сцепление с пружинящей педалью, выталкивающей ногу в конце хода, не изменилось.

Двигатели Mazda Skyactiv: надежность, плюсы и минусы

Японская компания Mazda на фоне конкурентов всегда отличалась стремлением к внедрению в массовое производство обособленных решений. Достаточно вспомнить роторные ДВС на моделях серии RX, которые даже с учетом определенных недостатков все равно завоевали массу поклонников по всему миру.

Результатом стало появление агрегатов Mazda Skyactiv. При этом удалось не только вписать эти моторы в современные экологические нормы, но также значительно повысить мощность и экономичность двигателей нового поколения. Далее мы поговорим об особенностях конструкции указанных силовых агрегатов, а также постараемся ответить на вопрос, какой ресурс двигателя и надежность Skyactiv.

Двигатели Skyactiv: особенности конструкции и принцип работы

Итак, моторы Скайактив впервые появились под капотом популярного кроссовера Mazda СХ‑5. Бензиновая версия получила рабочий объем 2.0 литра, дизель Skyactiv с турбонаддувом имеет объем 2.2 литра.

Примечательно то, что степень сжатия как в бензиновой, так и в дизельной версии находится на одинаковой отметке 14. Если просто, для бензинового мотора это очень высокий показатель (обычной нормой является 10-12), тогда как для дизеля достаточно низкий. При этом инженеры Мазда в обоих случаях успешно решили целый ряд сложностей и проблем.

  • Начнем с бензинового Скайактив. Как известно, чем больше степень сжатия, тем выше будет температура и давление в цилиндре ближе к окончанию такта сжатия. Результат-смесь лучше сгорает, двигатель становится более мощным, повышается его КПД.

Но не все так просто. Увеличение степени сжатия также приводит к тому, что бензиновый мотор в этом случае получает склонность к возникновению детонации. Если говорить о спортивных авто, детонации можно избежать посредством использования высокооктанового бензина, однако для массовых ДВС это решение никак не подходит.

  1. Проблему детонации позволил решить комплексный подход. Прежде всего, была изменена форма поршня, который теперь не плоский, а больше похож на трапецию. Также в середине появилось углубление, чтобы возле свечи смесь воспламенялась равномерно, тем самым уменьшая риски детонационного сгорания.
  2. Также в конструкции этого мотора применены особые ионные датчики на каждом отдельном цилиндре. Такие датчики высокочувствительны и встроены в катушки зажигания. В основу работы датчика положена фиксация колебаний ионного тока в зазоре свечи зажигания после воспламенения топливно-воздушной рабочей смеси. После сгорания заряда образуются ионы, что позволяет образовавшейся среде проводить ток. Датчик формирует электроимпульсы, посылает их на электроды свечи и далее производит замеры. Если просто, как только возникает риск детонации, датчики немедленно это фиксируют, после чего ЭБУ немедленно корректирует зажигание и другие параметры работы систем двигателя.
  3. Изменения коснулись и системы питания. Моторы Skyactiv имеют прямой (непосредственный) впрыск, ТНВД приводится от выпускного распределительного вала. При этом каждая форсунка получила вместо привычной одной целых 6 точек впрыска. Такое решение позволило не только улучшить распыл горючего и добиться полноценного сгорания топливного заряда, но и дополнительно охладить камеру сгорания впрыснутым бензином. Также давление в системе было повышено до 200 бар, что обеспечило улучшенное смесеобразование.
  4. Еще следует отметить доработки выпускной системы. Система выпуска имеет «спортивный» коллектор 4-2-1. Такая схема позволяет снизить сопротивление во время выпуска отработавших газов. При этом следует отметить, что если в рамках тюнинга такой коллектор не предполагает наличия каталитического нейтрализатора, для серийного автомобиля инженеры Мазда использовали трубы увеличенной длины, расположив катализатор за ними.
Читать еще:  Мойка двигателя с гарантией

Дизельный мотор Skyactiv-D: конструктивные особенности

За основу инженеры Мазда взяли хорошо зарекомендовавший себя турбодизельный агрегат MZR-CD. При этом понижение степени сжатия позволило заметно понизить температуру в цилиндре, а также показатель давления. В результате мотор стал отличаться более высоким КПД, однако возникли проблемы со смесеобразованием и воспламенением смеси «на холодную».

Для решения задачи были установлены специальные керамические свечи накала. Благодаря такому решению температура в камере сгорания за пару секунд повышается до 1 тыс. градусов, что значительно облегчает холодный пуск дизельного двигателя. Также дизель Скайактив получил систему изменения фаз газораспределения, что является довольно редким решением для агрегатов данного типа.

Что касается наддува, двигатель имеет две турбины (большую и малую), которые размещены в едином корпусе. Установка турбин реализована последовательно, что позволяет получить быстрый отклик и уверенный подхват на низких оборотах благодаря малой турбине, после чего на средних и высоких оборотах подключается большой турбокомпрессор.

Еще отметим, что уменьшение степени сжатия дизельного мотора также снизила ударные нагрузки на ДВС, параллельно были уменьшены и насосные потери. Снижение нагрузок позволило облегчить дизель. В результате (аналогично бензиновой версии) блок цилиндров стал алюминиевым. Выпускной коллектор интегрирован прямо в ГБЦ, что также облегчило конструкцию, а еще позволило быстрее прогреть каталитический нейтрализатор.

Ресурс моторов Mazda Skyactiv и проблемы

Инженеры компании Мазда создали экономичные и одновременно производительные силовые агрегаты, при этом моторы соответствуют стандарту ЕВРО-6. Также особенностью бензиновой версии Скайактив можно считать то, что двигатель остался атмосферным.

На практике это означает, что в рамках эксплуатации не должно возникнуть типичных проблем, которые обычно свойственны бензиновым моторам с наддувом. Однако для достижения таких выдающихся показателей атмосферный двигатель от Мазда все равно получился сложным по конструкции.

Что касается дизельной версии, понижение степени сжатия до 14, напротив, указывает на снижение нагрузок на дизельный мотор. В этом случае двигатель также стал сложнее, однако вполне можно рассчитывать на достаточно большой ресурс основных элементов ЦПГ и КШМ.

Вернемся к статистике и практической эксплуатации. Бензиновые моторы Skyactiv появились на территории СНГ около 5 лет назад. Если рассматривать двигатели Скайактив, проблемы с ними возникают, при этом пока учет неполадок по этим ДВС не выявил массовых и глобальных поломок.

Другими словами, если рассматривать двигатели Mazda Skyactiv, неисправности таких агрегатов, которые зафиксированы, представляют собой следующие:

  • встречались случаи, когда необходимо было менять масляный насос, который давал сбой и не выходил на максимум производительности, в результате чего начинала давать сбои гидравлическая муфта для изменения фаз, установленная на на выпускном распределительном вале.
  • также была отмечена ситуация, когда двигатель Скайактив после запуска с первого раза через небольшой промежуток времени глох. Для нормальной работы агрегат приходилось перезапускать 2-3 раза, после чего мотор работал стабильно. Вероятно, проблема была не «механической», а связана с прошивкой ЭБУ, так как европейские версии с этим двигателем работали без подобных сбоев.
  • еще следует отметить, что на некоторых двигателях Скайактив встречается выработка кулачков впускного распределительного вала, в результате чего двигатель работает более шумно.

Хотя сам производитель озвучивает цифру ресурса около 300 тыс. км., при этом такой расчет предполагает идеальные условия эксплуатации, качественное топливо и моторное масло. Это значит, что до 100-150 тыс. км. проблем с двигателем может и не возникать, однако далее сложный агрегат вполне может оказаться крайне дорогим в ремонте или даже неремонтопригодным. Также отмечено, что ближе к 100 тыс. выходят из строя катушки и ионные датчики. На экземплярах, где использовалось топливо не самого лучшего качества, внимания может потребовать ТНВД, а также сами форсунки.

Советы и рекомендации

Важно понимать, что бензиновый двигатель SKYACTIV-G имеет высокую степень сжатия. Это значит, что такой мотор склонен к детонации и крайне требователен к качеству топлива. В данный силовой агрегат лучше заливать бензин с октановым числом АИ-95 только в крайних случаях.

  • Чтобы мотор работал нормально и сохранялся его ресурс, топливо должно быть не ниже АИ-98. Многие владельцы Скайактив в СНГ утверждают, что агрегат лучше всего работает на 100 бензине. Вполне очевидно, что попытки экономить на горючем, заливая в такой мотор 92-й бензин или случайные заправки некачественным топливом на непроверенных АЗС приведут к значительному сокращению ресурса агрегата и к его скорым поломкам.
  • Также очень важно следить за состоянием, уровнем и качеством моторного масла. Опять-таки, высокая степень сжатия означает увеличение нагрузок на детали, рост температуры и т.д.
  • Свечи зажигания должны быть качественными и меняться своевременно. Дело в том, что наличие ионных датчиков в катушках зажигания означает, что датчики выполняют замеры по электродам свечей. Если свечи будут загрязнены или с ними возникнут другие характерные проблемы, тогда значительно возрастает риск возникновения разрушительной детонации двигателя.

Что в итоге

Если учесть, что на территорию РФ и СНГ дизели поставляются совсем недавно, особой статистики по ним еще нет. Если же затронуть бензиновые версии Skyactiv, прежде всего, это двигатель с прямым впрыском топлива и высокой степенью сжатия.

Следует понимать, что в устройстве топливной системы присутствует топливный насос высокого давления, а также сложные по конструкции форсунки. В результате бензиновый мотор похож на дизельный со всеми вытекающими последствиями, а также сильно склонен к детонации. Бензин для такого ДВС должен быть высокооктановым, качественным, без примесей и воды.

Напоследок отметим, что если планируется приобретение подержанного автомобиля Мазда с двигателем Скайактив, тогда рассматривать можно варианты, которые прошли не более 100-120 тыс. км. При этом очень важно, чтобы владелец заливал только качественный бензин и масло, следил за состоянием системы питания и т.д. Если этого не делать, двигатель может оказаться «убитым» даже на малых пробегах, так как детонация, которая вполне может возникнуть, значительно сокращает ресурс ДВС.

Если же пробег больше 200 тыс. км., автомобиль с мотором Skyactiv лучше не приобретать, так как на нашем топливе его ресурс уже может подходить к концу. При этом силовой агрегат сложный, так что неизбежны сложности и проблемы с его ремонтом. В худшем случае потребуется прибегнуть к «свапу» двигателя, учитывая, что контрактные Скайактив стоят достаточно дорого.

Моторы линейки TSI. Конструктивные особенности, преимущества и недостатки. Модификации с одним и двумя нагнетателями. Рекомендации по эксплуатации.

Конструктивные особенности двигателей GDI с непосредственным впрыском от моторов с распределенным впрыском топлива. Режимы работы, неисправности GDI.

Двигатель семейства FSI: отличия, особенности, плюсы и минусы силового агрегата данного типа. Распространенные проблемы двигателей FSI, обслуживание мотора.

Рестайлинговый Фольксваген Поло седан с новым двигателем. Главные особенности нового мотора российской сборки CFN Е211 на Polo Sedan из Калуги.

Дизельный мотор TDI. Отличительные особенности двигателя данного типа. Преимущества и недостатки, ресурс, особенности турбонаддува. советы по эксплуатации.

Что нужно знать о моторах на Рендж Ровер перед покупкой такого автомобиля б/у. С каким двигателем лучше взять данный автомобиль и почему.

Двигатели Skyactiv: перестройка

Двигатели Skyactiv фирмы Mazda: блажь или прорыв? Изучаем конструкцию агрегатов новой волны.

Mazda3_2013_SKYACTIV

Mazda всегда отличалась нестандартными конструкторскими решениями. Она единственная долгое время серийно производила машины с роторными моторами. А когда настал очередной этап совершенствования привычных поршневых двигателей, снова пошла своей дорогой.

Перед мотористами всех компаний нынче стоит одна задача: повысить одновременно отдачу и экономичность двигателей, вписав их в жесткие экологические нормы Евро‑6. Рецепт европейских инженеров — малообъемные двигатели с наддувом.

Идею даунсайзинга Mazda отвергла — дескать, все эти наддувы, интеркулеры, трубопроводы слишком дороги, а радости от малокубатурных моторов немного. И снова решила пойти своим, сугубо японским путем — сохранить «полноразмерные» атмосферники, но поиграть со степенью сжатия (СЖ).

Так на свет появилось новое семейство двигателей — Skyactiv. Два первенца обосновались на кроссовере СХ‑5: бензиновый двухлитровый двигатель и турбодизель объемом 2,2 л. Оба имеют одинаковую степень сжатия — 14. Это очень много для бензинового мотора (обычно 10–12) и очень мало для дизельного (обычно 16–18,5).

Степень сжатия — это отношение объема пространства над поршнем в его нижней мертвой точке (объем цилиндра и камеры сгорания) к объему пространства над ним в его верхней мертвой точке (объем камеры сгорания). Степень сжатия показывает, во сколько раз сжимается топливовоздушная смесь в цилиндре. От этого параметра зависят термический КПД двигателя и его мощность.

ПОД ДАВЛЕНИЕМ ОБСТОЯТЕЛЬСТВ

При постройке бензинового атмосферника Skyactiv-G за основу был взят предшественник MZR 2.0 со степенью сжатия 10,0. Увеличение СЖ повышает температуру и давление в цилиндре в конце такта сжатия. Это сулит более высокие КПД и мощность, но одновременно и сильную склонность к детонации — взрывному сгоранию топливовоздушной смеси, которое приводит к перегреву и разрушению колец и поршней. СЖ, близкая к 14, больше характерна для высокофорсированных спортивных моторов, работающих на топливе с высоким октановым числом, стойким к детонации. В конструкцию Skyactiv-G внесли массу новшеств, чтобы он мог безболезненно переваривать обычный 95‑й бензин и поработали над снижением механических потерь ради улучшения экономичности.

Уберечь двигатель от детонации призваны ионные датчики, встроенные в катушки зажигания. Вся соль в том, что работа мотора именно на грани детонации и обеспечивает максимально эффективное сгорание смеси. Ионные датчики более чувствительны и позволяют лучше контролировать момент появления детонации в каждом цилиндре — а до этого за ней следил лишь один традиционный страж, установленный в блоке. Новый датчик отслеживает детонацию по колебаниям ионного тока в зазоре между электродами свечи после воспламенения смеси. При ее сгорании образуются ионы, которые делают среду токопроводящей. Датчик подает напряжение на центральный электрод свечи и замеряет ток, проходящий между ним и заземленным боковым электродом.

Обновленная топливная система с непосредственным впрыском обеспечивает давление до 200 бар! С повышением давления в цилиндре это стало необходимым для правильного смесеобразования (ранее Mazda применяла непосредственный впрыск в основном для наддувных моторов, но давление не превышало 115 бар). На выходе такое решение дает эффективное сгорание, то есть высокую мощность, экономичность и экологичность двигателя.

Как и прежде, ТНВД (топливный насос высокого давления) имеет привод от распредвала, но на сей раз от выпускного. Дополняют его форсунки с шестью отверстиями (для лучшего распыления топлива). При хорошем испарении бензин еще и сбивает температуру в камере сгорания, а это тоже снижает вероятность возникновения детонации.

Система выпуска оснащена коллектором 4-2-1, пришедшим из автоспорта. Его конфигурация снижает сопротивление при выходе отработавших газов (ОГ) из цилиндров. В обычном коллекторе волна ОГ из одного цилиндра может совпадать с моментом открытия выпускных клапанов в соседнем. Она создает обратное давление, которое мешает выходу следующей порции отработавших газов.

У конструкции «спортивного» коллектора иная схема соединения труб, вдобавок они длиннее. Из-за этого поток ОГ проходит большее расстояние и, наоборот, создает волну разрежения, которая облегчает выход газов из следующего цилиндра. Помимо повышения мощности мотора это снижает температуру в камере сгорания, также уменьшая вероятность детонации.

Чтобы сократить насосные потери в моторе и повысить экономичность, инженеры научили его работать по двум циклам: Аткинсона и более традиционному для бензиновых двигателей циклу Отто. Первый задействуется при низких нагрузках, когда нет необходимости в высоком крутящем моменте: впускные клапаны закрываются позже, уже на такте сжатия, и часть воздуха выходит через них обратно во впускной коллектор. По сути, поршень проходит часть пути без сжатия воздуха. Это снижает фактическую СЖ и крутящий момент, но вместе с ними и насосные потери. В таком режиме мотор работает более эффективно.

А при средних и высоких нагрузках впускные клапаны закрываются раньше (привычный цикл Отто) и происходит полное наполнение цилиндров. СЖ снова доходит до 14 — и мотор выдает высокий крутящий момент.

Читать еще:  Номер двигателя проверить

Цикл Аткинсона заставил инженеров включить во впускную систему вакуумный насос для нормальной работы усилителя тормозов. А всё из-за недостатка вакуума во впускном коллекторе при работе мотора в этом режиме. Насос имеет привод от выпускного распредвала и делит корпус с ТНВД.

Раньше подобные, но более простые узлы были обычным делом только для наддувных двигателей — у них вообще беда с вакуумом. Двигатель способен работать по двум циклам благодаря двум муфтам изменяемых фаз — это привычная гидравлическая на выпускном распределительном валу и электрическая на впускном.

Электрическая муфта более эффективна, но прежде ее не применяли на маздовских моторах. Она имеет больший диапазон регулирования и обеспечивает более точное управление по сравнению с гидравлической. Муфта состоит из электродвигателя (установлен на передней крышке мотора) и соединенного с ним привода (закреплен на самом распредвалу), представляющего собой замысловатую планетарную передачу. Пока скорости вращения электродвигателя и распредвала равны, имеем постоянные фазы. Для их опережения или запаздывания «мозг» мотора соответственно ускоряет или замедляет электродвигатель. Эту разность вращений планетарная передача преобразует в проворот распредвала относительно его звездочки.

В новых условиях работы мотора влияние теплового зазора в приводе клапанов повысилось, поэтому наконец использовали гидрокомпенсаторы. Чтобы снизить потери на трение, инженеры отказались от обычных колпачковых толкателей в пользу рокеров с игольчатыми подшипниками. Новый механизм приправили дополнительными масляными магистралями для смазки кулачков распредвалов.

Новшество в масляной системе — насос с регулировкой давления в двух диапазонах (в зависимости от режима работы мотора), необходимый для снижения гидравлических потерь. Чтобы снизить механические потери и потери на трение, инженеры стремились максимально облегчить элементы двигателя — в этом японцы пошли по стопам европейских коллег. Под нож попал весь кривошипно-шатунный механизм: поршни, шатуны и коленвал.

У поршней очень интересная форма днища. Обычно у бензиновых поршней оно плоское, хотя иногда имеет выемки для впускных клапанов — цековки. А здесь днище выпуклое да еще и с большой выемкой по центру. Это сделано для формирования вокруг свечи зажигания смеси, сгорающей более стабильно и полноценно. Облегченный алюминиевый блок цилиндров теперь состоит из двух частей. Его разделили по оси коленвала на верхний и нижний. Подобная конструкция встречалась и у некоторых дизельных моторов, но при этом блок был чугунным, более жестким. В итоге массу двигателя снизили на 10%, а потери на трение — аж на 30%! Расход топлива и выбросы СО 2 уменьшились на 15%, столько же прибавил крутящий момент.

Мощность моторов для России ограничена с учетом наших налогов: максимум — 150 л.с., но в Европе такие же агрегаты выдают 165 сил.

Обойдясь без наддува, японцы улучшили все показатели, но мотор получился на редкость замысловатым. Больше всего тревожит то, что высокая степень сжатия существенно повысила нагрузки на элементы двигателя, а их дополнительно еще и облегчили — считай, ослабили.

В НЕВЕСОМОСТИ

В основу наддувного дизельного мотора Skyactiv-D тоже лег предшественник — турбодизель MZR-CD со степенью сжатия 16,3. Понижение степени сжатия до 14 заметно снизило температуру и давление в цилиндре. Это повысило КПД агрегата, но ухудшило перемешивание топливовоздушной смеси и ее самовоспламенение при холодном пуске мотора и его прогреве.

Чтобы дизель был эффективным и экологичным во всех режимах работы, инженеры пошли на хитрость.

Холодный пуск мотора облегчают обновленные керамические свечи предпускового прогрева. За две секунды они нагревают воздух в камере сгорания до 1000 градусов.

Для стабильного сгорания смеси при прогреве двигателя в ГРМ внедрили систему изменения фаз, а это большая редкость для дизельных агрегатов. В привод клапанов, идентичный бензиновому собрату, внедрили механизм переменного хода. Он слегка приоткрывает один из двух выпускных клапанов в каждом цилиндре на такте впуска: часть горячих выхлопных газов возвращается в цилиндр и поднимает температуру в нем. Это облегчает распыление топлива и обеспечивает более стабильное сгорание смеси.

Механизм переменного хода клапанов состоит из рокера с двумя рычагами (внешний и внутренний) и кулачка распредвала с двойным профилем — высоким и низким. Внешний рычаг взаимодействует с высоким профилем, а внутренний — соответственно с низким. Первое обеспечивает обычное открытие клапана в такте выпуска, а второе — немного приоткрывает его в такте впуска. Внутренний рычаг закреплен на внешнем с возможностью наклоняться относительно него. Встроенный в рокер гидравлический стопор позволяет заблокировать это перемещение. Когда блокировки нет, внутренний рычаг при взаимодействии со своим низким кулачком просто перемещается внутри внешнего рычага и клапан не совершает дополнительного открытия. Соответственно, когда задействован стопор, внутренний рычаг тянет за собой внешний, вызывая дополнительное открытие клапана.

Качество смесеобразования в цилиндре повысили и за счет точности работы топливных форсунок. В турбодизеле она зависит от давления в магистрали возврата солярки в бак (магистраль обратки). Для поддержания постоянного высокого давления в систему включили специальный блок клапанов. Он одновременно управляет подачей топлива в ТНВД и связывает все магистрали обратки.

Мотор оснастили двумя турбокомпрессорами, объединенными в одном корпусе. Большая и малая турбины установлены последовательно. Это позволяет сочетать их преимущества. Малый турбокомпрессор (турбина высокого давления) имеет быструю реакцию и выдает большое давление наддува при низких оборотах двигателя, а большой турбокомпрессор (турбина низкого давления) — при высоких. Работой единого узла управляет «мозг» с помощью трех клапанов (см. схему).

Малая СЖ существенно снизила нагрузки на мотор и сократила насосные потери. Поэтому инженеры облегчили и турбодизель. Теперь у него тоже алюминиевый разборный блок цилиндров. Изменения в кривошипно-шатунном механизме более глобальные: инженеры отказались от смещения поршневого пальца, но сместили ось коленвала относительно оси цилиндра. Таким ходом убили сразу двух зайцев — снизили боковое усилие на поршне на такте рабочего хода (сопротивление скольжению) и сохранили эффект смещенного пальца (снижение эффекта перекладки поршня при прохождении ВМТ). Головка блока теперь имеет интегрированный выпускной коллектор. Помимо уменьшения габаритов и сокращения массы мотора, это ускоряет прогрев нейтрализатора.

Новый турбодизель на 10% легче и на 20% экономичнее предшественника. Максимальная мощность и крутящий момент не подросли, зато агрегат удалось вписать в жесткие рамки норм Евро‑6 без усложнения системы нейтрализации.

В целом картина с новым дизелем отраднее, чем с бензиновым мотором. Он усложнился и попал под нож облегчения, зато уменьшение СЖ серьезно снизило нагрузки на все узлы.

ЛЕГКО В БОЮ

Мазды с бензиновыми моторами Skyactiv бегают по России почти три года. И пока, как ни странно, без серьезных проблем. Поначалу было несколько случаев замены масляных насосов, которые почему-то не развивали максимальную производительность, из-за чего в первую очередь дурила гидравлическая муфта изменяемых фаз на выпускном валу.

Затем случилась история с «даблстартами», о который мы подробно рассказывали (ЗР, 2013, № 8). А сейчас зарегистрировано несколько случаев выработки на кулачках впускного распредвала, приводящей к росту шумности мотора. Но все описанное можно смело отнести скорее к исключениям из правила, его же и подтверждающим: моторы Skyactiv достаточно надежны.

Относительно турбодизелей серьезной статистики пока нет: их продают чуть больше года, а спрос крайне мал. Могу лишь предположить, что с ними тоже не будет много проблем, поскольку нагрузки существенно снижены. Не вселяет опасений и бензиновый Skyactiv-G объемом 2,5 литра, поскольку степень сжатия в нем сократили до 13.

ДИЗЕЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ

Степень сжатия влияет на очень важный параметр в работе дизеля — задержку самовоспламенения. После впрыска топливу нужно определенное время для распыления и смешивания с воздухом. Для высокого КПД важно, чтобы смесь начала гореть максимально близко к верхней мертвой точке поршня (ВМТ). То есть впрыск нужно делать заблаговременно. Тогда вся энергия расширения газов при сгорании успеет пойти на перемещение поршня вниз.

У моторов с высокой СЖ давление и температура в ВМТ очень велики. Ранний впрыск приводит к спонтанному воспламенению смеси прежде, чем она перемешается. На выходе это дает неравномерное, «шумное» сгорание с повышенными выбросами и противодавлением движению поршня вверх. Поэтому в таких агрегатах впрыск делают более поздним. В итоге сгорание происходит после прохождения ВМТ, когда поршень уже сам идет вниз, — и часть тепловой энергии уходит впустую.

У турбодизеля Skyactiv-D с низкой СЖ давление и температура соответственно ниже. Это позволяет делать более ранний впрыск. Сгорание смеси происходит более длительно и эффективно даже вблизи к ВМТ. Результат — более высокие КПД и показатели экологичности мотора.

Благодарим за помощь в подготовке материала техцентр «Мэйджор Авто» (18‑й км МКАД).

Mazda CX-5 Active: Изучаем технологию будущего

Mazda CX 5 Active — это средняя комплектация популярного кроссовера между бюджетной Drive и максимальной Supreme. Покупатель может выбирать между передне- и полноприводной версией с полным набором революционных технологий SKYACTIV.

Что такое SKYACTIVE и почему Мазда летит в космос

Мазда СХ 5 Актив оснащается бензиновыми двигателями SKYACTIV -G в двух вариантах — двухлитровый мощностью 150 л.с. и 2,5 литра 194 л.с. В паре с ними работают автоматическая коробка передач SKYACTIVE-DRIVE или механическая SKYACTIV-MT.

В Mazda CX 5 SKYACTIV технологии полностью были применены впервые. SKYACTIV — в переводе «активнодействующий в небе» — это инновационные технологии в разработке двигателей, коробок передач, кузова и шасси. При создании SKYACTIV инженеры Mazda сделали возможным невозможное — улучшили динамические характеристики автомобиля, управляемость и безопасность, уменьшив при этом расход топлива и количество вредных веществ в отработавших газах.

Бензиновый двигатель SKYACTIV -G с невероятно высокой прежде степенью сжатия 14:0 — результат анализа и переосмысления японскими конструкторами общих принципов термодинамики и теории двигателей внутреннего сгорания. Высокая степень сжатия обеспечивает более высокую отдачу и экономичность при соблюдении жесточайших экологических требований. Это потребовало усовершенствования конструктивных элементов мотора: новые облегченные поршни и шатуны, фазовозвращатели с электроприводом, измененные форсунки для впрыска под давлением до 200 бар, спортивная схема выпускного коллектора, ионные датчики в катушках зажигания. Одни названия, как в фантастическом фильме про космические корабли.

Для увеличения экономичности двигатель работает по двум циклам: Аткинсона и Отто. Первый используется при малых нагрузках, когда необходимость в высоком крутящем моменте отсутствует. Достигается такая работа, благодаря применению двух муфт изменяемых фаз газораспределения: на выпуске — гидравлическая, на впуске — электрическая.

Моторы серии SKYACTIV-G не раз удостаивались различных наград в области технологий.

Автоматическая шестиступенчатая коробка передач SKYACTIVE-DRIVE — это плавное переключение, экономия топлива и моментальные реакции на ускорение. Гидротрансформатор получил блокировку на всех ступенях. В результате классический автомат по ощущениям и отзывчивости приблизился к обычной механической коробке.

Механическая коробка передач SKYACTIV-MT — полностью модернизированная с уменьшенным коэффициентом внутреннего трения. Компактная коробка получила уменьшенный ход рычага для четкого и легкого переключения на уровне спортивного родстера MX-5.

Кузов Мазда СХ 5 SKYACTIV-Body имеет малый вес, но при этом повышенную жесткость на кручение. Эти факторы улучшают управляемость автомобиля и его реакции на действия водителя.

Противоречивые задачи были решены и при конструировании шасси SKYACTIV-Chassis. Надо было добиться чувства единения водителя и автомобиля, обеспечить маневренность и устойчивость машины на высокой скорости и одновременно обеспечить комфорт пассажирам.

Для улучшения управляемости разработана новая схема рулевого управления с электроусилителем, которая обеспечивает моментальные реакции даже на небольших скоростях. Переработанная геометрия задней подвески обеспечивает максимальное сцепление колес с дорожным покрытием. Таким образом, водители получили максимальную управляемость и комфорт в любых дорожных ситуациях.

Технологии SKYACTIV — активные действия, позволяющие подняться на небывалую высоту — вот почему говорят, что «Мазда летит в космос».

Технологии следующего тысячелетия

Но инженеры Скайактив Mазда CХ 5 не останавливаются на достигнутом. В лабораториях фирмы проводят новые эксперименты и разрабатывают самый эффективный в истории двигатель внутреннего сгорания.

Очередная «небесно-космическая» силовая установка Mazda SKYACTIV-X будет сочетать в себе рабочий цикл дизельного двигателя и бензин в качестве топлива!

Новый бензиновый мотор воспламеняет топливно-воздушную смесь посредством сжатия без искры, как это делает дизель. Сочетание системы сжатия и нагнетателя позволило максимально повысить крутящий момент. Главной целью разработчиков является достижение высочайшего уровня тепловой эффективности двигателя. Чтобы бензиновый двигатель превращал в полезную энергию большую часть тепла, выделяемого при сгорании топлива — 56 % для двигателя внутреннего сгорания звучит почти фантастически. Такая стратегия позволит японским инженерам одновременно увеличить мощность и экологичность двигателя. Если у них всё получится, они смогут на равных конкурировать с электромобилями в области экологической безопасности.

Представители Mazda подсчитали, что при повышении тепловой эффективности свыше 50%, по совокупности затрат на добычу топлива, транспортировку, и выработку энергии двигатель внутреннего сгорания SKYACTIVE-X будет менее вредным для окружающей среды, чем электродвигатель.

Автопроизводитель уверяет, что новейший мотор будет расходовать топлива на 25-30% меньше сегодняшних агрегатов SKYACTIV-G. Руководство компании рассчитывает запустить в производство SKYACTIVE-X к 2019 году.

Новый двигатель Mazda SKYACTIVE-X входит в стратегическую программу электрификации и минимизации выбросов до 2030 года. Отказываться от заслуженного бензинового мотора для своих автомобилей японские специалисты явно не спешат.

Рекомендуем почитать:

  • 0 комментариев

Мазда Премаси – функциональный и сдержанно элегантный автомобиль производства японского автоконцерна Мазда, относящийся к классу…

Мазда Премаси — автомобиль японского производства, относящийся к классу малотиражных минивэнов. Первая модель этой серии…

Mazda Premacy– один из лучших представителей японского автопрома, позиционируемый, на автомобильном рынке, как семейный минивэн…

Ссылка на основную публикацию
×
×
Adblock
detector