С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00
Главная » Разное » Что такое скайактив

Что такое скайактив


Технологии SkyActiv в моторах Мазда

21.03.2018

Современные автопроизводители вынуждены работать в жестких условиях конкуренции, постоянно ужесточающихся экологических норм, дорожающего топлива и повышающихся требований клиентов. Чтобы соответствовать всему этому автогигантам и компаниям поменьше приходится совершенствовать свои технологии или создавать новые, которые помогают им представлять своим клиентам лучшие характеристики автомобилей, за которые их и выбирают. Однако, большую часть успеха сейчас делает маркетинг, который иногда своим инструментом выбирает преувеличение положительных качеств, и умалчивание о недостатках, поэтому, для правильного выбора в пользу определенного бренда, иногда, нужно больше информации, чем есть в рекламных буклетах и роликах, посвященных новому автомобилю.

Не так давно на рынок вышли двигатели Скайактив Мазда, которые сделали немало шумихи, в том числе и маркетинговой, и повысили интерес к новым автомобилям Мазды не только у приверженцев марки, которых немало, но и у тех, кто еще не определился с выбором. Всем захотелось узнать что это за технология и с чем ее едят, какие имеются достоинства и недостатки, и что, собственно, скрывается за красивым названием.

Mazda CX-3 с мотором SkyAktiv — она существует!

Некоторые ошибочно связывают данную технологию только с моторами Мазда, говоря в ее контексте прежде всего о них, на самом же деле японцы пошли дальше и в рамках этой концепции пересмотрели автомобиль как единое целое, в котором эффективность каждого узла влияет на общую, и все вместе создает те качества, которые будут представлены покупателю.

Вернуться к оглавлению

SkyActiv G

SkyActiv G — семейство бензиновых моторов Mazda, которые пришли на замену агрегатам Z и L-серий. На серийные автомобили устанавливаются с 2012-го года. В России этими новинками могут похвастаться Мазда 3, 6, CX-5, а так же новый большой кроссовер CX-9. Всего семейство насчитывает четыре модификации, отличающиеся по объему.

Одним из основных направлений повышения эффективности моторов линейки стало увеличение степени сжатия. Этот показатель для ДВС ключевой. От него зависит КПД, мощность, крутящий момент, топливная экономичность — все то за что борются мотористы в течение всего времени существования этого типа силовых агрегатов. Степень сжатия — это отношение объема камеры сгорания при положении поршня в нижней крайней точке к объему камеры при его положении в верхней точке. От нее зависит так же компрессия — максимальное давление рабочей смеси в цилиндре перед воспламенением, чем оно больше тем больше сила, которая после зажигания толкает поршень вниз, тем больше отдача мощности.

В двигателях Скайактив удалось довести степень сжатия до 14:1. Для сравнения, в предыдущем моторе MZR 2.0, который устанавливался на Мазда 3 и 6, этот показатель был на уровне 10:1. В моторах Kia/Hyundai с прямым впрыском 1.6 — 11, и около этой цифры он находится на всех современных бензиновых легковых авто. Так почему же его не увеличивают, раз это дает существенный прирост производительности? Дело в том что в этом случае повышается возможность детонации, и, обычно, чтобы ее избежать применяют бензин с более высоким октановым числом. Но в случае с серийными моторами Мазды, ясно что такое решение не подходит, машины должны нормально переваривать обычный 95-й бензин, и к тому же не во всех регионах, куда поставляются машины, он высшего качества.

Для борьбы с детонацией двигатель Скайактив оснащается ионными датчиками, которые определяют вероятность ее возможности по ионному следу после срабатывания свечи зажигания, подавая напряжение на ее электроды и замеряя ток между ними. Используется ТНВД по принципу дизеля, который создает давление в камере выше чем у турбированных моторов. Для лучшего распыления топлива в цилиндре применяются новые высокоэффективные форсунки с шестью отверстиями.

Особый интерес вызывают поршни — они, помимо цековок под клапана, имеют выемку в центре и выпуклую форму днища которые способствуют более равномерному сосредоточению рабочей смеси вокруг свечи во время возникновения искры и дальше распространению воспламенения по всей камере сгорания, а так же делают процесс сгорания более длительным.

Система изменения фаз представлена двумя муфтами на обоих валах. На выпускном она гидравлическая, на впускном — с приводом от электродвигателя. Они позволяют эффективно управлять крутящим моментом в широком диапазоне оборотов.

Существенно снизилась масса мотора — на 10% и потери на трение — на 30 %. На 15%, по словам Мазды вырос крутящий момент, снизились расход топлива и выброс CO2.

Для увеличения эффективности выхлопной системы применили знакомый любителям тюнинга паук 4-2-1, который в силу своего строения уменьшает сопротивление удалению отработанных газов и снижает противодавление, которое душит мотор.

Как мы видим, двигатель Скайактив, по сути, тюнингованная версия обычного атмосферника Мазды, глубоко доработанного для раскрытия резервов, которые позволили увеличить его производительность.

Бензиновые моторы этой технологии имеют четыре варианта рабочего объема:

  • 1.3 — типичный представитель концепции «даунсайзинга», устанавливается на Mazda 2, в России не продается;
  • 1.5 (P5-VPS) используется на Mazda 2, 3, родстере MX так популярном в США;
  • Скайактив 2.0 (PE-VPS) — мотор для широкого спектра моделей — 2, 3, 6-series, MX-5, CX-3, CX-5;
  • 2.5 (PY-VPS) — в своей турбированной версии устанавливается на недавно появившиеся в продаже кроссоверы CX-9. Так же есть «тройки», «шестерки», CX-5 с этим движком.
Вернуться к оглавлению

SkyActiv D

Дизельные моторы Мазды плохо знакомы российским автомобилистам. Они еще не «раскушали» их и поэтому эта компания не поставляет их на наш рынок. Не знают с какой стороны к ним подступиться и многие сервисмены, кроме, конечно, «официалов», которые за свои эксклюзивные знания требуют немалые деньги. Но эра гаражных ремонтов неумолимо кончается, и это в большой степени относится к двигателям Скайактив, не только дизельным, но и бензиновым, по этому выбор второго по причине того что он проще и дешевле в обслуживании становится неоправданным.

На данный момент в мировой практике автомобилестроения основные работы над развитием ДВС серийных автомобилей идут по нескольким приоритетным направлениям. Достигнув достаточного уровня мощности и приемлемого крутящего момента, компании бросают силы на то что создает конкурентное преимущество для современного авто. Сегодня это снижение расхода топлива и уменьшение объема вредных выбросов. Жесткие рамки по этим параметрам просто не пустят на многие рынки автомобиль, который им не соответствует. Некоторые производители идут по пути «даунсайзинга», оборудуя свои низкообъемные моторы турбонагнетателями. Другие, проводят глубокий тюнинг и пересматривают уже имеющиеся технологии, выискивая точки для улучшения указанных характеристик.

Дизельные моторы Скайактив успешно решают проблему соответствия экологическому стандарту ЕВРО-6, показывая при этом хорошую динамику и топливную эффективность. Особенностью при этом является низкая степень сжатия и отсутствие дорогих систем нейтрализации вредных выбросов.

Снижение степени сжатия до 14:1, что прежде было очень маленькой величиной, позволило достичь снижения давления в камере сгорания и лучшего перемешивания топлива с воздухом. Это обеспечило более точный момент его воспламенения, равномерное и более эффективное сгорание. В результате этого и общего снижения потерь на трение, по словам Мазды, дизельный Скайактив 2.0 потребляет на 20% меньше солярки чем его предшественник 2.2-литровый MZR CD, показывая при этом похожие показатели по мощности и моменту.

Такая экономия являлась бы отличным результатом доработки мотора, даже если учесть уменьшенный рабочий объем и должна быть встречена на ура поклонниками марки, особенно, в странах Европы, где дизельные моторы, часто, более распространены, чем бензиновые. Однако, следует помнить что эти цифры получаются в тепличных условиях и часто округляются, поэтому столь впечатляющей экономии на практике редко получается достичь.

Запуск дизеля с такой низкой степенью сжатия вызвал бы затруднения при низких температурах, стабильность работы в мороз тоже вызывает вопросы. Для решения этой проблемы инженеры использовали керамические свечи накаливания и уже известную знатокам современных ДВС систему рециркуляции отработанных газов.

Тотальному снижению веса подверглись многие части мотора от блока цилиндров и ШПГ до навесного, изменилась форма поршней, которые получили большее пространство камеры сгорания и более узкий поршневой палец.

В целом дизельные моторы Мазды стали более технологичны и современны и, безусловно, способны составить конкуренцию аналогам от мировых лидеров в лице VAG-ов, корейцев и других.

Вернуться к оглавлению

SkyActiv R и X

Конечно Мазда, известная своими нетривиальными решениями в области двигателестроения не остановилась даже на глубокой модернизации существующих технологий. В 2015 году был представлен Скайактив R — новый мотор в семействе роторных агрегатов. Его установили на Mazda RX-Vision concept. В серию его еще не запустили.

Дальнейшая погоня за топливной эффективностью привела к разработке бензиновых двигателей с зажиганием от сжатия как в дизельных. Первые коммерческие экземпляры получили название SkyActiv X. Эта перспективная технология призвана снизить потребление топлива на 20-30% по сравнению с существующим SkyActiv G. Но полностью от свечей зажигания отказаться пока не удалось, они все равно пока будут присутствовать в новых моторах. Их работа по-прежнему необходима на высоких оборотах и под нагрузкой, при этом на легких режимах работы и нахолостом ходу зажигание будет от сжатия. Помимо экономии бензина технология обещает прирост крутящего момента, более быструю реакцию на нажатие газа и меньше вредных выбросов.

Продажи автомобилей с моторами Скайактив Х планируется начать в 2019 году. Первой серийной машиной которая сможет похвастаться новинкой, скорее всего, будет Мазда 3.

Вернуться к оглавлению

Ресурс, надежность, ремонтопригодность двигателей Скайактив

Большой интерес, особенно у тех кто планирует покупку автомобиля, вызывает надежность двигателей Мазда Скайактив. Традиционно к силовым агрегатам этой марки не было вопросов по поводу низкой надежности — многие экземпляры легко наматывали и продолжают это делать не одну сотню тысяч километров. Случаи серьезных поломок редки и многие из них являются последствиями неправильного обслуживания, затягивания с заменой масла, плохого бензина и так далее. Выборку можно назвать репрезентативной из-за большого количества автомобилей проданных за более чем десяток лет. Но это касается обычных атмосферников, которые, если смотреть с высоты новой технологии, почти не изменялись многие годы. В новых же Скайактивах облегчено все что можно, включая и без того легкий алюминиевый блок, применены новые материалы, и работа при высокой степени сжатия происходит на грани детонации — явления которое крайне негативно сказывается на состоянии мотора. В этом плане, конечно, инженеры Мазды снова на высоте — серьезных проблем не наблюдается, технология обкатана и не страдает детскими болезнями. Среди известных поломок — катушки зажигания и свечи. Разговоры о том что моторы ломаются через 30 тысяч километров пробега, чаще всего, не имеют под собой никаких оснований и реальных примеров.

Следующее, что интересует, это ресурс двигателя Скайактив, а так же его долговечность. Обычно эта тема затрагивается в надежде на то, что уж хоть Мазда, настоящий японский производитель, сделала наконец-то ресурсный мотор, который прослужит больше десятка лет и переживет ну хотя бы три сотни тысяч километров. В реальных условиях. Ведь никто не сомневается что могут. Если не вдаваться в рассуждения по поводу долговечности современных авто, нужно вспомнить одну вещь. Что же такое технология Скайактив, если смотреть на нее в общем? Увеличение степени сжатия, облегченная поршневая, снижение потерь на трение, паук 4-2-1. Что это? Тюнинг? Правильно! Глубокая доработка, пересмотр работы мотора по многим направлениям, но все-таки тюнинг, который в общем случае, помимо положительных сторон, обычно дает усложнение конструкции, снижение ресурса, требовательность к обслуживанию, расходникам и качеству топлива. Но в случае с Мазда, это, видимо, кардинально не повлияло на ресурс моторов. Конечно, они еще недостаточно побегали, но явных недостатков и слабых мест пока не выявлено. В целом технология оказалась удачной. Единичные случаи выхода из строя катушек зажигания, ТНВД и засорения форсунок не в счет — по ним не составить полной картины. Конечно эра милионников давно прошла, но по отзывам, коих уже не мало, владельцы машин с пробегом 100-150 тысяч километров не ощутили никаких проблем ни с моторами, ни с системой охлаждения, ни с топливной аппаратурой. По всей видимости, цифра 200 тысяч не будет пределом для этих агрегатов.

Ремонтопригодность двигателей Мазда Скайактив — то на что обычно обращают внимание те кто их критикует. И если, по надежности и ресурсу веских аргументов против них крайне мало, то здесь не все так радостно. Обычно, не рекомендуют покупать эти машины на вторичном рынке и с пробегами более сотни тысяч километров. Объясняется это тем что после этой цифры часто проявляются проблемы, требующие дорогостоящего ремонта. Доля правды в этом есть, но убить Скайактив к такой отметке можно только явно плохим обслуживанием и стилем езды. В противном случае он должен жить гораздо дольше. В вопросе ремонтопригодности этих двигателей на первый план выходить не сама возможность ремонта, а его стоимость и целесообразность. Из-за усложнения конструкции и применения новых технологий и деталей цена ремонта возросла. В двигателях применили такие дорогостоящие вещи как ТНВД, новые форсунки, облегченная поршневая, катушки с датчиками детонации, в дизелях — двойной турбонаддув. Выросли требования к персонала, который будет проводить ремонт. В принципе, при наличии определенной (немаленькой) суммы денег, сделать Скайактив можно, в крайнем случае купить контракт. Если ее нет, возможно, лучше обратить внимание на что-то другое. Естественно движки не капиталятся, облегченный алюминиевый блок, как принято говорить, одноразовый и ремкомплекты поршневой отсутствуют. Придумать что-то с ремонтом неоригинальными запчастями тоже вряд ли получится из-за высокого уровня технологичности мотора.

Вернуться к оглавлению

Итог

Как мы видим, Мазда снова показала себя с лучшей стороны. Новые моторы оказались вполне удачными и современными. Показывая хорошие характеристики по мощности, крутящему моменту, отзывчивости к педали газа, они стали в целом, экономичнее и соответствуют современным требованиям по экологии. Технология Скайактив — перспективная и, скорее всего, получит развитие в новых моделях автомобилей Мазда. В противовес этому достаточно высокая цена покупки и обслуживания, но это вписывается в современную тенденцию автомобилестроения. Если вы еще не определились с выбором автомобиля вспомните все аргументы за и против. А тем кто уже является владельцем такого авто можно порекомендовать чаще менять масло, пользоваться качественными расходниками и услугами проверенных СТО, заправляться на нормальных заправках и долгая и беспроблемная эксплуатация, приносящая только положительные эмоции, будет, практически, гарантирована.

Как работает двигатель SKYACTIV на автомобиле?

Маркетологи компании Mazda в свое время преподносили двигатель Скайактив сродни технологическому прорыву. За годы установки агрегатов на CX-5, Mazda 3, 6, CX-3, CX-9 покупатели убедились, что технология Skyactiv не уменьшает ресурс двигателя и не приносит каких-либо серьезных проблем. Но можно ли считать принцип работы чем-то новым в мире двигателестроения? Рассмотрим основные особенности устройства и работы моторов на основе цикла Аткинсона-Миллера.

ЦИКЛ АТКИНСОНА-МИЛЛЕРА В МОТОРАХ SKYACTIV-G

Цикл Миллера наиболее близок идейно к термодинамическим процессам, на которых построен принцип работы бензиновых двигателей серии Скайактив. Задумывая создать симбиоз преимуществ цикла Аткинсона с обычным поршневым механизмом двигателя Отто, Ральф Миллер предложил увеличить геометрическую степень сжатия за счет уменьшения фазы впуска. Для этого, по задумке инженера, нужно было либо закрывать впускной клапан задолго до подхода поршня к НМТ на такте впуска, либо открывать позже начала такта.

Особенность работы моторов Skyactiv заключается в позднем закрытии впускных клапанов. Это значит, что когда поршень уже движется к ВМТ на такте сжатия, впускные клапаны еще находятся в открытом состоянии, поэтому часть поступившего в цилиндры заряда выталкивается обратно во впускной коллектор. Ограничивая фазу впуска, мы получаем возможность снизить давление в цилиндре на подходе поршня к ВМТ, увеличив при этом геометрическую степень сжатия двигателя.

ТРЮК СО СТЕПЕНЬЮ СЖАТИЯ

Заявленная степень сжатия моторов Mazda серии Skyactiv – 14:1, что довольно много, если учитывать среднестатистические характеристики ДВС цикла Отто (9-12:1, в зависимости от степени форсировки). Но в рекламных брошюрах часто не вдаются в подробности и не указывают, что речь идет о геометрической степени сжатия. Соотношение 14:1 показывает, во сколько раз объем надпоршневого пространства цилиндра при положении поршня в НМТ больше объема камеры сгорания. Но для работы двигателя гораздо важнее фактор фактической степени сжатия. Он показывает кратность превосходства объема надпоршневого пространства после закрытия впускных клапанов к объему камеры сгорания.

За счет того, что впускные клапаны моторов Скайактив закрываются с большим запозданием и часть ТПВС выталкивается обратно во впуск, фактическая степень сжатия приближается к 11-12:1. Эти показатели хоть и довольно высокие для бензиновых моторов, но не являются чем-то сверхординарным в современном мире двигателестроения.

ОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВА

  • В режимах работы по циклу Аткинсона-Миллера во впускном коллекторе создается избыточное давление, позволяющее уменьшить насосные потери. Поэтому для нормальной работы усилителя тормозов необходим вакуумный насос.
  • Регулировка момента закрытия и высоты подъема впускных клапанов осуществляется электронной муфтой. Управляет электродвигателем привода с планетарной передачей ЭБУ двигателя. За управление фазами выпускного распредвала отвечает гидравлическая муфта, принцип работы и устройство которой рассмотрены в статье «Системы изменения фаз газораспределения».
  • Для точности тепловых зазоров в приводе ГРМ используются гидрокомпенсаторы, что нехарактерно для японской школы двигателестроения.
  • Для снижения потерь на трения вместо кулачковых толкателей устанавливаются рокеры с игольчатыми подшипниками.

  • Двухрежимный масляный насос позволяет снизить гидравлические потери.
  • Для снижения массы блок двигателя состоит из двух частей и изготовлен из алюминия.
  • За счет снижения веса поршней, шатунов, коленчатого вала, уменьшения размеров подшипников скольжения, шеек коленчатого вала, конструкторам удалось значительно снизить механические потери. Скорее всего, именно с этим фактором стоит связывать отсутствие запредельного ресурса и появление первых проблем с моторами Skyactiv. Но винить инженеров Mazda было бы некорректно, так как подобные решения – это общемировая тенденция в борьбе за чистоту выхлопа, повышение мощности и снижение расхода топлива.

БОРЬБА С ДЕТОНАЦИЕЙ

Для предотвращения разрушительных последствий детонации принимается целый комплекс мер, среди которых:

  • непосредственный впрыск топлива в цилиндры и деление фазы впрыска на несколько стадий. Модернизированная топливная система двигателей Skyactiv-G позволила поднять давление впрыска до 200 бар. Высокоточные форсунки впрыскивают бензин в жидкой фазе, что позволяет охладить камеру сгорания;
  • выпускной коллектор 4-2-1 с удлиненными раннерами. Такое устройство позволяет уменьшить нагрев камеры сгорания, а также улучшить наполняемость за счет инертности потоков отработавших газов. Японцы в этом смысле действуют против общепринятой тенденции – установки катколлекторов, что предполагает короткие раннеры для эффективной работы каталитического нейтрализатора. Аналогичная ситуация и с турбированными моторами, где короткие выпускные магистрали позволяют эффективней раскручивать турбину;
  • поршни с вытеснителем и расположенной по центру выемкой;
  • ионные датчики в катушках зажигания. Для поддержания высокого КПД и работы на грани детонирования топлива обычного датчика детонации недостаточно. Отслеживание колебаний ионного тока в зазоре между электродами свечи зажигания после воспламенения ТПВС позволяет раньше выявлять признаки детонации.

ПРЕИМУЩЕСТВА

  • Снижение расхода топлива на 15%.
  • Уменьшение количества вредных выбросов на 15%.

Главное преимущество использования модифицированного цикла Аткинсона-Миллера – более эффективное преобразование энергии расширяющихся газов в цилиндре. За счет большей геометрической степени сжатия на такте рабочего хода поршень под действием выхлопных газов преодолевает большее расстояние, что и повышает тепловую эффективность мотора. Проблема ДВС цикла Отто в том, что увеличивая рабочий ход, мы увеличиваем и ход поршня на такте сжатия, что неминуемо приводит к чрезмерному повышению давления и возникновению детонации. Фактическая степень сжатия такого двигателя ограничивается детонационной стойкостью топлива.

В моторе Skyactiv-G эта проблема решается поздним закрытием выпускных клапанов. В итоге при одинаковой степени сжатия ТПВС мы имеем большую степень расширения (газы дольше толкают поршень к НМТ). Именно таким образом достигается повышение КПД.

НЕДОСТАТКИ

Побочный эффект такого принципа работы – потеря пиковой выходной мощности. Двигатель Skyactiv-G крайне экономичен, но из-за ухудшения наполняемости цилиндров в режиме средних и низки оборотов моторы имеют меньшую удельную мощность. Именно поэтому атмосферные двигатели Mazda при схожих мощностных характеристиках с турбированными ДВС цикла Отто имеют больший объем, что сказывается на размерах и массе блока цилиндров, ЦПГ, шатунов, коленчатого вала. Установка механического нагнетателя – один из способов решения данной проблемы.

Стоит отметить, что по циклу Аткинсона-Миллера мотор Skyactiv-G работает только в режимах низких, средних оборотов и малой нагрузке. В остальном диапазоне его принцип работы не отличается от привычных ДВС цикла Отто.

ДИЗЕЛЬНЫЕ ДВИГАТЕЛИ MAZDA

Для современных ДВС цикла Дизеля характерна степень сжатия порядка 16-18:1. В силовых агрегатах Skyactiv-D конструкторы пошли путем уменьшения соотношения к 14:1. Снижение давление в цилиндре в конце такта сжатия позволило раньше впрыскивать топливо, что способствует лучшему перемешиванию дизеля с разогретым от сжатия воздухом. За счет раннего впрыска повышается степень расширения газов, что позволяет эффективней преобразовывать тепловую энергию в механическую.

Для улучшенного холодного запуска разжатые дизельные двигатели оборудуются усовершенствованными свечами накаливания. В режиме прогрева система гибкого управления выпускными клапанами позволяет подмешивать на такте впуска некоторое количество выхлопных газов.

Для повышения мощности и крутящего момента моторы Skyactiv-D, построенные на базе турбодизеля MZR-CD, оборудуются двойным турбонаддувом. Маленькая и большая турбины дают прибавку в тяге как на низких, так и на высоких оборотах. Увеличить мощность и снизить расход топливо удалось еще и за счет уменьшения механических и гидравлических потерь. Снижение степени сжатия заметно уменьшает нагрузку на детали двигателя. Благодаря эффективному сгоранию топливной смеси инженеры Мазда не спешат устанавливать каталитические нейтрализаторы, систему AdBlue.

Испытываем в деле прототипы с технологиями Mazda Skyactiv — ДРАЙВ

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 Евро-6 и достичь 15-процентного 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 14:1 — 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» Skyactiv-G 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 G-мотора 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 4-2-1. 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 Евро-6. 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 4–7% 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 MX-5, взятый инженерами за ориентир, а Volkswagen Polo. Пожалуй, для автомобиля D-класса рычаг мог бы быть тяжелее. Характерное для Мазды сцепление с пружинящей педалью, выталкивающей ногу в конце хода, не изменилось.

В механической коробке ходы рычага уменьшены с 50 до 45 мм. Кулису избирательного механизма расположили вертикально, чтобы использовать гравитацию для облегчения переключений на повышенные передачи, и снабдили его дополнительным компенсатором усилия при включении. Синхронизаторы с шариковыми фиксаторами расположены на трёх валах: у второй и третьей передач общий ведущий вал, так же как и у первой с задней. Это позволило отказаться от промежуточного вала последней и сделать ведомый вал короче на 20%, что в конечном счёте даёт экономию в длине до пяти сантиметров в зависимости от модификации коробки. Благодаря новому подходу к разработке корпуса толщина стенок уменьшилась с 3,5 до 2,5 мм, а итоговый выигрыш в массе достигает 11 кг в случае с более крупным агрегатом, рассчитанным на работу с дизелем.

С бензиновым мотором «гидромеханика» ладит лучше: переключения вверх мягки, вниз — быстры. У нового двигателя с непосредственным впрыском прибавилось тяги на низах и в середине. Но 15-процентный рост момента и мощности оценят прежде всего владельцы нового поколения MX-5, которое обещает быть аж на 100 кг легче нынешнего! Этот «золотой центнер» японцы планируют скинуть с каждой модели по мере обновления линейки. Кстати, для будущего родстера и запланированной на 2013 год новой роторной машины разрабатываются свои «скайактивные» трансмиссии, рассчитанные на продольное расположение силового агрегата и задний привод.

Так называемый TPV (test prototype vehicles) — это замаскированный под нынешнюю «шестёрку» кузов-обманка, посаженный на новое шасси. Кузовные панели на заклёпках придают машине особый авиационный шарм. Я не против, если бы у серийной машины была такая опция. Салон собран из старых деталей на саморезах, и только незнакомая приборная панель с жидкокристаллическим дисплеем в одном из колодцев бросается в глаза. (Мы показывали её подписчикам нашей странички в Фейсбуке.) Здесь не регулируются ни сиденья, ни замотанная скотчем рулевая колонка, нет подушек безопасности и системы стабилизации. Но на ходу Mazda производит вполне цельное впечатление, хотя повадки и стали чуть менее азартными. Но на этот раз можно с уверенностью сказать — работа ещё не окончена.

Короткие заезды на прототипах выявили новую особенность Мазды 6 — более стабильное поведение на скорости. Склонности к заносу под сброс газа поубавилось, что подтверждается и теоретическими выкладками, представленными на семинаре. Базовые настройки шасси стали безопаснее, а ответственным за скорость откликов назначен перенесённый на рулевой вал электроусилитель. Трудно судить, насколько он хорошо справляется со своими обязанностями: доводка ещё продолжается. Но его научили весьма эффективно бороться с силовым подруливанием, что актуально для дизельной версии.

Кастор передних стоек McPherson доведён до семи градусов. Кинематически новая Mazda6 должна быть более стабильна. Электроусилитель руля расположили на валу, чтобы упростить компоновку полноприводной трансмиссии. Без неё, само собой, не обойдётся.

Опора продольного рычага задней четырёхрычажки смещена на 43 мм выше, что снижает нагрузку на сайлент-блок и благотворно сказывается на комфорте. В том числе и благодаря возможности более вертикально установить задние амортизаторы. Для нового крепления в лонжероне сделано сложное технологическое углубление, а рычагу придан причудливый изгиб. Зато таким образом удалось избежать подъёма заднего дивана.

Вся программа изменений играет для Мазды столь значительную роль, что для неё создали собственный бренд Skyactiv. Это слово появится в будущем на шильдиках вместе с названием моделей, как у фольксвагеновской линейки BlueMotion или мерседесовской BlueEfficiency. На уровне нейминга попытка следовать моде налицо: всех роднит некое голубое (экологичное) начало, а дальше — у кого что. У одних голубое движение, у других голубая эффективность, у третьих актив. Причём написанный то ли с ошибкой, то ли по-немецки.

Новая дизельная «четвёрка» — с алюминиевым блоком. Мотор, оснащённый балансирным валом, на 27 кг легче предшественника! Вместо одного турбокомпрессора — два последовательных (коллектор изображён на иллюстрации вверху справа). Также на выпуске применён гидравлический механизм изменения высоты подъёма клапанов (внизу слева), чтобы оптимизировать фазы газораспределения при холодном пуске и в фазе прогрева. Сниженная до 14:1 степень сжатия позволила добиться оптимального смесеобразования без применения дорогостоящей топливной аппаратуры. Переход к позднему зажиганию с медленным воспламенением увеличил полезную работу поршня. Обороты максимальной мощности — 4500.

  • Секрет эффективного рабочего процесса в однородности топливной смеси. Ради того чтобы разработать новую форму поршней (для бензинового двигателя слева, для турбодизеля справа), способствующую оптимальному смесеобразованию, японцы долго возились с расчётами по гидродинамике и со стендовыми испытаниями.
  • Новый коленвал бензинового мотора из кованой стали (слева) прочнее прежнего чугунного, но на 700 г легче. Обратите внимание на более развитую систему противовесов, способствующих уравновешиванию свободных сил и моментов. Компоненты дизеля, напротив, могут быть теперь менее прочными — степень сжатия-то снизилась, а вместе с ней и нагрузки. Само собой, это тоже даёт выигрыш в массе — примерно 10%.

Во всей истории со Скайактивом особенно импонирует то, что японцы, будучи стеснены в средствах, не пытаются быть «зеленее», чем есть на самом деле. Они культивируют спортивность своих машин как основное конкурентное преимущество. Честно декларируют то, о чём, несмотря на всю очевидность, не принято говорить: к 2020 году ДВС останется основной силой в индустрии. Хотя даже у Мазды есть подразделение, занимающееся разработкой электромобилей. Но для компании из Хиросимы это перспективные исследования.

Самый лёгкий из четырёх предоставленных нам прототипов — двухлитровый с «механикой» и климат-контролем — весит (согласно обнаруженной у приставленных к машинам инженеров шпаргалке) 1315 кг. Нынешняя серийная Mazda6 2.0 в европейской спецификации — минимум 1400 кг.

В Европе Mazda не играет в премиум (эх, нелишне было бы напомнить об этом тем, кто формирует российский прайс-лист) и совершенствует существующие технологии, не пытаясь обгибридить доверчивого покупателя. Японцы говорят: мы сделали, что хотели, на 70%. А своим пиаром, ориентированным на детальное знакомство с техникой, Mazda напоминает Audi, что совсем неплохо для имиджа... Первой небесноактивной Маздой станет кроссовер CX-5, дебюта которого можно ожидать уже на осеннем мотор-шоу в Токио.

Что такое Skyactiv

Представители известной японской автомобильной компании Мазда придерживаются единого мнения, что не имеет никакого смысла тратить денежные средства на какие бы то ни было новые изобретения, если потенциал имеющихся технологий еще не успел себя полностью исчерпать. Именно по этой причине ими и были разработаны передовые технологии SKYACTIV.

Как сказал вице-президент Европейского центра научно-технических разработок Mazda Хироюки Мацумото, главная цель компании - создание двигателя внутреннего сгорания, максимально приближенного к идеальному с точки зрения экологичности и экономичности.

Бензиновый мотор Skyactiv-G изготовлен на основе MZR 2.0. Двигатель остался атмосферным, но почти все основные составляющие имеют серьёзную доработку.

К основным преимуществам бензинового мотора Skyactiv-G можно отнести следующее:

1) самый высокий уровень сжатия (четырнадцать к одному), предоставляющий возможность существенного сокращения расхода бензина и, соответственно, существенного увеличения крутящего момента;

2) наличие удлинённой выпускной системы с конфигурацией 4-2-1, что, в свою очередь, позволяет избежать нежелательной циркуляции горячих выхлопных газов между цилиндрами;

3) наличие возможности регулировки фаз газораспределительного механизма, что, в свою очередь, позволяет сократить так называемые насосные потери почти на двадцать процентов;

4) наличие возможности регулировать впрыск, что, в свою очередь, позволяет существенным образом сократить степень детонации возникающей от чрезмерно высокой степени сжатия в цилиндрах;

5) уменьшенный диаметр цилиндра, благодаря которому существенным образом сокращаются потери тепла;

6) углубленное днище поршней, благодаря которому обеспечивается более эффективное сгорание смеси;

7) наличие большого количества распылителей в форсунках, за счет которого существенным образом улучшается образование смеси;

8) снижение массы мотора с технологией СкайАктив почти на десять процентов.

Всего этого специалистам компании Мазда удалось добиться благодаря сокращению массы, увеличению уровня жесткости, сокращению степени трения, а также улучшению процедуры сгорания. Но это же всем известные методы, скажите вы. Да, но специалисты компании Мазда, используют свой уникальный подход. Они не используют абсолютно никаких гибридных приводов, абсолютно никаких сложных электрических систем, а также абсолютно никаких дорогостоящих материалов. Они просто оптимизировали рабочий процесс, доведя до совершенства уже имеющиеся технологии.

Блок цилиндров двигателя изготовлен из лёгкого алюминиевого сплава.

Поршни Skyactiv-G имеют короткую юбку, покрытую специальным составом для уменьшения трения, и стали легче на 20%. Благодаря особой форме поршней, удалось растянуть процесс сгорания смеси и понизить тем самым температуру.

Для снижения трения используются поршневые кольца с меньшим усилием разжатия.

Шатуны благодаря оптимизированной форме уменьшили вес на 15% и стали более компактны, что снизило силы инерции. В целом благодаря нововведениям на 30% снизилось внутреннее трение деталей двигателя. В новом ДВС так же уменьшили толщину вкладышей и вес коленвала.

В выпускной системе использован хорошо просчитанный удлинённый коллектор схемы 4-2-1, хорошо известный любителям спортивного тюнинга. Эта схема позволила устранить заброс горячих газов в парные цилиндры.

При более коротких коллекторах отработавшие газы из цилиндров успевают проникнуть в камеру сгорания соседнего цилиндра до того, как закроется клапан, а если катализаторы имеют необоснованно большую длину, катализатор будет дольше прогреваться до рабочей температуры. А так как удлинение выпускного коллектора отодвинуло катализатор, инженерам Mazda пришлось потрудиться с настройками компьютера.

Резюмируя можно сказать, что двигатель СкайАктив это самый эффективный двигатель внутреннего сгорания на сегодняшний день для автомобилей массового производства.

Автоматическая коробка переключения передач марки SKYACTIVE-DRIVE

К главным преимуществам автоматической коробки переключения передач марки SKYACTIVE-DRIVE можно отнести следующее:

1) существенное улучшение экономии топлива;

2) наличие прямого отклика от педали газовой педали;

3) невероятно удобная система ускорения;

4) переключение передач происходит плавно.

Кроме того, автоматическая коробка переключения передач марки SKYACTIVE-DRIVE способна динамически реагировать на изменения нагрузки, оказываемой на мотор при малой скорости движения транспортного средства. Это, в свою очередь, позволяет существенным образом сократить уровень расхода топлива. В качестве же главной составляющей автоматической коробки переключения передач марки SKYACTIVE-DRIVE является шестиступенчатый гидротрансформатор, который обладает всем, что необходимо для блокировки сцепления всех шести передач одновременно. По сравнению с пятиступенчатой автоматической коробкой переключения передач степень блокировки сцепления была увеличена с 64% до 89%.

Благодаря всем этим изменениям самая обычная автоматическая коробка переключения передач стала более отзывчивой. Тем самым существенным образом увеличилось ее сходство с коробкой переключения передач механического типа.

Последнее изменение Четверг, 01 ноября 2018 18:02

Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости