Немногие журналисты из европейских автомобильных изданий имели возможность ездить на автомобиле с новым двигателем SKYACTIV-X от Mazda, который обещает улучшить производительность, увеличить экономию топлива и сократить количество CO2
По крайней мере, в течение двух лет до тех пор, пока технология SKYACTIV-X не начнет появляться под капотом новых автомобилей Mazda, эти ранние прототипы не полностью отражают то, что будет приводить в действие версии следующего поколения Mazda 3. Однако, уже сейчас видно, что улучшена реакция дроссельной заслонки на нажатие педали акселератора, в то время как компьютерное моделирование предполагает целесообразное повышение эффективности.
В 2019 году Mazda надеется стать первым производителем автомобилей, предлагающим бензиновые двигатели с воспламенением от сжатия с помощью двигателя нового поколения SKYACTIV-X.
В то время как другие ведущие автопроизводители начали наращивать электрификацию, Mazda считает, что время двигателя внутреннего сгорания еще не вышло. Фирма утверждает, что новая технология двигателей обеспечит существенное улучшение производительности, экономии топлива и чистоты по сравнению с нынешними поколениями блоков SKYACTIV-G, которые находятся под капотами большинства автомобилей Mazda.
Электрификация станет частью будущего Mazda - полностью электрический автомобиль поступит в 2019 году , в то время как каждый автомобиль в диапазоне Mazda будет электрифицирован каким-то образом к 2035 году, но в более короткий срок на будут стоят более чистые двигатели внутреннего сгорания. В этом списке и находится SKYACTIV-X.
Mazda утверждает, что с 10-процентным улучшением реальной экономии топлива нынешний автомобиль с двигателем SKYACTIV на самом деле выделяет такое же количество СО2 в течение его срока службы, как электрический автомобиль, используя энергию, вырабатываемую обычной электростанцией. Таким образом, в ближайшей перспективе более чистое сгорание столь же эффективно, как и электрификация с точки зрения Mazda.
По сравнению с двигателями с воспламенением от сжатия, которые вы найдете под капотом любого дизельного автомобиля, этот двигатель нового поколения по-прежнему использует свечу зажигания, которая используется как контрольный фактор, а не первичный источник воспламенения.
Зажигания смеси с бензином гораздо более непоследовательно при сжатии, чем с дизельным двигателем, поэтому Mazda разработала свечу зажигания, чтобы соответствовать новой роли - просто для создания дополнительного давления в камере сгорания.
Используя эту систему, Mazda утверждает, что двигатели SKYACTIV-X будут производить на 10-30 процентов больше крутящего момента, чем эквивалентный двигатель SKYACTIV-G, улучшают реакцию дроссельной заслонки с более высокими оборотами, а также улучшают экономию топлива на 20 процентов.
Во время ранней тестовой поездки инженеры предварительно поставили показатель производительности на наддувные 2,0-литровые автомобили, которые тестировались на 187 л.с. с крутящим моментом 230 Нм, но эти прототипы автомобилей все еще работают с сильно уменьшенными показателями. Таким образом, этот уровень производительности еще далеко от конечного производственного варианта, но и в с такими данными можно было заметит улучшенную реакцию дроссельной заслонки на нажатие педали акселератора.
Чтобы оценить улучшения в экономии топлива можно только полагаться на замеры производителя. Согласно данными Mazda, за 50-километровый пробег с двигателем SKYACTIV-X, в том числе в городских, сельских дорог и автобанах, журналистам удалось добиться расхода 5,6 л/100 км. Согласно Mazda, подобный SKYACTIV-G, которым оборудованы Mazda 3 сейчас, израсохдовал бы 7.35 л/100 км, если бы он проехал тот же маршрут, подтверждая заявленное предсказанное 13-процентное улучшение экономии топлива.
Автор: Евгений Кириченко
xn----8sbggd1a1cfhc.xn--j1amh
Компания Мазда не так давно действительно сделала бензиновый атмосферный двигатель с рекордной степенью сжатия - 14:1, достигнутой в том числе и за счет "улучшения вентиляции цилиндров" - оригинальной доработки системы выпуска. Снижение "средней температуры цикла" позволило вроде бы бороться и даже победить "неизбежную детонацию".
Степени сжатия практически всех современных атмосферных моторов (которых уже скоро и вовсе не останется) достигли критических величин в 10,5-11* единиц еще лет 20 назад и остаются практически неизменны с того момента (хороший пример - моторы BMW M50 и BMW S50). Рекордные же показатели, находящиеся в общем-то на грани теоретической детонации, чаще всего демонстрируют немногочисленные "докрученные" моторы спортивных автомобилей. Так или иначе, в мировом двигателестроении до недавнего времени существовали единицы моторов с СЖ около 12.
Зачем же, почему и чем именно важен этот показатель? Зачем стране такие рекорды?
*Здесь и далее говорим только про атмосферные моторы.
Важность степени сжатия можно оценить рассмотрев прямой показатель эффективности двигателя - крутящий момент приведенный к объему. Понятно, что на деле это может быть лишь точка, или же довольно узкий участок на моментной характеристике - нам важна лишь максимально достигнутая цифра. Около 20 лет назад, BMW одной из первых добилась соотношения 1 Нм на 10 кубиков рабочего объема. И прогресс в эффективности на этом фактически остановился. Компании начали больше заниматься экологией и интегральной характеристикой момента - работать с фазами газораспределения и их эффективностью. Фазовращателями просто "раскатали" моментную характеристику влево и вправо. Про все это я уже говорил.
На момент 2012 года, не существует атмосферного гражданского мотора с характеристиками существенно превышающими "золотое" соотношение эффективности - 1 Нм на 10 куб.см. рабочего объема. Моторы получающие хотя бы на 7-10% больше - дожаты до предела - это привелегия спортивных двигателей Ferrari, Porsche, BMW Motorsport. Тут чаще всего или помудрили с фазами, или выставили критические углы зажигания ну и степень сжатия, разумеется, по верхней возможной границе сделали.
Массовый же потребитель в основном ориентируется на гонку лошадиных сил и фактически не замечает, что продают-то ему почти тот же самый мотор, если не хуже. Разумеется, он стал ЕВРО4, старт-стоп и чего-то там еще, но эффективность осталась такая же, если не ниже...
Лишние 10-20 лошадиных сил, по сравнению с предыдущей моделью, подняты заменой прошивки с сопутствующим добавлением оборотов. Также, возможно, конструкторы чуть поиграли с фазами - приподняли холостые - сдвинули всю характеристику вправо. По такому пути идут все производители: так или иначе, именно такова главная тенденция в ретроспективе развития мирового моторостроения за последние 20-30 лет.
Вернемся к понятию "степень сжатия" и вспомним волговский "ЗМЗ-21", мотор американской технологии 50-х годов: СЖ 6,7:1, фактически - обычный распространенный в то время "американец" советского изготовления. Переваривал бензины от А-66 до А76 (современный - АИ-80). На нем был достигнут момент около 167 Нм при рабочем объеме около 2,44 л. BMW в 1991 году примерно с такого же объема двигателя M50B25 снимали привычные сейчас 250 Нм. Прогресс по степени сжатия - примерно полуторакратный. Прогресс по моменту... практически те же 1,5 раза! Линейная зависимость. Ну так давайте увеличим СЖ еще в 1,5 раза, примерно до 15 единиц и мы получим что-нибудь около 375 Нм?!
Ничего подобного: на самом деле, эффективность двигателя зависит от степени сжатия нелинейно. К 10-11 единицам теоретическая кривая эффективности входит в зону насыщения и к условным 12,5 единицам на графике наступает перегиб - дальнейший рост происходит крайне неохотно. Об этом же говорит и сама Мазда:
К чему я все это? Мазда обещает СЖ 14:1? Рекорд? Разберемся, по сравнению с чем?
Практически все современные моторы оснащены непосредственным вспрыском. Послойное смесеобразование, использование дополнительной "обычной" форсунки, оптимизация камеры сгорания - все это пути для понижения температуры смеси - снижения склонности к детонации. Один и тот же двигатель с СЖ 11-12 может быть более, или напротив - менее склонен к детонации, в зависимости от режима его питания.
Так что берем обычный современный двигатель, редактируем его в сторону снижения детонации и получаем 12:1 с допустимой эксплуатацией на АИ-95... И не детонирует. Думаю, с обязательным ограничением на 98-й, получим и беспроблемные 12,5:1 при использовании, повторюсь, совершенно доступных технологий. То есть, если и сравниваем, при прочих равных, то сравниваем не с мотором 80-х, а с мотором 2012 года - со всеми возможными современными ухищрениями. Если сравниваем "маздовские" 14:1, то примерно с 12:1, что сегодня вполне себе норма, как видите.
Одна из ключевых технологий при этом - непосредственный впрыск и оптимизация формы камеры сгорания.
Кроме того, стоит рассматривать каждый случай в отдельности - декларируемая цифра может несколько отличаться от реалий - идеально точно геометрию камеры сгорания редко кто высчитывает. Чаще всего, указанные производителем данные о степени сжатия довольно условны, отображают, так сказать, общую тенденцию, или "среднетехнологическое" значение. Компрессия двигателей M54B22 и M54B30, или же M50B20 и M50B25, например, отличается заметно больше, чем того стоит ожидать зная указанные степени сжатия этих моторов. В Сети хватает и практических расчетов для конкретного мотора... Реальные цифры могут варьироваться в довольно широком диапазоне. Разумеется, всему есть предел и двигатель с заявленной степенью сжатия 10:1 на деле вряд ли окажется дожатым до 12:1. Учитывая естественный технологический разброс и, например, возможный нагар в камере сгорания, вы никогда не сможете точно предсказать фактическую склонность двигателя к детонации на основе одной только паспортной степени сжатия.
К чему я все это пишу: даже указанная производителем степень сжатия требует фактической проверки. Самая простая из которых - точное измерение компрессии. И вот тут, при прочих равных, можно пытаться строить теорию склонности этого ДВС к детонации. Одна-две "лишних" атмосферы и стоит выбирать следующий сорт бензина...
Хорошо, представим, что "честные" 12:1 сопоставляются с технологическим совершенством - честными и рекордными 14:1. Сравнение, допустим, полностью корректное. Что нам дадут "рекордные" дополнительные 2 единицы? Хотя бы +10% к эффективности? Ничуть не бывало: перед нами, как видно, все те же 200-205 Нм которые показывают в паспортных данных на Skyactive-G. Кстати, почему, интересно, для канадского рынка указана степень сжатия 13:1? Дефорсировали мотор? Отнюдь: показатели момента и мощности те же самые. А теперь сюрприз. Что случилось с Mazda3 с таким же мотором? Нам говорят, что "охладительный" волшебный коллектор не поместился, там стоит обычный и заявленная степень сжатия уже не 14 и даже не 13... 12:1! Все характеристики прежние, заявленная разница в моменте - 3 Нм. Полагаю, даже одинаковые двигатели могут давать такой разброс на практике. Оставили бы все как есть - чем было бы оправдать отсутствие оригинального коллектора? Если эти 3 Нм действительно соответствуют разнице "технического" прорыва по сравнению с обычным двигателем с СЖ 12:1, то оно того стоит вообще? Ради чего городили весь этот огород? 3 Нм? Что-то около 1% на моментной характеристике?
Суровая действительно такова: двигатели MAZDA SKYACTIV-G в вариантах степеней сжатия 14:1, 13:1 и 12:1 фактически ничем друг от друга не отличаются. Да, это один и тот же мотор. Вот такой вот извращенный изощренный маркетинг. Mazda сделала совершенно обычный современный двигатель (ничем не лучше и не хуже аналогов) и завернула его в блестящую маркетинговую шелуху. Продавать же как-то надо...
P.S.Распространенный двигатель BMW N46B20 (в общем-то, аналогичный более раннему N42B20 аж 2001 года выпуска) при равном рабочем объеме, имеет примерно аналогичные характеристики эффективности, но при действительной степени сжатия... всего 10,5:1. Вот только рабочий момент у него доступен уже с 1200 оборотов! Двигатель Мазды "оживает" едва после 2000 об/мин... Почти 1000 оборотов - это пропасть. Делать надо было "момент", а не степень сжатия. Но момент сложнее "продать".
Подготовлено в сотрудничестве с bmwservice.livejournal.com
www.autonews.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.
tbf.su
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.
Датчик света в автомобиле что это? Принцип работы реальное видео, АвтоблогДатчик света в ...
Трамблер описание, неисправности, принцип работы, устройство, фото, видео, НЕМЕЦКИЕ АВТОМАШИНЫТрамблер описан...
Как правильно выбрать парктроникВ последнее вр...
Датчик Положения Распредвала (ДПРВ), Ошибки, Неисправности и ПроверкаДатчик положени...
Подвеска современного автомобиля - журнал - АБС-автоКак известно, п...
Подвеска автомобиля - все, что нужно знать о ней автовладельцамПодвеска автомо...
Дневные ходовые огниХодовые огни дн...
Как это работает: сигнализации и кодграбберы для их взлома - Как это работает на АвтоПорталеКак это работае...
Карбюратор: описание, история, устройство, принцип работы, регулировка, обслуживание, НЕМЕЦКИЕ АВТОМ...Карбюратор: опи...
Кнопка запуска двигателя - все варианты запуска мотораНаверное, к...
Система отопления автомобиля, схема устройстваСистема отоплен...
Классы автомобилейОт A до F: на к...
Типы кузова лифтбек и хэтчбек: отличия и особенностиТакие разные и ...
Электронный спидометрВладельцы пате...
Предпусковой подогреватель двигателя: 220В или автономный подогрев - какой выбрать и как установитьПредпусковой по...
Большой расход топлива: Причины чрезмерного потребленияНет такого во...
Жидкое стекло для авто: как покрыть, выбрать, цена, отзывыВсе без исключе...
Устройство автомобиляУстройство и р...
Электроусилитель руля: принцип работыПриветствую вас...
Автомобильные предохранители: виды и типы, почему перегорают, как вытащить и проверитьПоловина неиспр...
В чем принципиальное отличие ксенона от биксенона: дифференцирующие признакиВ чью пользу де...
Вискомуфта и все, что нужно о ней знать, НЕМЕЦКИЕ АВТОМАШИНЫПоделиться "Ви...
Что лучше – карбюратор или впрыск? Baltmotors дает ответЧто лучше – кар...
Фильтр нулевого сопротивления (Страница 1) - 9000 - ФорумЧтобы написать ...
Мозги для сердца (МПСЗ-микропроцессорная система зажигания)Лада 2101 Крапо...
Что же такое ТВС (топливно воздушная смесь) и какой она должна быть - Помощь автолюбителюЧто же такое ТВ...
Термостат - признаки неисправности и способы решения проблемыТермостат - при...
Устройство турбины двигателя автомобиля, принцип работыПринцип работы ...
btf.su
Правительства ведущих европейских стран и Японии ежегодно ужесточают экологические требования к автомобилям и в то же время запускают массу различных государственных программ, стимулирующих разработки экономичных двигателей и гибридных технологий.
Каждый автопроизводитель в этой экогонке выбирает свой путь развития. Кто-то отказывается от атмосферных двигателей в пользу турбированных, другие бросают все силы на развитие гибридных систем, третьи видят будущее в электромобилях. Нам удалось познакомиться с технологиями компании Mazda, которая презентовала новую линейку двигателей и коробок передач, получивших название SkyActiv.
В своих новых разработках в Mazda решили не изобретать велосипед, а усовершенствовать уже существующие конструкции, ведь по прогнозам экспертов, к 2020 году только 23% автомобилей в Европе будут иметь электротягу. Поэтому наряду с работой над гибридным приводом и электромобилями большое внимание в компании Mazda уделили технологии SkyActiv, позволившей сделать двигатели более экономичными и эффективными.
Существенного повышения КПД в новом 2,0-литровом бензиновом двигателе SkyActive-G удалось добиться за счет высокой степени сжатия, составляющей 14,0. При этом проблему с детонацией, которая неизменно возникает при высокой степени сжатия, инженеры Mazda решили путем использования богатой рабочей смеси и позднего зажигания. Кроме того, для снижения давления в камере сгорания был разработан удлиненный выпускной коллектор со схемой 4-2-1, предотвращающий возврат отработавших газов в камеру сгорания.
В первую очередь новый бензиновый мотор SkyActiv-G получит новый кроссовер Mazda CX-5, который дебютирует на российском рынке в начале 2012 года.
В днищах поршней мотора SkyActiv-G предусмотрены специальные выемки, уменьшающие длительность сгорания. За счет использования новых форсунок с множеством распылителей и выпускного коллектора 4-2-1 мотор SkyActiv обладает увеличившимся на 15% крутящим моментом (по сравнению с текущим двигателем 2,0 MZR). Кроме того, новый двигатель отличается лучшей тягой в широком диапазоне оборотов и улучшившейся на 15% топливной экономичностью. Для уменьшения потерь на всасывании – когда в такте пуска поршни, двигаясь вниз, всасывают воздух – была использована новая система управления фазами газораспределения S-VT, которая изменяет момент открытия и закрытия клапанов, тем самым контролируя количество поступающего в цилиндры воздуха.
В днищах поршней мотора SkyActiv-G предусмотрены специальные выемки, уменьшающие длительность сгорания.
Немаловажным фактором, влияющим на «отзывчивость» двигателя, является снижение массы. По сравнению с мотором MZR у SkyActiv-G на 20% снижен вес поршней и на 15% - шатунов. В результате мотор охотнее набирает обороты, быстрее реагирует на изменение нагрузки и отличается лучшей топливной экономичностью.
Как и «небесный» бензиновый агрегат, новый дизельный двигатель SkyActiv-D обладает аналогичной степенью сжатия в 14,0. Но если 14,0 для бензинового мотора – это один из самых высоких в мире показателей, то для дизельного двигателя, напротив, самый низкий (средняя степень сжатия для дизельных моторов составляет 16,0 - 18,0).
Новый 2,2-литровый дизельный двигатель SkyActiv-D обладает самой низкой в мире степенью сжатия, которая составляет всего 14,0.
Благодаря низкой степени сжатия турбодизель SkyActiv-D обеспечивает более чистое сгорание с образованием меньшего количества сажи и окислов азота. В результате маздовский мотор обходится без дорогостоящих фильтров жестких частиц, соответствуя при этом показателям Евро-6, которые вступят в действие только в 2013 году.
Однако в условиях низких температур дизель с таким малым показателем степени сжатия может испытывать проблемы с пуском и отличаться неровной работой. Во избежание подобных проблем инженеры Mazda установили керамические свечи и создали систему регулирования высоты подъема клапанов. Кроме того, дизельный мотор SkyActiv-D отличается сниженной массой и меньшим уровнем трения.
Еще одним новшеством стал двухступенчатый турбонаддув, состоящий из двух разнокалиберных турбонагнетателей, которые используются в зависимости от условий движения. В результате новый 2,2-литровый дизельный агрегат SkyActiv-D отличается улучшенной топливной экономичностью, увеличенным крутящим моментом и низкими показателями выброса вредных веществ в атмосферу.
Отметим, что первым автомобилем, который получит новый бензиновый мотор семейства SkyActiv-G, станет новый компактный кроссовер Mazda CX-5, продажи которого на российском рынке стартуют в начале 2012 года. Кроме того, в компании Mazda не исключают появление дизельного двигателя, которого уже давно, но пока безуспешно ждут поклонники легковых моделей Mazda в России.
При создании автоматической коробки передач SkyActiv-Drive в Mazda постарались совместить преимущества традиционной АКПП, вариатора и трансмиссии с двумя сцеплениями. Задача – добиться хорошей топливной экономичности, быстрого отклика на нажатие педали акселератора, плавности переключения, сохранив при этом мощное ускорение.
При создании автоматической коробки передач SkyActiv-Drive главной задачей инженеров было объединить достоинства трех типов АКПП: традиционного “автомата”, вариатора и коробки с двумя сцеплениями.
Для этого в коробке SkyActiv был использован гидротрансформатор с широким диапазоном блокировки для всех ступеней, что позволило снизить потери во время разгона и улучшить уровень комфорта. Однако увеличение диапазона блокировки зачастую увеличивает вибрации и ухудшает плавность работы АКПП. Эту проблему в Mazda решили путем уменьшения размеров гидротрансформатора. Освободившееся место использовали для установки более крупного демпфера. А использование увеличенной многодисковой муфты с поршневым приводом увеличило долговечность и повысило точность управления. Отметим, что трансмиссия SkyActiv будет доступна как для бензинового, так и для дизельного моторов.
Как и «автомат», механическая трансмиссия SkyActiv-MT будет выпускаться в двух версиях, в зависимости от крутящего момента двигателя. По сравнению с предшественницей новая коробка на 7-16% легче. При создании новой МКПП в качестве эталона была взята трансмиссия от родстера Mazda MX-5, которая отличается высокой четкостью переключения и хорошей отзывчивостью.
В процессе разработки механической коробки передач SkyActiv-MT в качестве эталона была взята избирательности трансмиссии родстера Mazda MX-5.
В результате ходы рычага SkyActiv составляют всего 45 мм (от нейтрального положения), а по точности работы она сильно напоминает аналогичный агрегат от MX-5. Чтобы добиться таких результатов, разработчикам пришлось фактически полностью пересмотреть механизм переключения.
Новая маздовская технология SkyActiv затронула не только силовые агрегаты, но и кузов. Здесь специалистами Mazda была предложена конструкция, состоящая преимущественно из прямых элементов, переходящих один в другой. Такая компоновка позволила повысить жесткость кузова и снизить массу.
Жесткость кузова была увеличена за счет большего использования прямых и замкнутых элементов, сварочно-клеевых соединений и широкого применения высокопрочных сталей.
Кроме того, была улучшена пассивная безопасность. В рамках проекта Skyactiv-Body была создана специальная конструкция, распределяющая энергию при столкновении по нескольким направлениям, что способствует лучшему поглощению энергии удара.
Большей жесткости кузова способствуют широкое применение клеевой сварки и увеличение количества сварочных точек. Также при создании кузова SkyActive доля использования высокопрочных сталей возросла с 40 до 60%.
В рамках проекта SkyActiv-Chassis перед инженерами Mazda стояла непростая задача. Цель – добиться отличной управляемости и устойчивости при сохранении комфорта. В качестве заготовки было взято шасси от Mazda3 – передние стойки МакФерсон и задняя многорычажка.
Для улучшения маневренности на низких и средних скоростях в Mazda был разработан новый электроусилитель, расположенный на рулевом валу. В переднем МакФерсоне был увеличен угол наклона оси поворота и плечо стабилизации. Сзади увеличили степень демпфирования амортизаторов и жесткость верхних опор. Кроме того, для более эффективного подавления продольных сил опоры крепления продольных рычагов были перенесены немного выше. Такая мера позволила повысить уровень комфорта и предотвратить подъем задней части кузова. По примеру остальных направлений технологии SkyActiv вес шасси был снижен на 14%, при этом жесткость была повышена.
Руслан Галимов
carclub.ru
