Технология скайактив: Технологии Mazda — Mazda Беларусь

Технология скайактив что это

Технология Skyactiv, Скайэктив. Что это такое?

Рейтинг:  5 / 5

Подробности Категория: Системы авто Создано: 11.11.2013 15:22 Автор: Авто Обозреватель Просмотров: 17095 Компания Mazda всегда отличалась своими инновационными решениями в области автомобилестроения. Она удивила мир и на сей раз. Предметом многочисленных разговоров и дискуссий стало внедрение нашумевшей технологии Skyactiv (скайэктив). Что же она собой представляет и каковы ее «плюсы»? Попробуем выяснить.

Технология Skyactiv (Скайэктив)

Итак, конструкторы японской корпорации не стали разрабатывать какие-то сверхсложные электронные системы ли применять чрезмерно дорогие новейшие материалы. Они пошли по классической схеме: уменьшение массы, возрастание жесткости деталей, оптимизация их работы и т. п. Но все это сделано с японской педантичностью и умением.

Основные доработки коснулись, конечно же, силовых агрегатов. Свет увидел бензиновый атмосферный мотор Skyactiv-G, разработанный на основе стандартного 2000-кубового агрегата.  Главное его новшество – сенсационная для серийных образцов степень сжатия, достигающая 14:1. В итоге, термодинамический КПД, а вместе с ним и топливная экономичность значительно возросли. Если говорить в цифрах, то крутящий момент на «низах» возрос на 15%. То же можно сказать и о снижении расхода горючего. Скептики скажут, что такая степень сжатия опасна детонацией. Но японские специалисты позаботились об этом, разработав поршни особенной формы, а также оснастив мотор форсунками, идеально равномерно распределяющими горючее по камере. Также тщательно просчитали длину каналов выпускного коллектора. Кроме прочего, снижен вес основных деталей на 20-30%.

Появился на свет и дизельный агрегат Skyactiv-D, разработанный по технологии скайэктив. Степень сжатия у данного агрегата также рекордная, но в обратном направлении. 14:1 для дизеля – низкий показатель. Однако он позволяет снизить темп сгорания топливной смеси, что положительно сказывается на КПД, а также на экологичности мотора.

Снижается и расход горючего (до 20%). Чтобы снизить негативные последствия такого снижения степени сжатия (а это неустойчивая работа и плохой запуск при отрицательных температурах), конструкторы применили керамические свечи накаливания, а также систему регулировки подъема клапанов VVL.Технология Skyactiv (скайэктив) коснулась и других элементов автомобиля. Доработаны механическая и автоматическая КПП. В них снижены силы трения, уменьшен вес многих элементов, а также повышена четкость и скорость работы. Кузов авто сделан более жестким (на 30%) при снижении веса на 8%. Этого удалось добиться применением прямых деталей, а также высокопрочных сталей. Доработали и шасси, которое стало легче на 16%.

Технология Skyactiv, скайэктив

Социальные кнопки для Joomla

Двигатели Skyactiv: раскрытые резервы

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

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

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

Mazda CX-5 Active: Изучаем технологию будущего

Mazda CX 5 Active — это средняя комплектация популярного кроссовера между бюджетной Drive и максимальной Supreme. Покупатель может выбирать между передне- и полноприводной версией с полным набором революционных технологий SKYACTIV.

Что такое SKYACTIVE и почему Мазда летит в космос

Мазда СХ 5 Актив оснащается бензиновыми двигателями SKYACTIV -G в двух вариантах — двухлитровый мощностью 150 л. с. и 2,5 литра 194 л.с. В паре с ними работают автоматическая коробка передач SKYACTIVE-DRIVE или механическая SKYACTIV-MT.

В Mazda CX 5 SKYACTIV технологии полностью были применены впервые. SKYACTIV — в переводе «активнодействующий в небе» — это инновационные технологии в разработке двигателей, коробок передач, кузова и шасси. При создании SKYACTIV инженеры Mazda сделали возможным невозможное — улучшили динамические характеристики автомобиля, управляемость и безопасность, уменьшив при этом расход топлива и количество вредных веществ в отработавших газах.

Бензиновый двигатель SKYACTIV -G с невероятно высокой прежде степенью сжатия 14:0 — результат анализа и переосмысления японскими конструкторами общих принципов термодинамики и теории двигателей внутреннего сгорания. Высокая степень сжатия обеспечивает более высокую отдачу и экономичность при соблюдении жесточайших экологических требований. Это потребовало усовершенствования конструктивных элементов мотора: новые облегченные поршни и шатуны, фазовозвращатели с электроприводом, измененные форсунки для впрыска под давлением до 200 бар, спортивная схема выпускного коллектора, ионные датчики в катушках зажигания. Одни названия, как в фантастическом фильме про космические корабли.

Для увеличения экономичности двигатель работает по двум циклам: Аткинсона и Отто. Первый используется при малых нагрузках, когда необходимость в высоком крутящем моменте отсутствует. Достигается такая работа, благодаря применению двух муфт изменяемых фаз газораспределения: на выпуске — гидравлическая, на впуске — электрическая.

Советуем прочитать:  Мазда 6: Подробный обзор культового седана

Моторы серии SKYACTIV-G не раз удостаивались различных наград в области технологий.

Автоматическая шестиступенчатая коробка передач SKYACTIVE-DRIVE — это плавное переключение, экономия топлива и моментальные реакции на ускорение. Гидротрансформатор получил блокировку на всех ступенях. В результате классический автомат по ощущениям и отзывчивости приблизился к обычной механической коробке.

Механическая коробка передач SKYACTIV-MT — полностью модернизированная с уменьшенным коэффициентом внутреннего трения. Компактная коробка получила уменьшенный ход рычага для четкого и легкого переключения на уровне спортивного родстера MX-5.

Кузов Мазда СХ 5 SKYACTIV-Body имеет малый вес, но при этом повышенную жесткость на кручение. Эти факторы улучшают управляемость автомобиля и его реакции на действия водителя.

Противоречивые задачи были решены и при конструировании шасси SKYACTIV-Chassis. Надо было добиться чувства единения водителя и автомобиля, обеспечить маневренность и устойчивость машины на высокой скорости и одновременно обеспечить комфорт пассажирам.

Для улучшения управляемости разработана новая схема рулевого управления с электроусилителем, которая обеспечивает моментальные реакции даже на небольших скоростях. Переработанная геометрия задней подвески обеспечивает максимальное сцепление колес с дорожным покрытием. Таким образом, водители получили максимальную управляемость и комфорт в любых дорожных ситуациях.

Технологии SKYACTIV — активные действия, позволяющие подняться на небывалую высоту — вот почему говорят, что «Мазда летит в космос».

Технологии следующего тысячелетия

Но инженеры Скайактив Mазда CХ 5 не останавливаются на достигнутом. В лабораториях фирмы проводят новые эксперименты и разрабатывают самый эффективный в истории двигатель внутреннего сгорания.

Очередная «небесно-космическая» силовая установка Mazda SKYACTIV-X будет сочетать в себе рабочий цикл дизельного двигателя и бензин в качестве топлива!

Новый бензиновый мотор воспламеняет топливно-воздушную смесь посредством сжатия без искры, как это делает дизель. Сочетание системы сжатия и нагнетателя позволило максимально повысить крутящий момент. Главной целью разработчиков является достижение высочайшего уровня тепловой эффективности двигателя. Чтобы бензиновый двигатель превращал в полезную энергию большую часть тепла, выделяемого при сгорании топлива — 56 % для двигателя внутреннего сгорания звучит почти фантастически. Такая стратегия позволит японским инженерам одновременно увеличить мощность и экологичность двигателя. Если у них всё получится, они смогут на равных конкурировать с электромобилями в области экологической безопасности.

Советуем прочитать:  Ходовая часть Мазда Демио: Разбираемся что к чему

Представители Mazda подсчитали, что при повышении тепловой эффективности свыше 50%, по совокупности затрат на добычу топлива, транспортировку, и выработку энергии двигатель внутреннего сгорания SKYACTIVE-X будет менее вредным для окружающей среды, чем электродвигатель.

Автопроизводитель уверяет, что новейший мотор будет расходовать топлива на 25-30% меньше сегодняшних агрегатов SKYACTIV-G. Руководство компании рассчитывает запустить в производство SKYACTIVE-X к 2019 году.

Новый двигатель Mazda SKYACTIVE-X входит в стратегическую программу электрификации и минимизации выбросов до 2030 года. Отказываться от заслуженного бензинового мотора для своих автомобилей японские специалисты явно не спешат.

Двигатели Mazda Skyactiv: надежность, плюсы и минусы

Японская компания Mazda на фоне конкурентов всегда отличалась стремлением к внедрению в массовое производство обособленных решений. Достаточно вспомнить роторные ДВС на моделях серии RX, которые даже с учетом определенных недостатков все равно завоевали массу поклонников по всему миру.

Результатом стало появление агрегатов Mazda Skyactiv. При этом удалось не только вписать эти моторы в современные экологические нормы, но также значительно повысить мощность и экономичность двигателей нового поколения. Далее мы поговорим об особенностях конструкции указанных силовых агрегатов, а также постараемся ответить на вопрос, какой ресурс двигателя и надежность Skyactiv.

Двигатели Skyactiv: особенности конструкции и принцип работы

Итак, моторы Скайактив впервые появились под капотом популярного кроссовера Mazda СХ‑5. Бензиновая версия получила рабочий объем 2.0 литра, дизель Skyactiv с турбонаддувом имеет объем 2.2 литра.

Примечательно то, что степень сжатия как в бензиновой, так и в дизельной версии находится на одинаковой отметке 14. Если просто, для бензинового мотора это очень высокий показатель (обычной нормой является 10-12), тогда как для дизеля достаточно низкий. При этом инженеры Мазда в обоих случаях успешно решили целый ряд сложностей и проблем.

• Начнем с бензинового Скайактив. Как известно, чем больше степень сжатия, тем выше будет температура и давление в цилиндре ближе к окончанию такта сжатия. Результат-смесь лучше сгорает, двигатель становится более мощным, повышается его КПД.

Но не все так просто. Увеличение степени сжатия также приводит к тому, что бензиновый мотор в этом случае получает склонность к возникновению детонации. Если говорить о спортивных авто, детонации можно избежать посредством использования высокооктанового бензина, однако для массовых ДВС это решение никак не подходит.

По этой причине бензиновый Skyactiv-G получил целый ряд серьезных доработок, что позволило данному мотору с высокой степенью сжатия нормально работать на простом 95‑ом бензине, при этом оставаться мощным, экологичным и экономичным.

1. Проблему детонации позволил решить комплексный подход. Прежде всего, была изменена форма поршня, который теперь не плоский, а больше похож на трапецию. Также в середине появилось углубление, чтобы возле свечи смесь воспламенялась равномерно, тем самым уменьшая риски детонационного сгорания.
2. Также в конструкции этого мотора применены особые ионные датчики на каждом отдельном цилиндре. Такие датчики высокочувствительны и встроены в катушки зажигания. В основу работы датчика положена фиксация колебаний ионного тока в зазоре свечи зажигания после воспламенения топливно-воздушной рабочей смеси. После сгорания заряда образуются ионы, что позволяет образовавшейся среде проводить ток. Датчик формирует электроимпульсы, посылает их на электроды свечи и далее производит замеры. Если просто, как только возникает риск детонации, датчики немедленно это фиксируют, после чего ЭБУ немедленно корректирует зажигание и другие параметры работы систем двигателя.
3. Изменения коснулись и системы питания. Моторы Skyactiv имеют прямой (непосредственный) впрыск, ТНВД приводится от выпускного распределительного вала. При этом каждая форсунка получила вместо привычной одной целых 6 точек впрыска. Такое решение позволило не только улучшить распыл горючего и добиться полноценного сгорания топливного заряда, но и дополнительно охладить камеру сгорания  впрыснутым бензином. Также давление в системе было повышено до 200 бар, что обеспечило улучшенное смесеобразование.
4. Еще следует отметить доработки выпускной системы. Система выпуска имеет «спортивный» коллектор 4-2-1. Такая схема позволяет снизить сопротивление во время выпуска отработавших газов. При этом следует отметить, что если в рамках тюнинга такой коллектор не предполагает наличия каталитического нейтрализатора, для серийного автомобиля инженеры Мазда использовали трубы увеличенной длины, расположив катализатор за ними.
5. Дополнительным новшеством для моторов Скайактив стали особые электронные фазовращатели. Раньше компания использовала гидравлический фазовращатель, теперь в ДВС стала использоваться электронная муфта. Решение позволило гибко регулировать газораспределение и открывать клапана в строго заданный момент.
6. Также выделяется возможность двигателя Skyactiv работать как по циклу Аткинсона, так и по циклу Отто. Что касается циклов Аткинсона и Отто, данная схема позволяет заметно понизить насосные потери, которые выражаются в сопротивлении поршня при сжатии смеси топлива и воздуха. По циклу Отто открытие клапанов на впуске и выпуске происходит по строгой последовательности. На моторе Скайактив этот режим задействован на средних и максимальных оборотах, то есть когда двигатель работает под нагрузкой. По циклу Аткинсона мотор начинает работать  на низких оборотах или в режиме ХХ, то есть когда не нужен высокий крутящий момент. Во время работы по такому циклу впускные клапана закрываются позже, то есть уже тогда, когда начинается такт сжатия, что позволяет часть воздуха сбросить  назад во впуск. В результате поршень часть пути проходит, не встречая сопротивления, так как не нужно сжимать смесь. Получается, снижена степень сжатия мотора и двигатель не тратит энергию, работая максимально экономично.
7. Система смазки в двигателе Скайактив получила масляный насос, который способен изменять давление в 2 диапазонах с учетом режимов работы силовой установки. Такое устройство позволяет снизить механические потери на трение и гидравлические потери.
8. Нужно добавить, что конструкторы стремились облегчить двигатель, для чего был изготовлен особый алюминиевый блок цилиндров, который не является цельным, а выполнен в виде двух составных частей. Также значительно облегчили и детали ЦПГ и КШМ. Общая масса двигателя по сравнению с предыдущими аналогами, которые использовались в качестве основы для Скайактив, уменьшилась на 10%, потери на трение снизились практически на треть. Прибавка в моментной характеристике составила около 15%, при этом значительно упала токсичность выхлопа.

Дизельный мотор Skyactiv-D: конструктивные особенности

За основу инженеры Мазда взяли  хорошо зарекомендовавший себя турбодизельный агрегат MZR-CD. При этом понижение степени сжатия позволило заметно понизить температуру в цилиндре, а также показатель давления. В результате мотор стал отличаться более высоким КПД, однако возникли проблемы со смесеобразованием и воспламенением смеси «на холодную».

Для решения задачи были установлены специальные керамические свечи накала. Благодаря такому решению температура в камере сгорания за пару секунд повышается до 1 тыс. градусов, что значительно облегчает холодный пуск дизельного двигателя. Также дизель Скайактив получил систему изменения фаз газораспределения, что является довольно редким решением для агрегатов данного типа.

Еще инженеры доработали систему питания, оснастив топливную систему дизелного мотора особым блоком клапанов. Этот блок позволяет постоянно поддерживать высокое давление посредством управления подачей дизтоплива в ТНВД, также через него проходят топливные магистрали, по которым излишки топлива поступают обратно в бак.

Что касается наддува, двигатель имеет две турбины (большую и малую), которые размещены в едином корпусе. Установка турбин реализована последовательно, что позволяет получить быстрый отклик и уверенный подхват на низких оборотах благодаря малой турбине, после чего на средних и высоких оборотах подключается большой турбокомпрессор.

Еще отметим, что уменьшение степени сжатия дизельного мотора также снизила ударные нагрузки на ДВС, параллельно были уменьшены и насосные потери. Снижение нагрузок позволило облегчить дизель. В результате (аналогично бензиновой версии) блок цилиндров стал алюминиевым. Выпускной коллектор интегрирован прямо в ГБЦ, что также облегчило конструкцию, а еще позволило быстрее прогреть каталитический нейтрализатор.

Ресурс моторов Mazda Skyactiv и проблемы

Инженеры компании Мазда создали экономичные и одновременно производительные силовые агрегаты, при этом моторы соответствуют стандарту ЕВРО-6. Также особенностью бензиновой версии Скайактив можно считать то, что двигатель остался атмосферным.

На практике это означает, что в рамках эксплуатации не должно возникнуть типичных проблем, которые обычно свойственны бензиновым моторам с наддувом. Однако для достижения таких выдающихся показателей атмосферный двигатель от Мазда все равно получился сложным по конструкции.

Высокая степень сжатия означает, что значительно возрастают нагрузки на все детали, которые при этом были еще и облегчены для снижения веса. Если просто, облегченный тонкостенный алюминиевый блок сам по себе уже нельзя назвать самым надежным, а благодаря высокой степени сжатия металл фактически нагружен максимально.

Что касается дизельной версии, понижение степени сжатия до 14, напротив, указывает на снижение нагрузок на дизельный мотор. В этом случае двигатель  также стал сложнее, однако вполне можно рассчитывать на достаточно большой ресурс основных элементов ЦПГ и КШМ.

Вернемся к статистике и практической эксплуатации. Бензиновые моторы Skyactiv появились на территории СНГ около 5 лет назад. Если рассматривать двигатели Скайактив, проблемы с ними возникают, при этом  пока учет неполадок по этим ДВС не выявил массовых и глобальных поломок.

Другими словами, если рассматривать двигатели Mazda Skyactiv, неисправности таких агрегатов, которые зафиксированы, представляют собой следующие:

• встречались случаи, когда необходимо было менять масляный насос, который давал сбой и не выходил на максимум производительности, в результате чего начинала давать сбои гидравлическая муфта для изменения фаз, установленная на на выпускном распределительном вале.
• также была отмечена ситуация, когда двигатель Скайактив после запуска с первого раза через небольшой промежуток времени глох. Для нормальной работы агрегат приходилось перезапускать 2-3 раза, после чего мотор работал стабильно. Вероятно, проблема была не «механической», а связана с прошивкой ЭБУ, так как европейские версии с этим двигателем работали без подобных сбоев.
• еще следует отметить, что на некоторых двигателях Скайактив встречается выработка кулачков впускного распределительного вала, в результате чего двигатель работает более шумно.

Как видно, на данном этапе еще можно говорить, что моторы Skyactiv вполне надежны. При этом все же не стоит забывать, что большинство из этих ДВС еще не прошли условной отметки в 100 тыс. км. Также важно учитывать, что такие агрегаты являются высокотехнологичными.

Хотя сам производитель озвучивает цифру ресурса около 300 тыс. км., при этом такой расчет предполагает идеальные условия эксплуатации, качественное топливо и моторное масло. Это значит, что до 100-150 тыс. км. проблем с двигателем может и не возникать, однако далее сложный агрегат вполне может оказаться крайне дорогим в ремонте или даже неремонтопригодным. Также отмечено, что ближе к 100 тыс. выходят из строя катушки и ионные датчики. На экземплярах, где использовалось топливо не самого лучшего качества, внимания может потребовать ТНВД, а также сами форсунки.

Советы и рекомендации

Важно понимать, что бензиновый двигатель SKYACTIV-G имеет высокую степень сжатия. Это значит, что такой мотор склонен к детонации и крайне требователен к качеству топлива. В данный силовой агрегат лучше заливать бензин с октановым числом АИ-95 только в крайних случаях.

• Чтобы мотор работал нормально и сохранялся его ресурс, топливо должно быть не ниже АИ-98. Многие владельцы Скайактив в СНГ утверждают, что агрегат лучше всего работает на 100 бензине. Вполне очевидно, что попытки экономить на горючем, заливая в такой мотор 92-й бензин или случайные заправки некачественным топливом на непроверенных АЗС приведут к значительному сокращению ресурса агрегата и к его скорым поломкам.

Рекомендуем также прочитать статью о том, какие особенности имеет новый двигатель Поло Седан. Из этой статьи вы узнаете о доработках и конструктивных изменениях нового двигателя Polo Sedan, а также как это повлияло на расход, экономичность и надежность силового агрегата.

• Также очень важно следить за состоянием, уровнем и качеством моторного масла. Опять-таки, высокая степень сжатия означает увеличение нагрузок на детали, рост температуры и т.д.
• Свечи зажигания должны быть качественными и меняться своевременно. Дело в том, что наличие ионных датчиков в катушках зажигания означает, что датчики выполняют замеры по электродам свечей. Если свечи будут загрязнены или с ними возникнут другие характерные проблемы, тогда значительно возрастает риск возникновения разрушительной детонации двигателя.

Что в итоге

Если учесть, что на территорию РФ и СНГ дизели поставляются совсем недавно, особой статистики по ним еще нет. Если же затронуть бензиновые версии Skyactiv, прежде всего, это двигатель с прямым впрыском топлива и высокой степенью сжатия.

Следует понимать, что в устройстве топливной системы присутствует топливный насос высокого давления, а также сложные по конструкции форсунки. В результате бензиновый мотор похож на дизельный со всеми вытекающими последствиями, а также сильно склонен к детонации. Бензин для такого ДВС должен быть высокооктановым, качественным, без примесей и воды.

Получается, хотя мотор остался атмосферным и лишен ряда проблем, которые свойственны агрегатам с наддувом, все равно технологически такой двигатель очень сложный. Не трудно догадаться, что фактически серьезные поломки сделают такой мотор неремонтопригодным, так как мало кто в СНГ будет пытаться отремонтировать агрегат. В этом случае проще обойтись узловой заменой, то есть поменять БЦ, коленчатый и распределительные валы, элементы ЦПГ и другие детали. При этом сумма таких замен будет весьма внушительной.

Напоследок отметим, что если планируется приобретение подержанного автомобиля Мазда с двигателем Скайактив, тогда рассматривать можно варианты, которые прошли не более 100-120 тыс. км. При этом очень важно, чтобы владелец заливал только качественный бензин и масло, следил за состоянием системы питания и т.д. Если этого не делать, двигатель может оказаться «убитым» даже на малых пробегах, так как детонация, которая вполне может возникнуть, значительно сокращает ресурс ДВС.

Если же пробег больше 200 тыс. км., автомобиль с мотором Skyactiv лучше не приобретать, так как на нашем топливе его ресурс уже может подходить к концу. При этом силовой агрегат сложный, так что неизбежны сложности и проблемы с его ремонтом. В худшем случае потребуется прибегнуть к «свапу» двигателя, учитывая, что контрактные Скайактив стоят достаточно дорого.

Что такое Скайактив от компании Мазда

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 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

Контроль головок блока цилиндров передовых двигателей Mazda SkyActiv-G с помощью оборудования ZEISS

В июне 2019 года компания «МАЗДА СОЛЛЕРС Мануфэкчуринг Рус» запустила серийное производство бензиновых 4-х цилиндровых двигателей Mazda SkyActiv-G на заводе во Владивостоке и начала отгрузки продукции в Японию для нужд предприятий Mazda Motor Corporation. Одним из этапов производства является механическая обработка головок блока цилиндров (ГБЦ), качество которых регламентируется международными стандартами Mazda. Они должны соответствовать экологическому стандарту Евро-5 и требуют надежного контроля качества на каждом этапе производства.

Для этого на всех этапах обработки необходимо было установить оборудование для контроля шероховатости, контура поверхности, а также контроля круглости. Выбор был сделан в пользу оборудования ZEISS/ACCRETECH — профилометра-контурографа SURFCOM NEX 031 и кругломера RONDCOM 73. Данное оборудование хорошо зарекомендовало себя в работе на предприятиях группы Mazda во всем мире и применяется при контроле изготовления деталей двигателя и трансмиссии.

Технологический процесс организован таким образом, чтобы на каждом этапе обработки ГБЦ была возможность проверять геометрию и качество обработки и не допустить выпуска некачественной продукции. Профилометр и кругломер ZEISS/ACCRETECH установлены в отдельной метрологической лаборатории, где поддерживается постоянная температура для высокой точности измерений.

На метрологическом оборудовании ZEISS/ACCRETECH осуществляется периодический контроль механической обработки ГБЦ, дополнительный — при любых изменениях процесса на каком-либо станке в цехе механической обработки, а также входной контроль компонентов двигателя.


С помощью профилометра ZEISS/ACCRETECH Surfcom Nex 031 осуществляется контроль качества и геометрии механической обработки поверхностей ГБЦ, а также входной контроль деталей для выявления дефектов. Профилометр Surfcom Nex был выбран в исполнении 031 с двумя детекторами, т.к. такая комплектация обеспечивает гибкость работы при контроле шероховатости как глубоких отверстий, так и небольших деталей. Алексей Муров, ведущий специалист Отдела подготовки производства двигателей, Департамент по реализации проектов:

«Для контроля шероховатости обработанной поверхности ГБЦ примыкания к блоку цилиндров мы применяем самый длинный детектор, тогда как для контроля шероховатостей седел клапанов — стандартный детектор. Модель профилометра Surfcom Nex 031 выбрана как универсальная для контроля как шероховатости, так и контура, и при этом оператор может контролировать весь процесс измерения и устанавливать корректное усилие на щуп при контроле профиля».

Кругломер ZEISS/ACCRETECH Rondcom 73 был выбран для осуществления контроля цилиндрических поверхностей ГБЦ — постели распределительного вала, направляющих и седел клапанов — в автоматическом режиме с минимальным участием оператора. Он идеально подходит для измерения головки блоков цилиндров из-за большого рабочего диапазона и точности вращения, а высокая скорость перемещения по всем осям значительно сокращает общее время процесса.
Вячеслав Комаров, руководитель контроля качества сборки двигателей, Департамент качества:

«С помощью метрологического оборудования ZEISS/ACCRETECH удалось добиться высокого качества обработки ГБЦ и осуществить наладку оборудования в цехе механической обработки в кратчайшие сроки. Благодаря кругломеру и контурографу мы контролируем большинство значимых параметров выпускаемой продукции, а также осуществляем контроль комплектующих изделий, получаемых от поставщика».

О компании МАЗДА СОЛЛЕРС Мануфэкчуринг Рус

Компания «МАЗДА СОЛЛЕРС Мануфэкчуринг Рус» входит в состав предприятий глобальной сети Mazda, расположенных по всему миру, и является единственным производителем Mazda в России. На сегодняшний день предприятие выпускает три модели автомобилей: кроссоверы Mazda CX-9 и Mazda CX-5, а также седан Mazda6. Произведенные автомобили реализуются более чем в 65-ти дилерских центрах на всей территории РФ. С момента основания выпущено уже более 210 тысяч высококачественных автомобилей. В июне 2019 года СП «МАЗДА СОЛЛЕРС» приступила к серийному производству двигателей Mazda SkyActiv-G. С момента старта серийного производства 100% от объема произведенных двигателей отгружаются на экспорт в Японию на автомобильные предприятия компании Mazda.

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

Как это работает: технология Mazda G-Vectoring Control

Суть работы системы — плавное перераспределение нагрузок, действующих на автомобиль при разгоне, торможении и повороте. Благодаря этой плавности, в сочетании с линейными и информативными откликами руля и педалей, появляется точность контроля над автомобилем

Илья Кулямин

Технология G-Vectoring Control (GVC), первая в серии Skyactiv-Vehicle Dynamics, в ее основе лежит революционная идея: улучшить характеристики шасси при помощи двигателя. И когда речь идет об улучшении характеристик, подразумевается не только механическая эффективность, но и то, как ее воспринимают человеческие органы чувств.

До сегодняшнего дня продольные и поперечные ускорения обрабатывались по отдельности. GVC — первая в мире технология, управляющая тягой двигателя в зависимости от угла поворота руля. С ее помощью два вида ускорений контролируются одновременно, вертикальная нагрузка на каждое из четырех колес оптимизируется, в результате чего реакции автомобиля становятся мягче и эффективнее. Действия машины в точности соответствуют ожиданиям водителя, таким образом снижается количество корректирующих движений, зачастую неосознанных. Водитель чувствует более тесную взаимосвязь с автомобилем и может действовать более уверенно, потому что реальная траектория в точности соответствует той, которую он наметил. Снижается усталость при долгих поездках, а плавность хода и общий уровень комфорта улучшаются благодаря тому, что пассажиров меньше «болтает» в креслах. Кроме того, GVC повышает управляемость и стабильность в дождевых и снежных условиях, а улучшенное чувство сцепления с дорогой снижает стресс, который испытывает водитель.

При повороте руля система G-Vectoring Control кратковременно снижает тягу, тем самым помогая загруженным колесам сохранять сцепление с покрытием на входе в поворот

Эффект от системы GVC очень естественен и не проявляется в чувстве дискомфорта для водителя или пассажиров. Время срабатывания системы настолько мало, что человек не успевает ее почувствовать. Сила замедления, как правило, на уровне или ниже 0,01 g. Одной из ключевых особенностей системы GVC является то, что она усиливает естественное чувство вождения, предлагая быстрый и более точный контроль.

На дуге поворота и выходе из него автомобиль показывает заднеприводные повадки за счет перераспределения масс на заднюю ось

Появление G-Vectoring Control стало возможно только благодаря существованию двигателей Skyactiv, которые обеспечивают точный контроль крутящего момента. GVC — это универсальная технология, которая может быть интегрирована в любую модель, независимо от системы привода или типа транспортного средства. Кроме того, GVC — это система программного управления, следовательно, нет увеличения веса за счет использования дополнительных аппаратных компонентов.

Редакция рекомендует:

---

---

---

---

---

Хочу получать самые интересные статьи

Что такое SKYACTIVE?

Под этим названием скрывается комплекс инновационных технологий, разработанных инженерами и конструкторами компании Mazda, который применяется при производстве автомобилей бренда нового поколения (CX5, модели 6 и 3). Впервые этот инновационный комплекс технологий был представлен на концепте кроссовера Mazda CX5, затем им оснастили концепты Takeri и Shinari, которые стали предвестниками флагманской модели «6». Последней моделью на данный момент, которая комплектуется технологиями SKYACTIVE.

В состав SKYACTIVE входят построенные по этой технологии двигатели, трансмиссии, шасси и кузов. Первыми в ряде технологий стали силовые установки: бензиновые, маркированные как G, и дизельные, помеченные как D. Бензиновые силовые агрегаты имеют объем 1.3, 1.5, 2.0 и 2.5 литра. Их особенность – повышенная топливная экономичность и мощность, причем обе характеристики подобраны так удачно, что не нивелируют друг друга. Эти двигатели имеют высокую степень сжатия (14:1), а также ступенчатую систему выхлопа 4-2-1, которая позволяет поэтапно выводит отработанные газы, и эффективную систему непосредственного впрыска топлива. Повышению мощности этих моторов способствовало применение более интенсивного нагнетания топливовоздушной смеси в камеру сгорания, за счет чего сгорание горючего происходит эффективнее.

Дизельные моторы SKYACTIVE-D выпускаются в объеме 2.2 литра. Их особенность – в сниженной степени сжатия (14:0), эффективной двухэтапной турбине, в которой два нагнетателя, малый и большой, работают поочередно, в зависимости от условий управления автомобилем. Холодный старт таких двигателей облегчается за счет использования пьезо-инжекторов с множественными отверстиями, которые поддаются программированию.

Технология SKYACTIVE также используется для механических и автоматических трансмиссий Mazda. В механической коробке передач, которая называется SKYACTIVE-МТ, применяются укороченные передаточные числа и увеличенное отношение плеч рычагов, что позволяет снизить потери от внутреннего трения. Автоматическая коробка передач SKYACTIVE-Drive отличается от трансмиссий прежних поколений более плавным переключением передач.

При изготовлении кузовов новых моделей Mazda используют технологию SKYACTIV-Body, которая подразумевает применение более прочных, но в то же время легких материалов деталей кузова. Благодаря этому инженерам удалось на 8 процентов снизить вес каркаса автомобиля и увеличить жесткость конструкции кузова на 30 процентов.

Наконец, технология SKYACTIVE-Chassis выразилась в снижении веса элементов передней и задней подвесок, изменения их конструкций и модернизации системы рулевого управления автомобилем. В совокупности это привело к улучшению управляемости автомобилем и его стойкости к кренам.

SKYACTIV — Ниппон Сервис

SKYACTIV

Развитие конструкций автомобильных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) имеет более чем 120 летнюю историю, созданную трудом бесчисленных инженеров. По этой причине нам, как правило, трудно представить, что любое дальнейшее повышение его производительности возможно. Но факт остается фактом, что от 70 до 80 процентов энергии, содержащейся  в топливе, теряется  в силовом агрегате автомобиля и не может быть передано в качестве движущей силы  колесам.

Многие автопроизводители сегодня работают над совершенствованием ДВС, делая их более компактными и используя другие различные методы. Одной из последних разработок Мазда (Mazda), устремленной к идеальной конфигурации, является Homogenous Charge Compression Ignition (HCCI) — двигатель, который сочетает в себе преимущества как бензиновых так и дизельных мотров.  Мазда (Mazda) имеет историю компании созидания,  делающей, казалось бы, невозможное — возможным. Теперь задача – создание двигателя с идеальным процессом сгорания топлива. 

SKYACTIV-G 

Новая генерация высокоэффективных бензиновых силовых установок с прямым впрыском топлива, которые используют наивысшую в мире степень сжатия 14:1 при отсутствии детонационного сгорания.

 Отличительные особенности SKYACTIV-G:

• Первый в мире двигатель массового производства, имеющий высокую степень сжатия.

• Значительно улучшенная эффективность работы за счет высоко-компрессионного сгорания с 15%- ми экономией топлива и увеличением крутящего момента.

• Улучшенная динамика автомобиля, благодаря повышенному крутящему моменту на низких и средних оборотах

• 4-2-1 выхлопная система, поршни с полостью, многоструйные топливные форсунки, реализующие возможность использования высокой степени сжатия.

Преимущества и проблемы высокой степени сжатия.

Увеличение степени сжатия значительно снижает тепловые потери в двигателе. Степень сжатия бензиновых моторов обычно составляет от 10:1 до 12:1. Теоретически, если степень сжатия  увеличить с 10:1 до 15:1, термический КПД улучшится примерно на 9%. Однако, одна из причин, препятствующая использованию высокой степени сжатия – большая потеря крутящего момента вследствие детонации.

Детонация —  процесс горения, при котором топливовоздушная смесь воспламеняется преждевременно из-за воздействия высоких температур и давления, создавая высокочастотный  стук. Когда степень сжатия увеличивается, температура при сжатии в верхней мертвой точке (TDC) также возрастает, увеличивая вероятность детонации.

Эффективным методом снижения температуры при сжатии в TDC является уменьшение количества горячих отработавших газов, остающихся внутри камеры сгорания. Например, при степени сжатия 10:1, температура остаточных газов 750С, температура впускного воздуха 25С, и если остаточные газы составят 10% объема, температура внутри цилиндра до начала такта сжатия увеличится примерно до 70С, а температура в конце такта сжатия составит уже 160С. Таким образом, понятно решающее влияние остаточных газов на возникновение детонации.

Расчеты, представленные графиком выше, показывают: если количество остаточных газов сократить с 8% до 4%, расчетная температура при сжатии в TDC останется неизменной при увеличении степени сжатия с 11:1 до 14:1. На это снижение количества остаточных газов и фокусировалась концепция SKYAKTIV-G, дающая возможность реализации идеи двигателя с высокой степенью сжатия.

Антидетонационные технологии.

4-2-1 выхлопная система.

Одним из вариантов значительного снижения количества остаточных газов явилось  применение 4-2-1 выхлопной системы.

Как показано на рис.справа, когда выпускной коллектор имеет короткий тракт, волна высокого давления отработавших газов, возникающая сразу после открытия выпускных клапанов третьего цилиндра, достигает первого цилиндра, в котором закачивается такт выпуска и начинается впуск. В результате, отработавшие газы из него выходящие, устремляются назад в камеру сгорания, повышая количество высокотемпературных остаточных газов. С коротким выпускным коллектором волна высокого давления доходит до следующего цилиндра за короткий промежуток времени, проявляя свой негативный эффект во всем диапазоне оборотов двигателя. Однако с 4-2-1 выхлопной системой, имеющей длинный тракт выпускного коллектора, волне требуется время для достижения следующего цилиндра, и вышеозначенный  эффект проявляет себя только на низких оборотах двигателя. Это позволяет снизить количество остаточных газов почти во всем диапазоне работы двигателя. К тому же, коллектор длиной свыше 600мм лучше гасит реактивный момент силового агрегата, а использование кольцевой формы позволяет экономить компоновочное пространство.

Главным недостатком выхлопной системы 4-2-1 является охлаждение отработавших газов, проходящих по длинному тракту к каталитическому нейтрализатору, что увеличивает время его активации. Температура отработавших газов может быть повышена уменьшением угла опережения зажигания, но слишком большая задержка зажигания приводит к нестабильному горению смеси. В SKYACTIV-G стабильность горения реализуется даже при значительных задержках по углу зажигания при запуске ДВС. Это стало возможным с применением специальной полости в поршне (рис. слева) и оптимизации впрыска топлива с целью формирования многослойной топливовоздушной  смеси вокруг свечи зажигания. Кроме того, полость поршня устраняет контакт начального фронта пламени с торцевой поверхностью поршня и генерацию тепловых потерь с этим связанных.

Улучшение сгорания.

Улучшить антидетонационные свойства удалось сокращением длительности сгорания топлива. Чем быстрее процесс горения,  тем короче промежуток времени, в течение которого не сгоревшая топливовоздушная смесь подвергается воздействию высоких температур, позволяя процессу нормально завершиться до наступления детонации. Таким образом, помимо создания более однородной смеси интенсификацией воздушного потока, увеличением давления впрыска топлива и использованием  многоструйных форсунок  для улучшения характеристик распыливания топлива, полость в поршне используется для предотвращения соударения начального фронта пламени с торцом поршня и способствует росту скорости сгорания.

SKYACTIV-D

С наиболее низкой в мире дизельных двигателей степенью сжатия, экологичный, высокоэффективный дизельный двигатель, предназначенный удовлетворить жесткие ограничения законодательства по выбросам вредных веществ без применения дорогостоящих NOx (оксиды азота) нейтрализаторов.                           

Отличительные особенности SKYACTIV-D:

• 20% топливной экономии благодаря степени сжатия 14:1
• .Двухсекционный турбонадув, реализующей плавный и линейный отклик силовой установки от низких  до высоких оборотов и существенно повышающий крутящий момент вплоть до 5200об/мин (верхнего предела частоты вращения).
• Соответствие требованиям глобального законодательства по выбросам вредных веществ (Euro 6 в Европе, Tier 2 Bin 5 в Северной Америке, и Post New Long-Term Regulation в Японии). 

Причины образования оксидов азота (NOx) и сажи.

Вследствие того, что дизельные моторы имеют высокую степень сжатия, температура и давление в верхней мертвой точке конца такта сжатия (TDC) становятся экстремально высокими. Если впрыск топлива осуществляется при этих условиях, зажигание происходит до образования адекватной топливовоздушной смеси, приводя к неоднородному локальному горению. Результатом этого становится формирование оксидов азота (NOx) и, вследствие недостатка кислорода, сажи. В условиях жестких экологических требованиях законодательства, становится проблематичным воспламенить смесь в оптимальный момент (TDC). По сути, не остается другого варианта, как только задержать начало горения до момента пока поршень начнет свое движение вниз, при этом температура и давление в цилиндре упадут, хотя при этом пострадает топливная экономичность.

Преимущества низкой степени сжатия.

При уменьшении степени сжатия, температура и давление в TDC понижается. Соответственно, зажигание происходит с задержкой, даже если топливо впрыскивается вблизи TDC, обеспечивая более однородную топливно-воздушную смесь.

Это снижает формирование NOx и сажи, потому что горение становится более равномерным, без локальных высокотемпературных зон и недостатка кислорода.

Кроме этого, впрыск и горение вблизи TDC имеет результатом высокую эффективность дизельного двигателя, который производит большую работу (меньше степень предварительного расширения), чем высоко-компрессионный двигатель (рис.справа).

Снижение веса и механических потерь от трения с использованием низкой степени сжатия.

Вследствие низкой степени сжатия, максимальное рабочее давление в цилиндре для SKYACTIV-D ниже, чем у обычных дизельных ДВС, что  позволяет значительно снизить вес двигателя, прибегнув к структурной оптимизации. Например, становится возможным изменить материал блока цилиндров на алюминий, что позволяет сэкономить 25 кг веса (против обычного дизеля). Головка блока становится на 3 кг легче за счёт более тонких стенок и интегрированного выпускного коллектора. Для деталей, участвующих в возвратно-поступательном движении, вес поршней и коленчатого вала, за счёт уменьшения диаметра коренных шеек с 60мм до 52мм, уменьшен на 25%. В результате, механические потери от трения снижены до уровня бензинового двигателя (рис.слева). Однако существуют две основные проблемы, препятствующие распространению низко-компрессионных двигателей, в противовес их преимуществам. Первая из них состоит в том, что со снижением степени сжатия, компрессионная температура при низких температурах воздуха падает, серьёзно осложняя запуск двигателя. Вторая – случаи пропусков зажигания в течение прогрева, вследствие низкой компрессионной температуры и давления.

Гарантированный холодный запуск двигателя и предотвращение пропусков зажигания.

Формирование горючей смеси многоструйными пьезофорсунками.

Новые многоструйные пьезофорсунки обеспечивают широкий спектр факелов распыливания топлива. Точность в дозировании и синхронизация момента впрыска увеличивают точность контроля распределения топлива по объему воздушного заряда, обеспечивают возможность холодного запуска. Такая высокотехнологичная форсунка способна произвести до 9 инжекций за период сгорания. Наряду с тремя основными фазами впрыска: предварительного впрыска, основного впрыска и завершающего впрыска, будет применяться комбинация факелов распыливания в соответствии с условиями  вождения. Гарантированный запуск двигателя даже с низкой степенью сжатия обуславливается точным контролем впрыска, а также применением керамических свечей накаливания.

Увеличение температуры воздуха системой VVL в период прогрева двигателя.

Любые пропуски зажигания, которые могут возникнуть во время прогрева двигателя после запуска, предотвращаются путем применения VVL системы (variable valve lift – клапан с изменяемой высотой подъема (рис.справа) для выпускных клапанов. Один цикл сгорания достаточен для повышения температуры выхлопных газов. Учитывая это, выпускные клапаны немного приоткрываются во время такта впуска, что позволяет, горячим выхлопным газам вернуться обратно в цилиндр и повысить температуру впускного воздуха. Это способствует повышению компрессионной температуры, стабилизации воспламенения смеси.

Высокий крутящий момент, снижение токсичности выхлопных газов, улучшенная топливная экономичность с двухступенчатым турбонаддувом.

Само собой разумеется, что турбокомпрессоры в значительной степени способствуют высокому крутящему моменту дизеля, но они также необходимы для сокращения выбросов и расхода топлива. SKYACTIV-D использует двухступенчатый турбокомпрессор, в котором одна маленькая и одна большая турбины вступают в работу выборочно, согласно условиям вождения. Эта технология обеспечивает высокий крутящий момент и отклик на низких оборотах, высокую мощность на повышенных оборотах двигателя. Кроме того, благодаря синергетическому эффекту от низкой степени сжатия и своевременного оптимального сгорания, осуществляется снижение выбросов NOx и сажи, поскольку обеспечивается необходимое для этого количество воздуха (кислорода).

SKYACTIV-DRIVE

Новая генерация высокотехнологичных автоматических трансмиссий, обеспечивающих превосходную эффективность в передаче крутящего момента за счет широкого диапазона применения блокировки гидротрансформатора и объединяющая лучшие характеристики всех типов трансмиссий.

Отличительные черты SKYACYIVE-DRIVE

• Объединяет преимущества обыкновенных автоматических коробок передач (Step AT), коробок вариаторного типа (CVT) и механических коробок с двойным сцеплением (DCT).

• Поразительно широкий диапазон применения блокировки гидротрансформатора, улучшающего эффективность передачи крутящего момента и дающего чувство прямого управления автомобилем с механической коробкой передач.

• От 4 до 7 процентов улучшения топливной экономичности по сравнению с обычными Step AT.

Все преимущества обыкновенных Step AT, CVT и DCT в одной коробке.

Автоматические коробки передач (AT) можно разделить на три типа:

• Обычные-АТ: устанавливают различные передаточные числа при помощи планетарного редуктора.
• CVT: изменяют передаточное число при помощи пары шкивов.
• DCT: используют 2 отдельных муфты сцепления для четных и нечетных рядов передач.

Основные требованиями к АТ являются: «хорошая экономия топлива», «легкость трогания с места» (в том числе при преодолении подъема), «чувство прямого управления» и «плавное переключение». Приведенная ниже таблица показывает недостатки и преимущества каждого типа коробок.

SKYACTIV-Drive является идеалом, со всеми преимуществами различных типов трансмиссий: 

Экономия топлива и чувство прямого управления с широкодиапазонной блокировкой гидротрансформатора.
Гидротрансформатор передает мощность двигателя в трансмиссию через жидкость, что обеспечивает плавное трогание автомобиля с места и последующее переключение передач. Недостатком является ухудшение экономии топлива из-за потерь мощности при передаче крутящего момента через жидкость и проскальзывания турбины во время быстрого ускорения, что не позволяет скорости автомобиля оставаться пропорциональной оборотам двигателя. Таким образом, был разработан гидротрансформатор с блокирующей муфтой, которая без проскальзывания соединяет турбину гидротрансформатора с насосным колесом, что позволяет улучшить топливную экономичность и привнести чувство прямого управления автомобилем. Для качественного улучшения этих характеристик, остающихся проблемными для Step AT (Рис.2), необходимо диапазон блокировок сделать максимальным. Однако, чтобы это осуществить, было необходимо обеспечить требования по NVH (шум, вибрация) и надежности сцепления.

Проведя обширный анализ, Мазда (Mazda) преодолела NVH путем доработки двигателя, его опор, выхлопной системы, кузова и системы контроля АТ, как и самой ее конструкции. Кроме того, быстродействие муфты и точный контроль ее блокировки обеспечивают надежность работы SKYACYIVE-DRIVE, предотвращая перегрев из-за проскальзывания.

SKYACTIV-МТ 

Легкая и компактная механическая коробка передач следующего поколения с четким и легким включением передач, как у спортивного автомобиля, оптимизирована для переднего расположения двигателя на переднеприводных  автомобилях.

Отличительные черты SKYACTIV-МТ:

• Короткий ход и легкое включение передач.
• Значительное уменьшение размера и веса, благодаря изменениям конструкции.
• Более эффективная компоновка на автомобиле, благодаря своим компактным размерам.
• Улучшенная экономия топлива за счет снижения механических потерь от трения.

SKYACTIV-Body

Кузов нового поколения, легкий, высокопрочный с отменным качеством безопасности при столкновении и высокой жесткостью на кручение для большего удовольствия от вождения.

Отличительные черты SKYACTIV-Body: 

• Снижение веса благодаря оптимизации методов сборки и расширения использования высокопрочной стали.

• Высокая жесткость и легкость (на 8 процентов легче, на 30 процентов более жесткий).

• Превосходные качества безопасности при столкновении.

• Применение концепции «спрямления», реализующей максимально возможное спрямление пространственно изогнутых элементов конструкции кузова в сочетании с «непрерывностью конфигурации», для создания кузова, в котором функции каждой секции скоординированы с функциями других сочлененных с ней секций.

• Четыре замкнутые, кольцевые структуры верхней части, повышающие жесткость кузова.

• Структура кузова с мультинаправленным распределением энергии столкновения.

SKYACTIV-Chassis 

Шасси нового поколения, высокофункциональное и легкое, с отличным балансом превосходного управления и комфортной езды, доставляющее удовольствие от вождения.

Отличительные черты SKYACTIV-Chassis: 

• Вновь разработанные передние стойки амортизаторов и задняя подвеска MultiLink обеспечивают высокую жесткость и легкость (всего шасси на 14 процентов легче, чем предыдущая версия).

• Среднескоростная маневренность и высокоскоростная стабильность повышают качество езды на любых скоростях, что достигнуто за счет пересмотра функционального расположения всех элементов подвески и рулевого управления.

 

 

Mazda Skyactiv Technology — что это такое и что она означает для двигателей | 2015-12-15

Джефф Тейлор может похвастаться 30-летней карьерой в автомобильной промышленности в компании Eccles Auto Service в Дандасе, Онтарио, в качестве полностью лицензированного профессионального ведущего техника. Продолжая оставаться «на скамейке запасных» каждый день, Тейлор также активно участвует в правительственных фокус-группах, является опытным техническим писателем и участвует в международных диагностических соревнованиях, а также предоставляет свой опыт в качестве автомобильного технического инструктора на крупном вторичном рынке. розничный продавец запчастей.

Я уверен, что к настоящему времени почти все мы видели или слышали рекламу технологии Mazda Skyactiv, но многие ли из нас действительно понимают, что это означает? Если вы являетесь техническим специалистом Mazda на полную ставку или просто поклонником Mazda, то это будет просто большой обзор для вас. Но для среднего технического специалиста, который не специализируется только на последних автомобилях Mazda, я хочу объяснить, что подразумевается под технологией Skyactiv, и какие изменения она повлияла на пакеты двигателей.

Mazda придумала термин Skyactiv, чтобы описать методологию, а не технологию улучшения своих продуктов, делая их легче, эффективнее с уменьшенным трением. Skyactiv собирался задействовать новые технологии, но они исходили из мышления Skyactiv … Skyactiv G для бензиновых двигателей, Skyactiv D для дизельных технологий и других областей, включая трансмиссии Skyactiv, шасси Skyactiv, гибриды Skyactiv и т. Д. Я хочу сконцентрироваться на технологии Skyactiv G.Представленная в конце 2011 года как Mazda3 2012 года, она существует уже некоторое время, и многие автомобили не имеют гарантии и начинают темнеть в дверях наших магазинов.

Skyactiv G должен был обеспечить увеличение топливной экономичности и крутящего момента на 15% по сравнению с аналогичным двигателем до технологии Skyactiv, и они сделали это, используя ряд уникальных идей Mazda и несколько идей, которые разделяют многие платформы и производители.

Когда капот новой Mazda открывается впервые, большая пластиковая звукоизоляция не позволяет увидеть большую часть технологий, которые скрываются под ним.Но даже если снять этот щит, он по-прежнему выглядит как обычный четырехцилиндровый двигатель. Однако существует множество очень существенных различий в способах поступления воздуха, сжигания топлива и выпуска отработавших газов.

Первой и главной идеей было использование двигателя цикла Миллера. Двигатель с циклом Миллера был разработан американским инженером еще в 1957 году, и его основная идея заключалась в том, чтобы получить больший тепловой КПД от двигателя, чем у нынешних четырехтактных двигателей с циклом Отто. Это не первый удар Mazda по тактовому двигателю Миллера; они использовали его на двигателе Millenia S V6 в течение нескольких лет в 1990-х годах, но на этом сходство заканчивается.Millenia S был двигателем с наддувом, а в настоящее время используется двигатель без наддува.

Но прежде чем я забегу слишком далеко, давайте освежим, как работает двигатель цикла Миллера. Все мы понимаем четырехтактный двигатель Otto Cycle; впуск, сжатие, мощность и выпуск, но цикл Миллера изменяет способ работы такта впуска и время открытия выпускного клапана в конце рабочего такта.

Впускные клапаны остаются открытыми дольше в части такта сжатия; позволяя некоторому количеству свежего всасываемого воздуха возвращаться в воздухозаборник.Первоначальная конструкция требовала нагнетателя, чтобы противодействовать этому потоку, чтобы избежать недостатка мощности, но идея состоит в том, чтобы уменьшить мощность, необходимую для сжатия воздуха в камере сгорания.

Следующее отличие состоит в том, чтобы иметь более высокую степень сжатия, чем у стандартного цикла Отто (для большей мощности), и, наконец, позволить газам расширяться намного дальше в рабочем такте перед открытием выпускных клапанов для выпуска выхлопных газов. Это позволяет получить больше энергии из топлива и повысить термический КПД.В знакомом двигателе с циклом Отто выхлопные газы выходят под большим давлением, примерно в пять раз большим, чем в аналогичной силовой установке с циклом Миллера.

Философия Mazda Skyactiv заключается в том, чтобы делать вещи легче, создавать меньше трения и быть более эффективными, поэтому они снова приняли двигатель цикла Миллера. Для этого они внесли значительные изменения в дизайн и концепцию двигателя (они не просто переработали предыдущую версию).

Здесь нет нагнетателя для увеличения давления на впуске, поэтому им пришлось в значительной степени полагаться на новые технологии, разработанные инженерами Skyactiv, чтобы усовершенствовать двигатель с циклом Миллера, который не только обеспечивал невероятный расход топлива, но и доставлял удовольствие от вождения.

Есть несколько реальных примеров того, как им удалось этого добиться, и некоторые интересные технологии были использованы, чтобы добраться до текущей точки, которой достигла команда Skyactiv. Обратите внимание, что этот двигатель предназначен для работы с высокой степенью сжатия 15: 1, поэтому большое внимание уделялось уменьшению эффектов, которые высокая компрессия должна была иметь при возникновении детонации перед воспламенением, и при этом пользоваться преимуществами. такой высокой степени сжатия. На самом деле степень сжатия в U.Максимальное значение S. составляет около 13: 1, поэтому автомобиль может комфортно работать на обычном бензине.

Основные изменения касаются отдельных областей управления двигателем и архитектуры; впускной и впускной, поршневые и внутренние конструкции двигателя, антидетонационная технология / технология предварительного зажигания и выхлопная система. Да, есть ряд других технологических достижений, которые включены, но многие из них уже использовались другими производителями, но с изюминкой Mazda.

Запуск с индукционной системой…

Впускной кулачок приводится в движение цепью привода ГРМ, но фаза впускного кулачка управляется электродвигателем. Этот радикальный отход от фазера контроля масла является частью подхода Skyactiv. Электродвигатель приводит в действие планетарный ряд, который может продвигать впускной распределительный вал или замедлять его с большой точностью в гораздо более широком диапазоне рабочих условий.

Во время холодного пуска, например, кулачок может быть намного легче отрегулирован до наилучшего положения, не беспокоясь о вязкости масла.Эта система фаз газораспределения удерживает впускные клапаны открытыми дольше, уменьшая таким образом насосные потери (опять же принцип двигателя цикла Миллера). При определенных условиях, таких как небольшая нагрузка или круиз на низкой скорости, когда система активна и применяется полное опережение, чтобы получить полный эффект работы цикла Миллера без нагнетателя, корпус дроссельной заслонки можно держать близко к полностью открытому, чтобы свести к минимуму насосные потери.

Вы можете увидеть это в данных диагностического прибора как PID положения дроссельной заслонки, равный 15%, но фактическое значение дроссельной заслонки на корпусе дроссельной заслонки может составлять 80%, но не волнуйтесь, это ожидается, и PCM контролирует работу двигателя. и обороты при открытии клапана и времени впрыска топлива.Но если впускные клапаны открыты так долго, а корпус дроссельной заслонки открыт до сих пор, возникает еще одна проблема, которую необходимо решить: вакуум на впуске практически отсутствует. Именно этот факт требует, чтобы этот двигатель имел вакуумный насос для управления вакуумными аксессуарами, такими как усилитель тормозов. Вакуумный насос приводится в движение концом выпускного распредвала. Впускной кулачок может работать в трех разных режимах: нормальном режиме или режиме обратной связи, в котором PCM имеет полный контроль, по умолчанию или полном замедлении, если есть проблема с управлением или электрическим фазером, а также в режиме удержания фазы для облегчения пуска.

Перемещение внутри двигателя …

Ряд областей был направлен на снижение трения, предотвращение преждевременного воспламенения и повышение эффективности. Камера сгорания была изменена, чтобы сформировать компактную конструкцию с односкатной крышей, которая содержит четыре клапана (два впускных и два выпускных) на цилиндр в поперечной ориентации, помогая впускному и выпускному потокам. Свеча зажигания и топливная форсунка с непосредственным впрыском расположены в крыше камеры сгорания в оптимальном для эффективности сгорания положении.Форма впускного канала увеличивает давление в цилиндре и обеспечивает необходимое вращение для ускорения сгорания и предотвращения преждевременного воспламенения.

Игольчатые роликоподшипники теперь используются в коромыслах, а для смазки добавлен специальный масляный душ, снижающий трение в других движущихся частях головки блока цилиндров. Углубляясь в двигатель, специализированные поршни с куполообразными отверстиями меньшего размера имеют уникальную форму с полостью наверху. Однородный топливный заряд подается через форсунку с прямым впрыском топлива с множеством отверстий, направленную в эту полость.Это обеспечивает быстрое и равномерное распространение фронта пламени при воспламенении заряда свечой зажигания.

Поскольку первоначальное пламя начинается в полости, меньше тепла передается на поверхность поршня (еще один метод предотвращения преждевременного воспламенения) и достигается больший тепловой КПД. Как и в двигателях Ford Ecoboost, теперь имеется масляная форсунка, которая направлена ​​на нижнюю часть поршня для отвода избыточного тепла и охлаждения поршня. Масляный насос приводится в действие цепью, чтобы уменьшить силу, необходимую для его приведения в действие, а давление масла теперь регулируется электроникой.Есть режим низкого и высокого давления, и эти режимы можно переключать с помощью PCM, в зависимости от условий движения.

Выхлопная система …

Регулируемый выпускной кулачок с цепным приводом по-прежнему использует контроль давления масла для фазового регулирования, настроенный на максимально возможную экономию топлива, крутящий момент и по-прежнему контролирует образование NOx, действуя как клапан рециркуляции отработавших газов. Управление выпускным кулачком может работать с полным управлением PCM, уникальным режимом очистки, который работает во время замедления подачи топлива на прогретом двигателе и вымывает любые посторонние материалы из масляного клапана управления и, наконец, в режиме опережения для стабилизации двигателя во время проворачивания коленчатого вала, при на холостом ходу и при холодном двигателе (ниже 140 градусов по Фаренгейту).После того, как выхлопные газы покидают двигатель, проявляется еще один очень уникальный подход Skyactiv.

Использование специализированного коллектора, который по отдельности отводит выпускные отверстия на определенную длину, затем объединяет их в пары (опять же очень определенной длины), а затем снова объединяет в пары по схеме 4-2-1. Объяснение простое для любого дрэг-рейсера, но для обычного человека причина немного сложнее. Когда выпускные клапаны каждого цилиндра открываются, выхлоп вытесняется в выпускной коллектор.Этот импульс выхлопа может быть направлен в соседние цилиндры, если их выпускные клапаны открыты и у коллектора есть общий бегунок. Это снижает эффективность, заставляя горячие газы возвращаться в камеру сгорания цилиндра с открытым клапаном.

Эти горячие газы могут вызвать преждевременное воспламенение из-за повышения фактических начальных рабочих температур в камерах сгорания, а в двигателях с высокой степенью сжатия последнее, что нужно инженерам, — это предварительное зажигание. Эта уникальная выхлопная система занимает довольно много места и размещает каталитический нейтрализатор на большом расстоянии от двигателя, поэтому во время холодного запуска двигатель фактически замедляет угол опережения зажигания и изменяет стратегию инжектора (послойный заряд), чтобы помочь в нагревании. вверх каталитического нейтрализатора.Этот режим прогрева можно услышать при холодном запуске, когда двигатель меняет тон, и кажется, что он работает некоторое время, но это нормальное проектное состояние.

Множество неизмеримых часов потрачено на то, чтобы сделать вещи легче, меньше и эффективнее, насколько это возможно, по всему двигателю и при этом сохранить долговечность и мощность, необходимые для среднего потребителя (двигатель на 10% легче и создает на 30% меньше трения, чем предыдущие конструкции), и при этом обеспечить сказочный пробег и низкие выбросы. Они даже нашли способ уменьшить натяжение приводного ремня за счет уменьшения вибрации двигателя с помощью масляного натяжителя на цепи ГРМ (меньшее натяжение ремня, меньшее трение, более эффективный).

Они используют многие другие общепринятые производителями способы повышения эффективности, включая системы зарядки с компьютерным управлением, легкие компоненты водяного насоса, моторное масло с низкой вязкостью (0w20) и многочисленные легкие пластмассовые / композитные детали. Они даже уменьшили вес оборудования, используемого для сборки двигателя, без ущерба для прочности болтов.

Я коснулся только основных уникальных технологий Mazda Skyactiv в их бензиновых двигателях, но они действительно не оставили много камня на камне в стремлении разработать новую силовую установку, которой приятно управлять и которая обеспечивает хорошую экономию топлива.Остальные производители смотрят и обращают внимание. Недавнее партнерство Toyota / Mazda предлагает Toyota Yaris, оснащенную технологией Skyactiv (на самом деле это просто Mazda2 с новым брендом).

Надеемся, что Mazda продолжит развитие технологических достижений Skyactiv, поскольку они охватывают дизельные двигатели, шасси, кузов и гибридные технологии и применяют принципы Skyactiv в этих областях. Масамичи Когай, президент Mazda, недавно объявил, что он ожидает, что следующее поколение двигателей Skyactiv будет на 30% эффективнее к моменту их выпуска в 2018 году, так что это должно стать интересным.●

Что такое технология SkyActiv?

Mazda лидирует в области автомобильных технологий. Skyactiv — новейшая разработка Mazda, но что именно?

Если вы ищете новый автомобиль с отличной топливной экономичностью, вы, вероятно, встретили термин «технология SkyActiv». Многие производители автомобилей за последние несколько лет разработали более эффективные двигатели, и такие инновации, как двигатели Ford EcoBoost, оказались чрезвычайно популярными среди покупателей новых автомобилей.Технология SkyActiv была разработана японским автомобильным гигантом Mazda в течение последних нескольких лет и описывает ряд технологических достижений, которые делают их автомобили более безопасными, управляемыми и более эффективными. Продолжайте читать, чтобы узнать больше о SkyActiv и преимуществах, которые он предлагает.

Технология SkyActiv — более чистые бензиновые и дизельные двигатели по сравнению с электромобилями

В последние несколько лет многим автопроизводителям пришлось принять решение о том, хотят ли они разработать электромобиль или сосредоточиться на повышении эффективности существующих двигателей.С самого начала стратегия Mazda в отношении электрификации автомобилей была простой: они не собирались ее разрабатывать. Вместо этого компания решила сосредоточиться на чистых бензиновых и дизельных силовых агрегатах, а не на электромобилях. Г-н Вейджер из Mazda сказал: «Все выпускали электромобили или гибриды, и Mazda приняла решение, что мы не собираемся пытаться изменить то, как люди обычно водят машину. Mazda решила найти способ повлиять на все в машине. чтобы привести потребителей к той же цели: заботиться об окружающей среде, а также добиться большей экономии топлива.«

Что такое технология SkyActiv?

SkyActiv — это группа элементов, включающая улучшенные двигатели и трансмиссии, более гладкий внешний вид и «облегченные» структурные компоненты, которые обеспечивают существенную экономию топлива, безопасность и другие преимущества для автомобилей Mazda. Но что это значит? Рассел Вейджер, директор по маркетингу Mazda в США, сказал журналу Forbes: «Это непросто понять. Но когда это объясняется потребителям, и они понимают это, их склонность вносить бренд [Mazda] в свои списки покупок резко возрастает.«В отличие от некоторых других автомобильных брендов, которые, как правило, концентрируются на одной или двух ключевых технологиях, SkyActiv представляет собой более целостный подход. Он включает в себя все, от легких конструкций кузова до инновационных двигателей и даже философию управления самой компанией и ее производственными мощностями. Как сказал Джефф Гайтон, глава Mazda в Европе: «SkyActiv делает Mazda более эффективной».

Три основных преимущества технологии SkyActiv

SkyActiv сосредоточился на трех основных направлениях.Во-первых, компания Mazda увидела, как ее двигатели стали более эффективными. Его новый двигатель может похвастаться степенью сжатия 14: 1 — самой низкой среди всех массовых дизельных двигателей в мире. Это привело к 20-процентному увеличению экономии топлива и 20-процентному снижению выбросов CO2, что позволило водителям снизить дорожный налог и оплатить счета в натуральной форме. Бензиновый двигатель также был усовершенствован, что привело к 15-процентному увеличению экономии топлива и 15-процентному снижению вредных выбросов CO2. Его степень сжатия выше, чем у двигателя Формулы-1.Помимо увеличения пробега двигателей, Mazda также сосредоточила внимание на улучшении аэродинамического дизайна своих автомобилей. Большинство моделей Mazda теперь легче, чем раньше, поскольку компания использует высокопрочную сталь, которая легче, но прочнее, чем обычная сталь. В-третьих, Mazda сделала свои трансмиссии более эффективными. Его легкая шестиступенчатая механическая коробка передач обеспечивает четкое переключение передач, а автоматическая коробка передач с усовершенствованным преобразователем крутящего момента и блокирующей муфтой обеспечивает до 7% экономии топлива.Президент и главный исполнительный директор Mazda North America Джим О’Салливан считает, что автомобили SkyActiv станут популярными во всем мире. Он сказал: «Мы думаем, что они произведут огромный фурор, особенно если учесть, как наша экологически чистая дизельная технология решает растущие опасения потребителей по поводу роста цен на топливо и окружающей среды».

Как работает технология экономии топлива Skyactiv от Mazda

В конкурсе «10 лучших двигателей» Ward признано выдающееся достижение в области трансмиссии за 18 лет.В этом выпуске серии «За 10 лучшими двигателями 2012» WardsAuto рассматривает развитие изобретательного подхода Mazda к повышению экономии топлива.

Mazda применяет совершенно другой подход к удовлетворению требований правительства и потребителей по повышению топливной эффективности, и, похоже, это окупается, по крайней мере, в краткосрочной перспективе.

Вместо того, чтобы делать миллиарды ставок на гибридные и аккумуляторные электромобили, стратегия Mazda, получившая название Skyactiv, представляет собой комплексную попытку существенно повысить эффективность каждого элемента каждого транспортного средства, начиная с двигателей и трансмиссий и заканчивая кузовами и шасси.

«Наша цель — улучшить экономию топлива во всем мире на 30%», — сказал исполнительный директор по планированию продукции Mazda Киёси Фудзивара на презентации Skyactiv для прессы в США. «И наш ответ по-прежнему — ДВС (двигатель внутреннего сгорания). Наш главный приоритет — радикально улучшить эту технологию ».

Skyactiv начинает с двигателей внутреннего сгорания, как бензиновых, так и дизельных, которые стали более эффективными с помощью процесса создания строительных блоков, который постепенно приводит к повышению эффективности.

Эти технологии в конечном итоге уступят место стратегиям электрификации транспортных средств, чтобы удовлетворить агрессивные корпоративные требования США к средней экономии топлива на горизонте.

Главное — отложить последнее до тех пор, пока эти технологии не получат дальнейшего развития и не станут более доступными.

Mazda говорит, что Mazda3 2012 года представляет собой новый 2,0-литровый бензиновый 4-цилиндровый двигатель Skyactiv мощностью 155 л.с. потребляет на 15% меньше топлива, чем его предшественник того же рабочего объема, что делает пробег примерно эквивалентным обычному 2.2л дизель. Другие улучшения включают увеличение крутящего момента на 15%, особенно в диапазоне от низких до средних оборотов, снижение веса на 10% и уменьшение внутреннего трения на 30%.

«ДВС по-прежнему несет существенные убытки, — говорит менеджер по развитию Mazda Powertrain Ритаро Исобе. «Нам нужно было их еще больше сократить. Нашим видением было идеальное сгорание топлива, и для этого мы применили технологические инновации ».

Исобе называет (по всему миру) степень сжатия 14: 1 для двигателя Mazda «революционной», хотя в U.S. версия компактного кроссовера / внедорожника ’13 CX-5 и еще более скромное соотношение 12: 1 в тестовой машине ’12 Mazda3 компании WardsAuto.

Степень сжатия ниже у CX-5, поэтому он может работать с 87-октановым обычным бензином в США, и даже ниже у Mazda3, потому что в автомобиле не хватает моторного отсека, необходимого для размещения уникального выхлопа 4-2-1 полного двигателя Skyactiv. коллектор, стратегический элемент «прорывного» брака технологий, которые инженеры Mazda используют для предотвращения детонации перед воспламенением при такой высокой степени сжатия.

Другие ключевые технологии включают прямой впрыск газа в несколько отверстий, двойное изменение фаз газораспределения, поршни новой конструкции, более короткую продолжительность сгорания и задержку зажигания во время запуска.

По сравнению с конкурирующими автомобилями Ford Focus и Hyundai Elantra I-4, «Mazda3 выше … со свободными оборотами, напрямую связанными с его лучшим в своем классе пиковым крутящим моментом 148 фунт-футов (201 Нм) при крутящем моменте. разумные 4100 об / мин. Эта дополнительная мощность заметна, когда вы отъезжаете от стоп-сигналов и проезжаете по шоссе », — говорит редактор WardsAuto Том Мерфи.

Несмотря на неоднократные избиения судей в ходе оценки 750 миль (1207 км), Mazda3 DI 2.0L «радостно отвечает показателями экономии топлива, которые превышают 34 мили на галлон (6,9 л / 100 км)», — добавляет Мерфи.

Оснащенный новой 6-ступенчатой ​​автоматической коробкой передач Skyactiv, седан Mazda3 оценивается Агентством по охране окружающей среды в 28/40 миль на галлон (8,4-5,9 л / 100 км) по городу / шоссе.

«Исследования горения, которые привели к нашей способности достичь степени сжатия 13: 1 на 87-октановом газе, начались примерно 10 лет назад, задолго до того, как появилась программа Skyactiv, с реальными фундаментальными исследованиями процесса горения и того, как мы могли бы улучшить это », — говорит Дэйв Коулман, менеджер по оценке автомобилей Mazda в Северной Америке.«Некоторые производственные инновации также сыграли большую роль в том, чтобы сдвинуть с мертвой точки».

По словам Коулмана, концепция очевидна. Более высокие коэффициенты расширения поглощают больше энергии сгорания, что является основной характеристикой двигателя. «Прорыв состоял в игнорировании того, что мы узнали за последние сто лет о возможных степенях сжатия, и более глубоком изучении того, что мы можем сделать с использованием новейших доступных нам технологий», — говорит Коулман.

По словам Коулмана, факторы, которые привели к такой высокой степени сжатия, были «сложной сетью вещей».«Основы того, как избежать детонации, не изменились. Основное, что вызывает детонацию, — это высокая температура, а более высокая степень сжатия увеличивает температуру, поэтому вы хотите, чтобы всасываемый заряд был как можно более прохладным. Если мы сможем снизить температуру свежего — заряда воздуха достаточно, мы можем поднять компрессию на расчетную сумму ».

В гоночных двигателях в течение многих лет использовалось максимально возможное перекрытие клапанов, чтобы выталкивать выхлопные газы из каждого цилиндра перед всасыванием свежего прохладного воздуха. Поскольку остаточный выхлопной газ очень горячий, даже небольшое количество резко повысит температуру в цилиндре.Таким образом, Mazda разумно использует свой VVT, чтобы обеспечить более агрессивные профили фаз газораспределения для полной продувки горячих выхлопных газов.

Другой ключевой момент — это длинный выпускной коллектор 4-2-1, который позволяет Mazda выводить весь выхлоп из каждого цилиндра без того, чтобы импульс давления от другого мешал и толкал его обратно. Но длинный выпускной коллектор также отодвигает катализатор дальше, затрудняет быстрое выключение для снижения выбросов во время запуска.

«Прямой впрыск очень помогает в этом, — говорит Коулман.«Это по своей сути улучшает нашу способность получить высокую степень сжатия, потому что распыление топлива настолько тонкое, что мы получаем гораздо лучший охлаждающий эффект от распыления топлива непосредственно в камеру сгорания».

Mazda использует прямой впрыск, чтобы очень тщательно настроить условия сгорания при холодном запуске, чтобы получить по существу расслоенный заряд, который легко воспламеняется. По словам Коулмана, богатая смесь, прилегающая к свече зажигания, запускается, и шар горящего топлива воспламеняет бедную смесь.

Этот расслоенный заряд возможен благодаря очень быстрому DI, который может впрыснуть немного топлива во время такта впуска, а затем немного больше во время такта сжатия, чтобы обеспечить очень стабильное сгорание, что, в свою очередь, позволяет очень задерживать опережение зажигания во время холодного запуска.

«Чем позже мы зажигаем топливо, тем позже оно продолжает гореть и тем горячее выходит из выхлопных газов. Таким образом, в течение первых 15 секунд или около того мы используем очень замедленную синхронизацию зажигания, чтобы создать больше тепла, чтобы зажечь катализатор и довести его до нужной температуры », — говорит Коулман.

Еще один фактор, влияющий на эффективность двигателя, заключается в том, что он работает с открытой дроссельной заслонкой при малых нагрузках. «На самом деле он работает с открытой дроссельной заслонкой, почти как цикл Аткинсона», — говорит Коулман. «Другие компании тоже делают это, но мы более придирчивы к деталям. Мы называем это циклом Мазды Миллера, потому что цикл Миллера — это наш метод получения цикла Аткинсона ».

И очевидно, что Mazda рассматривает свои текущие высокие степени сжатия только как начало. Во время разработки инженеры экспериментировали со степенью сжатия 15: 1 и даже 18: 1.

В конечном итоге между дизельными и бензиновыми двигателями произойдет некое сближение с конечной целью — включить в уравнение воспламенение от сжатия однородного заряда. «Это Святой Грааль каждого», — говорит Коулман.

«Я думаю, что кое-что из того, что мы узнали в этом процессе, приведет нас к этой стадии раньше, чем позже. Вы заметите, что степени сжатия наших дизельных и газовых двигателей в странах с премиальным топливом одинаковы и составляют 14: 1. Это в некоторой степени случайное совпадение, но оба этих двигателя приближались к этому моменту, становясь все более похожими.«

Конечно, каждый автопроизводитель работает как над трансмиссией, так и над полной производительностью автомобиля от крыши до ремонта шин.

Но Mazda делает ставку на то, что огромные инвестиции ее основных конкурентов в электромобили, HEV, топливные элементы и другие передовые технологии могут ограничить их краткосрочные инвестиции в ДВС, трансмиссии, кузова и шасси настолько, чтобы можно было получить ключевые конкурентные преимущества и выполнить требования CAFE во многих случаях. -улучшенные обычные силовые агрегаты. По крайней мере, в течение следующих нескольких лет, пока Mazda также не придется электрифицировать, чтобы соответствовать стандартам CAFE.

Что мешает другим скопировать то, что сделала Mazda? Автопроизводитель заявляет, что у него есть около 150 патентов на каждую деталь того, что заставляет его двигатель Skyactiv работать.

Driven: Mazda Skyactiv Technologies — извилистая дорога

Сейт Миерсма, Рекс Рой

16 августа 2011

—Ванкувер, Британская Колумбия

Mazda приступила к осуществлению программы технического прогресса, которая весьма примечательна и немного утомительна, чтобы осознать все за один присест.Компания приближается к завершению проекта, начатого около пяти лет назад, главной целью которого было сделать свои автомобили более чистыми и эффективными, не отказываясь при этом от энтузиазма, присущего моделям Mazda до сих пор.

Результатом этого проекта стала группа технологий, названных одним и тем же названием Skyactiv — точка соприкосновения идеала проектирования с чистого листа, когда инженеров поощряли «тянуться к небу». Skyactiv теперь характеризует новые разработки двигателей, трансмиссии, кузова и шасси.

Фактически, Mazda выполнила так много значительных инженерных работ, что представители компании захотели сообщить общественности, прежде чем полноценный автомобиль Skyactiv будет готов к работе в прайм-тайм. Таким образом, хотя американские потребители увидят некоторые плоды этих усилий очень скоро — Mazda3 2012 модельного года будет использовать бензиновый двигатель Skyactiv-G, — первый «полный» автомобиль Skyactiv будет доступен только после запуска модели. новый CX-5 в 2012 году. Кроме того, у нас не было серийных автомобилей, которые мы могли бы протестировать.

Итак, у нас есть мулы. Потрясающие, обмотанные изолентой, на болтах, на молнии, с включенными сигнальными лампами, тестовые мюли. По сути, мы использовали основы Skyactiv, которые были облачены в кузов Mazda6 текущего поколения. Для истинного автомобильного фаната в душе это было так же увлекательно, как вождение нового суперкара. Действительно.

Также захватывающим было подтверждение новостей о том, что Mazda представит свой дизельный двигатель Skyactiv-D на рынке США. Учитывая, как много удовольствия мы получили от вождения (читайте дальше), мы думаем, что у Volkswagen наконец-то есть настоящая борьба.

Skyactiv-D

Skyactiv-D стоит особняком как убийца Mazda, парадоксальная инновация всей инициативы Skyactiv.

В течение многих лет дизельные двигатели получали выгоду от увеличения степени сжатия и давления в цилиндрах. В нынешнем 2,2-литровом дизельном двигателе Mazda (никогда не выпускавшемся в США) уже используется относительно низкая степень сжатия 16,3: 1, но для поддержки все еще высокого давления по-прежнему используются компоненты для тяжелых условий эксплуатации. Другие дизельные двигатели имеют более высокую степень сжатия до 23: 1.

Зная, что NOx и сажа являются проблемами, связанными с более высокой степенью сжатия, Mazda отказалась от этой тенденции. Инженеры придумали концепцию легкого дизельного двигателя, который, по их оценкам, обеспечит 20-процентное увеличение экономии топлива при соблюдении стандартов выбросов EU6. И все это без какой-либо дополнительной обработки более сложное, чем стандартный катализатор окисления дизельного топлива и сажевый фильтр.

Для достижения этих целей необходимо еще больше снизить давление в цилиндрах.

Идея пониженной степени сжатия не обошлась без проблем.Например, дизели с низкой степенью сжатия плохо запускаются и работают при низких температурах. Умный и тщательный инжиниринг позволил решить эти проблемы.

Во-первых, степень сжатия нового Skyactiv-D составляет всего 14: 1, что является самым низким показателем среди всех современных дизельных двигателей. Ведущий дизельный инженер Mazda Цуеши Гото объяснил, что низкая степень сжатия помогает предотвратить образование NOx и сажи, обеспечивая более полное смешивание воздуха и топлива в камере сгорания. Дизели с высокой степенью сжатия имеют тенденцию к воспламенению до того, как смесь воздух / топливо полностью смешается.Максимальное давление сгорания составляет 1860 фунтов на квадратный дюйм (30 кг / см2), что на 20 процентов ниже, чем у нынешнего дизельного двигателя 2.2.

Более низкое давление в цилиндрах также снижает вероятность преждевременного зажигания, что помогло инженерам Mazda лучше контролировать процесс зажигания. В Skyactiv-D заряд воспламеняется в верхней мертвой точке, а не чуть позже в дизелях с высокой степенью сжатия. Это позволяет увеличить рабочий ход, повышая эффективность.

В 2,2-литровом четырехцилиндровом двигателе используется битурбонаддув.Небольшой агрегат обеспечивает быстрый отклик дроссельной заслонки ниже 2500 об / мин, когда клапан в выпускном коллекторе перемещает газы в сторону турбины большего агрегата.

Топливо поступает в каждый цилиндр через пьезо-форсунки с несколькими отверстиями, на которые подается давление 2200 фунтов на квадратный дюйм. Mazda использует стратегию стратифицированного впрыска, которая использует до восьми топливных импульсов на рабочий такт.

Еще одним преимуществом более низкой степени сжатия является меньшая физическая нагрузка на конструкцию двигателя и вращающийся узел. Благодаря уменьшению нагрузки внутренние детали двигателя могут быть в целом легче.Таким образом, двигатель Skyactiv-D весит на 20 кг меньше, чем нынешний дизельный двигатель, включая критическое 20-процентное снижение массы вращения.

При этом мощность и крутящий момент

не ухудшаются. В форме прототипа Skyactiv-D генерирует 170 лошадиных сил и 310 фунт-фут крутящего момента, по сравнению со стандартными производственными 2,2-литровыми двигателями мощностью 148 лошадиных сил и 270 фунт-фут.

Еще одним преимуществом низкой компрессии Skyactiv-D является расширение диапазона мощности двигателя. Двигатель развивает полезную мощность до уровня бензиновых 5000 об / мин, когда стандартные дизели выходят из строя примерно после 3500 об / мин.Впечатляет то, что новый дизель также развивает большую мощность на более низких оборотах — примерно на 50 фунт-футов при 1200 оборотах в минуту, чем старый 2.2.

То, что инженеры Mazda так упорно и новаторски работали над созданием такого чистого и эффективного дизеля, достойно восхищения. То, что они также создали двигатель, который представляет реальный интерес для водителей-энтузиастов, довольно волшебно.

У нас не было проблем с отстаиванием немногих автомобилей с дизельным двигателем, представленных на рынке США — они, как правило, доставляют массу удовольствия от вождения в большинстве ситуаций.Но, несмотря на захватывающий крутящий момент, который предлагает дизель и который нам нравится, правда в том, что типичные для дизеля низкие красные линии (и сопутствующее отсутствие звукового удара), как правило, немного уводят нас от впечатлений.

Итак, хотя добавленный крутящий момент на низких оборотах и ​​дополнительное ворчание в целом очень ценится, мы утверждаем, что реальным преимуществом здесь является более длинный диапазон оборотов. Во время нашего короткого тест-драйва мула Skyactiv-D мы быстро увидели, что двигатель обеспечивает достаточно ровное ускорение, чтобы конкурировать с большинством основных седанов с двигателем V-6, на которых мы ездили.Битурбо-установка действительно убила любое ощущение отставания на низких оборотах, в то время как тяга на средних оборотах была невероятно сильной.

Еще лучше то, что машина действительно звучала как машина с высокими характеристиками. Мы заметили типичный грохот дизеля на низких скоростях (хотя многое из этого можно отключить, когда автомобили находятся в серийной комплектации), но при полном открытии дроссельной заслонки выхлопная труба издавала сильный, громкий, нарастающий звук выхлопа. Мы были в равной степени ошеломлены и взволнованы, когда впервые услышали его, и громкий голос определенно заставлял нас стрелять Skyactiv-D на протяжении всего тест-драйва.

Skyactiv-G

Двигаясь в противоположном направлении от своего дизельного двигателя, Mazda Skyactiv-G с искровым зажиганием обладает самой высокой степенью сжатия среди всех серийных двигателей: 14: 1 для большей части мира, но 13: 1 для Северной Америки из-за нашей склонности. для низкооктанового бензина.

Даже 13: 1 — неплохие люди. Для справки, примите во внимание, что Ferrari 458 Italia имеет степень сжатия 12,5: 1, новый Hyundai GDI 5,0-литровый V-8 с 11.5: 1, а 2,4-литровая четверка Honda Si — только 11: 1.

Первокурсники инженерного факультета знают, что на каждый пункт увеличения компрессии мощность увеличивается примерно на три процента. Mazda использует этот прирост мощности для умеренного уменьшения рабочего объема.

По сравнению с нынешним 2,0-литровым бензиновым двигателем Mazda, новый Skyactiv-G обеспечивает 15-процентное улучшение крутящего момента и 15-процентную экономию топлива. Это ставит новый G в один ряд с расходом некоторых 2,2-литровых дизельных двигателей.

Изменения, внесенные для обеспечения более высокой степени сжатия, не так фундаментальны, как дизель, но они существенны. Например, выхлопная система 4-2-1 обеспечивает более эффективную очистку. Система изогнутого типа с длинными трубками размещает катализатор на достаточном расстоянии от выхлопных отверстий.

Прямой впрыск также важен для работы с высокой степенью сжатия. Форсунки соленоидного типа с шестью отверстиями на сопло помогают реализовать стратегию расслоенного заряда. Форсунки могут производить два независимых распыления топлива за такт.Полость поршня дополнительно способствует плавному начальному разрастанию пламени, что предотвращает детонацию.

Чтобы уменьшить потери на охлаждение, Skyactiv-G использует небольшой диаметр отверстия 83,5 мм по сравнению с 87,5 мм в нынешнем 2,0-литровом двигателе. Резко подскочил термический КПД. Это изменение также помогло команде Mazda использовать поршни, которые были на 20 процентов легче, шатуны на 15 процентов легче, а шейки коленчатого вала были на 6–8 процентов уже. Внутреннее трение также снизилось на 30 процентов.

Регулировка фаз газораспределения также влияет на чистый выигрыш в эффективности.Новые электрические фазовращатели распредвала выполняют стандартные регулировки фаз газораспределения, а также позволяют Skyactiv-G работать в эффективном цикле Миллера в условиях низкой нагрузки.

Для сравнения с нашим 2,0-литровым «мулом» Skyactiv-G, Mazda привезла с собой нынешнюю Mazda6 североамериканской спецификации с 2,5-литровым «четверкой».

Справедливо сказать, что разница между новым двигателем и предыдущим двигателем была менее заметна в группе бензиновых двигателей, чем в группе дизельных горелок, но это само по себе довольно примечательно.Спустившись на пол-литра рабочего объема, Skyactiv-G чувствовал себя не менее мощным, чем его предшественник, но при этом ему хотелось набирать обороты и быстрее реагировать на запросы нашей правой ноги. Более крупный, старый двигатель, возможно, предлагал чуть больше срочности на низких оборотах, с большим крутящим моментом, но едва ли достаточным дополнительным, чтобы компенсировать его общее отсутствие изысканности и эффективности по сравнению с новым двигателем G.

Skyactiv Механическая коробка передач

Конечно, многие талантливые двигатели были заблокированы для энтузиастов из-за некачественной трансмиссии.Таким образом, программа Mazda Skyactiv включала разработку новой шестиступенчатой ​​коробки передач, которая идеально сочеталась бы с впечатляющими силовыми установками. Две версии этого MT удобно соответствуют требованиям к крутящему моменту двигателей Skyactiv-G и –D.

Команда хотела коробку передач, которая переключалась бы как стандартное устройство в MX-5 Miata. Все началось с того, что в текущем руководстве было сокращено время переключения передач на 5 мм. Диапазон переключения для устройства теперь составляет всего 45 мм (1,8 дюйма).

Внутренний механизм переключения передач использует силу тяжести, чтобы ускорить переключение на пониженную передачу и снизить нагрузку на нее.

Вес увеличился за счет более компактной трансмиссии за счет того, что первая передача и задний ход были спроектированы так, чтобы использовать одну и ту же передачу холостого хода. Кроме того, вторая и третья шестерни используют одну и ту же входную шестерню, что позволяет уменьшить длину вторичного вала на 20 процентов. Общий вес снизился на 24,2 фунта по сравнению со старым устройством.

Будучи давними поклонниками устройства переключения передач MX-5, мы были так же взволнованы, чтобы опробовать новый Skyactiv MT, как и новые двигатели, если честно. Конечно, мы не совсем ожидали, что простое управление новой трансмиссией окажется гораздо более сложной задачей, чем мы надеялись.

Видите ли, Mazda привезла свои прототипы из Японии для нашего тест-драйва в Ванкувере, а это означало, что все имеющиеся у нас мулы Mazda6 были автомобилями с правым рулем. Теперь управлять недостроенным тестовым мулом за очень короткий промежуток времени, чтобы получить впечатления от вождения о новых технологиях, само по себе немного сложно. Совершенно другое дело — сделать это на неправильной стороне машины, в пробке в центре Ванкувера, не съехать не в ту полосу и не подрезать ничего не подозревающее зеркало бокового обзора.

Со всем этим в качестве предисловия: мы достаточно научились ездить по встречной дороге, чтобы задуматься о новом механическом шестерённом двигателе. Устройство хоть и не такое быстрое, как коробка передач MX-5, но достаточно быстрое, чтобы стать одним из лучших в своем классе. Легкие, легко точные броски сочетаются с прочной, но не тяжелой муфтой для переключения передач, что действительно первоклассно.

Нам нужно больше времени с МТ, чтобы иметь возможность правильно ранжировать его, но ранние результаты в подавляющем большинстве случаев положительны.

Skyactiv Автоматическая коробка передач

Инженеры Mazda намеревались создать автомат с более быстрым переключением, который соответствовал бы эффективности современных коробок передач с двойным сцеплением.

Их путь включал использование гидротрансформатора меньшего размера, который работает только для того, чтобы привести автомобиль в движение из состояния покоя и скорости ниже шести миль в час. Преобразователь остается заблокированным во время всего остального движения. В цикле экономии топлива в США преобразователь заблокирован в 88% случаев, что помогает улучшить экономию топлива на 4-7%.

Многодисковое сцепление более эффективно управляет малым дифференциалом скорости, чем у более крупного преобразователя крутящего момента.

Более быстрое переключение передач достигается за счет переработанного блока гидравлических соленоидов, который управляется встроенным блоком электроники. Одно- и даже тройное переключение на пониженную передачу происходит менее чем за 0,15 секунды, что быстрее, чем у некоторых современных DCT.

На дорогах вокруг Ванкувера новая 6-ступенчатая автоматическая коробка передач Skyactiv ехала в соответствии с рекламой. WOT обеспечил прямое и четкое переключение передач.Легкое управление дроссельной заслонкой привело к плавному, мягкому ускорению и удобному переключению передач. Логика переключения коробки передач также казалась надежной, и хотя мы пытались заставить ее споткнуться — попасть на неправильную передачу или задержать переключение из-за нерешительности электроники и гидравлики, — новая трансмиссия работала безупречно. Особенно впечатляющим было переключение на пониженную передачу с несколькими передачами, которое стало возможным благодаря тому, что все входные шестерни были на одном валу.

Конечно, о нашем дне тест-драйва можно было бы написать гораздо больше.Но факт в том, что многое из того, что мы испытали, вполне могло измениться. (Мы, , умоляли сотрудников Mazda оставить рулевую настройку — это было так хорошо, но мы не можем быть уверены, что они прислушаются к нашему совету.) Более того, потому что наш предписанный маршрут был таким прямым, и поэтому Короче говоря, у нас не было особой возможности разобраться в особенностях обработки. Независимо от того. Если серийные версии автомобилей Skyactiv демонстрируют такую ​​же приверженность основной философии Zoom-Zoom (другими словами: удовольствие от вождения), как и эти тестовые модели, мы в очень хорошей форме.

(PDF) Повышение мощности двигателя и топливной экономичности за счет использования технологии Mazda SKYACTIV

1. Введение:

Повышение эффективности двигателя — основная цель всех автопроизводителей и инженеров, которые

хотят разработать новую линейку двигателей, но есть является большим препятствием на пути к этому,

, который представляет собой выбросы двигателя и его опасное воздействие на здоровье людей, прилагаются многочисленные усилия

, чтобы соответствовать растущим нормам экономии топлива путем снижения выбросов двигателя

без ущерба для здоровья. мощность двигателя и топливная экономичность.

В последние годы Mazda разработала новую технологию, которая внесла несколько изменений в базовую характеристику двигателя

, чтобы достичь этой страсти — иметь двигатель с высокой топливной экономичностью

и низким уровнем выбросов, эта технология называется SKYACTIVE, она состояла из Для бензиновых и дизельных четырехцилиндровых двигателей

эти двигатели выжимают больше энергии из топлива за счет увеличения такта сжатия

, как для двигателей GDI, что приводит к повышению топливной экономичности.

2. Бензиновые двигатели:

В двигателях SKYACTIVE-G степень сжатия повышена до 14: 1 для топлива премиум-класса, что означает, что двигатель

будет использовать большую мощность из топлива из-за большего расширения, которое происходит, когда топливо

сгорание, что приводит к более высокой топливной экономичности, а с высокой степенью сжатия тепловая эффективность двигателя

увеличится, Mazda3 2012 года с SKYACTIV-G 2.0L несла

US EPA с рейтингом экономии топлива 40 миль на галлон (5.88 л / 100 км) по шоссе и 28 миль на галлон по городу (8,4 л / 100

км) [1].

Всегда Высокая степень сжатия вызовет перегрев в камере сгорания, а

в конечном итоге приведет к преждевременному самовоспламенению (детонации), чтобы снизить температуру до

Избегайте детонации двигателя, Mazda Developed a long 4 -2-1 выхлопная система для уменьшения остаточных газов

, удлиненные трубы должны удерживать импульсы горячего выхлопа, которые вытягиваются за счет такта впуска

других цилиндров, поэтому температура в камере сгорания падает.

Как показано на рисунке 2, если количество остаточного газа уменьшается с 8% до 4%, расчетная температура при

ВМТ сжатия

останется неизменной даже при увеличении степени сжатия

с 11: 1 к 14: 1. [3]

Рис.1: Выхлопная система 4-2-1 [4]

Mazda ускоряет двигатель нового поколения Разработка SKYACTIV TECHNOLOGY

Mazda использовала Simulink и Model-Based Calibration Toolbox для определения планов испытаний, разработки статистических моделей и создания оптимальных калибровок для двигателя SKYACTIV-D.Они использовали те же продукты для разработки статистических моделей для SKYACTIV-G и выполнения аппаратного моделирования логики управления двигателем.

Mazda использовала Model-Based Calibration Toolbox для разработки оптимизированного плана испытаний двигателя SKYACTIV-D на основе плана экспериментов. План включал только контрольные точки, необходимые для характеристики характеристик двигателя и реакции на выбросы, что сводило к минимуму время испытаний.

После проведения тестов на испытательной ячейке инженеры использовали Model-Based Calibration Toolbox для импорта измеренных данных и разработки статистических моделей реакции двигателя.

Используя инструмент Calibration Generation (CAGE) в Model-Based Calibration Toolbox и интерфейс оптимизации на основе MATLAB, разработанный собственными силами, команда произвела оптимальные калибровки из моделей двигателей.

Чтобы определить реалистичную рабочую область для моделирования, оптимизации и оценки встроенной модели, они использовали Model-Based Calibration Toolbox для создания модели границ.

С помощью Model-Based Calibration Toolbox инженеры Mazda создали встраиваемые модели, включая модель максимального давления в цилиндре, используемую в серийном ЭБУ SKYACTIV-D.

Для одного и того же блока управления двигателем они сгенерировали общую массу впрыскиваемого топлива как функцию нескольких переменных рабочей точки. Эта модель использовалась с моделью температуры выхлопных газов, также созданной с помощью Model-Based Calibration Toolbox, для повышения надежности и производительности модели топливной массы.

Двигатели

SKYACTIV-D соответствуют строгим европейским и японским стандартам выбросов и устанавливаются на серийные автомобили, включая Mazda CX-5.

Инженеры, работающие над двигателем SKYACTIV-G, разработали статистическую модель расхода топлива двигателем с помощью Model-Based Calibration Toolbox.Они экспортировали эту модель в Simulink для использования при разработке, отладке и HIL-симуляции логики управления двигателем. Модель была повторно использована при моделировании расхода топлива автоматической трансмиссии, что еще больше снизило затраты на разработку модели.

Объяснение бензинового двигателя Mazda Skyactiv-X SPCCI

Объявленный следующим большим достижением для бензиновых двигателей, гомогенное воспламенение от сжатия (HCCI) позволяет работать как в дизельном топливе, когда сжатие, а не искрообразование, сжигает обедненные смеси воздуха и бензина, что дает большую экономию топлива.По крайней мере, такова теория. Неустойчивый и сложный в управлении, полезное рабочее окно HCCI — и повышение эффективности — ограничено низкими нагрузками: холостым ходом или движением по шоссе. Более высокие обороты и более высокие нагрузки двигателя требуют, чтобы двигатели HCCI вернулись к искровому зажиганию, что является непредсказуемым и сложным процессом.

В течение многих лет проблемы HCCI означали, что производственные приложения ускользали от таких гигантов отрасли, как Hyundai, General Motors, Ford и Mercedes-Benz. Теперь крошечная Mazda, японский автопроизводитель, на долю которого приходится всего 2 процента мирового автомобильного рынка, заявляет, что к 2019 году выпустит в продажу газовый двигатель с воспламенением от сжатия.Двигатель Mazda Skyactiv-X технически не использует HCCI, обменивая это аббревиатурой на SPCCI, или зажигание, контролируемое свечой зажигания от сжатия. Если отбросить пустословие, конечный результат тот же — воспламенение обедненной топливовоздушной смеси от сжатия. Вот как это работает. Внимание, ботаник! Это сложно.

Подведем итоги: вот как работают двигатели

Понимание Skyactiv-X легче, если вы ознакомитесь с «всасыванием, сжатием, ударом, ударом» цикла сгорания Отто четырехтактного бензинового двигателя, работой дизеля и, наконец, HCCI.Давайте начнем с газового двигателя, который смешивает воздух и топливо во время такта впуска (поршень движется вниз в цилиндре) перед зажиганием его в конце такта сжатия (поршень движется вверх в цилиндре) с помощью свечи зажигания. Хлопнуть! Начинается рабочий такт, когда поршень возвращается вниз, энергия горящего топлива передается на коленчатый вал, вращая двигатель. Когда поршень снова поднимается, выпускной клапан открывается, и побочные продукты сгорания выталкиваются из камеры, и цикл возобновляется.

Дизельное топливо, с другой стороны, всасывает и сжимает только воздух во время тактов впуска и сжатия. Сгорание приурочено не к искре (у дизелей нет свечей зажигания), а к впрыску топлива в конце такта сжатия, которое сгорает из-за наличия более горячего газа, создаваемого более высокой степенью сжатия в цилиндре. Двигатель HCCI находится где-то посередине. Хотя он сочетает в себе смесь воздуха и бензина во время такта впуска, как в двигателе с циклом Отто, эта смесь самопроизвольно воспламеняется из-за сжатия, как в дизельном топливе.

Mazda SPCCI отличается от экспериментальных двигателей HCCI, которые более крупные автопроизводители продемонстрировали (но так и не запустили в производство) тем, что в нем используется свеча зажигания для управления событиями сгорания. Начиная с такта впуска в цилиндр подается сверхчистая топливно-воздушная смесь. Соотношение воздух / топливо варьируется, но всегда намного больше стехиометрического, или идеального соотношения воздух / топливо 14,7: 1, и настолько бедное, что не может быть воспламенено искрой — отсюда и необходимость воспламенения от сжатия. Перегородка на впускном отверстии создает завихрение в камере сгорания, заставляя первичную топливно-воздушную смесь обнимать стенку цилиндра.В конце такта сжатия вторая струя топлива впрыскивается прямо рядом со свечой зажигания, где она, как птица в глазу урагана, удерживается вихревой смесью и быстро воспламеняется от искры. Пламя распространяется от пробки наружу и вниз, создавая волну давления, движущуюся напротив поднимающегося поршня. Повышение эффективного давления в цилиндре (а не фронта пламени) приводит к сгоранию первичной топливно-воздушной смеси и запускает рабочий такт.

Mazda обеспечивает еще более точный контроль над сочетанием искрового и компрессионного воспламенения, изменяя волну давления пламени с помощью регулировки впрыска и момента зажигания.Изменения этой волны давления, конечно же, приводят к изменениям эффективного давления в цилиндрах, что делает Skyactiv-X де-факто двигателем с переменной степенью сжатия. Однако, в отличие от будущего двигателя Infiniti Variable Compression-Turbo, который механически изменяет степень сжатия (расчет основан на минимальном и максимальном объеме цилиндров), X имеет фиксированную степень сжатия, но меняет эффективных давлений каждого цилиндра.

Но как, черт возьми. . . ?

Естественно, SPCCI Mazda началась с попытки создать двигатель HCCI.Mazda быстро столкнулась с теми же проблемами, что и другие автопроизводители. Управление событиями однородного сгорания, которые в противном случае потенциально могут привести к преждевременному воспламенению, затруднено без синхронизированных по времени событий искры или впрыска, требующих жесткого контроля над количеством воздуха и топлива в цилиндре, а также давлением и температурой. Таким образом, HCCI не терпит более высоких оборотов двигателя и чрезвычайно чувствителен к колебаниям атмосферного давления, которые происходят с перепадами высоты или погодными условиями.

Сделайте это правильно, и HCCI будет работать хорошо, хотя и в мягких условиях вождения, с которыми мало кто когда-либо сталкивается при поездках между педалями и металлом.Переход обратно к брекетингу с искровым зажиганием. Узкие идеальные условия эксплуатации HCCI (низкие обороты двигателя и небольшая нагрузка) чреваты такими проблемами, как пропуски зажигания и нежелательное преждевременное зажигание или детонация. Используя искру для управления процессами, Mazda решает большинство этих проблем и расширяет рабочий диапазон компрессионного воспламенения (CI) до более высоких оборотов двигателя и даже умеренных нагрузок, например, ускорения. Самовозгорание все еще существует, но, по мнению инженера Mazda, это «хороший детонация» или детонация, которая инициируется или происходит во время рабочего такта.Сравните это с «сильной детонацией», то есть с преждевременным зажиганием во время такта сжатия, с которым взрываются двигатели. Предварительное зажигание и детонация — разные вещи, но в разговоре они часто меняются местами. Mazda может назвать одну «хорошей», но вам не нужно ни того, ни другого в вашем двигателе.

Еще одним ключом к более частому использованию CI является небольшой нагнетатель с ременным приводом, тип Рутса, который может подавать давление максимум около 7,0 фунтов на квадратный дюйм. Это не для увеличения мощности; вместо этого нагнетатель подает в двигатель больше воздуха для заданного количества топлива, сохраняя смесь достаточно бедной для воспламенения сгорания даже при более высоких оборотах двигателя.Он сцеплен таким образом, что может разъединяться на более низких оборотах двигателя, чтобы соотношение воздух / топливо не становилось слишком обедненным.

Охлаждаемая система рециркуляции выхлопных газов с электронным управлением (EGR), заимствованная у CX-9, помогает контролировать температуру сгорания, а серийный четырехцилиндровый двигатель Skyactiv-G имеет регулируемые фазы газораспределения на впускной и выпускной сторонах. , система SPCCI заменяет гидравлическое срабатывание выхлопа G на более быстрое электрическое управление (как и G, он также использует электронное срабатывание для стороны впуска).Поскольку отсутствие перекрытия клапанов при работе CI может усложнить очистку выхлопных газов, и поскольку второй впрыск топлива во время SPCCI почти сразу воспламеняется, как топливо, впрыскиваемое в дизельный двигатель, Mazda требовался способ минимизировать образование сажи. Решение? Система впрыска топлива под высоким давлением, которая помогает при втором впрыске топлива быстрее распыляться для более чистого сгорания.

Whizbangery SPCCI, установленный на 2,0-литровом рядном четырехцилиндровом двигателе, дает около 190 лошадиных сил и 207 фунт-фут крутящего момента.Сравните это с 2,0-литровым двигателем Skyactiv-G нынешней Mazda 3 с его 155 «пони» и 150 фунт-фут. Mazda также обещает на 30 процентов большую эффективность, и не только в циклах испытаний топливной экономичности EPA. Нам показали графики, сравнивающие расход топлива при разных оборотах двигателя и нагрузках как для Skyactiv-G, так и для нового Skyactiv-X, и хотя эффективная зона G выглядит как небольшой промежуток между нагрузкой на двигатель и осями оборотов, эффективная зона X выглядит как будто кто-то уронил на эту штуку большую шарик мороженого.Он просто более эффективен в более широком диапазоне скоростей и нагрузок, поскольку может работать в модифицированном режиме CI.

Значимость корпоративного акцента Mazda на удовольствии от вождения очевидна. Инженеры говорят нам, что передаточные числа имеют гораздо меньшее влияние на эффективность X, чем на G, позволяя использовать более короткие передаточные числа, которые улучшают отзывчивость, одновременно побуждая двигатель оставаться в экономичном режиме CI с более низкими нагрузками. Но разве более быстрое вращение двигателя не вредно для экономии топлива? Помните, Mazda может подавать достаточно воздуха в двигатель через нагнетатель на более высоких оборотах, чтобы поддерживать достаточно бедную топливно-воздушную смесь для случая CI.Даже в режиме искрового зажигания X использует очень бедную топливную смесь и цикл Аткинсона (или цикл Миллера, если нагнетатель включен), в котором впускной клапан закрывается в конце такта сжатия, чтобы максимизировать эффективность мощности (расширение) Инсульт.

Из-за отсутствия более тяжелого блока цилиндров, последовательного турбонагнетателя и дополнительного оборудования по выбросам, которое увеличивает стоимость 2,2-литрового дизельного двигателя Mazda Skyactiv-D, X считается лишь немного дороже в сборке, чем Skyactiv-G.В виде прототипа X не имеет ничего общего с Skyactiv-G, хотя большая часть магии по-прежнему заключается в программном обеспечении X. Существуют предварительно загруженные карты двигателя для того, что должно произойти — с использованием искрового зажигания, CI или их смеси — при заданных положениях дроссельной заслонки, частоте вращения двигателя и нагрузках. На практике компьютер сравнивает показания датчика детонации каждого цилиндра с этими базовыми настройками и вносит любые необходимые корректировки в соотношение воздух / топливо и систему рециркуляции отработавших газов.

Необходимо решить некоторые проблемы, а именно шум, создаваемый так называемым «хорошим» стуком при переходе от искрового зажигания к воспламенению от сжатия, а также при окончательной настройке системы управления двигателем и испытаниях на долговечность.Но у Mazda есть два года, чтобы понять это правильно. На данный момент у него есть работающий бензиновый двигатель с воспламенением от сжатия и четкий план по продаже этого двигателя в качестве опции премиум-класса по сравнению с его вездесущим Skyactiv-G. Маленькая компания может быть относительно скудной, но, как и Skyactiv-X, она работает плохо.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.

No related posts.