Mazda готовит Skyactiv-X: бензиновый мотор с воспламенением от сжатия

Компания обнародовала новую программу развития Sustainable Zoom-Zoom 2030. В целом она продолжает нынешние ценности марки вроде дизайнерской философии Kodo («душа движения») или удовольствия от вождения. Но появились и новые пункты, наиболее интересный из которых — бензиновые двигатели следующего поколения Skyactiv-X. С воспламенением от сжатия!

По общей терминологии рабочий цикл такого двигателя имеет обозначение HCCI: Homogeneous Charge Compression Ignition, то есть «воспламенение гомогенной смеси от сжатия». Над его реализацией инженеры работают не первый десяток лет, прототипы этих моторов еще в 2007 году показывали американцы из GM. Подобные проекты есть у компаний Daimler (там его называют DiesOtto), Volkswagen и Nissan, а о наработках Мазды мы писали еще три года назад. И похоже, именно эта относительно небольшая фирма первой запустит серийное производство таких двигателей!

Правда, система искрового зажигания у новых моторов все же сохранится. Еще во время нашего визита в исследовательский центр компании Mazda инженеры говорили, что цикл HCCI еще далек от идеала и без свечей зажигания пока не обойтись. В мощностных режимах воспламенение останется принудительным, от искры, а при частичных нагрузках и на холостом ходу моторы будут работать по «идеальному» циклу HCCI. Разработчики обещают, что включение и отключение искровой системы зажигания будет незаметным. И только Skyactiv третьего поколения, возможно, обойдется вообще без свечей.

Нынешний двигатель Skyactiv-G

В Мазде заявили, что моторы Skyactiv-X будут иметь приводной нагнетатель и окажутся на 20—30% экономичнее нынешних моторов Skyactiv-G аналогичного рабочего объема. Вдобавок на 10—30% вырастет крутящий момент, а время отклика на нажатие педали газа станет меньше. Кроме того, новый рабочий процесс сулит значительное снижение содержания в выхлопных газах окислов азота и сажи.

В плане развития указано, что продажи машин с двигателями Skyactiv-X начнутся в 2019 году: судя по всему, первым носителем станет Mazda 3 следующего поколения. По предварительным данным, первый прототип могут показать уже этой осенью.

Что еще сулит новая стратегия? Например, улучшение превентивной безопасности автомобилей: электронный комплекс i-Activsense, который на машинах для японского рынка входит в стандартную комплектацию, в 2018 году появится на экспортных автомобилях. Уже идут испытания собственного автопилота: систему начнут устанавливать на серийные машины в 2020-м, а с 2025 года она станет стандартным оборудованием.

В 2019 году Mazda начнет производство электромобилей, но продавать их будет только в тех странах, где есть необходимая инфраструктура или ограничения на эксплуатацию обычных машин с двигателями внутреннего сгорания. Наконец, компания поставила цель к 2030 году вдвое снизить выбросы углекислого газа у своих автомобилей (по сравнению с уровнем 2010 года), а к 2050-му выхлоп должен стать чище на 90%. Будут и новые дизели: моторы Skyactiv-D второго поколения ожидаются в 2020 году, но подробностей о них пока нет.

Рекомендованные статьи

Лучшие материалы Авторевю — в вашем почтовом ящике

Предоставляя e-mail, вы подтверждаете свое согласие с условиями политики конфиденциальности

Узнайте, какие автомобили сейчас на испытаниях

Где работают журналисты Авторевю прямо сейчас

Материалы: http://autoreview.ru/news/mazda-gotovit-skyactiv-x-benzinovyy-motor-s-vosplameneniem-ot-szhatiya

Поделиться

Любовь к более экологичным и экономичным автомобилям постепенно захлестывает мир. Многие компании стремятся разработать свой гибрид, другие кидают все силы на создание электрокара. Mazda немного отклонилась от пути – японцы решили усовершенствовать уже существующие технологии.

Любовь к более экологичным и экономичным автомобилям постепенно захлестывает мир. Многие компании стремятся разработать свой гибрид, другие кидают все силы на создание электрокара. Mazda немного отклонилась от пути – японцы решили усовершенствовать уже существующие технологии.

Чтобы не быть голословной, компания не просто рассказала и показала свое новое видение старых комплектующих, но и дала возможность опробовать разработки на первых тестовых автомобилях, привезенных специально из Японии. Новая концепция Mazda называется Skyactiv и включает в себя новый бензиновый и дизельный моторы, трансмиссии, кузов и шасси.

Первым автомобилем, который полноценно продемонстрирует все возможности идеологии "Скайактив" станет кроссовер Mazda CX-5, выпуск которого намечен на конец 2011 года. После премьеры этой модели, все последующие новинки бренда будут оснащаться только новыми комплектующими.

На организованной для журналистов встрече представители Mazda попытались доступно объяснить, что они вкладывают в концепцию Skyactiv. По словам вице-президента и главного менеджера Европейского центра научно-технических разработок Mazda Хироюки Мацумото, главная цель компании - создание ДВС, максимально приближенного к идеальному с точки зрения экологичности и экономичности. При этом двигатель должен сохранить водителю ощущение удовольствия от вождения в фирменном стиле zoom-zoom.

Новый бензиновый двигатель Skyactiv-G имеет на 15% больший крутящий момент, чем его предшественник (2,0-литровый производимый ныне MZR), на 15% меньший расход топлива и уровень выбросов СО2. Степень сжатия составляет 14:1, тогда как обычно это 10:1 (моторы болидов F1, к слову, имеют степень сжатия 12:1). Механизм газораспределения нового двигателя трудится в тандеме с выпускным коллектором со схемой 4-2-1. Работает силовой агрегат на бензине с октановым числом 95. Достичь таких результатов удалось за счет облегченных материалов, изменения форм и новой конфигурации выпускной системы.

"Повышение степени сжатия обычно приводит к появлению детонационного сгорания топлива, что вызывает снижение крутящего момента. Аномальное сгорание вызвано высоким давлением в камере сгорания и усугубляется высокой температурой. Mazda справилась с этим за счет поршней с выемкой и срезами в днище и выпускной системы с конфигурацией 4-2-1", - объяснили специалисты Mazda.

Новая выпускная система имеет чуть большую длину, и обладает эффектом "продувки" цилиндров, способствуя удалению отработавших газов. Это снижает температуру внутри цилиндров, что не дает возможности для детонации. Выпускная система увеличила и крутящий момент на малых оборотах. В результате, трение в новом моторе снижено на 30%, а масса уменьшилась на 10%.

Первыми технологии Skyactiv продемонстрируют 2,0-литровые моторы. Но позже компания планирует выпустить двигатель в 2,5 литра и малолитражный вариант объемом 1,3 и 2,0 л.

Вторая новинка заинтересовала не меньше. Дизельный двигатель Skyactiv-D с системой питания common-rail имеет ту же степень сжатия, что и бензиновый мотор (14:1). Но для такого типа агрегатов этот показатель является самым низким в мире (стандартные цифры – 16,0 и 18,0). По выбросам вредных веществ этот дизельный мотор уже соответствует экологическим стандартам "Евро-6", которые будут введены не раньше 2014 года. Экологичный дизель – звучит заманчиво, согласитесь.

Как известно, дизельные моторы не нуждаются в свечах зажигания. Впрыскиваемое в цилиндры топливо самовоспламеняется за счет высокой температуры, которая возникает благодаря создаваемому поршнями давлению. Так вот в Skyactiv-D при такой низкой степени сжатия температура и давление в конце такта ниже. Соответственно сгорание протекает медленнее. В этом есть как минусы, так и плюсы.

По мнению Mazda, это способствует лучшему смешиванию топлива и воздуха, а соответственно препятствует образованию большого количества окиси азота и сажи, снижая расход топлива на 20%. Но слишком низкая температура воспламенения при холодных пусках и во время работы в условиях холодной погоды имеет и другую сторону медали - мотор может допускать пропуски зажигания во время фазы прогрева или не запуститься вообще.

В ответ на это, в Mazda заявили, что двигатель экспериментальный, и работа по его усовершенствованию еще продолжается. Но кое-что уже сделано. Так, в камеры сгорания установили керамические свечи накаливания и создали оригинальную систему регулирования высоты подъема клапанов.

За счет опять же облегченных материалов и новых форм удалось маздовцам снизить и вес дизельного мотора, а также потери на трении. Головка блока цилиндров получила более тонкие стенки и стала легче на 3 кг, а блок цилиндров, изготовленный из алюминиевого сплава, потерял в весе 25 кг. Новый дизельный мотор Mazda оснащен двухступенчатым турбонаддувом, с малым и большим турбонагнетателями. Малый подает воздух в камеры сгорания на небольших оборотах в целях устранить турбояму. Использование системы двух нагнетателей обеспечило высокую мощность при высоких оборотах - 175 л.с. при 4500 об/мин (максимальная частота вращения коленчатого вала составляет 5200 об/мин).

Концепция "Скайактив" включает в себя и новые трансмиссии. Как объяснили в Mazda, в ближайшие годы все автомобили марки получат возможность оснащения новым 6-ступенчатым "автоматом" под названием Skyactiv-Drive, а 5-ступенчатые коробки останутся в прошлом. Пока японцы пришли только к шести ступеням, а конкуренты уже давно изготавливают 7-, 8-ступенчатые трансмиссии. Ответ прост - финансы Mazda не позволяют компании развиваться также стремительно, как это делают, например, немцы.

"Все упирается в бюджет. Больших денег у компании нет. Имея бюджет VW, конечно, мы могли бы делать и 9-ступенчатые автоматы, но Mazda пока не обладает такими возможностями. Мы медленно, но качественно идем к своей цели", - рассказала Авто.Вести.Ru официальный предстваитель Mazda в России Мария Магуайр.

Главные заявленные достоинства новой АКПП – мощное ускорение при старте и быстрое, но плавное переключение передач. Благодаря широкому диапазону блокировки гидротрансформатора на всех ступенях крутящий момент передается к ведущим колесам (компьютерный анализ показал, что степень блокировки повышена с 64% для ныне используемой 5-ступенчатой АКПП до 89%). Такая коробка передач разработана в двух версиях, что позволяет использовать ее как с бензиновым, так и с дизельным двигателем Skyactiv.

Из новшеств для Skyactiv-Drive был разработан мехатронный модуль. АКПП также оснащена многодисковым сцеплением вместо однодискового и, по уверениям японских инженеров, является более быстрой, чем коробка с двойным сцеплением.

Для механической версии 6-ступенчатой КПП японские специалисты уменьшили рабочий ход рычага на 5 мм, теперь он составляет не 50, а 45 мм. По ощущениям на треке за рулем первых тестовых экземпляров автомобилей Mazda6 Skyactiv, переключения действительно стали более быстрыми и легкими. "При переключении со второй на третью механизм коробки опускается, а не поднимается. Используя силу притяжения, мы получили более быстрое переключение", - объяснили в "Мазда".

За основу новой коробки была взята механическая трансмиссия Mazda MX-5. Вместо неразъемной втулки в механизм встроили скользящий шарикоподшипник. Средняя толщина картера механической коробки передач обычно составляет 3,5 мм, в МКПП Skyactiv – 2,5 мм. В том числе и благодаря этому общий вес коробки удалось уменьшить на 30% или 6 килограмм.

Кузов и шасси тоже претерпели технологические изменения. Кузов Skyactive облегчили на 20 кг. Важными аспектами в его доработке стали: увеличение жесткости материала и, как ни странно, одновременное снижение веса. "Компьютерный анализ показал, что для достижения целей, нам необходимо укрепить части днища более точной сваркой в порогах, подрамниках и задних арках. Проблемно сперва было соединить крышу с задней стойкой. Но мы использовали силовые элементы прямой формы. Даже под днищем количество элементов криволинейной формы было сведено к минимуму", - объяснил специалист компании.

Увеличить безопасность кузова призвана конструкция с разветвленной схемой восприятия нагрузок. При столкновении сила удара распределяется не в одном, а по трем направлениям - вверх, вниз и в среднюю часть автомобиля. "Задачу поглощения энергии выполняют даже двери. Для жесткости мы использовали в соединениях высокопрочный клей и увеличили количество сварочных точек. Доля же высокопрочных сталей возросла с 40 до 60%", - рассказали инженеры.

При конструкции шасси автостроители столкнулись с давно существующей проблемой - как улучшая управляемость на малых и средних скоростях, обеспечить хорошую устойчивость на высокой скорости. Инженеры пересмотрели геометрию элементов задней подвески - оптимизация рычагов подвески позволила более точно управлять углами установки задних колес. Амортизаторы были установлены в положение с наибольшим передаточным отношением, а точки крепления рычагов задней подвески перенесены выше. Это, по мнению Mazda, снизит жесткость при ездовом комфорте, воспрепятствует подъему задней части кузова и снизит тормозной путь.

Озабоченность специалистов Mazda усовершенствованием уже давно изученных технологий намекает на хитрость японцев, ровно как и на медлительность. Пока все ведущие автопроизводители мира нацелены на будущее в виде гибридов и электромобилей, Mazda бросает силы и на инновации в бензиновых и дизельных моторах. Что из этого получится, покажут первые серийные экземпляры Skyactiv. Тестовые праворульные "Мазда6", привезенные специально из Японии, по своим ходовым характеристикам порадовали - езда в стиле zoom-zoom им по вкусу. А вот такие пункты, как расход топлива, экологичность и безопасность проверить было невозможно.

Интересно будет понаблюдать, как на технологии "Мазда" отреагируют конкуренты. Хотя, пока японцы медлили и перепроверяли, многие бренды уже перешагнули ДВС и переключились на гибриды.

"У нас у всех есть двигатель внутреннего сгорания. Другие компании, образно говоря, улучшают компоненты "топора", снабжая ДВС 9-ступенчатым автоматом, например. А мы решили сделать лучше сам "топор". Противопоставить немцам мы пока ничего не можем, им соответствовать просто невозможно, именно поэтому мы решили не гнаться за другими, а пойти по своему пути, качественно и без спеха. Ведь и цены на наши машины значительно ниже тех же немецких моделей. За небольшие деньги клиент Skyactiv получит хороший усовершенствованный двигатель в том числе", - резюмировала PR-менеджер Mazda Мария Магуайр.

Материалы: http://auto.vesti.ru/news/show/news_id/394032/

В основе конструкции всех автомобилей Mazda всегда применялась концепция драйва и упоения скоростью. То, ни с чем несравнимое чувство наслаждения дорогой.

Zoom-Zoom, как говорят производители, могут подарить лишь высокие технологии производства. Стремясь сделать это чувство еще более сильным, создатели Mazda совершили прорыв в автомобилестроении, имя которому – технологии SkyActiv.

Создавая технологии SkyActiv, инженеры компании совместили несовместимое: кардинально улучшили эксплуатационные качества автомобиля, добились экономии топлива, уменьшили количество вредных веществ в выхлопных газах и одновременно с этим повысили безопасность автомобиля, скоростные характеристики и управляемость, которые характерны для Mazda.

технологии SkyActiv появятся в Европе уже в 2012 году в полностью новом поколении моделей Mazda с новыми двигателями, коробками переключения передач, кузовом и шасси. И первым автомобилем c полным набором технологии SkyActiv станет Mazda CX-5, которая появится в Украине в марте 2012г.

Пытаясь сделать экологически чистые автомобили общедоступными, Mazda сконцентрировались на оптимизации системы внутреннего сгорания. Инженеры компании лучшим способом реализации этого видят оптимизацию процессов внутри двигателей для уменьшения расхода топлива.

Бензиновый двигатель SKYACTIV-G – результат уникального инженерного подхода Mazda. Тщательно анализируя и переосмысляя общие принципы термодинамики, инженерам компании удалось разработать двигатель для серийного производства со степенью сжатия 14:1. Для бензинового мотора это невероятно высокий показатель (у суперкаров и болидов Формулы-1 степень сжатия редко превышает 12:1). Поэтому аналогичные технологии применялись только у гоночных автомобилей, не предназначенных для повседневного использования.

Результат всех этих инноваций – существенное 15%-ое увеличение крутящего момента и 15%-ая экономия топлива. Для повышения эффективности работы двигателя также необходимо уменьшить "насосные потери", которые происходят при более низких нагрузках на двигатель, когда во время такта впуска поршень всасывает воздух при движении вниз. Количество воздуха внутри цилиндра находится под контролем дросселя, расположенного на входе во впускной коллектор. При более низких нагрузках на двигатель необходимо меньшее количество воздуха. Дроссельная заслонка почти закрыта, в результате чего давление внутри впускного коллектора и цилиндра ниже, чем атмосферное давление. В результате поршень должен преодолеть сильный вакуум. Это и есть насосные потери, которые негативно сказываются на эффективности работы двигателя.

Недостаток здесь – дестабилизация сгорания. Впускные клапаны остаются открытыми даже тогда, когда начинается такт сжатия, давление внутри цилиндра уменьшается, что усложняет воспламенение воздушно-топливной смеси. В SKYACTIV-G с успехом решили проблему «насосных потерь» благодаря степени сжатия 14:1. С высокой степенью сжатия увеличивается давление и температура в камере сгорания, поэтому процесс сгорания остается стабильным, а двигатель более экономичным.

Для усиления чувства единения водителя с автомобилем, разработчики уменьшили время его отклика за счет уменьшения размера и веса компонентов. Полный проект реконструкции двигателя предоставляет новые возможности облегчения его деталей. Поршни стали легче на 20%, шатуны – на 15%, на 30% снизилось внутреннее трение деталей двигателя. Новый SKYACTIV-G быстрее адаптируется к изменению нагрузок и расходует меньше энергии в процессе работы.

В Японии на конференции автомобильных исследователей и журналистов SKYACTIV-G уже признан технологией года.

Автоматическая коробка передач SKYACTIVE-DRIVE.

Оптимизируя автоматическую коробку передач Mazda сосредоточились на следующем:

• Улучшение экономии топлива

• прямой отклик педали газа

•плавное переключение передач

Новая автоматическая коробка SKYACTIV-Drive – воплощение этих стремлений. Она переключается быстро и плавно, динамически реагирует на изменения нагрузки на двигатель на низких скоростях и тем самым позволяет расходовать меньше топлива. Сердце SKYACTIV-Drive – это 6-ступенчатый гидротрансформатор с полным спектром блокировки сцепления для всех шести передач. Блокировка сцепления была повышена с 64% на текущей 5-ступенчатой автоматической коробке до 89% на новой SKYACTIV-Drive.

Все эти изменения сделали вроде бы обычный «автомат» более отзывчивым и более похожим на обычную «механику» по ощущениям от езды. А еще – более экономичным: расход топлива снизился на 4-7 %, в зависимости от режима езды.

Механическая коробка передач SKYACTIV-MT.

Разработчики воссоздали ту послушность, точность и захватывающее ощущение управления, что чувствовались в родстере MX-5. Рукоятка рычага переключения передач имеет только 45 мм (против 50 мм) хода от нейтрального до положения передачи. Новая трансмиссия по характеру переключения передач напоминает MX-5: переключение передач чувствуется очень четко и требует минимальных усилий. Проще говоря, SKYACTIV-MT – воплощение идеи Zoom-Zoom, драйв в его чистом виде.

SKYACTIV-Body и SKYACTIV-Chassis.

Результаты говорят сами за себя: новый SKYACTIV-Body весит на 8% меньше, чем его предшественник, в то время SKYACTIV-Chassis на 14% легче. Цели, поставленные компанией при создании SKYACTIV-Body, порой противоречат друг другу. Чтобы согласовать их, инженеры были вынуждены вернуться к чертежной доске. Результат: корпус нового поколения автомобилей Mazda устанавливает новые стандарты в области облегченных конструкций.

Чтобы эффективно распределять нагрузку, легкий, но прочный корпус SKYACTIV-Body требует столько прямых участков, сколько это возможно. Так же необходима была оптимизация распределения нагрузок по всей структуре.

Один из принципов Mazda – постоянное совершенствование пассивной безопасности автомобилей. Поэтому компания разработала уникальный мульти-разгрузочный путь структуры SKYACTIV-Body.

Mazda значительно увеличили использование высокопрочных сталей в корпусе SKYACTIV. Их доля выросла с 40% до 60%. Таким образом, удалось уменьшить вес кузова автомобиля при одновременном повышении прочности.

Как и в случае других технологии SkyActiv, разработчики шасси также сталкивались с противоречивыми целями: достичь чувства «единства» между автомобилем и водителем, обеспечить устойчивость на высоких скоростях и повысить комфорт во время езды.

Первой задачей было обеспечение устойчивости на высоких скоростях и повышение управляемости на низких и средних скоростях. Поэтому Mazda разработала новую электрическую систему рулевого управления, которая усиливает ощущение драйва, обеспечивая немедленное реагирование даже на очень малой скорости. Но такая маневренность может сделать автомобиль слишком чутким для высоких скоростей. Здесь инженеры пересмотрели геометрию задней подвески. Ее оптимизировали так, что увеличилось сцепление задних колес с дорожным покрытием Для улучшения движения на малых скоростях был оптимизирован усилитель руля. Так водитель получает максимум управляемости автомобиля в любых условиях.

Прежде всего, в целях повышения эффективности работы амортизаторов, их крепления были установлены в положение, дающее больший ход рычагу. Жесткость верхнего резинового крепления была усилена, уменьшая воздействие сил торможения на уровень комфорта.

SKYACTIV-Chassis весит на 14% меньше, чем текущая версия. Тем не менее, как и в случае со структурой кузова, обладает еще большей жесткостью.

Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Viber, Telegram и Messenger: все самые важные автомобильные события в одном месте.

Материалы: http://www.autocentre.ua/opyt/tehnologii/kak-rabotayut-tehnologii-skyactiv-ot-mazda-92389.html