Особенности работы двигателей Skyactiv. Двигатели скайактив ресурс

принцип работы, особенности устройства моторов Skyactiv. Какой ресурс, и есть ли отзывы владельцев Mazda о проблемах

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 Аткинсона-Миллера в моторах Skyactiv-G

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.

Трюк со степенью сжатия

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.

Особенности устройства

В режимах работы по циклу Аткинсона-Миллера во впускном коллекторе создается избыточное давление, позволяющее уменьшить насосные потери. Поэтому для нормальной работы усилителя тормозов необходим вакуумный насос.
Регулировка момента закрытия и высоты подъема впускных клапанов осуществляется электронной муфтой. Управляет электродвигателем привода с планетарной передачей ЭБУ двигателя. За управление фазами выпускного распредвала отвечает гидравлическая муфта, принцип работы и устройство которой рассмотрены в статье «Системы изменения фаз газораспределения».
Для точности тепловых зазоров в приводе ГРМ используются гидрокомпенсаторы, что нехарактерно для японской школы двигателестроения.

Для снижения потерь на трения вместо кулачковых толкателей устанавливаются рокеры с игольчатыми подшипниками.
Двухрежимный масляный насос позволяет снизить гидравлические потери.
Для снижения массы блок двигателя состоит из двух частей и изготовлен из алюминия.
За счет снижения веса поршней, шатунов, коленчатого вала, уменьшения размеров подшипников скольжения, шеек коленчатого вала, конструкторам удалось значительно снизить механические потери. Скорее всего, именно с этим фактором стоит связывать отсутствие запредельного ресурса и появление первых проблем с моторами Skyactiv. Но винить инженеров Mazda было бы некорректно, так как подобные решения — это общемировая тенденция в борьбе за чистоту выхлопа, повышение мощности и снижение расхода топлива.

Борьба с детонацией

Для предотвращения разрушительных последствий детонации принимается целый комплекс мер, среди которых:

непосредственный впрыск топлива в цилиндры и деление фазы впрыска на несколько стадий. Модернизированная топливная система двигателей Skyactiv-G позволила поднять давление впрыска до 200 бар. Высокоточные форсунки впрыскивают бензин в жидкой фазе, что позволяет охладить камеру сгорания;

выпускной коллектор 4-2-1 с удлиненными раннерами. Такое устройство позволяет уменьшить нагрев камеры сгорания, а также улучшить наполняемость за счет инертности потоков отработавших газов. Японцы в этом смысле действуют против общепринятой тенденции — установки катколлекторов, что предполагает короткие раннеры для эффективной работы каталитического нейтрализатора. Аналогичная ситуация и с турбированными моторами, где короткие выпускные магистрали позволяют эффективней раскручивать турбину;
поршни с вытеснителем и расположенной по центру выемкой;
ионные датчики в катушках зажигания. Для поддержания высокого КПД и работы на грани детонирования топлива обычного датчика детонации недостаточно. Отслеживание колебаний ионного тока в зазоре между электродами свечи зажигания после воспламенения ТПВС позволяет раньше выявлять признаки детонации.

Преимущества

Снижение расхода топлив

autoexpert.today

лучшее масло, какой ресурс, количество клапанов, мощность, объем, вес

Двигатель Мазда СкайАктив 2.5 устанавливается на автомобили Mazda 6 и Mazda CX-5. Двигатель появился вместе с двухлитровой версией СкайАктив 2.0. Двигатель заменил старые фордовские моторы серии MZR модели L объемом 2.3 и 2.5 литра. Как и все двигатели этой серии мотор очень современный. Высокая степень сжатия 14:1, система изменения фаз Dual S-VT, выпускной коллектор (паук) 4-2-1, непосредственный впрыск топлива, поршни специальной формы, обеспечивающие оптимальное сгорание топлива во всем такте, наличие гидрокомпенсаторов.

Технические характеристики

Производство	Hiroshima Plant
Марка двигателя	SkyActiv-G
Годы выпуска	2011-н.в.
Материал блока цилиндров	алюминий
Система питания	инжектор
Тип	рядный
Количество цилиндров	4
Клапанов на цилиндр	4
Ход поршня, мм	100
Диаметр цилиндра, мм	89
Степень сжатия	14
Объем двигателя, куб.см	2488
Мощность двигателя, л.с./об.мин	192/5700
Крутящий момент, Нм/об.мин	256/3250
Топливо	95
Экологические нормы	Евро 4
Вес двигателя, кг	н.д.
Расход топлива, л/100 км— город— трасса— смешан.	8.55.06.3
Расход масла, гр./1000 км	до 800
Масло в двигатель	0W-20 / 5W-30
Сколько масла в двигателе, л	4.5
При замене лить, л	~4.3
Замена масла проводится, км	15000 (7500)
Рабочая температура двигателя, град.	н.д.
Ресурс двигателя, тыс. км— по данным завода— на практике	н.д.н.д.

wikers.ru

Двигатели Скайактив: ресурс, особенности, проблемы

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.

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.
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.

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.
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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Материалы: http://krutimotor.ru/dvigateli-mazda-skyactiv-ustrojstvo-resurs-nadezhnost/

car-hz.ru

Ремонт двигателя Mazda (Мазда) в ЮВАО

Современные двигатели Мазда серии Skyactiv имеют высокую степень сжатия – 14 к 1. Они значительно превосходят агрегаты конкурентов в плане КПД. Но в будущем инженеры японской компании планируют еще больше повысить степень сжатия бензиновых моторов и добиться самовоспламенения топливо-воздушной смеси. Это благотворно повлияет на расход, экологичность, мощность. А пока владельцам Мазда приходится довольствоваться серийными силовыми установками Skyactiv, обычными атмосферными двигателями или устаревшими агрегатами К-серии, которые нуждаются в грамотном обслуживании и восстановлении. Мы проводим квалифицированный ремонт двигателя Мазда, независимо от причины поломки:

Естественный износ при солидных пробегах.
Перегрев с искривлением ГБЦ, залеганием колец, прогоранием поршней.
Проворачивание вкладышей из-за повышенного трения.
Масляное голодание, падение компрессии.
Повреждение ГРМ.

Ситуация из жизни «С-Авто»:ремонт CX-5

К нам обратился владелец Mazda CX-5 2014 года выпуска. Автомобиль попал в легкое ДТП на трассе, после чего продолжил движение. Машина проехала без антифриза несколько километров. Затем поступила на ремонт в «С-Авто». Сделав диагностику и визуальный осмотр, мы выявили лопнувший радиатор и вытекшую охлаждающую жидкость. Было принято решение – демонтировать и разбирать мотор.

головка блока mazda (мазда) cx5

двигатель mazda (мазда) cx5

Дефектовка преподнесла новые сюрпризы. По стенкам цилиндра и поршням стало понятно, что двигатель перегрелся. На рабочих поверхностях виднелись сине-фиолетовые следы. Оказалось, что головку блока цилиндров «повело». Хотя, на удивление, кольца и поршни выжили – даже не сели в канавку.

перегрев двигателя mazda (мазда) cx5

блок цилиндров mazda (мазда) cx5

Прежде чем переходить к ремонту двигателя CX-5, мы проверили ГБЦ на плоскость.

плоскость блока двигателя mazda (мазда) cx5

Её повело настолько сильно, что от шлифовки пришлось отказаться (понадобилась бы гильзовка блока, объем камеры сгорания уменьшился, а торцевать поршни не удалось). В итоге владелец решил купить бу двигатель CX-5.

Строение, ресурс двигателей Skyactiv Mazda CX-5, CX-7, CX-9, 3, 5, 6

Японский автопроизводитель часто использует оригинальные конструкторские решения при проектировании моторов. Например, те же роторные двигатели для RX-7 и RX-8. Примечательно, что эксперименты, посвященные роторным агрегатам, компания начала еще в 1963 году (за основу использовался двигатель Ванкеля). Но эти установки не нашли широкого применения из-за низкой ремонтопригодности, ограниченного ресурса. Этого не скажешь о классических атмосферниках и серии Skyactiv для Mazda CX-5.

Новые движки Skyactiv кардинально отличаются от малокубатурных разработок европейских и американских инженеров. Здесь нет сложных интеркулеров и наддувов, сохранены полноценные размеры агрегата. Объем бензинового мотора – 2,0 л, а дизельного – 2,2 л. Степень сжатия в обоих случаях составляет 14.

Двухлитровый атмосферник построен на базе предшественника MZR 2.0. Но из-за увеличения степени сжатия с 10 до 14 изменилась рабочая температура и давление в цилиндрах. Хотя появился риск детонации, взрывного сгорания смеси топлива и воздуха. А это чревато перегревом, разрушением поршней, колец. Чтобы нейтрализовать негативные эффекты, инженеры поработали над усовершенствованием конструкции, внедрили ионные датчики в двигатель CX-5. Для подачи топлива использованы форсунки с 6 отверстиями, в топливной системе с непосредственным впрыском давление увеличено до 200 бар. Все это положительно сказалось на эффективности сгорания, мощности, экономичности, экологичности.

Разработчики всячески старались сократить трение: на смену колпачковым толкателям пришли рокеры, оснащенные игольчатыми подшипниками. При разработке Skyactiv-G инженеры попытались улучшить процессы сгорания, минимизировать расход топлива и вредные выборы. Для этого реализовали разные технические инновации:

Диаметр цилиндров уменьшен до 83 мм, благодаря чему сокращены теплопотери.
В поршнях продуманы углубления, которые улучшают сгорание смеси.
Насосные потери, за счет регулируемых фаз, сокращены на 20%.

Дизельный мотор CX-5 серии Skyactiv имеет низкую степень сжатия. Чтобы избежать проблем с запуском на холодную и функционированием при минусовых температурах, в конструкцию внедрили свечи с керамическим напылением и систему, которая регулирует подъем клапана.

По заверению производителя, ресурс двигателя CX-5 должен достигать 300 тыс. км. Но в конструкцию внедрен алюминиевый блок цилиндров, датчики, которые следят за детонацией, муфты, изменяющие фазы газораспределения – все это сложные механизмы. Мы убедились, что их долговечность напрямую связана с качеством топлива (масла и свечей), регламентом обслуживанием. Любые нарушения приводят к поломкам и необходимости серьезного ремонта CX-5.

Примечание: моторы Skyactiv CX-5 подходят для чип-тюнинга с удалением катализатора, но не могут работать в паре с турбиной, так как её установка дорога, нерациональна и превратит двухлитровый Skyactiv в обычный атмосферник старого образца.

Особенности разных моторов Мазда
Тип/объем	Характеристики	Слабые места и ремонт в «С-Авто»
1,8 л L8	16-клапанный агрегат, 120 лошадиных сил мощности, неизменяемые фазы газораспределения	По нашим наблюдениям, это вполне надежный агрегат, хотя и чувствительный к высоким нагрузкам в холодное время года.
2,0 л LF	150 лошадиных сил мощности, с 2006 года комплектуется обновленной ГБЦ, системой управления электронной дроссельной заслонкой, датчиком, отслеживающим положение распределительных валов	При несвоевременном обслуживании масляная система двухлитрового двигателя Мазда засоряется, голодают, покрываются задирами шатунные и коренные вкладыши коленвала.
2,5 л Skyactiv	16-клапанный мотор на 192 л. с., имеет встроенную систему изменения фаз газораспределения, гидрокомпенсаторы зазоров, поршни особой формы	Надежен, но сложен в ремонте. Многие элементы неремонтопригодны.
2,2 л Diesel	Турбодизельный двигатель CX-5 на 175 лошадиных сил, работает мягко и тихо, имеет плавный турбоподхват, скромный расход – до 7 л на 100 км пути, детали ЦПГ - облегченные	Вибрация на холостых оборотах, инновационные системы вроде регулировки высоты подъема клапанов при серьезных поломках приходится менять, а это дорого.