Автоблог о Мазда

Мазда скайактив


Технология Скайактив от Мазды – новый взгляд на автомобили

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

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

Оглавление:

Что это за системаКомпонентыЗаключение

Что это за система

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

Компоненты

Что включает в себя технология Скайактив

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

Основными компонентами Скайактив являются:

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

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

     

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

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

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

    Как работает SkyActiv-G видео

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

    В Мазде смогли решить эту проблему. Создали дизельный мотор, с самой низкой, для дизелей, степенью сжатия, а также решили проблему неполного сгорания путём изменения конструкции. Кроме того, уменьшенное давление позволило использовать лёгкий алюминий, что сократило массу.

  • Шасси и кузов – ещё один компонент технологии Скайактив. Геометрические изменения кузова позволили сделать его крепче и, как следствие, безопаснее. А использование лёгкой и прочной стали уменьшило общую массу.Эффект таких изменений выражается в большей сопротивляемости кузова при ударе, а также повышением управляемости автомобиля в целом. Что, в совокупности, повышает удобство и безопасность. 

    Кузов созданный по технологии SkyActiv видео

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

    Приятным дополнением нового автомата, стало сокращение расхода топлива.

    Для любителей механики, Мазда создала новую шестиступенчатую механическую коробку, с самым коротким ходом рычага.

    Те, кто ездил на Mazda MX-5, знают все достоинства её МКПП, так вот новая механика от Скайактив, это улучшенная коробка от МХ-5.

  • i-ELOOP – система восстановления потерянной энергии. Что это значит?Во время торможения большая часть энергии от двигателя уходит к генератору, заряжающему аккумулятор, потому как расходовать на движение её нельзя. На первый взгляд всё хорошо, но проблема в том, что зарядка аккумулятора это медленный процесс и в результате, тех коротких мгновений торможения, ни на что не хватает.Mazda нашла выход из этой ситуации – использование конденсатора.

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

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

Заключение

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

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

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

Опубликовано: Июль 19, 2014

Была ли эта статья для вас полезной? (4 голосов(а), среднее: 4,00 из 5)

Поделись статьей с друзьями!

avtocore.com

Двигатели Skyactiv: раскрытые резервы - журнал За рулем

Бензиновый двигатель Skyactiv-G:

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

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

3 — регулируемые фазы уменьшают насосные потери на 20%;

4 — непосредственный впрыск снижает вероятность детонации;

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

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

7 — форсунки с многоточечными распылителями улучшают смесеобразование;

8 — масса двигателя снижена на 10%;

9 — трение в двигателе уменьшилось на 30%;

10 — крутящий момент вырос на 15%;

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

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

Skyactiv-G

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

Поршень двигателя

Поршень двигателя

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

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

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

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

Все таблицы и графики открываются в полный размер по клику:

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

Skyactiv-D

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

Дизельный двигатель Skyactiv-D:

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

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

3 — соответствует требованиям Euro 6 без дорогих систем нейтрализации;

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

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

6 — керамические свечи накаливания улучшают пуск холодного двигателя;

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

8 — блок цилиндров легче на 25 кг.

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

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

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

Поршень двигателя MZR-CD

Поршень двигателя MZR-CD

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

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

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

Skyactiv В МАССЫ

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

Характеристики крутящего момента дизельных двигателей:

Характеристики крутящего момента бензиновых двигателей:

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

Двигатели Skyactiv: раскрытые резервы

Ошибка в тексте? Выделите её мышкой! И нажмите: Ctrl + Enter

www.zr.ru

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

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).

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

ПОД ДАВЛЕНИЕМ ОБСТОЯТЕЛЬСТВ

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

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

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

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

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

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.

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.

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).

Двигатели Skyactiv: перестройка

Ошибка в тексте? Выделите её мышкой! И нажмите: Ctrl + Enter

www.zr.ru

Двигатели SKYACTIV. Надежность, проблемы, ресурс – мой полный отзыв

НУ что друзья сегодня у нас очередная интересная статейка (конечно же будет видео в конце), будем разбирать новые двигатели от компании MAZDA, а именно SKYACTIV. Вы скажите — так это уже «баян» только ленивый про них не писал! Не совсем так, я постараюсь не только рассказать какие они революционные, но и обозначить их проблемы, надежность, а также примерно на какой ресурс они заточены. НУ и наверное самый главный вопрос, стоит ли покупать подержанную МАЗДУ, с такими агрегатами. НУ что поехали …

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

У меня такого автомобиля НЕТ (все же я купил себе KIA OPTIMA)! Я не владею ни «шестеркой», ни «CX-5», однако так сложилось, что у меня есть два хороших знакомых, у которых как раз есть эти машины, причем у одного 2,0 литра у другого 2,5 литра. Однако сразу хочу оговориться, рассказывать буду именно о бензиновой версии, про дизель ничего сказать не могу, просто у нас их нет в большом количестве (да мне кажется, вообще нет). СТАТЬЯ БУДЕТ БОЛЬШОЙ, НО ОЧЕНЬ ПОДРОБНОЙ, ТАКИХ СЕЙЧАС В ИНЕТЕ ПРОСТО НЕТ.

История создания

Компания MAZDA базирует свой силовой агрегат на старом моторе MZR 2,0 литра. Но это не просто переделка, здесь целая работа над новым принципом работы. Просто язык не поворачивается назвать их даже похожими

ЗАЧЕМ ВСЕ ЭТО НУЖНО? Собственно для норм «ЕВРО6», например вот немцы и прочие подвластные им бренды переходят на малообъемные моторы, но обязательно с турбиной. Но Японцы всегда отвергали эту идеологию, потому что турбированные агрегаты, всегда уступали атмосферным в надежности. Они за проверенные решения.

Однако компания MAZDA из японских брендов, всегда была передовой в экспериментах, наверное, все помнят роторные моторы на RX-7 и RX-8. Только они сделали это массово. Широкого распространения они не получили, в первую очередь из-за низкой ремонтопригодности и стоимости самого ремонта в целом, но прецедент был.

Поэтому решили пойти по другому пути и создали моторы SKYACTIV, причем сразу два – дизель и бензин, трансмиссии для них, а также кучу сопутствующих систем.

Именно про SKYACTIV я вам хочу рассказать – причем ОЧЕНЬ подробно!!! Чтобы в голове отложилось, а вот затем уже поговорим о проблемах

Ну что же начнем с самого основного.

Степень сжатия и поршни

Самая основная переделка касается увеличения степени сжатия, в Skyactiv-G она «14» — это реально много! Потому как в обычных бензиновых моторах она всего «10, максимум 12 единиц» (для сравнения в MZR2.0 – «10»).

Что же дает такая высокая степень сжатия? Да все просто – в цилиндрах повышается температура и давление (в конце такта сжатия), за счет чего вырастает КПД, подрастает мощность, падает расход топлива.

Как заверяет производитель — эти моторы имеют больший на 15% крутящий момент, а также на 30% экономичнее старых агрегатов

Однако при таком огромном (для бензина) сжатии, есть БОЛЬШОЙ негативный момент – детонация. Это взрывное воспламенение топливной смеси, при котором страдают кольца, а также вся поршневая группа в целом.

Как же от этого уберечься? Здесь была произведена (как я считаю) огромная работа.

Первое это изменили форму самого поршня – он напоминает трапецию (выдается вверх, зачастую обычные поршни просто плоские), а вот в середине есть небольшое углубление. Оно сделано для формирования около свечи равномерного зажигания смеси, при таком поршне происходит равномерное зажигание, что уменьшает детонацию.

НО это еще не все.

Ионные датчики, непосредственный впрыск, топливный насос и форсунки

Одной формой поршня здесь не обойтись и не убрать детонацию при определенных нагрузках. Поэтому в катушки зажигания встроили определенные — ионные датчики.

Именно эти датчики помогают мотору работать на грани детонации, причем способствуют полному сгоранию топливной смеси. Однако нужно отметить, что здесь есть и обычные элементы, которые отслеживают детонацию

Принцип работы здесь такой – ионный датчик следит за колебанием ионного тока в зазоре свечей зажигания после воспламенения топливной смеси. Когда она сгорает, то образуются ионы, которые делают среду токопроводящей, датчик посылает импульсы электричества на электроды свечи и после замеряет их. Если есть какое-то отклонение, то он дает приказание ЭБУ корректировать зажигание (понять сложно, но это работает). Таким образом, детонация практически исключается.

Топливный насос, здесь он высокого давления (ТНВД) подает топливо с повышенным давлением до 200БАР (на старых моторах было всего 100–115БАР). Форсунки встроены в сам блок, каждая на свой цилиндр (то есть непосредственный впрыск), причем на конце они имеют шесть точек для одновременного впрыска (вместо одной как обычно применялось).

Такой подход к форсункам и повышению давления, также дает свой эффект. ДО смешивания топливной смеси (как мы с вами знаем, здесь воздух подается через коллектор, а топливо через форсунки и смешиваются они уже в цилиндре, но какое-то время топливо находится одно без воздуха) бензин который был подан в цилиндр, немного охлаждает его, убирая излишнюю температуру. Что еще немного убирает детонацию. Причем здесь 6 точек впрыска, что создает большее облако, которое захватывает большую область охлаждения.

Фазовращатели, цикл АТКИНСОНА и ОТТО

Следующим шагом стало внедрение фазовращателей (или муфт, например как в двигателях VVT-I или CVVT). «НО постой» — скажите вы мне, у мазды они были и раньше? ДА все верно, но раньше они были механические (точнее гидравлические) однако сейчас на выпускном валу сделали «электронную», раньше такого технического решение MAZDA не производила.

Что дает это электронная муфта?

Во-первых, точное открытие клапанов, что при таком сжатии очень актуально.

Во-вторых, SKYACTIV может работать сразу в двух циклах АТКИНСОНА и ОТТО – И ЭТО РЕАЛЬНО КРУТО! Сделано это для того чтобы снизить насосные потери (то есть сопротивление поршня когда он давит топливную смесь) и повысить экономичность. Сейчас не будем разбирать как работают эти циклы, только краткая информация:

ОТТО – это обычный цикл, по которому работают все бензиновые моторы. Впускные и выпускные клапана открываются и закрываются в строгой последовательности. У SKYACTIV-G он задействуется при средних и высоких оборотах.

АТКИНСОН – задействуется при низких оборотах или вообще на холостом ходу, когда нет необходимости в высоком крутящем моменте. Смысл какой – впускные клапана закрываются чуть позже (уже на такте сжатия) и часть воздуха выходит обратно во впускной коллектор. По сути часть пути поршень проходит без сжатия топливной смеси (снижается степень сжатия и момент), но вместе с этим двигателю не приходится тратить энергию на давление, то есть снижаются и насосные потери. В таком режиме мотор работает ОЧЕНЬ экономично и эффективно.

Выпускной коллектор, он же ПАУК 4-2-1

Выпускной коллектор, по сути стал ПАУКОМ 4-2-1 (про который я писал здесь), его так сильно любят тюнеры. Он дает более легкий отвод отработанных газов, за счет чего немного вырастает мощность двигателя (подробнее почитайте в статье по ссылке).

НО не все так просто, здесь этот «ПАУК» очень сложный и немного замороченный. Все дело в том когда «тюнингуется» обычная машина, тюнеры срезают катализатор, и делают такой выхлоп, то есть у потока который вырывается из мотора почти нет преград.

У SKYACTIV такого быть не может по умолчанию (никто не даст убирать катализатор – ЭКОЛОГИЯ!!!) поэтому производителю пришлось делать трубы длиннее, и уже за ними ставить каталитический нейтрализатор. В итоге получилась очень сложная конструкция, однако эффективная.

Блок цилиндров, вес и трение

Блок цилиндров здесь облегчили, причем значительно. Еще одна новинка сейчас он состоит из двух частей – его разделили по оси коленчатого вала (верхнюю часть и нижнюю). Нужно отметить — что такая конструкция встречалась у некоторых дизелей, однако там корпуса из чугуна, у SKYACTIV же он сделан из алюминия.

Поработали над парами трения, а именно над вкладышами коленвала, шатунами и прочим. Сделав их тоньше! Таким образом, снизили нагрузку на трение.

ИТОГ – мотор легче на 10%, трение ниже аж на 30%

Проблемы и недостатки

НУ что строение вроде бы рассмотрели, теперь переходим к самому интересному, а именно проблемам.

Что вам сразу нужно понять, силовые агрегаты SKYACTIV-G очень технологичные, в них много сложных технических решений, от этого его проблемы. Пока свежий (до 100 — 150 000 км) он не будет доставлять вам хлопот, но вот потом …

1) Начну, пожалуй с бензина, здесь нужно «лить» не ниже 95! А производитель настоятельно рекомендует 98 или даже 100! Все дело в степени сжатия, просто на этих он банально дольше проживет. И РЕАЛЬНО ДЛЯ SKYACTIV-G ЭТО КРИТИЧНО!

ЗАПОМНИТЕ, ЧЕМ ВЫШЕ ОКТАНОВОЕ ЧИСЛО – ТЕМ МЕНЬШЕ ДЕТОНАЦИЯ

Поэтому экономить и лить 92, просто НЕЛЬЗЯ! Это снижает ресурс вашего мотора в разы.

2) Еще одно требование, это качество масла. Так как степень сжатия высокая (а это температура, давление, нагрузка на блок двигателя) масло должно быть только высочайшего качества, причем менять его нужно часто (минимум раз в 7500 — 10 000 км, это лично мое мнение)

3) Свечи. Здесь их не просто нужно вовремя менять, а чем чаще, тем лучше (рекомендую при каждой второй – третьей замене масла). Причем нужно брать только проверенных производителей. Нужно помнить, что в катушки зажигания встроены ионные датчики, которые как раз и делают свой замер при помощи электродов свечей, и если они будут в плачевном состоянии, то возможно возникнет детонация

4) Повышенная шумность при прогреве. ДА это замечено и не раз, такое ощущение, что мотор работает не правильно. Однако стоит ему прогреться и все шумы уходят

5) Вибрации. Их легко можно «уловить» если залить некачественное топливо, это говорит о почти возникающей детонации. Однако даже если топливо высокого качества, то она также может проявляться. Вообще водители, которые раньше не ездили на MAZDA, замечают лишнюю (не сильную) вибрацию

Вообще вам нужно понимать, что мотор хоть и атмосферный, но у него очень много различных технологических решений, и зачастую они сложные. Я разговаривал с сотрудником, который работал на приемке в MAZDA и вот что он мне ответил (сейчас в нашем городе дилеров нет).

Отзыв, ресурс и целесообразность покупки подержанного авто

Я буду пересказывать его слова, как помню. Как заверяет производитель ресурс около 300 000 км, но это в идеале, если пользоваться хорошим топливом и расходниками. В противном случае проработать может не долго. Как он рассказывает, был на обучении, показывали двигатель, был заправлен контрафактным топливом (чуть ли не 80) и быстро умер. Кольца, поршни и т.д. здесь бензин ОЧЕНЬ МНОГО ЗНАЧИТ.

У первых SKYACTIV были проблемы с масляными насосами, выходили из строя (но это были единицы) и неисправность быстро устранили.

Работать будет без проблем примерно до 100 — 150 000 км. При 100 000 возникают проблемы с катушками и ионными датчиками, причем они совмещены, менять нужно вместе сразу.

При 150 000 нужно будет смотреть ТНВД и форсунки. Минимум нужна будет чистка, максимум замена, опять же стоит недешево.

Опять же ТОНКИЙ АЛЮМИНИЕВЫЙ БЛОК двигателя, высокие степени сжатия и металл по сути работает на пределе!

И еще одно – ЭТОТ МОТОР СОВРЕМЕННЫЙ и СОВЕРШЕННО НЕРЕМОНТОПРИГОДНЫЙ, то есть если с ним что-то случается, то нужно менять блок полностью, со всеми вытекающими (коленвал, шатуны, поршни, вкладыши и т.д.)

ОДНАКО как показывает сейчас практика, первые моторы уже проходили по 5 лет (устанавливается с 2012 года) и каких-то проблем с ними ПОКА нет.

ЕСЛИ ПОКУПАЕТЕ МАШИНУ с пробегом в 150 000, то обязательно спрашивайте про бензин, масло, форсунки, запустите машину почувствуйте детонацию. Если пробег 250 – 300 000 км, лучше отказаться от этой покупки по сути это предел для SKYACTIV

Уж больно сложный это мотор, много новых сложных технологических решений, которые могут его банально угробить.

Сейчас видео версия смотрим.

НА этом заканчиваю, думаю информация была вам полезна, искренне ваш АВТОБЛОГГЕР.

avto-blogger.ru


Смотрите также