Skyactiv technology 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.

Двигатели Skyactiv: раскрытые резервы

Излишне тратить средства на новые изобретения, если потенциал нынешних конструкций далеко не исчерпан, — так считают специалисты Mazda, внедрившие технологию Skyactiv.

Бензиновый двигатель Skyactiv-G:

Бензиновый двигатель «Скайэктив-G»

1 — рекордно высокая степень сжатия 14:1 увеличивает крутящий момент и уменьшает расход топлива;

2 — выпускная система с конфигурацией 4-2-1 способствует лучшему удалению отработавших газов;

3 — регулируемые фазы уменьшают насосные потери на 20%;

4 — непосредственный впрыск снижает вероятность детонации;

5 — из-за уменьшенного с 87 до 83 мм диаметра цилиндров сократились теплопотери;

6 — поршни с углублением в днище обеспечивают эффективное сгорание смеси;

7 — форсунки с многоточечными распылителями улучшают смесеобразование;

8 — масса двигателя снижена на 10%;

9 — трение в двигателе уменьшилось на 30%;

10 — крутящий момент вырос на 15%;

11 — расход топлива и выбросов СО2 снижен на 15%.

Сократить расход топлива и уровень вредных выбросов и одновременно поднять уровень безопасности и удовольствия от вождения — вот суть технологии Skyactiv. Приемы всем известны: снижение массы, повышение жесткости основных элементов, улучшение процессов сгорания и уменьшение трения. Только у Mazda свой подход: никаких гибридных приводов, заумных электронных систем, дорогущих материалов. Улучшать автомобиль можно и более экономными способами — например, оптимизируя рабочие процессы и совершенствуя имеющиеся конструкции. Как резчик по камню, ваяющий из неотесанной глыбы рельефную статую.

Skyactiv-G

Двигатель внутреннего сгорания работает эффективно лишь на 30–40%. Неспроста одно из самых ярких произведений технологии Skyactiv — бензиновый двигатель Skyactiv-G на базе нынешнего 2-литрового мотора MZR 2.0. Крутящий момент на низких и средних оборотах вырос на 15%, а расход топлива настолько же упал. Причем, без помощи модных нынче гибридов и даунсайзинга. Объем остался прежним, двигатель — атмосферным, зато почти все основные составляющие переработаны.

Поршень двигателя

Секрет скрыт в фантастически высокой степени сжатия. 14:1 — рекордный показатель среди серийных бензиновых двигателей. Очевидно: чем выше степень сжатия, тем лучше термодинамический КПД и топливная экономичность. Однако и тем вероятнее, что на определенных режимах появится опасная детонация. Чтобы ее избежать, применили оригинальный коллектор, снижающий давление в камере сгорания. Растянуть процесс сгорания смеси и понизить тем самым температуру позволяют поршни особой формы, а новые топливные форсунки с многоточечными распылителями равномерно распределяют топливо по всей камере сгорания.

Поршень двигателя «Скайэктив-G» не только на 20% легче аналогичной детали для нынешнего 2-литрового мотора, но и выделяется оригинальной формой днища, которая позволяет горению равномерно распределяться по всей камере сгорания.

Объявлено, что у двигателя Skyactiv механические потери почти на треть ниже, чем у предшественника. Если это действительно так, то японских мотористов надо поднимать на пьедестал. Впрочем, просмотрев список улучшений, начинаешь верить. Похудели главные детали: 20% массы скинули поршни и 30% — шатуны, трение поршневых колец снижено на 38%. Уменьшили давление в системе смазки на частичных нагрузках, установив насос с электронным управлением, а антифриз гоняет помпа с невесомой крыльчаткой из композитных материалов.

Все таблицы и графики открываются в полный размер по клику:

1_no_copyright

Чтобы снизить давление в камере сгорания и обезопасить тем самым смесь от детонационного воспламенения, длину каналов выпускного коллектора тщательно рассчитали. Ведь, будь они излишне коротки, отработавшие газы успеют проникнуть в камеру сгорания соседнего цилиндра до того, как закроется клапан; а при необоснованно длинных нейтрализатор будет дольше прогреваться до рабочей температуры.

Skyactiv-D

С незапамятных времен дизель и бензиновый мотор честно конкурируют между собой, в борьбе невольно перенимая друг у друга характерные признаки. Теперь наконец-то они сравнялись… по степени сжатия. У дизеля Skyactiv-D эта геометрическая величина равна 14:1, как и у бензинового двигателя Skyactiv-G. Еще один рекорд, на сей раз среди серийных дизелей, — у большинства моторов она колеблется от 16 до 18.

Дизельный двигатель Skyactiv-D:

Дизельный двигатель «Скайэктив-D»

1 — самая низкая степень сжатия для серийных дизелей 14:1 позволяет достичь оптимального момента воспламенения;

2 — система регулировки высоты подъема выпускных клапанов стабилизирует работу двигателя при прогреве;

3 — соответствует требованиям Euro 6 без дорогих систем нейтрализации;

4 — двухступенчатый турбонаддув улучшает гибкость на низких оборотах и добавляет мощности на высоких;

5 — на 10% легче и на 20% экономичнее предшественника, 2,2-литрового MZR-CD;

6 — керамические свечи накаливания улучшают пуск холодного двигателя;

7 — механические потери из-за пониженного до 130 кг/см² давления в камере сгорания (на 20% ниже, чем у MZR-CD), как у бензинового мотора;

8 — блок цилиндров легче на 25 кг.

Чем меньше степень сжатия у дизеля, тем ниже температура и давление в камере сгорания в конце такта сжатия. А значит, сгорание протекает медленнее, что позволяет впрыскивать топливо еще при подходе к верней мертвой точке, а не когда поршень уже идет вниз (как у дизелей с более высокой степенью сжатия). Топливо лучше перемешивается с воздухом, отчего смесь сгорает эффективнее, а в выхлопных газах содержится намного меньше сажи и окислов азота (NOx). Кроме того, выше и степень расширения (ход поршня, при котором совершается фактическая работа). Как результат — расход топлива ниже на 20%. К тому же Skyactiv-D» укладывается в нормы Euro 6 (вступят в силу лишь в 2014 году) без дорогого нейтрализатора частиц азота.

Основные отличия поршней двигателя «Скайэктив-D» от MZR-CD: меньше потери на трение, скромнее масса, больше объем внутренней камеры сгорания, поуже отверстие под поршневой палец.

Поршень двигателя MZR-CD

Однако нет добра без худа — дизели со столь низкой степенью сжатия плохо пускаются и неустойчиво работают при отрицательных температурах. Лекарство от этого недуга — керамические свечи накаливания и система VVL, регулирующая высоту подъема клапана. Она не редкость на бензиновом моторе, но диковинка на дизеле. Только в первом случае она определяет количество поступающего в цилиндры воздуха, а во втором заведует рециркуляцией отработавших газов. На холодном двигателе выпускной клапан в конце такта впуска не закрывается, и часть отработавших газов возвращается во впускной коллектор. На следующем впуске горячий заряд вновь поступает в камеру сгорания и подогревает ее. Таким образом, нет пропусков воспламенения, двигатель на этапе прогрева работает более стабильно.

Привод одного из пары выпускных клапанов каждого цилиндра снабжен устройством, регулирующим высоту подъема клапана. На прогретом двигателе ход клапана задают стандартные кулачки распредвала — выпуск закрывается полностью. Когда мотор холодный, высоту подъема определяет дополнительный кулачок иной формы — выпускной клапан приоткрыт, часть отработавших газов засасывается назад в камеру сгорания.

Агрегат двухступенчатого наддува состоит из малого и большого турбонагнетателей. Первый, менее инерционный на низких оборотах, мгновенно раскручивается и эффективно сглаживает турбояму, второй подключается на средних и вплоть до максимальных 5200 об/мин.

Skyactiv В МАССЫ

Новые технологии применят на серийных машинах уже в будущем году. В числе первых — новый кроссовер Mazda CX-5. Кстати, благодаря Skyactiv эта модель в варианте с передним приводом, дизельным двигателем и механической коробкой передач выбрасывает в атмосферу меньше 120 г/км — завидный результат для кроссовера, даже в столь экономичной комплектации. Модели с технологией Skyactiv уже в этом году появятся в Японии (Mazda2 с 1,3-литровым бензиновым двигателем) и Северной Америке (Mazda3 с 2-литровым мотором и новым автоматом).

Характеристики крутящего момента дизельных двигателей:

Характеристики крутящего момента дизельных двигателей.

Характеристики крутящего момента бензиновых двигателей:

Характеристики крутящего момента бензиновых двигателей.

Mazda не один год вкладывается и в электрификацию автомобиля. В 2012 году на японском рынке дебютирует электрическая Mazda2, а совместно с Toyota компания доводит гибридный силовой агрегат. Но основной приоритет компании на ближайшие 10 лет — конечно, новое семейство бензиновых и дизельных двигателей Skyactiv. Ведь, по самым оптимистичным прогнозам, через 10 лет модели с электрическими и гибридными двигателями составят лишь пятую часть. А к 2020 году, как заверил директор по техническому развитию Сейта Канаи, выбросы СО2 у моторов Skyactiv снизятся на 15–20%. Если так, зачем тогда гибриды и электромобили?

Mazda CX-5 2.2 420Nm › Logbook › Технологии SKYACTIV-D (особенности технологии дизельной версии)

С незапамятных времен дизель и бензиновый мотор честно конкурируют между собой, в борьбе невольно перенимая друг у друга характерные признаки. Теперь наконец-то они сравнялись… по степени сжатия. У дизеля Skyactiv-D эта геометрическая величина равна 14:1, как и у бензинового двигателя Skyactiv-G. Еще один рекорд, на сей раз среди серийных дизелей, — у большинства моторов она колеблется от 16 до 18.

Обычно нормальной степенью сжатия в турбодизелях считается 16–18:1. Маздовцы уменьшили этот показатель до 14:1, как у бензиновой модификации CX-5, и дополнительно облегчили вес агрегата (головки блока, шатунно-поршневой группы, коленвала) на 10%, что повлекло снижение механических потерь и рост предельных оборотов. Это решение позволило более эффективно использовать наддув, снизились температура и скорость сгорания топлива. Теперь давление в камере сгорания очень быстро и, что более важно, — очень точно компенсируется с помощью двух турбин. Согласно заявлению производителя, расход солярки сократился по сравнению с 2,2-литровым мотором MZR-CD на 20%. Еще один плюс более деликатной работы в два «воздуходува» — низкий выброс CO 2 (соответствует нормам Euro 6.

Пусть в арсенале всего 175 л.с., зато «момент» паровозный — 420 Н .м! Уже с первых секунд движения чувствуется, что движку под силу не только «пятерка», но и что-нибудь потяжелее. Хороший подхват начинается уже с самых низов, старшая турбина передает эстафету тяги младшей без ощутимого разрыва.

Дизельный двигатель Skyactiv-D:
1 — самая низкая степень сжатия для серийных дизелей 14:1 позволяет достичь оптимального момента воспламенения;
2 — система регулировки высоты подъема выпускных клапанов стабилизирует работу двигателя при прогреве;
3 — соответствует требованиям Euro 6 без дорогих систем нейтрализации;
4 — двухступенчатый турбонаддув улучшает гибкость на низких оборотах и добавляет мощности на высоких;
5 — на 10% легче и на 20% экономичнее предшественника, 2,2-литрового MZR-CD;
6 — керамические свечи накаливания улучшают пуск холодного двигателя;
7 — механические потери из-за пониженного до 130 кг/см² давления в камере сгорания (на 20% ниже, чем у MZR-CD), как у бензинового мотора;
8 — блок цилиндров легче на 25 кг.

Чем меньше степень сжатия у дизеля, тем ниже температура и давление в камере сгорания в конце такта сжатия. А значит, сгорание протекает медленнее, что позволяет впрыскивать топливо еще при подходе к верней мертвой точке, а не когда поршень уже идет вниз (как у дизелей с более высокой степенью сжатия). Топливо лучше перемешивается с воздухом, отчего смесь сгорает эффективнее, а в выхлопных газах содержится намного меньше сажи и окислов азота (NOx). Кроме того, выше и степень расширения (ход поршня, при котором совершается фактическая работа). Как результат — расход топлива ниже на 20%. К тому же Skyactiv-D» укладывается в нормы Euro 6 (вступят в силу лишь в 2014 году) без дорогого нейтрализатора частиц азота.

Однако нет добра без худа — дизели со столь низкой степенью сжатия плохо пускаются и неустойчиво работают при отрицательных температурах. Лекарство от этого недуга — керамические свечи накаливания и система VVL, регулирующая высоту подъема клапана. Она не редкость на бензиновом моторе, но диковинка на дизеле. Только в первом случае она определяет количество поступающего в цилиндры воздуха, а во втором заведует рециркуляцией отработавших газов. На холодном двигателе выпускной клапан в конце такта впуска не закрывается, и часть отработавших газов возвращается во впускной коллектор. На следующем впуске горячий заряд вновь поступает в камеру сгорания и подогревает ее. Таким образом, нет пропусков воспламенения, двигатель на этапе прогрева работает более стабильно.

Привод одного из пары выпускных клапанов каждого цилиндра снабжен устройством, регулирующим высоту подъема клапана. На прогретом двигателе ход клапана задают стандартные кулачки распредвала — выпуск закрывается полностью. Когда мотор холодный, высоту подъема определяет дополнительный кулачок иной формы — выпускной клапан приоткрыт, часть отработавших газов засасывается назад в камеру сгорания.

Агрегат двухступенчатого наддува состоит из малого и большого турбонагнетателей. Первый, менее инерционный на низких оборотах, мгновенно раскручивается и эффективно сглаживает турбояму, второй подключается на средних и вплоть до максимальных 5200 об/мин.

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.

Далее информация о технолигии Skyactiv и ее дизельной версии из другого источника: mazda-city.ru/index.php/s…elnyj-dvigatel-skyactiv-d

Дизельный двигатель Мазда SKYACTIV-D – это высокоэффективный дизельный двигатель с турбонаддувом, который принадлежит к следующему поколению двигателей компании Mazda. В этом двигателе реализована самая низкая в мире степень сжатия (14,0:1) для современных дизельных двигателей, устанавливаемых в автомобилях массового производства.

•Использование такой низкой степени сжатия и оптимизация всех механических частей с точки зрения механического трения и снижения веса позволили создать самый эффективный, мощный и приёмистый дизельный двигатель, который по строению не похож на общепринятые конструкции.

•Даже при более низкой степени сжатия двигатель SKYACTIV-D имеет высокую эффективность за счет увеличения эффективного коэффициента расширения.В результате, используется больше тепловой энергии, чем в обычных дизельных двигателях. Однако, снижение степени сжатия также приводит к снижению давления и температуры в цилиндрах в TDC (Top Dead Centre = верхняя мёртвая точка), что может привести к плохому запуску и нестабильному воспламенению, особенно при низких температурах.

•Для преодоления проблем с запуском и обеспечения стабильного воспламенения было принято несколько мер. Они были направлены, с одной стороны, на создание легко воспламеняющейся топливовоздушной смеси, а с другой стороны – на получение дополнительного тепла в камере сгорания.

Для обеспечения возможности холодного запуска и стабильного сгорания обычные дизельные двигатели имеют высокие степени сжатия.

• Для эффективного сгорания необходимо выполнять впрыск и воспламенение близко к положению TDC, чтобы использовать как можно большую часть такта объёмного расширения. Иначе часть тепловой энергии будет израсходована напрасно.

• В дизельных двигателях с высокой степенью сжатия температура и давление в положении TDC становятся чрезвычайно высокими. При впрыске у TDC происходит спонтанное воспламенение до формирования оптимальной топливовоздушной смеси. Это приводит к неравномерному сгоранию и увеличивает формирование NOX (Nitrogen Ox >

• Чтобы избежать этого и выполнить строгие требования стандартов по нормам выбросов, время опережения сгорания в дизельных двигателях с высокими степенями сжатия выполняется с запаздыванием. Это означает, что в обычных дизельных двигателях зажигание происходит после TDC, когда поршень начинает опускаться, снижая давление и температуру в цилиндре. Однако, это снижает эффективную степень сжатия и поэтому ухудшает коэффициент полезного действия.

• Низкая степень сжатия двигателя SKYACTIV-D снижает давление и температуру в TDC. Поэтому зажигание происходит более длительно, даже при впрыске вблизи TDC. Это позволяет улучшить формирование смеси, и вследствие этого сгорание становится более равномерным.

• Помимо снижения количества образующихся NOX и PM, это позволяет получить более высокий коэффициент расширения, что повышает коэффициент полезного действия.

Во избежание затруднений с холодным запуском, которые возникают из-за пониженной степени сжатия, в двигателе SKYACTIV-D установлены пьезоэлектрические форсунки, способные выполнять до девяти впрысков за цикл, что позволяет формировать смесь, которая легко воспламеняется и горит.

• Кроме этого, применение керамических свечей предпускового подогрева, позволяет очень быстро прогревать камеру сгорания, что обеспечивает хороший запуск даже в холодных условиях.

• Двигатель SKYACTIV-D также содержит совершенно новую систему, которая способствует хорошему запуску в холодных условиях и стабильному сгоранию во время прогрева двигателя – так называемый механизм регулировки подъёма клапанов.

• Механизм регулировки подъёма клапанов слегка приоткрывает один выпускной клапан каждого цилиндра в такте впуска. Это позволяет вернуть некоторое количество горячих выхлопных газов обратно в цилиндр, поднимая температуру и содействуя обеспечению воспламенения и стабильному сгоранию во время прогрева двигателя.

Дизельный двигатель Мазда SKYACTIV-D содержит двухступенчатый турбокомпрессор, в котором малый турбокомпрессор и большой турбокомпрессор управляются избирательно в соответствии с режимом работы двигателя. Сочетание индивидуальных преимуществ обоих турбокомпрессоров позволяет двигателю SKYACTIV-D обеспечивать высокий крутящий момент и быструю реакцию на низких скоростях вращения коленчатого вала, а также высокую выходную мощность на высоких скоростях.

• Помимо улучшенных характеристик с точки зрения производительности, эта технология в сочетании с пониженной степенью сжатия и с впрыском топлива, также способствует образованию меньшего количества NOX и PM в результате поступления большего количества воздуха (кислорода) для более полного сгорания. Кроме того, в этой технологии достаточное количество воздуха подаётся даже при высокой интенсивности рециркуляции выхлопных газов, что также способствует снижению образования NOX.

• Исключительная эффективность и приёмистость дизеля мазда SKYACTIV-D достигается также за счёт значительного снижения общего трения и веса частей, выполняющих возвратно-поступательное и вращательное движение.

• Снижение этих показателей, благодаря пониженной степени сжатия обеспечивающей меньшую нагрузку на компоненты и меньшие напряжения в них, позволило изготовить блок цилиндров из литого алюминия.

• Использование лёгких, более устойчивых к трению деталей коленчатого механизма, таких как облегчённые поршни с облегчёнными поршневыми пальцами, поршневые кольца с пониженным коэффициентом трения, облегчённые шатуны и более лёгкий коленчатый вал с более узкими шейками, снижает инерционную массу и механическое трение.

• Кроме того, двигатель SKYACTIV-D имеет масляный насос, который изменяет давление масла в зависомости от режима работы двигателя, что снижает насосные потери.

Характеристики дизельного двигателя Mazda SKYACTIV-D

Основными техническими новшествами, реализованными в новом двигателе SKYACTIV-D, является следующее:

– Двигатель DOHC (Double Overhead Camshaft = два верхних распределительных вала) с цепным приводом, механизмом VVL (Variable Valve Lift = изменяемый подъём клапанов) для выпускных клапанов, приводом клапанов роликовыми толкателями, гидравлическим компенсатором зазора и облегчёнными поршнями с выемкой

– Система смазки с двухступенчатым изменением давления масла и трубками распыления масла

– Система охлаждения с водяным насосом, имеющим закрытое рабочее колесо, установленным непосредственно в корпусе термостата

– Система впуска воздуха с двухступенчатым турбокомпрессором

– Топливная система впрыска Denso с общей топливной магистралью, в которой установлены новые пьезоэлектрические форсунки

– Система выпуска без отдельного выпускного коллектора

– Система рециркуляции выхлопных газов с перепускным клапаном охладителя EGR (Exhaust Gas Recirculation = рециркуляция выхлопных газов), имеющая новый перепускной клапан охладителя EGR

– Система зарядки с преобразователем DC-DC (Direct Current — Direct Current = постоянный ток – постоянный ток)

– Система запуска (система i-stop) с одной батареей

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.

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.

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…