День: 27.09.1973

27Сен

Skyactiv что это: Выше только небо :: Autonews

27 Сен 1973 alexxlab Комментировать

Выше только небо :: Autonews

Технологии Mazda SkyActiv: Выше только небо

Mazda затянула с появлением собственного компактного кроссовера – конкуренты уже выпустили по второму-третьему поколению в этом сегменте. Японцы долго отмалчивались в ответ на прямые вопросы о потенциальном СХ-5. И не случайно: СХ-5 будет не просто новой моделью, но отправным пунктом новых технологий Mazda под названием SkyActiv. Это новая концепция Mazda, затрагивающая двигатели, трансмиссии, шасси и кузов. Концепция, которая стремится совместить динамичное эмоциональное вождение и экономичность, оставив при этом доступность для массового потребителя. Как это будет работать и продаваться, Mazda рассказала на техническом семинаре.

Место встречи – Большой Московский планетарий, открывшийся после 17-летней реконструкции. Само собой, место выбрано со смыслом: слоган SkyActiv – «Выше только небо» (по-английски звучит более осторожно: Sky is the limit).

Двигаться дальше необходимо. Но если большинство компаний склоняются в сторону гибридных технологий или электромобилей, которые до сих пор вызывают сомнения в своей жизненной приспособленности (затраты на производство, развитие инфраструктуры, стоимость для конечного потребителя и т.д.), маленькая, но гордая компания Mazda решила пойти по собственному пути и занялась классическими ДВС.

Моторы

Расход топлива и выбросы СО2 – вот основные причины бессонницы современных автомобильных инженеров. И «маздовских» далеко не в последнюю очередь: не секрет, что ряд моделей Mazda, особенно с «автоматом», отличаются неэкономичным аппетитом.

У среднестатистического двигателя внутреннего сгорания коэффициент полезного действия составляет 35%. Потери имеют по большей части тепловую природу и зависят от системы выпуска, охлаждения, корпусных элементов двигателя и коробок передач. На эффективность работы влияет состав рабочей смеси, длительность горения, фазы газораспределения, потери на всасывание, потери на механическое трение и степень сжатия. Именно на этих шести параметрах сконцентрировались инженеры Mazda в стремлении к идеальному двигателю.

Основной параметр – степень сжатия. Степень сжатия у бензиновых двигателей составляет от 9,0 до 11,0, у автомобилей Mazda в среднем – 11,0. У спортивных автомобилей степень сжатия достигает 12,5. Очевидно, с повышением степени сжатия повышается термодинамический КПД, но это может привести к ненормальному сгоранию (детонации) и, как следствие, уменьшению крутящего момента. Для подавления детонации используется более богатая рабочая смесь и более позднее зажигание, но это приводит к ухудшению топливной экономичности и снижению крутящего момента.

Бензиновый двигатель SkyActiv-G

У бензинового двигателя SkyActiv-G степень сжатия составляет 14,0:1. Чтобы избежать детонации, инженеры Mazda разработали специальный выпускной коллектор со схемой 4-2-1 – выхлоп проходит по длинным приемным трубам и охлаждается лучше, что предотвращает возврат отработавших газов в камеру сгорания, а это приводит к снижению давления и подавлению детонации.

В днищах поршней SkyActiv-G предусмотрены выемки, которые позволяют развиваться начавшемуся сгоранию без преград. Новые топливные форсунки со множеством распылителей более качественно распределяют рабочую смесь. Система последовательного управления фазами газораспределения впуска и выпуска S-VT позволила снизить потери на всасывание. Потери на трение снизились на 30%. Облегчили двигатель – на 10%.

В результате этих модификаций крутящий момент нового бензинового двигателя по сравнению с 2,0-литровым мотором MZR с прямым впрыском увеличился на 15%, топливная экономичность – также на 15%, мощность составляет 155 л.с. Выбросы СО2 сократились на 15%. При этом автомобиль способен без проблем потреблять Аи-95.

Дизельный двигатель SkyActiv-D

У обычных дизелей высокая степень сжатия приводит к воспламенению еще до образования идеальной топливовоздушной смеси, сгорание происходит неравномерно, образуется сажа (если мало кислорода) или окись азота (если много). Однако низкая степень сжатия в дизельном моторе может привести к нестабильному сгоранию и пропускам воспламенения во время прогрева (при холодном пуске).

Инженерам Mazda удалось понизить степень сжатия 2,2-литрового дизеля MZR с 16,0:1 до 14,0:1 – самая низкая степень сжатия у дизельного мотора. В результате температура и давление в конце такта сжатия снижаются, сгорание происходит медленнее, за счет чего происходит лучшее смешение топлива и воздуха, максимальное давление в камере сгорания – на 20% ниже, чем у современных аналогов. Снизились потери на трение, поэтому появилась возможность использовать алюминий, что привело к сокращению массы мотора.

Чтобы избежать пропусков зажигания при холодном пуске, установили керамические свечи накаливания и многоточечные пьезоэлектрические форсунки, новую систему изменения степени открытия клапанов. Часть отработавших газов отправляется в соседние цилиндры.

В результате расход топлива удалось снизить на 20%, увеличился крутящий момент – при мощности в 175 л.с. он составляет 420 Н·м при 2000 об/мин. За счет установки двуступенчатого турбонаддува удалось минимизировать турбояму.

По поводу перспектив дизеля на российском рынке пока точно ничего не известно. Ни для кого не секрет, что дизельные модели многие компании в России продавать отказываются, мотивируя это низким качеством топлива. Однако, как сообщил Андрей Глазков, директор по маркетингу Mazda Motor Rus, в декабре в РФ все же привезут на испытания автомобиль с дизелем SkyActiv-D.

Что касается разработок в области гибридных технологий, то Mazda их вовсе не отвергает. Совместить электромотор с ДВС не проблема, а если обычный двигатель будет эффективнее и экономичнее, то и КПД гибридной установки тоже будет выше.

И дизельный, и бензиновый двигатели SkyActiv соответствуют экологическому стандарту Евро-6.

Трансмиссии

Автоматическая трансмиссия SkyActiv-Drive

«Самая лучшая трансмиссия – та, которой нет, как у троллейбуса» – с такой шутки начался рассказ о новых «автоматах» Mazda SkyActiv.

Идеальная автоматическая трансмиссия должна обеспечивать плавное переключение передач, мощное и ровное ускорение, быстрый отклик на педаль акселератора и, конечно, топливную экономичность.

Сегодня существуют три основных типа «автоматов»: роботизированная КПП с двумя сцеплениями, бесступенчатый вариатор CVT и традиционный «автомат» с гидротрансформатором. Японцы и здесь решили пойти по собственному пути.

За основу взяли шестиступенчатый «автомат»: гидротрансформатор с широчайшим диапазоном блокировки для всех шести ступеней. Если в обычной автоматической трансмиссии гидротрансформатор заблокирован 64% времени, то в SkyActiv-Drive – 89%. Обычно увеличение диапазона блокировки гидротрансформатора приводит к ухудшению показателей шума, вибраций и плавности работы. SkyActiv-Drive использует гидротрансформатор только в зоне очень малых оборотов, его размеры были уменьшены, а на освободившееся место установили более крупный демпфер и многодисковую муфту блокировки с поршневым приводом.

Расход топлива удалось снизить на 4-7%. «Автомат» SkyActiv-Drive будет предлагаться как с бензиновыми, так и с дизельными двигателями.

Механическая трансмиссия SkyActiv-MT

За образец идеальной механической трансмиссии Mazda принимает коробку родстера MX-5. И не поспоришь: работать с ней – сплошное удовольствие. Первое – сократили до 45 мм ходы рычага КПП, уменьшили сопротивление движению рычага – передачи включаются четко и эмоционально. Основные отличия конструкции – укороченный промежуточный вал и отсутствие отдельной оси для шестерни передачи заднего хода; вес снизился на 7-16% (в зависимости от двигателя).

SkyActiv-Body и SkyActiv-Chassis: кузов и шасси

Основная задача при работе над кузовом и шасси – снижение веса. Более легкий автомобиль при тех же технических составляющих обладает лучшей разгонной и тормозной динамикой и большей маневренностью и, само собой, лучшей топливной экономичностью.

Позволить себе использовать для облегчения конструкции дорогостоящие алюминий и углепластик Mazda не могла – это бы отразилось на потребительской стоимости машин.

Конструкция кузова SkyActiv-Body состоит практически из одних прямых элементов, переходящих один в другой. Новые поперечные элементы подрамников повышают жесткость кузова. На жесткость кузова также играет увеличение числа сварочных точек. Брусья крыши соединяются при помощи клея, так что узел подается как единый компонент. Доля высокопрочных сталей выросла с 40% до 60%.

Что касается шасси, то тут Mazda снова пытается добиться идеала и минимизировать конфликт интересов: совместить отличную управляемость, азартное вождение, устойчивость и высокий уровень ездового комфорта. В настоящее время модели Mazda жертвуют комфортом в пользу управляемости.

SkyActiv-Chassis получило новое рулевое управление с электроусилителем, иную геометрию элементов задней подвески; увеличены степень демпфирования амортизаторов и жесткость верхних опор.

В результате доработок кузов удалось облегчить на 8%, шасси – на 14%.

Начало – Mazda CX-5

Все технологии SkyActiv серийно впервые будут применены в компактном кроссовере СХ-5. Автомобиль будет представлен на автошоу во Франкфурте, а европейские продажи начнутся именно с России – уже в начале 2012 года. К нам привезут автомобили с 2,0-литровым бензиновым мотором, агрегированным с «механикой» или «автоматом» и передним приводом, и с 2,0-литровым бензиновым мотором с «автоматом» и полным приводом. Насчет дизелей, напоминаем, пока ничего не решено, в декабре привезут испытательный образец. Стоимость автомобиля пока не сообщается, но, как отметил Андрей Глазков, цена СХ-5 будет на уровне конкурентов – VW Tiguan, Toyota RAV4 и других кроссоверов.

Светлана Алеева

Что такое Skyactiv Technology?

При создании системы SkyActiv инженеры японского концерна Mazda прежде всего хотели уменьшить потребление топлива и выбросы вредных веществ в окружающую среду. Эти два желания продиктованы современными стандартами и модой моторостроения. Но компания Мазда не была бы Маздой, если бы вместе с вышеописанными задачами она не старалась сделать свои автомобили хорошо управляемыми, динамичными и безопасными. Технология СкайАктив это комплекс инноваций, который коснулся двигателей, трансмиссий, кузовов и шасси. Первым автомобилей компании Мазда с новой технологией СкайАктив был Mazda CX-5, вторым Mazda 6 третьего поколения.

 

Бензиновый мотор SKYACTIV-G.

 

Бензиновый двигатель SKYACTIV-G – результат кропотливой работы инженеров Mazda. Внимательно проанализировав основополагающие законы термодинамики, инженеры компании Мазда явили миру абсолютно революционный серийный мотор с значением степени сжатия в 14:1. Подобные значения до этого времени были свойственны только спорт-карам. Высокая степень сжатия позволила уменьшить расход топлива на 15%, но при этом сделать двигатель более тяговитым — крутящий момент увеличился на те же 15%. При всем этом новый двигатель вписался в жесткие экологические нормы Евро6. Для того, чтобы силовая установка без детонаций работала на бензине с октановым числом 95, японские инженеры разработали абсолютно новые поршни, которые позволили увеличить эффективность процесса сгорания топливной смеси. Газораспределительный механизм обзавелся фазовращателями с электроприводами, выпускной коллектор получил новую для Мазды схему вывода отработанных газов 4-2-1, которая позволяет избегать излишних циркуляций газов между цилиндрами двигателя и, тем самым, снизить давление в камере сгорания.

Длину каналов выпускного коллектора очень точно рассчитывали, т.к. короткие каналы приводили бы к тому, что отработавшие газы могли успеть проникнуть в камеру сгорания соседнего цилиндра до момента закрытия клапана, а слишком длинные каналы приводили бы к тому, что катализатор дольше будет прогреваться до показателей рабочей температуры. Так же были разработаны абсолютно новые топливные форсунки, которые, имея в своей конструкции многоточечные распылители, дают возможность очень равномерно распылять топливо по всей поверхности камеры сгорания.

Для увеличения эффективности работы мотора также необходимо было свести к минимуму «насосные потери», которые наблюдаются при более низких нагрузках на мотор, когда во время такта впуска — поршни всасывают воздух при движении вниз. Количество воздуха внутри цилиндров находится под контролем дросселя, который находится на входе впускного коллектора. Когда мотор работает при низких нагрузках, то соответственно и количество воздуха должно быть меньшим. Дроссельная заслонка практически закрыта и это приводит к тому, что давление во впускном коллекторе и цилиндрах ниже, чем атмосферное. В результате этого процесса — поршни преодолевают сильный вакуум, т.е. так называемые «насосные потери», которые естественно сказываются на уровне эффективности работы ДВС. Отрицательный момент тут один — плохое сгорания. Получается так, что впускные клапаны остаются в открытом положении даже в момент начала такта сжатия, что неизбежно ведет к уменьшению давления в цилиндрах и тем самым воспламенение топливно-воздушной смеси затруднено. Но инженеры компании Мазда не зря увеличили степень сжатия, ведь это позволило достигнуть необходимых показателей температуры и давления в камере сгорания и, тем самым, несмотря на «насосные потери», процесс сгорания остается эффективным и стабильным.

 

Технология SkyActiv подразумевает и снижение веса силовой установки. Японцам удалось снизить вес поршней на 20 процентов, шатуны на 30 процентов. Коэффициент трения снизился на 38 процентов. Система охлаждения была оснащена помпой с крыльчаткой, которая сделана из маловесомого композитного материала.

 

Дизельный мотор SKYACTIV-D.

 

Дизельная установка работает с такой же степенью сжатия, как и бензиновая 14:1. Это так же вызывает удивление, т.к. дизельные моторы в своей общей массе имеют степень сжатия в диапазоне от 16 до 18. Если степень сжатия у дизельного двигателя меньше, то ниже температура и давление в камерах сгорания при конечном такте сжатия. А это, в свою очередь, означает, что сгорание идет замедленно, что дает возможность впрыскивать топливо еще при подходе к верхней мертвой точке, а не как у дизелей с высокой степенью сжатия, когда поршень уже движется вниз. При такой ситуации топливо намного лучше взаимодействует с воздухом и сгорание идет лучше. При этом в выхлоп попадает газ с минимальным содержанием окислов азота и сажи. Несмотря на то, что дизельная Мазда с двигателем SkyActiv-D не имеет в своем оснащении дорогостоящего нейтрализатора частиц азота, силовая установка прекрасно вписывается в экологические нормы Евро 6. Необходимо добавить, что степень расширения на этом двигателе выше обычных показателей и как результат расход соляры уменьшился на 20 процентов.

 

Из-за того, что степень сжатия низкая, то известно —  это может сказаться на работе мотора при низких температурах. В этой ситуации японские инженеры укомплектовали силовую установку керамическими свечами накаливания и системой VVL(Variable Valve Lift), которая предотвращает пропуски зажигания благодаря клапану с изменяемой высотой подъема для выпускных клапанов. Известно, что одного цикла сгорания вполне достаточно для повышения температуры выхлопных газов. Поэтому, опираясь на этот факт, в двигателе SkyActiv-D, благодаря системе VVL, выпускные клапана во время такта впуска немного приоткрываются и благодаря этому горячие выхлопные газы могут вернуться обратно в цилиндры и увеличить температуру впускного воздуха. Этот процесс позволяет повысить компрессионную температуру и избавить двигатель от пропусков воспламенения в процессе прогрева двигателя.

 

АКПП SKYACTIV-DRIVE.

 

Генерация высокотехнологичных автоматических трансмиссий SkyActiv-Drive, обеспечивает прекрасную эффективность в передаче крутящего момента за счет широкого диапазона применения блокировки гидротрансформатора. Эта коробка дает плавные и быстрые переключения. Быстро реагирует на изменения нагрузок на ДВС на небольших оборотах, благодаря чему дает возможность минимально потреблять топливо. Расход топливо с этой АКПП уменьшился до 7 процентов. Главным действующим лицом коробок СкайАктив-Драйв — это гидротрасформатор с 6-ю ступенями и полным спектром блокировки сцепления для всех 6-ти передач. Блокировка сцепления была повышена до 89 процентов.

 

МКПП SKYACTIV-MT.

 

SkyActiv-MT это абсолютно новая МКПП от компании Мазда. Еее сделали легче и компактней. Коэффициент внутреннего трения деталей МКПП стал значительно ниже, что дает автомобилю хорошую экономию топлива.  Особенностями данной МКПП можно назвать: короткий ход и легкое включение передач, что придает спортивную изюминку при управлении автомобилем.

 

Кузов SKYACTIV-Body и шасси SKYACTIV-Chassis.

 

Новое поколение кузова SkyActiv-Body весит на 8 процентов меньше, чем предыдущее. Так же в свой актив новый кузов может добавить высокопрочность и высокую жесткость на кручение. Все это стало возможным благодаря использованию высокопрочных сталей — их доля увеличилась с 40 до 60 процентов.

 

Шасси SkyActiv-Chassis получило облегчение по весу в 14 процентов. Инженерами Мазда была разработана электро-система рулевого управления, которая позволили получать чувство удовольствия от вождения на любых скоростях. Крепления передних стоек амортизаторов были установлены таким образом, чтобы давать больший рабочий ход рычагу. Среднескоростная маневренность и высокоскоростная стабильность повышают качество езды на любых скоростях, что достигнуто за счет пересмотра функционального расположения всех элементов подвески и рулевого управления.

 

Видео о принципе работы системы SkyActiv:

Все о моторах Скайактив — надежность, проблемы и ресурс двигателей Mazda Skyactiv — журнал За рулем

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

Mazda3_2013_SKYACTIV

Материалы по теме

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).

1

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

2

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.

3

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.

Материалы по теме

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.

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.

4

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.

Материалы по теме

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.

5

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).

Фирма Mazda подтвердила экономичность мотора Skyactiv-X — ДРАЙВ

Разработчики говорят, что Skyactiv-X стал первым в мире серийным бензиновым мотором, в котором совмещено воспламенение от свечей и от сжатия. Экспериментов же в этой сфере было уже много.

Европейское отделение Мазды официально рассекретило параметры инновационного бензинового мотора Skyactiv-X 2.0, который в Старом Свете уже можно заказывать на семействе Mazda 3 нового поколения (поставки клиентам начнутся нынешней осенью). Оказалось, агрегат с рабочим объёмом 1998 см³ и приводным нагнетателем развивает 180 л.с. при 6000 об/мин и 224 Н•м при 3000 об/мин.

Цикл SPCCI упрощённо: электрическая свеча поджигает миниатюрный предварительный заряд горючей смеси, находящийся около её электродов. Основной заряд в камере сгорания воспламеняется не от распространения фронта пламени, как в обычном бензиновом моторе, а от резкого повышения давления и температуры смеси, как в дизеле.

Напомним, что в Skyactiv-X реализован цикл SPCCI (Spark Plug Controlled Compression Ignition, зажигание от сжатия с контролем за счёт свечей). Это подвид цикла HCCI (Homogenous Charge Compression Ignition), скрещивающий принципы работы бензинового мотора (цикл Отто) и дизеля. Работает Skyactiv-X на 95-м бензине, хотя степень сжатия тут на удивление высока для бензинового мотора, да ещё и компрессорного — 16,3:1.

Другие особенности конструкции: изменение фаз газораспределения, непосредственный впрыск и умеренная гибридная надстройка Mazda M Hybrid с 24-вольтовой системой электропитания в базовом оснащении (интересный выбор, ранее для таких устройств инженеры применяли или классические 12 вольт, или все 48 В).

Другие моторы у Мазды 3 в Европе на момент рыночного старта: бензиновый с умеренной гибридной добавкой Skyactiv-G 2.0 M Hybrid (122 л.с., 213 Н•м) и дизель Skyactiv-D 1.8 (116 л.с., 270 Н•м).

Мотор Skyactiv-X 2.0 будет доступен как седану, так и хэтчбеку Mazda 3, причём с несколькими версиями трансмиссии. Обеим машинам положены шестиступенчатые «механика» или «автомат» на выбор. Причём хэтчбек вдобавок может быть с передним или полным приводом. Главное преимущество этого двигателя над предшественниками — эффективность. Фирма привела полный набор расходов «трёшки» с разными коробками передач, типами привода, кузовами, в нескольких циклах и в зависимости от выбранного диаметра колёсных дисков (он тоже влияет на результат).

В России у новой Мазды 3 свой ассортимент агрегатов: бензиновые Skyactiv-G 1.5 (120 л.с., 153 Н•м) и 2.0 (150 л.с., 213 Н•м).

В частности, седан с мотором Skyactiv-X, «механикой» и 16-дюймовыми колёсами показывает 3,9 л/100 км в загородном цикле NEDC. По комбинированному ездовому циклу и вдобавок по более сложному стандарту измерений WLTP у него же будет 5,4 л/100 км. А вот хэтчбек с «автоматом», полным приводом и на дисках в 18 дюймов просит уже 6,9 л (WLTP), что всё же совсем неплохо для подобной комплектации. Если вы ещё не привыкли к WLTP: та же самая версия Мазды 3 Skyactiv-X 2.0 (хэтчбек, «автомат», полный привод, 18 дюймов) в комбинированном цикле NEDC расходует 5,5 л/100 км.

Следующие моторы Skyactiv используют новые принципы — ДРАЙВ

Первая информация о моторах Skyactiv (тогда ещё просто Sky) появилась в 2010 году. Сейчас скайактивные технологии — это и платформы, и силовая структура кузова, и двигатели, и коробки передач. Удивительно, но менее чем через четыре года японцы заговорили о новом витке развития: двигателях Skyactiv второго поколения.

Своими двигателями Skyactiv-G кудесники из Мазды уже удивили мир. Степень сжатия 14:1 — это очень много по меркам гражданских бензиновых моторов. Инженерам пришлось немало попотеть над обеспечением устойчивого горения смеси, подавлением детонации, температурным балансом. А что тогда говорить о моторах Skyactiv-G Generation 2? В них степень сжатия достигнет 18:1! И это на обычном бензине.

Столь высокая степень сжатия выбрана потому, что во втором поколении скайактивных агрегатов японцы намерены применить воспламенение однородной смеси от сжатия (Homogenous Charge Compression Ignition — HCCI). То есть это будут бензиновые моторы, работающие по принципу дизеля. Они должны совместить плюсы двух циклов. Сама идея HCCI не нова. Например, ещё семь лет назад эксперименты с HCCI проводил GM, и такой же агрегат под названием DiesOtto испытывала тогда компания Mercedes-Benz. Но никто ещё не довёл этот принцип до серийного воплощения.

В 2007 году немцы водрузили мотор DiesOtto под капот концепта Mercedes-Benz F 700. Автомобиль набирал сотню с места за 7,5 с, максималка составляла 200 км/ч (ограничена электроникой), а средний расход топлива — 5,3 л/100 км. Шикарно для машины длиной 5,18 м.

Дело в том, что хотя HCCI и сулит тридцатипроцентное снижение расхода горючего против нынешних двигателей, обеспечить нужные параметры горения смеси в таких моторах ещё сложнее. Пока у Мазды опытные двигатели HCCI устойчиво работают только до 50% от максимальной мощности. Выше приходится активировать сохранённые свечи зажигания (к аналогичному решению пришли в GM и Мерседесе). Если такой мотор удастся сделать серийным, то некая усреднённая легковушка будет выбрасывать углекислый газ в количестве 80 г/км, уверяют японские разработчики.

Мерседесовская «турбочетвёрка» DiesOtto 1.8 была оснащена непосредственным впрыском и механизмом изменения фаз газораспределения. Она развивала 238 л.с. На F 700 в паре с ней работал 20-сильный электромотор. Суммарный крутящий момент силовой установки достигал 400 Н•м.

Одновременно специалисты Мазды работают над третьим поколением моторов Skyactiv. Они будут использовать принцип адиабатического сгорания (без потерь тепла), что сулит сокращение расхода против Skyactiv-G Generation 2 на 30%. Для этого надо не только иначе организовывать смесеобразование, но и материалы цилиндров и камер сгорания должны быть иными (наверняка придётся задействовать керамику). Как и в случае с HCCI, речь не идёт об изобретении чего-то нового. С керамическими адиабатическими моторами разные компании (в частности Isuzu) экспериментировали ещё четверть века назад, но столкнулись с рядом проблем. Так что задача Мазды: известный принцип довести до ума и далее до серии.

Последний пример подхода Мазды к «зелёной» теме — мотор Skyactiv-CNG, потребляющий бензин и метан. Сжатый природный газ — один из путей повышения экологичности автомобиля без внедрения гибридной установки. Кстати, Mazda не намерена предлагать гибриды в Европе по меньшей мере до 2020 года, хотя на домашнем рынке у неё такие модели есть.

Йоахим Кунц, старший менеджер европейского исследовательского центра Мазды, утверждает: «Если дополнить моторы Skyactiv-G Generation 3 умеренной гибридной установкой на основе системы рекуперации энергии i-ELOOP, то можно сократить выбросы углекислоты до 50 г/км без полноценной гибридной начинки и тяжёлых батарей». А это сопоставимо с показателями чистых электромобилей с учётом выработки электричества на тепловых электростанциях. Моторы Skyactiv-G Generation 2 должны появиться на Маздах следующего поколения. То есть они попадут в серию до конца текущего десятилетия. Про Generation 3 говорить слишком рано, впереди тут много исследований.

Как работают технологии SkyActiv от Mazda

Zoom-Zoom, как говорят производители, могут подарить лишь высокие технологии производства. Стремясь сделать это чувство еще более сильным, создатели Mazda совершили прорыв в автомобилестроении, имя которому – технологии SkyActiv.

Создавая технологии SkyActiv, инженеры компании совместили несовместимое: кардинально улучшили эксплуатационные качества автомобиля, добились экономии топлива, уменьшили количество вредных веществ в выхлопных газах и одновременно с этим повысили безопасность автомобиля, скоростные характеристики и управляемость, которые характерны для Mazda.

технологии SkyActiv появятся в Европе уже в 2012 году в полностью новом поколении моделей Mazda с новыми двигателями, коробками переключения передач, кузовом и шасси. И первым автомобилем c полным набором технологии SkyActiv станет Mazda CX-5, которая появится в Украине в марте 2012г.
 
Бензиновый двигатель SKYACTIV-G.

 Пытаясь сделать экологически чистые автомобили общедоступными, Mazda сконцентрировались на оптимизации системы внутреннего сгорания. Инженеры компании лучшим способом реализации этого видят оптимизацию процессов внутри двигателей для уменьшения расхода топлива.

Бензиновый двигатель SKYACTIV-G – результат уникального инженерного подхода Mazda. Тщательно анализируя и переосмысляя общие принципы термодинамики, инженерам компании удалось разработать двигатель для серийного производства со степенью сжатия 14:1. Для бензинового мотора это невероятно высокий показатель (у суперкаров и болидов Формулы-1 степень сжатия редко превышает 12:1). Поэтому аналогичные технологии применялись только у гоночных автомобилей, не предназначенных для повседневного использования.
 
В случае с бензиновым мотором высокая степень сжатия позволила с одной стороны значительно улучшить его эффективность – он стал на 15 процентов экономичнее и при этом более тяговитым, а с другой – помогла вписаться в жесточайшие нормы Евро 6. Правда, для того чтобы заставить двигатель с такой степенью сжатия работать на обычном 95-м бензине и избежать детонации, японским инженерам пришлось проявить удивительную смекалку. Были разработаны новые поршни с «зеркалом» сложной формы, улучшающим процесс сгорания смеси, в газораспределительном механизме на впуске и выпуске появились фазовращатели с электроприводом, изменились форсунки непосредственного впрыска, а выпускной коллектор получил «гоночную» схему 4-2-1, помогающую избежать нежелательной циркуляции горячих выхлопных газов между цилиндрами.

Результат всех этих инноваций – существенное 15%-ое увеличение крутящего момента и 15%-ая экономия топлива. Для повышения эффективности работы двигателя также необходимо уменьшить «насосные потери», которые происходят при более низких нагрузках на двигатель, когда во время такта впуска поршень всасывает воздух при движении вниз. Количество воздуха внутри цилиндра находится под контролем дросселя, расположенного на входе во впускной коллектор. При более низких нагрузках на двигатель необходимо меньшее количество воздуха. Дроссельная заслонка почти закрыта, в результате чего давление внутри впускного коллектора и цилиндра ниже, чем атмосферное давление. В результате поршень должен преодолеть сильный вакуум. Это и есть насосные потери, которые негативно сказываются на эффективности работы двигателя.

Недостаток здесь – дестабилизация сгорания.  Впускные клапаны остаются открытыми даже тогда, когда начинается такт сжатия, давление внутри цилиндра уменьшается, что усложняет воспламенение воздушно-топливной смеси. В SKYACTIV-G с успехом решили проблему «насосных потерь» благодаря степени сжатия 14:1. С высокой степенью сжатия увеличивается давление и температура в камере сгорания, поэтому процесс сгорания остается стабильным,  а двигатель более экономичным.

Для усиления  чувства единения  водителя с автомобилем, разработчики уменьшили время его отклика за счет уменьшения размера и веса компонентов. Полный проект реконструкции двигателя предоставляет новые возможности облегчения его деталей. Поршни стали легче на 20%, шатуны – на 15%, на 30% снизилось внутреннее трение деталей двигателя. Новый SKYACTIV-G быстрее адаптируется к изменению нагрузок и расходует меньше энергии в процессе работы.

В Японии на конференции автомобильных исследователей и журналистов SKYACTIV-G уже признан технологией года.

Автоматическая коробка передач SKYACTIVE-DRIVE.
Оптимизируя автоматическую коробку передач Mazda сосредоточились на следующем:
• Улучшение экономии топлива
• прямой отклик педали газа
•плавное переключение передач
• удобное ускорение.

Новая автоматическая коробка SKYACTIV-Drive – воплощение этих стремлений. Она переключается быстро и плавно, динамически реагирует на изменения нагрузки на двигатель на низких скоростях и тем самым позволяет расходовать меньше топлива. Сердце SKYACTIV-Drive – это 6-ступенчатый гидротрансформатор с полным спектром блокировки сцепления для всех шести передач. Блокировка сцепления была повышена с 64% на текущей 5-ступенчатой автоматической коробке до 89% на новой SKYACTIV-Drive.
Все эти изменения сделали вроде бы обычный «автомат» более отзывчивым и более похожим на обычную «механику» по ощущениям от езды. А еще – более экономичным: расход топлива снизился на 4-7 %, в зависимости от режима езды.

Механическая коробка передач SKYACTIV-MT.
 
В Mazda полностью модернизировали механическую коробку передач. Удивительно легкая и компактная, со значительно уменьшенным коэффициентом внутреннего сопротивления (трения), она вносит свой вклад в экономичное использование ресурсов.

Разработчики воссоздали ту послушность, точность и захватывающее ощущение управления, что чувствовались в родстере MX-5. Рукоятка рычага переключения передач имеет только 45 мм  (против 50 мм) хода от нейтрального до положения передачи. Новая трансмиссия по характеру переключения передач напоминает MX-5: переключение передач чувствуется очень четко и требует минимальных усилий. Проще говоря, SKYACTIV-MT – воплощение идеи Zoom-Zoom, драйв в его чистом виде.

SKYACTIV-Body и SKYACTIV-Chassis.
 
Особое внимание разработчики Mazda уделили весу автомобиля. В конце концов, более легкие транспортные средства более эффективны и ими легче управлять. В SKYACTIV-Body и SKYACTIV-Chassis Mazda применяет свой уникальный подход к созданию легких конструкций. Этот процесс состоит из трех элементов: оптимизация структуры корпуса и дизайна, внедрение новых процессов производства и замена материалов для создания более легких, мощных и безопасных транспортных средств.

Результаты говорят сами за себя: новый SKYACTIV-Body весит на 8% меньше, чем его предшественник, в то время SKYACTIV-Chassis на 14% легче. Цели, поставленные компанией при создании SKYACTIV-Body, порой противоречат друг другу. Чтобы согласовать их, инженеры были вынуждены вернуться к чертежной доске. Результат: корпус нового поколения автомобилей Mazda устанавливает новые стандарты в области облегченных конструкций.

Чтобы эффективно распределять нагрузку, легкий, но прочный корпус SKYACTIV-Body требует столько прямых участков, сколько это возможно. Так же необходима была оптимизация распределения нагрузок по всей структуре.

Один из принципов Mazda – постоянное совершенствование пассивной безопасности автомобилей. Поэтому компания разработала уникальный мульти-разгрузочный путь структуры SKYACTIV-Body.

Mazda значительно увеличили использование высокопрочных сталей в корпусе SKYACTIV. Их доля выросла с 40% до 60%. Таким образом, удалось уменьшить вес кузова автомобиля при одновременном повышении прочности.

Как и в случае других технологии SkyActiv, разработчики шасси также сталкивались с противоречивыми целями: достичь чувства «единства» между автомобилем и водителем, обеспечить устойчивость на высоких скоростях и повысить комфорт во время езды.

Первой задачей было обеспечение устойчивости на высоких скоростях и повышение управляемости на низких и средних скоростях. Поэтому Mazda разработала новую электрическую систему рулевого управления, которая усиливает ощущение драйва, обеспечивая немедленное реагирование даже на очень малой скорости. Но такая маневренность может сделать автомобиль слишком чутким для высоких скоростей. Здесь инженеры пересмотрели геометрию задней подвески. Ее оптимизировали так, что увеличилось сцепление задних колес с дорожным покрытием Для улучшения движения на малых скоростях был оптимизирован усилитель руля. Так водитель получает максимум управляемости автомобиля в любых условиях.
                                 
Как своеобразный «интерфейс» между платформой и колесами, подвеска имеет важное значение для управления автомобилем. Расположение и строение подвески определяет точность, с которой автомобиль отвечает поворотам руля. Она также влияет на комфорт при езде. Таким образом, второй большой проблемой для разработчиков Mazda была оптимизация ее конструкции.

Прежде всего, в целях повышения эффективности работы амортизаторов, их крепления были установлены в положение, дающее больший ход рычагу. Жесткость верхнего резинового крепления была усилена, уменьшая воздействие сил торможения на уровень комфорта.

SKYACTIV-Chassis весит на 14% меньше, чем текущая версия. Тем не менее, как и в случае со структурой кузова, обладает еще большей жесткостью.

Что такое технологии SKYACTIV? | Петрозаводск ГОВОРИТ | Газета «Петрозаводск» online

В основе автомобилей Mazda всегда применялась концепция — драйва, захвата скоростью, то ни с чем несравнимое чувство наслаждения дорогой, послушный любом намерения водителя. Zoom-Zoom, как говорят производители. В своем стремлении сделать это чувство еще более сильным, создатели Mazda совершили прорыв в автомобилестроении, имя которому — технологии SKYACTIV.

Создавая SKYACTIV, инженеры компании объединили несоединимое: кардинально улучшили эксплуатационные качества автомобиля, добились экономии топлива, уменьшили количество вредных веществ в выхлопных газах и одновременно повысили безопасность автомобиля, скоростные характеристики и управляемость которые, характерные для Mazda.

Технологии SKYACTIV представлены в новом поколении моделей Mazda: Mazda СХ-5 и новой Mazda6 — с новыми двигателями, коробками передач, кузовом и шасси.

Бензиновый двигатель SKYACTIV-G

Пытаясь сделать экологически чистые автомобили общедоступными, Mazda сконцентрировались на оптимизации системы внутреннего сгорания. По мнению инженеров компании, лучший способ достижения этой цели — оптимизация процессов внутри двигателей для уменьшения расхода топлива.

Бензиновый двигатель SKYACTIV-G — результат уникального инженерного подхода Mazda. Тщательно анализируя и переосмысливая общие принципы термодинамики, инженерам компании удалось разработать двигатель для серийного производства со степенью сжатия 14:01. Для бензинового мотора это невероятно высокий показатель (у суперкаров и болидов Формулы-1 степень сжатия редко превышает 12: 1). Поэтому аналогичные технологии применялись только у гоночных автомобилей, не предназначенных для повседневного использования.

В случае с бензиновым двигателем высокую степень сжатия позволил с одной стороны значительно улучшить эффективность — он стал на 15% экономичнее и, при этом, с мощной тягой, а с другой — помог вписаться в жесточайшие нормы «Евро-6». Правда, для того, чтобы заставить двигатель с такой степенью сжатия работать на обычном 95-м бензине и избежать детонации, японским инженерам пришлось проявить всю свою изобретательность. Были разработаны новые поршни с «зеркалом» сложной формы, которое улучшает процесс сгорания смеси, а в газораспределительном механизме на впуске и выпуске появились фазовращатели с электроприводом, были изменены форсунки непосредственного впрыска, а выпускной коллектор получил «гоночную» схему 4-2- 1, что помогает избежать нежелательной циркуляции горячих выхлопных газов между цилиндрами.

Результат всех этих инноваций — существенное 15%-е увеличение крутящего момента и 15%-а экономия топлива.

Для повышения эффективности работы двигателя также необходимо было уменьшить «насосные потери», которые происходят при низких нагрузках на двигатель, когда во время такта впуска поршень всасывает воздух при движении вниз. Количество воздуха внутри цилиндра находится под контролем дросселя, расположенного на входе во впускной коллектор. При низких нагрузках на двигатель необходимо меньшее количество воздуха. Дроссельная заслонка почти закрыта, в результате чего давление внутри впускного коллектора и цилиндра ниже атмосферного. В результате поршень должен преодолеть сильный вакуум. Это и есть насосные потери, которые негативно сказываются на эффективности работы двигателя.

Недостаток здесь — дестабилизация сгорания. Впускные клапаны остаются открытыми даже тогда, когда начинается такт сжатия, давление внутри цилиндра уменьшается, что затрудняет возгорание воздушно-топливной смеси. В SKYACTIV-G с успехом решили эту проблему благодаря степени сжатия 14:01. С высокой степенью сжатия увеличивается давление и температура в камере сгорания, поэтому процесс сгорания остается стабильным, даже несмотря на снижение насосных потерь. Соответственно, двигатель становится более экономичным.

Пытаясь усилить чувство слияния водителя с автомобилем, разработчики уменьшили время его отклика за счет уменьшения размера и веса компонентов. Полный проект реконструкции двигателя предоставляет новые возможности облегчения его деталей. Поршни стали легче на 20%, шатуны — на 15%, на 30% снизилось внутреннее трение деталей двигателя. Новый SKYACTIV-G быстрее адаптируется к изменению нагрузок и расходует меньше энергии в процессе работы.

В Японии на конференции автомобильных исследователей и журналистов SKYACTIV-G уже признан технологией года.

Автоматическая коробка передач SKYACTIVE-DRIVE

Оптимизируя автоматическую коробку передач Mazda сосредоточились на следующем:

· улучшения экономии топлива

· прямой отклик педали газа

· плавное переключение передач

· удобное ускорения.

Новая автоматическая коробка SKYACTIV-Drive — воплощение этих стремлений. Она переключается быстро и плавно, динамично реагирует на изменения нагрузки на двигатель на низких скоростях и, таким образом, позволяет расходовать меньше топлива. Сердце SKYACTIV-Drive — это 6-ступенчатый гидротрансформатор с полным спектром блокировки сцепления для всех шести передач. Блокировка сцепления была повышена с 64% на текущей 5-ступенчатой ​​автоматической коробке до 89% на новой SKYACTIV-Drive.

Все эти изменения сделали вроде бы обычный «автомат» более отзывчивым и похожим на обычную «механику» по ощущениям от вождения. А еще — более экономичным: расход топлива снизились на 4-7% процентов, в зависимости от режима езды.

Механическая коробка передач SKYACTIV-MT

Mazda полностью модернизировали механическую коробку передач. Удивительно легкая и компактная, со значительно уменьшенным коэффициентом внутреннего сопротивления (трения), она вносит свой вклад в экономичное использование ресурсов.

Разработчики воссоздали ту послушность, точность и захватывающее ощущение управления, чувствовалось в родстере MX-5. Рукоятка рычага переключения передач имеет только 45 мм (против 50 мм) хода от нейтрального до положения передачи. Новая трансмиссия по характеру переключения передач напоминает MX-5: переключение передач чувствуется очень четко и требует минимальных усилий. Проще говоря, SKYACTIV-MT — воплощение идеи Zoom-Zoom, драйв в его чистом виде.

SKYACTIV-Body и SKYACTIV-Chassis

Особое внимание разработчики Mazda уделили весу автомобиля. В конце концов, чем легче транспортные средства, тем более они эффективны и ими легче управлять.
В SKYACTIV-Body и SKYACTIV-Chassis Mazda применяет свой уникальный подход к созданию легких конструкций. Этот процесс состоит из трех элементов: оптимизация структуры корпуса и дизайна, внедрение новых процессов производства и замена материалов для создания более легких, мощных и безопасных транспортных средств.

Результаты говорят сами за себя: новый SKYACTIV-Body весит на 8% меньше, чем его предшественник, в то время SKYACTIV-Chassis на 14% легче.

Цели, установленные компанией при создании SKYACTIV-Body, часто противоречат друг другу.Чтобы согласовать их, инженеры были вынуждены вернуться к чертежной доске. Результат: корпус нового поколения автомобилей Mazda устанавливает новые стандарты в области облегченных конструкций.

Чтобы эффективно распределять нагрузку, легкий, однако прочный корпус SKYACTIV-Body требует столько прямых участков, сколько это возможно. Также необходимо было оптимизация распределения нагрузок по всей структуре.

Один из принципов Mazda — постоянное совершенствование пассивной безопасности автомобилей. Поэтому компания разработала уникальный мульти-разгрузочный путь структуры SKYACTIV-Body.

Инженеры Mazda значительно увеличили использование высокопрочных сталей в корпусе SKYACTIV. Их доля выросла с 40% до 60%. Таким образом, удалось уменьшить вес кузова автомобиля при одновременном повышении прочности.

Как и в случае с другими SKYACTIV технологиями, разработчики шасси также встретились с конфликтом целей: достичь чувства «единства» между автомобилем и водителем, обеспечить устойчивость на высоких скоростях и повысить комфорт во время езды.
Первой задачей было обеспечение устойчивости на высоких скоростях и повышение управляемости на низких и средних.

Поэтому Mazda разработала новую электрическую систему рулевого управления, которая усиливает ощущение драйва и обеспечивает немедленное реагирование даже на очень малой скорости. Но такая маневренность может сделать автомобиль слишком чутким для высоких скоростей. Здесь инженеры пересмотрели геометрию задней подвески. Ее оптимизировали так, что сцепление задних колес увеличилось, а рыскания по дороге — уменьшилось. Для улучшения движения на малых скоростях был оптимизирован усилитель руля. Так водитель получает максимум управляемости автомобиля в любых условиях.

Как своеобразный «интерфейс» между платформой и колесами, подвеска имеет важное значение для управления автомобилем. Расположение и строение подвески определяет точность, с которой автомобиль отвечает поворотам руля. Она также влияет на комфорт при езде. Таким образом, второй большой проблемой для разработчиков Mazda была оптимизация ее конструкции.

Прежде всего, с целью повышения эффективности работы амортизаторов, их крепления были установлены в положение, дающее больший ход рычага. Жесткость верхнего резинового крепления была усилена, уменьшая воздействие сил торможения на уровень комфорта.
SKYACTIV-Chassis весит на 14% меньше, чем текущая версия. Тем не менее, как и в случае со структурой кузова, имеет еще большую жесткость.

Подробности: autodom-mazda.ru

MAZDA: SKYACTIV-X | Мы инженеры

SKYACTIV-X: революционно новый двигатель внутреннего сгорания

«Мы взяли на себя обязательство построить будущее, в котором мы сможем сосуществовать с изобильной и красивой землей, применяя философию« хорошо за рулем »для существенного сокращения выбросов углекислого газа», — сказал Масамичи Когай, президент и главный исполнительный директор Mazda

.

Сокращение выбросов парниковых газов — это не просто перевод автомобилей на электроэнергию — по крайней мере, до тех пор, пока весь мир не перейдет на возобновляемые источники энергии.Подход Mazda к сокращению выбросов, основанный на принципе «от колеса к рукам», учитывает добычу топлива, производство и доставку, а также вождение автомобиля. Одна часть этого смелого плана — SKYACTIV-X. Этот революционный двигатель, первый в мире, использует метод сгорания — воспламенение от сжатия, — который объединенная мощь автомобильной промышленности пыталась освоить более двух десятилетий.

Эта технология учитывает реальные выбросы на протяжении всего жизненного цикла автомобиля. Конечно, Mazda планирует внедрить электромобили в районы, где есть чистые источники энергии, и добавит гибридные и подключаемые автомобили, но двигатель внутреннего сгорания останется базовой силовой установкой для 85 процентов всех автомобилей до 2035 года.Вот почему SKYACTIV-X является таким важным прорывом в достижении цели Mazda по сокращению выбросов углекислого газа до 50 процентов от уровня 2010 года к 2030 году и ошеломляющему сокращению на 90 процентов к 2050 году.

Чтобы объяснить, как работает SKYACTIV-X, нам сначала нужно рассказать о некоторых основах двигателя. В бензиновом двигателе топливно-воздушная смесь воспламеняется от искры свечи зажигания. В дизельном двигателе смесь топлива и воздуха сжимается и воспламеняется только за счет давления и тепла. Дизель более энергоемкий, чем бензин, что также означает, что в него поступает больше воздуха и меньше топлива, что способствует лучшей экономии топлива.И хотя дизельные двигатели, как правило, выделяют меньше углекислого газа, чем бензиновые двигатели, они традиционно выделяют более высокие уровни твердых частиц, которые могут вызвать загрязнение. Дизели, которые часто имеют турбонаддув, имеют репутацию обладающих большим крутящим моментом даже на низких оборотах, в то время как бензиновые двигатели могут иметь более высокие обороты и производить больше лошадиных сил на этих высоких оборотах.

«SKYACTIV-X MAZDA ИСПОЛЬЗУЕТ СПОСОБ СГОРАНИЯ, КОТОРЫЙ МОЩНОСТЬ МОТОПРОИЗВОДСТВА ПЫТАЕТСЯ ОСУЩЕСТВИТЬ НАЧАЛО ДВА ДЕСЯТИЛЕТИЯ»

SKYACTIV-X предлагает лучшее из дизельных и бензиновых двигателей без каких-либо недостатков.Это происходит благодаря новой технологии под названием Spark Controlled Compression Ignition (SPCCI). Работая на обычном бензине, SPCCI работает за счет сжатия топливно-воздушной смеси с гораздо более высокой степенью сжатия с очень бедной смесью. Двигатель SKYACTIV-X использует искру для воспламенения только небольшого плотного количества топливно-воздушной смеси в цилиндре. Это повышает температуру и давление, так что оставшаяся топливно-воздушная смесь воспламеняется под давлением (как в дизельном топливе), сгорая быстрее и полнее, чем в обычных двигателях.

Результат? На 10–30 процентов больше крутящего момента, чем у нынешнего бензинового двигателя SKYACTIV-G, с лучшей топливной экономичностью, чем у нынешнего SKYACTIV-D, и на десять процентов больше мощности. Это достижение стало возможным благодаря неустанному стремлению Mazda к совершенству. Инженеры проанализировали каждую деталь, от формы поршня до завихрения топливно-воздушной смеси. Как и в случае с Mazda, именно эти крошечные детали имеют огромное значение.

ЧТО ЭТО ОЗНАЧАЕТ В РЕАЛЬНОМ МИРЕ

Лучшая производительность

Двухлитровый SKYACTIV-X будет производить больше мощности с крутящим моментом до 30% по сравнению с текущим SKYACTIV-G 2.0.

Реальная экономия топлива

SKYACTIV-X повышает топливную экономичность до 20-30 процентов по сравнению с нынешним бензиновым двигателем Mazda. И, что немаловажно, он был разработан для реальной эффективности, а не просто для того, чтобы успешно пройти цикл государственных испытаний.

Удовольствие от вождения

В сочетании с шестиступенчатой ​​механической или шестиступенчатой ​​автоматической коробкой передач двигатель SKYACTIV-X обеспечивает мгновенный отклик, когда вы опускаете ногу. Он тянет как турбодизель, но вращает как бензиновый двигатель без наддува.

Новый нормальный

В отличие от электромобиля или другого автомобиля с альтернативным двигателем, нет необходимости «заново учиться» вождению или беспокоиться о дальности полета. SKYACTIV-X работает на обычном бензине и ездит так, как вы ожидаете от вашей Mazda.

Перспективы

SKYACTIV-X был разработан для работы одновременно с электрификацией. Он может работать как автономный силовой агрегат или в гибридных и подключаемых гибридных автомобилях.

Стоит ли технология SKYACTIV® того? Подробный взгляд на Mazda Tech

Стоит ли технология SKYACTIV® того?

По эксперту по продукту | Опубликовано в Часто задаваемые вопросы, Технологии Mazda, Производительность в пятницу, 26 июля 2019 г., в 14:23

SKYACTIV® Tech на автомобилях Mazda

Слово «SKYACTIV®» часто обсуждается в кругах Mazda.Большинство покупателей Mazda знают, что это как-то связано с технологией двигателей, но что именно это означает? Это просто пустая этикетка, на которой продается больше автомобилей Mazda? Или есть что-то еще?

SKYACTIV® — это фактически процесс, который охватывает весь автомобиль в попытке сделать его максимально экономичным; это больше, чем просто двигатель. Mazda переработала дизайн многих ключевых частей своих моделей, чтобы повысить эффективность, сохранив при этом невероятные характеристики, которыми они славятся, и сохранив разумные цены.

Итак, хватит шумихи — это работает? Действительно ли технология SKYACTIV® того стоит?

Посмотреть наш новый инвентарь Mazda

SKYACTIV® tech определенно того стоит, если вы выбираете новый автомобиль. В то время как обычные двигатели внутреннего сгорания используют только около 30% потенциальной энергии из своего топлива, двигатели SKYACTIV® способны сжимать топливно-воздушную смесь в своих цилиндрах до совершенно новой степени, выжимая гораздо больше энергии.

Улучшения двигателя SKYACTIV

Например, бензиновый двигатель SKYACTIV-G может похвастаться рекордной степенью сжатия 14: 1, беспрецедентным показателем для бензиновых двигателей массового производства.Это помогает двигателю обеспечивать не только значительную экономию топлива, но и улучшенные характеристики — как топливная эффективность, так и крутящий момент улучшаются примерно на 15%. Крутящий момент особенно повышается на низких и средних скоростях. Это означает, что усовершенствования лучше соответствуют повседневным потребностям вождения в реальном мире, в отличие от астрономически высоких скоростей, которых большинство водителей никогда не сможет достичь в реальности.

Два современных двигателя SKYACTIV® — это бензиновый двигатель SKYACTIV-G и дизельный двигатель SKYACTIV-D. Последний обеспечивает на 20% улучшенную экономию топлива по сравнению с обычными дизельными двигателями, а также лучшую в мире степень сжатия 14: 1.Он обеспечивает отличную топливную экономичность без ущерба для чистых выбросов.

Другие оптимизации

Помимо двигателей, SKYACTIV® также оптимизирует трансмиссии, кузов автомобиля, шасси и многое другое. К сожалению, у нас нет времени на это сегодня, но вы можете узнать больше здесь. А пока оставайтесь SKYACTIV®!

Поделиться — это забота!

  • Facebook
  • Твиттер
  • Pinterest

Эта запись была опубликована в пятницу, 26 июля 2019 г., в 14:23, в разделах часто задаваемых вопросов, Mazda Technology, Performance.Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через канал RSS 2.0. И комментарии и запросы в настоящий момент закрыты.

Что такое SKYACTIV® TECHNOLOGY?

Что такое SKYACTIV® TECHNOLOGY? Сохраненные автомобили

СОХРАНЕННЫЕ ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА

У вас нет сохраненных машин!

Ищите эту ссылку в избранном: