Skyactiv принцип работы двигателя

Технологии SkyActiv в моторах Мазда

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

«Небесные технологии». Skyactiv-G

• Чтобы отвечать, сперва войдите на форум

#1 DmitriyK

• Клуб RMC: Cx-5.ru

Концепция SKYACTIV заключается в использовании инновационных технологий, которые позволяют заметно улучшить экономичность автомобиля и уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу, а также существенно поднять уровень безопасности транспортного средства.

Бензиновый двигатель SKYACTIV-G будет обеспечивать низкий расход топлива. Этот двигатель с непосредственным впрыском топлива имеет самую высокую степень сжатия (14.0:1) за всю историю производства бензиновых двигателей и на 15% экономичнее нынешних силовых агрегатов бренда Mazda. Благодаря новой конструкции блока цилиндров инженерам компании удалось снизить механическое трение и достичь оптимального распределения топливно-воздушной смеси при непосредственном впрыске топлива.
220480.jpg 115,23К 47 Количество загрузок

Итог долгой работы:

— Работает на стандартном бензине АИ-95
— На 15% увеличен крутящий момент на низких и средних оборотах
— На 15% уменьшен расход топлива
— На 15% уменьшен уровень выброса СО2

Выдающиеся параметры нового бензинового двигателя SKYACTIV-G во многом зависят от рекордного значения степени сжатия, равного 14 (даже в болидах «ФОРМУЛА-1» это значение не более 12)

Высокая степень сжатия увеличивает эффективность работы двигателя, делая его более тяговитым и экономичным одновременно. А чтобы избежать детонации из-за высокой степени сжатия – инженеры Мазда совместили специальный профиль поршней, систему изменения фаз газораспределения и особый выпускной коллектор, который улучшает вентиляцию цилиндров
220486.jpg 76,38К 70 Количество загрузок Benzin-IMG_5473.jpg 104,94К 49 Количество загрузок

Впрыск — непосредственный. Чтобы нейтрализатор быстрее прогревался до рабочей температуры, двигатель поначалу работает с поздним зажиганием.

Мощность бензиновой «четвёрки» Skyactiv-G 2.0 в российской спецификации снижена до 150 л.с. (со 165 л.с. в Европе) ради уменьшения налогов. По сравнению с прежним двухлитровым «атмосферником» серии MZR новая поршневая группа позволила снизить массу двигателя на 10% и на 30% уменьшить потери на трение. При этом крутящий момент вырос на 15%, до 208–210 Н•м в зависимости от типа привода. Необычный выпускной коллектор, организованный по схеме 4-2-1, помогает оптимизировать теплообмен в камере сгорания.

Благодаря особой конфигурации выхлопных каналов, новый выпускной коллектор способствует более эффективной очистке цилиндров от продуктов сгорания.

• Наверх
• Имя или цитата

#2 xsankop

• Откуда: .
• Клуб RMC: Я не в клубе
• Машина: Пешеход

Как увеличить степень сжатия не изменяя хода поршня и обЪёма цилиндра? Нужно подогнать поверхность поршня под торец. Большая часть сжатой смеси окажется в центральном углублении, вокруг сильно выдвинутой внутрь свечи.

Про 4-2-1 уже дето подробно расписывали

• Наверх
• Имя или цитата

#3 DmitriyK

• Клуб RMC: Cx-5.ru

Про детонацию и особенности поршней.

Преимущества бензинового двигателя Skyactiv-G с непосредственным впрыском топлива были обеспечены в результате прорыва в области прикладной науки, осуществленного специалистами Mazda. Тщательно проанализировав и переосмыслив общие принципы термодинамики, они сумели создать бензиновый двигатель, который имеет самую высокую степень сжатия 14,0:1. Инженерам Mazda удалось преодолеть препятствия на пути повседневному использованию столь высокой степени сжатия.
С увеличение степени сжатия в бензиновых двигателях повышается термодинамический КПД и, следовательно, топливная экономичность. Однако высокая степень сжатия в обычных двигателях приводит к ненормальному сгоранию (детонации) и, в результате, к уменьшению крутящего момента. Для подавления детонации используется более богатая топливная смесь и более позднее зажигание, но это сопровождается ухудшением топливной экономичности и снижением крутящего момента.
88ce443f05395b9e-large.jpg 109,19К 15 Количество загрузок
Детонация возникает в результате преждевременного начала горения рабочей смеси из-за слишком высокой температуры и давления в камере сгорания. Это явление можно устранить, снижая количество и давление остаточных газов в камере сгорания. Инженеры Mazda разработали специальный выпускной коллектор со схемой 4-2-1, который, будучи относительно длинным, предотвращает возврат отработавших газов в камеру сгорания. Возникающее в результате снижение давления подавляет детонацию.
201111301126_no_copyright_03.png 1,58Мб 18 Количество загрузок
299607_167630079984814_154575404623615_352679_1939722966_n.jpg 47,55К 22 Количество загрузок
Была также уменьшена длительность сгорания. Более высокий темп сгорания означает, что несгоревшая рабочая смесь подвержена действию высокой температуры в течении меньшего промежутка времени, что дает возможность завершить нормальное сгорание до наступления детонации. Поэтому в днищах поршней нового двигателя предусмотрены выемки, которые позволяют развиваться начавшемуся сгоранию без преград, а новые топливные форсунки с множеством распылителей позволяют более качественно распределять рабочую смесь. Эти инновации позволили получит значительный прирост крутящего момента и экономию топлива.
6a00d8341c4fbe53ef014e8a617fdf970d-250wi.png 35,5К 22 Количество загрузок увеличение крутящего момента
88ce443f320ac447-large.jpg 44,55К 23 Количество загрузок повышение топливной экономичности

О минимизации потерь на всасывание.

Для повышения эффективности двигателя необходимо также уменьшить потери на всасывании, возникающие при небольшой нагрузке, когда в такте впуска поршни, двигаясь вниз, засасывают воздух. В целом, количество поступающего в цилиндры воздуха регулируется заслонкой, расположенной перед впускными патрубками системы впуска воздуха. В режимах низкой нагрузки двигателю требуется совсем небольшое количество воздуха. Заслонка почти закрыта, что вызывает повышение разряжения внутри впускного патрубка и в цилиндрах по сравнению с атмосферным давлением. Поэтому поршни должны преодолевать действие сильного разряжения. Это явление известно как потеря на всасывании, которое оказывает негативное влияние на топливную экономичность.
Инженеры Mazda сократили потери на всасывании с помощью системы последовательного управления фазами газораспределения впуска и выпуска (S-VT) Система S-VT изменяет момент открытия и закрытия клапанов, поэтому количество воздуха, поступающего в цилиндры, контролируется в большей степени этой системой, чем заслонкой воздушного тракта. В ходе такта впуска (поршень идет вниз) заслонка и впускные клапаны широко открываются. Такт впуска завершается, когда поршень достигает нижней мертвой точки. Но если впускной клапан в этой фазе закроется, то в цилиндре окажется слишком много воздуха, в то время как в режиме малой нагрузки требуется совсем небольшое его количество. Поэтому системы S-VT оставляет впускные клапаны открытыми и в большей части такта сжатия. Впускные клапаны закрываются, когда избыток воздуха выталкиваются из цилиндра. Таким образом, система S-VT минимизирует потери на всасывании, повышая эффективность процесса сгорания.
Обычно недостатком при этом является дестабилизация сгорания. Поскольку впускные клапаны остаются открытыми даже в начале такта сжатия, давление внутри цилиндра падает , что затрудняет начало воспламенения рабочей смеси. Но благодаря высокой степени сжатия это не является проблемой. За счет более высокой степени сжатия температура и давление в камере сгорания повышается, и процесс сгорания протекает устойчиво.
gallery_2_193_46658.jpg 248,29К 19 Количество загрузок

О снижении веса и потерь на трение.

«Отзывчивость» двигателя может быть улучшена и благодаря уменьшению размеров и массы его компонентов. Речь идет о почти полном пересмотре конструкции компонентов двигателя в целях снижения массы. При снижении веса поршней на 20%, шатунов на 15% и уменьшеню уровня внутреннего трения на 30% новый двигатель более охотно набирает обороты, быстрее реагирует на изменение нагрузки и, таким образом, в большей степени соответствует спортивному характеру автомобилей Mazda
mazda_100327429_m.jpg 89,42К 16 Количество загрузок

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.