Представители известной японской автомобильной компании Mazda придерживаются единого мнения, что не имеет никакого смысла тратить денежные средства на какие бы то ни было новые изобретения, если потенциал имеющихся технологий еще не успел себя полностью исчерпать. Именно по этой причине ими и были разработаны передовые технологии SKYACTIV.
Как сказал вице-президент Европейского центра научно-технических разработок Mazda Хироюки Мацумото, главная цель компании - создание двигателя внутреннего сгорания, максимально приближенного к идеальному с точки зрения экологичности и экономичности.
Бензиновый мотор Skyactiv-G изготовлен на основе MZR 2.0. Двигатель остался атмосферным, но почти все основные составляющие имеют серьёзную доработку.
К основным преимуществам бензинового двигателя СайАктив можно отнести:
1) самый высокий уровень сжатия (четырнадцать к одному), предоставляющий возможность существенного сокращения расхода бензина и, соответственно, существенного увеличения крутящего момента;
2) наличие удлинённой выпускной системы с конфигурацией 4-2-1, что, в свою очередь, позволяет избежать нежелательной циркуляции горячих выхлопных газов между цилиндрами;
3) наличие возможности регулировки фаз газораспределительного механизма, что, в свою очередь, позволяет сократить так называемые насосные потери почти на двадцать процентов;
4) наличие возможности регулировать впрыск, что, в свою очередь, позволяет существенным образом сократить степень детонации возникающей от чрезмерно высокой степени сжатия в цилиндрах;
5) уменьшенный диаметр цилиндра, благодаря которому существенным образом сокращаются потери тепла;
6) углубленное днище поршней, благодаря которому обеспечивается более эффективное сгорание смеси;
7) наличие большого количества распылителей в форсунках, за счет которого существенным образом улучшается образование смеси;
8) снижение массы мотора с технологией СкайАктив почти на десять процентов.
Всего этого специалистам компании Мазда удалось добиться благодаря сокращению массы, увеличению уровня жесткости, сокращению степени трения, а также улучшению процедуры сгорания. Но это же всем известные методы, скажите вы. Да, но специалисты компании Мазда, используют свой уникальный подход. Они не используют абсолютно никаких гибридных приводов, абсолютно никаких сложных электрических систем, а также абсолютно никаких дорогостоящих материалов. Они просто оптимизировали рабочий процесс, доведя до совершенства уже имеющиеся технологии.
{youtube}https://youtu.be/KOYOxrlnAXc{/youtube}
Блок цилиндров двигателя изготовлен из лёгкого алюминиевого сплава.
Поршни Skyactiv-G имеют короткую юбку, покрытую специальным составом для уменьшения трения, и стали легче на 20%. Благодаря особой форме поршней, удалось растянуть процесс сгорания смеси и понизить тем самым температуру.
Для снижения трения используются поршневые кольца с меньшим усилием разжатия.
Шатуны благодаря оптимизированной форме уменьшили вес на 15% и стали более компактны, что снизило силы инерции. В целом благодаря нововведениям на 30% снизилось внутреннее трение деталей двигателя. В новом ДВС так же уменьшили толщину вкладышей и вес коленвала.
В выпускной системе использован хорошо просчитанный удлинённый коллектор схемы 4-2-1, хорошо известный любителям спортивного тюнинга. Эта схема позволила устранить заброс горячих газов в парные цилиндры. При более коротких коллекторах отработавшие газы из цилиндров успевают проникнуть в камеру сгорания соседнего цилиндра до того, как закроется клапан, а если катализаторы имеют необоснованно большую длину, катализатор будет дольше прогреваться до рабочей температуры. А так как удлинение выпускного коллектора отодвинуло катализатор, инженерам Mazda пришлось потрудиться с настройками компьютера.
Резюмируя можно сказать, что двигатель СкайАктив это самый эффективный двигатель внутреннего сгорания на сегодняшний день для автомобилей массового производства.
Автоматическая коробка переключения передач марки SKYACTIVE-DRIVE
К главным преимуществам автоматической коробки переключения передач марки SKYACTIVE-DRIVE можно отнести следующее:
1) существенное улучшение экономии топлива;
2) наличие прямого отклика от педали газовой педали;
3) невероятно удобная система ускорения;
4) переключение передач происходит плавно.
Кроме того, автоматическая коробка переключения передач марки SKYACTIVE-DRIVE способна динамически реагировать на изменения нагрузки, оказываемой на мотор при малой скорости движения транспортного средства. Это, в свою очередь, позволяет существенным образом сократить уровень расхода топлива. В качестве же главной составляющей автоматической коробки переключения передач марки SKYACTIVE-DRIVE является шестиступенчатый гидротрансформатор, который обладает всем, что необходимо для блокировки сцепления всех шести передач одновременно. По сравнению с пятиступенчатой автоматической коробкой переключения передач степень блокировки сцепления была увеличена с 64% до 89%.
{youtube}https://youtu.be/RSdZvN1iEgc{/youtube}
Благодаря всем этим изменениям самая обычная автоматическая коробка переключения передач стала более отзывчивой. Тем самым существенным образом увеличилось ее сходство с коробкой переключения передач механического типа.
xn----ttbdbmti3b1f.xn--p1ai
Борта автомобилей в последнее время запестрели изящными шильдиками типа «Блю моушн», «Блю эффишнси», «Эффишнт дайнемикс», «Экобуст»… Все эти красивые, но непонятные названия скрывают в себе в общем-то один смысл: двигатели таких машин в разной степени «придушены» электроникой, чтобы меньше гадили в атмосферу. Как следствие, ощущение от вождения такого автомобиля частенько никак не сообразуется с его заявленной мощностью. Конструкторы «Мазды» же додумались до неординарной мысли — повышение эффективности работы мотора и других автомобильных агрегатов, оказывается, позволит достичь той же цели!
Современный ДВС использует свой потенциал не более чем на 30% — в первую очередь, за счет тепловых потерь. Отбросив миф об их неизбежности, японцы повысили в бензиновом двигателе «Скай-Актив-G» степень сжатия до спортивных 14 единиц. Детонацию удалось побороть с помощью специального длинного выпускного коллектора, препятствующего возвращению отработавших газов в камеру сгорания, поршней с выемками в днищах, форсунок впрыска с большим количеством распылителей и прочих технических ухищрений. Это дало 15% прироста крутящего момента и настолько же снизило расход топлива.
В турбодизеле «Скай-Актив-D» степень сжатия наоборот была до тех же самых 14-ти понижена, чтобы растянуть фазу расширения газов в процессе сгорания. В результате аппетит двигателя сократился на 20%, а объем вредных выбросов соответствует даже еще не введенным нормам Евро-6, причем без использования дополнительных нейтрализаторов. Стабильный холодный пуск — ахиллесова пята многих дизелей — обеспечивается регулировкой высоты подъема клапанов.
Не избежали коренной переделки коробки передач. Автоматическая «Скай-Актив-Драйв» с широчайшим диапазоном блокировки на всех шести ступенях обзавелась новым малогабаритным гидротрансформатором, а освободившееся место было отдано более крупному демпферу и многодисковой муфте блокировки. Помимо плавного переключения передач и быстрого отклика на педаль газа, «автомат» позволяет экономить до 7% топлива. Механическая коробка с укороченным промежуточным валом обошлась без отдельной оси для шестерни задней передачи и потеряла в весе от 7 до 16% — в зависимости от версии.
Кузов «Скай-Автив-боди» стал прочнее и безопаснее, но при этом легче. Его жесткость повысилась на 30% за счет использования элементов рамы максимально прямой формы и четырех «обвязочных» поясов, присоединяемых к усилителям с помощью клея. Несущие элементы изготавливаются из тонкой высокопрочной стали, поэтому «Скай-Актив» будущей модели «Мазда-6», например, легче кузова современного ее воплощения на 20 кг. Значительно вырос уровень безопасности: при фронтальном столкновении энергия поглощается по трем направлениям: к передним стойкам, к силовым элементам днища и средним частям боковин кузова.
И, наконец, «Скай-Актив-шасси» обеспечивает превосходную управляемость. Масса подвески меньше предыдущей версии на 14%, что благотворно сказывается на поведении автомобиля. Увеличив угол продольного наклона оси поворота колеса, конструкторы добились повышения устойчивости на высокой скорости — теперь колеса с большим желанием стремятся вернуться к прямолинейному движению.
Все эти «Скай-Активы» будут использоваться на автомобиле только в комплексе. Машины с этими технологиями начнут продавать в Европе в 2012-м, хотя в Японии «Мазда-Демио» с 1,3-литровым двигателем и «Мазда-3» с агрегатом объемом 2 л появятся до конца года. В Россию «Скай-Актив» пожалует в образе CX-5 с 2-литровым бензиновым мотором.
Японцы надеются создать автомобиль, не уступающий по экономичности и экологичности гибридам. К 2015 году за счет «Скай-Актив» они обещают добиться 30-процентной экономии топлива для всех моделей «Мазды» по сравнению с уровнем 2008 года. При этом цена окажется доступной не только для экстравагантных олигархов, в отличие от нарочито зеленых конкурентов.
Мы решили:
Технология «Скай-Актив» сулит ощутимое снижение расхода топлива и уровня вредных выбросов. При этом вам не придется поступаться драйверскими возможностями автомобиля. Правда, как любое усложнение конструкции, она наверняка отразится на цене машины и стоимости обслуживания.
Посмотрите все фото и видео, которые нравятся нашим пользователям.
Подпишитесь на автоновости на нашем канале в Яндекс Дзен
Ошибка в тексте? Выделите её мышкой! И нажмите: Ctrl + Enter
www.zr.ru
Маркетологи компании Mazda в свое время преподносили двигатель Скайактив сродни технологическому прорыву. За годы установки агрегатов на CX-5, Mazda 3, 6, CX-3, CX-9 покупатели убедились, что технология Skyactiv не уменьшает ресурс двигателя и не приносит каких-либо серьезных проблем. Но можно ли считать принцип работы чем-то новым в мире двигателестроения? Рассмотрим основные особенности устройства и работы моторов на основе цикла Аткинсона-Миллера.
Цикл Миллера наиболее близок идейно к термодинамическим процессам, на которых построен принцип работы бензиновых двигателей серии Скайактив. Задумывая создать симбиоз преимуществ цикла Аткинсона с обычным поршневым механизмом двигателя Отто, Ральф Миллер предложил увеличить геометрическую степень сжатия за счет уменьшения фазы впуска. Для этого, по задумке инженера, нужно было либо закрывать впускной клапан задолго до подхода поршня к НМТ на такте впуска, либо открывать позже начала такта.
Особенность работы моторов Skyactiv заключается в позднем закрытии впускных клапанов. Это значит, что когда поршень уже движется к ВМТ на такте сжатия, впускные клапаны еще находятся в открытом состоянии, поэтому часть поступившего в цилиндры заряда выталкивается обратно во впускной коллектор. Ограничивая фазу впуска, мы получаем возможность снизить давление в цилиндре на подходе поршня к ВМТ, увеличив при этом геометрическую степень сжатия двигателя.
Заявленная степень сжатия моторов Mazda серии Skyactiv – 14:1, что довольно много, если учитывать среднестатистические характеристики ДВС цикла Отто (9-12:1, в зависимости от степени форсировки). Но в рекламных брошюрах часто не вдаются в подробности и не указывают, что речь идет о геометрической степени сжатия. Соотношение 14:1 показывает, во сколько раз объем надпоршневого пространства цилиндра при положении поршня в НМТ больше объема камеры сгорания. Но для работы двигателя гораздо важнее фактор фактической степени сжатия. Он показывает кратность превосходства объема надпоршневого пространства после закрытия впускных клапанов к объему камеры сгорания.
За счет того, что впускные клапаны моторов Скайактив закрываются с большим запозданием и часть ТПВС выталкивается обратно во впуск, фактическая степень сжатия приближается к 11-12:1. Эти показатели хоть и довольно высокие для бензиновых моторов, но не являются чем-то сверхординарным в современном мире двигателестроения.
Для предотвращения разрушительных последствий детонации принимается целый комплекс мер, среди которых:
Главное преимущество использования модифицированного цикла Аткинсона-Миллера – более эффективное преобразование энергии расширяющихся газов в цилиндре. За счет большей геометрической степени сжатия на такте рабочего хода поршень под действием выхлопных газов преодолевает большее расстояние, что и повышает тепловую эффективность мотора. Проблема ДВС цикла Отто в том, что увеличивая рабочий ход, мы увеличиваем и ход поршня на такте сжатия, что неминуемо приводит к чрезмерному повышению давления и возникновению детонации. Фактическая степень сжатия такого двигателя ограничивается детонационной стойкостью топлива.
В моторе Skyactiv-G эта проблема решается поздним закрытием выпускных клапанов. В итоге при одинаковой степени сжатия ТПВС мы имеем большую степень расширения (газы дольше толкают поршень к НМТ). Именно таким образом достигается повышение КПД.
Побочный эффект такого принципа работы – потеря пиковой выходной мощности. Двигатель Skyactiv-G крайне экономичен, но из-за ухудшения наполняемости цилиндров в режиме средних и низки оборотов моторы имеют меньшую удельную мощность. Именно поэтому атмосферные двигатели Mazda при схожих мощностных характеристиках с турбированными ДВС цикла Отто имеют больший объем, что сказывается на размерах и массе блока цилиндров, ЦПГ, шатунов, коленчатого вала. Установка механического нагнетателя – один из способов решения данной проблемы.
Стоит отметить, что по циклу Аткинсона-Миллера мотор Skyactiv-G работает только в режимах низких, средних оборотов и малой нагрузке. В остальном диапазоне его принцип работы не отличается от привычных ДВС цикла Отто.
Для современных ДВС цикла Дизеля характерна степень сжатия порядка 16-18:1. В силовых агрегатах Skyactiv-D конструкторы пошли путем уменьшения соотношения к 14:1. Снижение давление в цилиндре в конце такта сжатия позволило раньше впрыскивать топливо, что способствует лучшему перемешиванию дизеля с разогретым от сжатия воздухом. За счет раннего впрыска повышается степень расширения газов, что позволяет эффективней преобразовывать тепловую энергию в механическую.
Для улучшенного холодного запуска разжатые дизельные двигатели оборудуются усовершенствованными свечами накаливания. В режиме прогрева система гибкого управления выпускными клапанами позволяет подмешивать на такте впуска некоторое количество выхлопных газов.
Для повышения мощности и крутящего момента моторы Skyactiv-D, построенные на базе турбодизеля MZR-CD, оборудуются двойным турбонаддувом. Маленькая и большая турбины дают прибавку в тяге как на низких, так и на высоких оборотах. Увеличить мощность и снизить расход топливо удалось еще и за счет уменьшения механических и гидравлических потерь. Снижение степени сжатия заметно уменьшает нагрузку на детали двигателя. Благодаря эффективному сгоранию топливной смеси инженеры Мазда не спешат устанавливать каталитические нейтрализаторы, систему AdBlue.
ymp3.ru
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.
avtoexperts.ru
Представители известной японской автомобильной компании Mazda придерживаются единого мнения, что не имеет никакого смысла тратить денежные средства на какие бы то ни было новые изобретения, если потенциал имеющихся технологий еще не успел себя полностью исчерпать. Именно по этой причине ими и были разработаны передовые технологии SKYACTIV.
Как сказал вице-президент Европейского центра научно-технических разработок Mazda Хироюки Мацумото, главная цель компании - создание двигателя внутреннего сгорания, максимально приближенного к идеальному с точки зрения экологичности и экономичности.
Бензиновый мотор Skyactiv-G изготовлен на основе MZR 2.0. Двигатель остался атмосферным, но почти все основные составляющие имеют серьёзную доработку.
К основным преимуществам бензинового двигателя СайАктив можно отнести:
1) самый высокий уровень сжатия (четырнадцать к одному), предоставляющий возможность существенного сокращения расхода бензина и, соответственно, существенного увеличения крутящего момента;
2) наличие удлинённой выпускной системы с конфигурацией 4-2-1, что, в свою очередь, позволяет избежать нежелательной циркуляции горячих выхлопных газов между цилиндрами;
3) наличие возможности регулировки фаз газораспределительного механизма, что, в свою очередь, позволяет сократить так называемые насосные потери почти на двадцать процентов;
4) наличие возможности регулировать впрыск, что, в свою очередь, позволяет существенным образом сократить степень детонации возникающей от чрезмерно высокой степени сжатия в цилиндрах;
5) уменьшенный диаметр цилиндра, благодаря которому существенным образом сокращаются потери тепла;
6) углубленное днище поршней, благодаря которому обеспечивается более эффективное сгорание смеси;
7) наличие большого количества распылителей в форсунках, за счет которого существенным образом улучшается образование смеси;
8) снижение массы мотора с технологией СкайАктив почти на десять процентов.
Всего этого специалистам компании Мазда удалось добиться благодаря сокращению массы, увеличению уровня жесткости, сокращению степени трения, а также улучшению процедуры сгорания. Но это же всем известные методы, скажите вы. Да, но специалисты компании Мазда, используют свой уникальный подход. Они не используют абсолютно никаких гибридных приводов, абсолютно никаких сложных электрических систем, а также абсолютно никаких дорогостоящих материалов. Они просто оптимизировали рабочий процесс, доведя до совершенства уже имеющиеся технологии.
{youtube}https://youtu.be/KOYOxrlnAXc{/youtube}
Блок цилиндров двигателя изготовлен из лёгкого алюминиевого сплава.
Поршни Skyactiv-G имеют короткую юбку, покрытую специальным составом для уменьшения трения, и стали легче на 20%. Благодаря особой форме поршней, удалось растянуть процесс сгорания смеси и понизить тем самым температуру.
Для снижения трения используются поршневые кольца с меньшим усилием разжатия.
Шатуны благодаря оптимизированной форме уменьшили вес на 15% и стали более компактны, что снизило силы инерции. В целом благодаря нововведениям на 30% снизилось внутреннее трение деталей двигателя. В новом ДВС так же уменьшили толщину вкладышей и вес коленвала.
В выпускной системе использован хорошо просчитанный удлинённый коллектор схемы 4-2-1, хорошо известный любителям спортивного тюнинга. Эта схема позволила устранить заброс горячих газов в парные цилиндры. При более коротких коллекторах отработавшие газы из цилиндров успевают проникнуть в камеру сгорания соседнего цилиндра до того, как закроется клапан, а если катализаторы имеют необоснованно большую длину, катализатор будет дольше прогреваться до рабочей температуры. А так как удлинение выпускного коллектора отодвинуло катализатор, инженерам Mazda пришлось потрудиться с настройками компьютера.
Резюмируя можно сказать, что двигатель СкайАктив это самый эффективный двигатель внутреннего сгорания на сегодняшний день для автомобилей массового производства.
Автоматическая коробка переключения передач марки SKYACTIVE-DRIVE
К главным преимуществам автоматической коробки переключения передач марки SKYACTIVE-DRIVE можно отнести следующее:
1) существенное улучшение экономии топлива;
2) наличие прямого отклика от педали газовой педали;
3) невероятно удобная система ускорения;
4) переключение передач происходит плавно.
Кроме того, автоматическая коробка переключения передач марки SKYACTIVE-DRIVE способна динамически реагировать на изменения нагрузки, оказываемой на мотор при малой скорости движения транспортного средства. Это, в свою очередь, позволяет существенным образом сократить уровень расхода топлива. В качестве же главной составляющей автоматической коробки переключения передач марки SKYACTIVE-DRIVE является шестиступенчатый гидротрансформатор, который обладает всем, что необходимо для блокировки сцепления всех шести передач одновременно. По сравнению с пятиступенчатой автоматической коробкой переключения передач степень блокировки сцепления была увеличена с 64% до 89%.
{youtube}https://youtu.be/RSdZvN1iEgc{/youtube}
Благодаря всем этим изменениям самая обычная автоматическая коробка переключения передач стала более отзывчивой. Тем самым существенным образом увеличилось ее сходство с коробкой переключения передач механического типа.
www.xn----ttbdbmti3b1f.xn--p1ai
Проверить фактические цифры СЖ у SkyActive?
Конечно да
145(77.5%)
Конечно нет
3(1.6%)
Конечно пофиг
26(13.9%)
Тест прожарки реальной степени сжатия SkyActive ничего не значит
13(7.0%)
Начало:http://bmwservice.livejournal.com/34833.htmlОдним словом, прикол в том, что "Мазда" создала свой современный двигатель с циклом типа Миллера-Аткинсона. Но это невелика новость: Тойота такими ДВС балуется достаточно давно. Например, на Примусах. И не особенно на это нажимает при маркетинге, так как не на что жать-то, по-сути.
За счет очень позднего закрытия впускного клапана, часть смеси выдавливает во впускной коллектор - такие авто симптоматично проваливаются на низких оборотах, что мы и наблюдаем на графиках ВСХ. Подробнее про это, например, тут.
То есть, перед нами типичная подмена понятий: под понятием "степень сжатия" подразумевается "степень расширения". Но какая-то особо циничная уловка вышла: речь в текстах прямо идет все же про "степень сжатия". Сплошные сравнения с "формульными" моторами и моторами "Феррари", ну и т.д.
Маша, например, немало зажглась по этому поводу.
Проверить можно не менее чем двумя способами - косвенно измерить через предельное давление в переходном режиме (при резком нажатии на газ).
А можно и скриптами для датчика давления, типа встроенных в современные мотор-тестеры - там вообще будет вычисленное значение СЖ, которое легко сопоставить с аналогами. В обоих случаях, это будет приговор маркетинговой шелухе.
Ну так надо ли это вообще, если и так все примерно ясно по компрессии такого мотора - СЖ там явно около 10, не более:
P.S.Обладатели подобных моторов из Москвы, располагающие парой часов свободного времени, пишите в комменты, что вам это реально интересно.
bmwservice.livejournal.com
Да и кто кому конкурент, на момент 2012 года - также большой вопрос. Продажи "дизеля" в Европе, по разным данным, уже превысили "бензиновые", а в абсолютном исчислении европейский автопарк уже на 60% "дизельный". Еще лет десять назад, Северная Америка понятия не имела, что такое дизельный мотор, а сегодня VAG уже предлагает эту "экзотику" на рынке США в альтернативу "гибридам". Определенно одно: "смешение" технологических особенностей обоих типов двигателей должно не сблизить, а лишь сохранить и даже упрочить статус кво. Дизель в любой точке параллельного развития обоих технологий все равно останется более эффективной конструкцией - он изначально задуман оригинальнее и... проще.
Бензиновому собрату "в наследство" не так давно привалили "бездроссельные" технологии (распространенный пример - BMW N52, N46), но совсем непросто воплощенные, да еще и с сохранением самого дросселя и... его полного функционала, вопреки заявлениям производителя. Ни о каком качественном регулировании смеси, как в дизеле, речи так и не идет. Позже достался и непосредственный впрыск, позволяющий работать в крайне ограниченном диапазоне оборотов (фактически - только холостой ход) на условно бедных смесях. Необходимость же "крутить фазы" как была так и осталась необходимостью бензинового мотора, принципиально страдающего дефицитом тяги на низких оборотах.
Дизелю же, в свою очередь, досталась прежде "бензиновая" топливная рампа "Common rail", но с на порядок большим давлением даже на фоне ультрасовременных бензиновых аналогов, что вкупе с хитрым послойным смесеобразованием и прирожденной способностью работать на крайне бедной смеси, позволило истреблять полезных экологических, экономических и технологических "зайцев" буквально ковровыми бомбардировками.
Кстати, до массовых бензиновых моторов дошла наконец-таки в общем-то изначально ничейная, но массово и эффективно применявшаяся до сих пор только на дизелях турбина - простейший способ повысить эффективность двигателя. В гражданском бензиновом двигателе, при выполнении условия технологичности и сохранении достаточного ресурса, она позволяет получить 0,3-0,5 атм избыточного давления. Казалось бы - очень неплохая прибавка! До тех пор, пока для сравнения не возьмем современный дизельный мотор, например, BMW N57S: здесь имеем до 2,5 атм "избытка"! Отсюда 381 л.с. и 740 Нм крутящего момента с объема 3 литра, в гражданском, повторюсь, двигателе. Для сравнения: хороший гражданский "атмосферник" этого литража выдал бы около 300 Нм, "приспортивленный", с настроенным многодроссельным впуском и длинными фазами (Porsche, BMW M, Ferrari) - еще примерно на 10-15% больше, турбо-атмосферник - на 30-35% больше. Но 740 Нм просто недостижимы - потолок бензиновому ДВС задает детонационная стойкость. Известны рекордные бензиновые ДВС малого объема с чудовищными давлениями наддува и мощностью под 1000 л.с., но это формульные технологии двигателей "на одну гонку", работавшие на специальных смесях, в спортивном диапазоне оборотов и крайне непродолжительное время.
Одним словом, то, что в "бензин" инженеры впихивают буквально из последних сил и со скрипом, в "дизеле" легко приживается, дает ростки и обильно плодоносит без полива и удобрений...
Разговор начинали с топливной экономичности автомобиля вообще, но теперь, учитывая вышесказанное и понимая полную бесперспективность сравнения, продолжим только о топливной экономичности автомобиля с бензиновым двигателем.
Иначе же, опираясь на равный объем двух типов двигателей, или же равный крутящий момент, неизбежно будем убеждаться в преимуществе дизеля на 30, или даже 50% топливной экономичности. То есть, как лучшее мясо - рыба, так и лучший (эффективный) бензиновый двигатель - дизель. Сам Дизель, кстати, вообще изначально проектировал свой двигатель как высокоэффективный движитель на универсальном топливе.
Итак, переходим исключительно к бензиновым конструкциям.
Проще всего, рассуждая о прогрессе в топливной экономичности, будет взять за точку отсчета BMW 5-серии с кузовом Е34. В нее устанавливался BMW M50B25 - двигатель, технические решения и параметры которого до сих пор являются актуальными, несмотря на более чем два десятка лет прошедших с момента его премьеры. Вполне убедительные 192 л.с. и 250 Нм крутящего момента с 2,5 л. Его младший брат - M50B20 - 148 л.с. и 190 Нм при 2 л рабочего объема.
Для полноты освещения темы, сравним заявленные характеристики их топливной экономичности:
BMW E34 M50B25, АКПП, седан массой около 1,5 тонны - 6,7/8,4/13,1 (трасса/смешанный/город).BMW E34 M50B25, АКПП, универсал массой около 1,6 тонны - 7,5/9,5/13,5 (трасса/смешанный/город).BMW E34 M50B20, АКПП, универсал массой около 1,6 тонны 6,5/8,3/12.5 (трасса/смешанный/город)
Данные условно отражают топливную экономичность т.н. "европейского ездового цикла", который, разумеется, может несколько отличаться от реалий так знакомых жителям современных крупных городов. Подробнее о каверзах "стандартизированных" измерений отлично изложено вот тут.
Теоретически, топливная экономия в условиях установившегося режима движения, вообще мало зависит от физических параметров двигателя. При равной массе, сопротивлении качению и аэродинамике, два автомобиля с совершенно разными двигателями одного типа, будут расходовать примерно одинаковое количество топлива при движении с постоянной скоростью - "на дачу без пробок". И не так уж важно - 4 или 12 цилиндров у вас под капотом. Малолитражный двигатель будет вынужден иметь пропорционально большие обороты для движения с той же скоростью. Например, для поддержания 100 км/ч современный V12 может довольствоваться немногим более чем 1000 об/мин, в то время как малолитражный автомобиль с четверкой цилиндров попросит уже что-то около 3000 оборотов в минуту. Технически, разница не в пользу большого двигателя в реальных условиях будет обусловлена большей массой, большим сопротивлением движению, скорее всего и менее удачным передаточным отношением, но в таком режиме движения, практически все автомобили будут показательно экономичны.
Заметная разница проявляется в переходных режимах - это разгон как таковой и, например, короткий старт-стоп в пробке, как частный его случай. Мощный и, как следствие, тяжелый автомобиль в этом смысле невыгоден - каждый раз выводить из состояния покоя приходится его более тяжелую массу, а запас тяги под педалью провоцирует делать это совсем не в экологически и экономически комфортном режиме. На практике, совсем не просто психологически адаптировать интенсивность набора скорости и среднюю скорость перемещения под среднестатистические "малолитражные" манеры. Именно поэтому, несмотря на наличие светофоров и плотного городского потока, стартовавшие рядом с вами "Жигули" вскоре потеряются из виду. Разумеется, это не может не отражаться и на абсолютных величинах расхода топлива.
Ну а такой режим как холостой ход вообще оборачивается бесцельно выжженным топливом. Очевидно, что поддержание вращения 12- цилиндровой конструкции будет невыгодно отличаться от малолитражного ДВС, так как в этом режиме, двигатель практически ест сам себя. Вот только от малолитражного конкурента, в этом случае, откусывать почти нечего... Реальные цифры расхода могут различаться в четыре раза - от 0,5 до 2 л/час (а иногда и более) на холостых оборотах.
Итак, столкнувшись с инженерной необходимостью "оптимизировать" расход топлива из поколения в поколение, инженеры начали яростно изобретать. Еще раз приведу исходные цифры фактического городского расхода реального человека в реальном загруженном городе для BMW двадцатилетней давности: это около 12-14 литров бензина для автомобиля массой около 1,5-1,6 тонны и мощностью ДВС 150-200 л.с.
Что и как можно срезать с этих цифр без ущерба для потребительских характеристик? Попробуем посмотреть, что делалось для этого за прошедшие 20 лет...
1.Оптимизировали и модернизировали АКПП. Из архаичных трех- и четырехскоростных коробок, со значительными потерями в передаче крутящего момента, вышли компьютеризированные 6-8 ступенчатые монстры с минимальными потерями и оптимальным набором передаточных чисел. Отдельное самостоятельное направление - вариаторы, а также роботизированные коробки всех видов - эти решения еще более экономичны. Реальная топливная экономия от таких трансмиссий может достигать нескольких литров в реальных условиях. Если оставить за скобками их потребительские характеристики и надежность, то по сравнению с АКПП двадцатилетней давности, будем располагать 10-15% экономией - это очень немало!
2.Не остался без внимания и ГУР - переход от гидравлической системы к электрической запросто может сохранить совсем не лишние 3-5% топлива.
Теперь начинается самое интересное - двигатель.
3.Для борьбы с бесполезными выбросами на холостом ходу, а также для оптимизации наполнения цилиндров и улучшения полноты сгорания, применили непосредственный впрыск. В обмен на заметное усложнение системы, тем не менее, получили определенные преимущества в численном выражении сильно зависящие от режима движения, однако заведомо не превышающие единиц процентов в цифрах топливной экономии.
4.Еще более радикальное решение - отключение двигателя во время остановки и мгновенный его перезапуск при возобновлении движения. Прямолинейнее некуда. Если у вас столь элегантное решение не вызывает легкой паники, то это реальная возможность сэкономить лишний литр-полтора.
5.Совсем не новое, но от этого не менее эффективное и, что редкость, практически бесспорное и полезное решение - оптимизация фаз при помощи фазовращателей. При определенных условиях, может оказать заметное влияние на фактический расход топлива.
6.Различная мишура в виде "бездроссельных" систем впуска, оптимизации длинны впускного и выпускного трактов, электрических водяных насосов и прочего - все это тоже оказывает определенное влияние на экономичность в зависимости от условий движения.
7.Появление турбины, вопреки заблуждениям многих, также способно повысить топливную эффективность. Турбина это "двигатель" в двигателе - она практически не работает в режиме частичных нагрузок и тем более - холостого хода. Работать она начинает, когда от двигателя объемом 1,2 литра требуют возможностей двухлитрового - выжимают газ в пол. В итоге, у вас есть вроде бы второй "двигатель по требованию": стоите в пробке и на холостом - у вас 1,2 литра с соответствующим расходом. Поехали агрессивно - уже два. Благодаря лучшему перемешиванию смеси решается и проблема с полнотой сгорания - экологией.
8.Настройка электронной педали газа. Дроссель уже давно перестал быть "тросовым" - с непосредственной связью вида "больше нажал - быстрее поехала". Дроссель сейчас электронный - своевременность и пропорциональность его работы целиком зависит от прошивки. Новое поколение Форд Фокус, например, едет едва на 2/3 от заявленных лошадиных сил именно по этой причине. Как именно вести себя двигателю, сегодня зачастую решают программисты совместно с экологами. И все это для того, чтобы уложиться в современные нормы экологии и расхода топлива. В большинстве дорожных ситуаций, мотор реагирует на педаль с запаздыванием и очень плавно. Отсюда и создается впечатление, что авто "не едет" на всю сумму дорожного налога.
Теперь рассмотрим возможные сочетания - сейчас запросто можно поискать и найти автомобиль единовременно оснащенный турбиной, компрессором, роботизированной коробкой, электроусилителем, непосредственным впрыском и еще чем-нибудь таким, что вот-вот начнет вырабатывать топливо, вместо его потребления.
В определенных условиях (читай - стандартизированном ездовом цикле) они продемонстрируют впечатляющую разницу с условными 13-14 литрами, сократив декларируемый расход в городе до 8-9 литров. Реальные дороги уравняют участников исходя из их массы, удачности выбора передаточных чисел, удельной мощности и прочей физики. Экономия, безусловно, будет, но совсем не такая впечатляющая. Невольно задумаешься, стоит ли чрезвычайное усложнение конструкции, резкое снижение надежности максимум пары-тройки литров реальной экономии... 60-90 рублей на 100 км.
Наибольшее доверие и расположение разумного человека должны вызывать действительно современные, но совсем не "оверинжиниринговые" конструкции. С легкостью и уверенностью, безо всякого сожаления, стоит отвергнуть далеко не безбедные "коробки-роботы" всех мастей, непосредственный впрыск, подстраховаться от проблем с турбиной, кнопку старт-стоп, если уж такая оказалась в наличии, сразу отключить, а если уж и пользоваться, то отчетливо понимать, откуда эта экономия берется.
Неотключаемое и неизбежное, при выборе попытаться исключать методом пробной поездки: на некоторых авто, повторюсь, настройка педали газа и электроусилителя руля выполнена диверсантами, осуществляющими саботаж за счет компании-производителя. Не понравились настройки - просто идем к конкуренту.
Обратная сторона такой технологической честности - трудности в осуществлении маркетинга. Продавать новое-старое, оказывается, гораздо сложнее, чем DSG и прочие заманчивые аббревиатуры...
Примерно об этом я не так давно упоминал в публикации, посвященной в общем-то скорее отсутствию реального прогресса в отрасли, нежели критицизму в отношении технологий Мазда, или, точнее, их маркетинговому позиционированию. Нет моей вины в том, что у меня лично декламации о "степени сжатия, недоступной Формуле 1", или "увеличения мощности на низких и средних оборотах" вызывают желание, с одной стороны, защитить недалеких формульных инженеров, с другой - проверить эти тезисы на соответствие действительности.
Именно в этой связи, тем более удивительно было подвергнуться прямо-таки уничижающей критике со стороны представителя российского PR-отдела японской компании. Цель, в общем-то, была достигнута: после десятой попытки вырулить из хитросплетения деепричастных оборотов и острословных обвинений, искусно вплетенных в изощренные фигуры речи, я бросил тщетные попытки написать сколько-нибудь осмысленный ответ, так как для его создания требуется понимать суть написанного хотя бы на половину, что у меня, увы, не вполне получилось. Попутно вспомнил об известном эпизоде, как вольноопределяющийся Марек редактировал журнал "Мир животных". Там, правда, диалог был несравненно более конструктивным, хотя и закончился не в пример более печально...
Не менее интересным, мне показалось письмо читателя, который наряду с некоторыми откликами упрекнул меня в намеренном игнорировании и даже замалчивании т.н. "цикла Аткинсона" - вроде бы того самого достижения, которое лежит в основе "степени сжатия на уровне Формулы 1" и "увеличения мощности и момента", "эффективности" и т.д. На этот раз, реплика была изложена щадящим меня стилем и языком. Более того, если бы у меня была возможность и желание писать письма самому себе, я бы не смог изложить эту позицию лучше и доходчивее, чем сделал читатель, разрешивший опубликовать письмо только с купюрами и на условиях полной анонимности, что я и делаю с нескрываемым удовольствием:
Я просто попытаюсь прокомментировать Вашу статью «14:1? Кто ведет?!» и ответ «Нашей Маши». Цель – попытаться сделать так, чтобы Вы спокойно и внимательно проанализировали ситуацию с другой точки зрения. С Вашим опытом – это не составит труда.
Итак, имеем новый «революционный» двигатель Mazda Skyactiv:2,0л, 150 л.с., 210Нм, 4000 об/мин, расход 8,3 л/100км – CX5, автомат
Сравниваем с
Семейство MZR (Mazda, Focus 2)2,0л, 150 л.с., 184Нм, 4000 об/мин, расход 11,1 л/100км – Mazda 3, автомат
BMW N46B202,0л, 150 л.с., 200Нм, 3750 об/мин, расход и все остальное Вы знаете лучше.
Вы критикуете степень сжатия 14:1, а также расхождения в 13:1 и т.д. на разных рынках, и отсутствие прорыва в крутящем моменте.
Попробуем по порядку. По степени сжатия. Вы как-то странно описываете эту «распиаренную» степень сжатия. Там в комментариях Вам робко пытались намекнуть, что это лишь ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ степень сжатия, что двигатель работает по циклу Аткинсона, а реально – Миллера. Вы отмахнулись, что, мол, это всем известно и т.д. А давайте поподробнее. Чистый цикл Аткинсона здесь не применяется, т.к. с традиционным КШМ он не реализуем. Применяется цикл Миллера. Имеем геометрическую степень сжатия 14:1, однако такое соотношение имеет место только на фазе рабочего хода (на всасывании и выпуске это неважно). Основная изюминка в этом цикле – фаза сжатия. Когда заканчивается фаза впуска, в классическом двигателе поршень начинает идти вверх, сжимая смесь до 14:1, что ведет к детонации и т.д. Здесь же в начале хода поршня впускные клапаны остаются открытыми, и часть воздуха уходит во впускной коллектор. Они закрываются реально, когда поршень прошел некоторое расстояние, и фактическая рабочая степень сжатия уменьшается до, например: 11:1. Я не знаю, сколько фактически она составляет, да и вообще, это, скорее всего, переменная величина, которая динамически варьируется программным обеспечением. Этим самым достигается, во-первых: более длительная фаза рабочего хода (выше КПД), во-вторых: меньшие компрессионные потери на сжатие смеси, в-третьих: естественно, работа без детонации. Возможно, еще что-то, я не знаю всех тонкостей. Однако есть нюансы. Это дело плохо работает на низких оборотах, очень низкий момент. На моделях Xedos требовался нагнетатель. Здесь же они как-то решили эту проблему, в этом и есть «революционность». Никто не заставил еще нормально работать цикл Миллера без нагнетателя на низких оборотах. Они сделали.Вы возразите, что есть уже много лет Toyota Prius с подобным двигателем. Однако это не совсем так, т.к. там двигатель там имеет смешные характеристики (1,8 л., 99 л.с., 142 Нм, 4000 об/мин). Он фактически почти не работает на старте (стартует электродвигатель, у него там максимальный крутящий момент), а если батареи пусты, то автомобиль просто «не едет» - очень не динамичен. ДВС там призван в первую очередь крутить генератор. А его можно крутить и на маленьком моменте.Ну и в заключение, по первому пункту: в Skyactiv есть еще всякие пауки на выпуске, еще что-то, что активно пиарится как подъем КПД, но основная вещь – реализованный цикл Миллера без нагнетателя.
Теперь по крутящему моменту. Skyactiv вполне сравним с N46B20. Вы привели две картинки с графиками крутящего момента. По BMW она четкая, по Mazda очень расплывчатая. Для корректности хотелось бы увидеть совмещенный график, однако давайте поищем несколько точек
Обороты Момент BMW Момент Mazda1250 175 ~1451500 180 ~1651750 ~183 ~1752000 ~185 ~185
Далее все близко. Вы считаете, что это пропасть? Может быть. Но Мазда делает автомобили не для гонщиков. Человеку, стоящему в пробке в Москве, это вообще не заметно. Выше 2000 оборотов они идут ноздря в ноздрю, иногда даже, Мазда чуть круче.
А вывод ко всем этим вещам надо делать, посмотрев <вырезано цензурой> рекламный ролик по Skyactiv на сайте Мазда. Там основная задача – ЭКОНОМИЯ ТОПЛИВА. Так вот могу Вам сообщить на одном конкретном примере. У меня есть коллега, который сидит напротив меня. Он полгода назад сменил Mazda 3 (с упоминавшимся выше MZR) на CX-5. Обе машины с автоматами. Для корректности скажу, что на тройке был четырехступенчатый автомат, а на пятерке – шести. Но пятерка и несколько тяжелее будет. Поэтому этими различиями можно пренебречь. Так вот при абсолютно том же ежедневном московском цикле работа – дом расход на тройке >12 л., а на пятерке - ~8,7 л. Точно меньше 9 л. Я считаю это ВЕЛИКОЛЕПНЫМ показателем! У меня на Фокус 2 с тем же Duratec HE (он же Mazda MZR) на ручке – 11-12 л. Вот и вся «революционность»! Они не стараются «объехать» BMW, им это не под силу. Они стараются сжечь меньше топлива, только плохо пиарят это дело. Попробуйте подискутировать с потенциальным клиентом про степень сжатия или цикл Миллера. А если он туда ест?
<лирика про PR-менеджемент удалена>
Возможно, Вы не согласитесь со мной, но если все-таки да, то очень жалко, что толпы троллей с Вашим именем на устах носятся по просторам Интернета и "опускают" фирму Мазда."
Такого информативного, убедительного и самодостаточного письма адресованного мне, я даже так сразу и не вспомню. Рядом (только по убедительности) могу поставить разве что письмо с требованием заплатить транспортный налог. Но стиль и аргументированность там, поверьте, хромает не в пример...
Итак, все же попытаюсь вставить пару слов в свое оправдание:
1.Цикл Аткинсона-Миллера действительно "страдает" провалом в области низких оборотов, что прекрасно иллюстрирует сам автор на примере сопоставления моментной характеристики "нового" двигателя Мазда и "старого" двигателя BMW. Внизу бензиновый Skyactiv действительно "пустой", соответственно на 30, 15, и 10 Нм вплоть до отметки 2000 об/мин. Что неудивительно при "дырявом" цилиндре на такте сжатия. Именно об этом, в частности, шла речь в моей первой статье.Очевидная причина этой оборотозависимости лежит в той же плоскости, что и рост реально измеряемой компрессии в зависимости от оборотов стартера. Быстрее крутите - больше абсолютное измеряемое значение. Будете крутить не 200-300, а 2-3 оборота в минуту, компрессии в цилиндре вообще не увидите - не дадут утечки.
2.Цикл Аткинсона-Миллера действительно более уместен у гибрида, который сделала Toyota и который компенсирует этот провал электротягой.
3.Цикл Аткинсона-Миллера действительно компенсировался у забытой ныне Mazda Xedos при помощи дополнительного наддува, но, внимание, безнаддувным его Мазда сделала еще в середине 2007 года, о чем можно прочитать здесь.Теперь обращусь к "толпам троллей": напрасно носитесь... Лично я считаю современную платформу Mazda (например - CX5) крайне удачной, свободной от оверинжиниринговой технологической шелухи. Расторопный автомат, нормально настроенный электрический усилитель руля и педаль газа, неплохой салон и удобная посадка, терпимая шумоизоляция заставили меня сожалеть о том, что я никогда не приобрету себе этот автомобиль. Даже работающий старт-стоп настроен как-то по-особому и не раздражает характерным встряхиванием при заводке. Все это, к тому же, предлагается за вполне гуманную цену. Переусердствовали, повторюсь, по моему мнению, только с рекламным позиционированием, но лучше уж с этим, чем с переусложнением конструкции, как в случае с BMW N46...
Подводя итоги, хотелось бы еще раз сказать: Skyactiv это не "новая технология", не "рекордная степень сжатия", не первый "безнаддувный" Аткинсон-Миллер, не рекордная топливная экономичность, не рекордная мощность и момент как "сверху" так и "снизу". Это целая совокупность проверенных, отнюдь не революционных, но совершенно точно выверенных со всех точек зрения, не агрессивных по отношению к потребителю, грамотных инженерно-технических решений, которую маркетологи завернули в такую обертку, которую пока развернешь, рискуешь потерять аппетит...
bmwservice.livejournal.com
