Хороший ли двигатель скайактив

Голая правда о технологии Mazda SkyActive

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.

О двигателях для Mazda 6

Автомобиль класса «D» Mazda 6 стоит на одной модельной линейке с Ford Mondeo, Skoda Superb, Toyota Camry и другими популярными моделями.

В качестве силового агрегата Mazda 6 получила стандартные для бренда моторы на 1,8, 2,0 и 2,5 литров.

Двигатель Ford-Mazda 1,8л. Duratec-HE/MZR L8

Силовой агрегат Duratec-HE/MZR L8 имеет еще название Mazda MZR L8 и был создан японцами как эволюция маздовской серии моторов «F». До этого Ford устанавливал Duratec-HE/MZR L8 на модели Mondeo, но позже мотор усовершенствовали, установили систему управления каналами коллектора впуска, систему прямого зажигания, электронные заслонки дросселя и прочее.

В 1,8-литровом Duratec появился цепной привод ГРМ, что увеличило его надежность.

Среди недочетов двигателя плавающие обороты на ХХ, которые решаются промыванием заслонки дросселя либо сменой прошивки.

Также для Duratec-HE/MZR L8 характерны троения, вибрации, стуки и шумы. В целом двигатель характеризуется как проблемный и лучше выбирать автомобили с двухлитровой версией. 3+

Двигатель Ford-Mazda 2,0 л Duratec HE/MZR LF

Конструкция мотора Duratec HE/MZR LF 2,0L во многом повторяет 1,8-литровую версию, но диаметр цилиндров в них уже 87,5 мм. Двигатель серии MZR разработали инженеры Mazda для моделей LF, а Ford пользовался им в рамках сотрудничества.

Если сравнивать 2,0-литровый вариант с 1,8-литровым собратом, то большеобъемный движок по всем параметрам лучший. Работает он мощнее, но тихо и плавно, нет плавающих оборотов.

Цепной привод ГРМ повышает надежность агрегата и рассчитан до 250 тысяч километров работы.

К недочетам причисляют преждевременный износ сальников распредвала.

Часто выходит из строя термостат, что влияет на температуру двигателя.

Обязательно нужно контролировать свечные колодцы, во избежание попадания масла.

Отсутствие гидрокомпенсаторов вынуждает регулировать зазоры клапанов каждые 150 тысяч км.

При этом 2,0-литровый Duratec HE/MZR LF характеризуется положительно и считается одним из лучших среди двигателей Ford Duratec. 4

Двигатель Mazda SkyActiv-G 2.0

Силовой агрегат SkyActiv-G 2.0 вошел в первую серию и появился в 2011 году, заменив Ford Duratec. Для SkyActiv характерны приличные характеристики мощности — до 165 л.с., но на некоторых рынках его производительность «задушена» до 150 в угоду налоговых платежей. Вместе с тем мотор стал экономичней.

Двигатель SkyActiv-G 2.0 получил прямой впрыск горючего, систему ИФГР на двух валах, гидрокомпенсаторы и облегченную ШПГ.

Среди негативных отзывов шум на ХХ и вибрации, которые пропадают после прогревания мотора.

Более существенных недочетов пока не обнаружено.

Если выбирать двигатель для крупных моделей типа Мазда СХ-5 или Мазда 6, то предпочтительней останавливаться на 2,5-литровой версии. 4+

Есть ли разница?

Кроссовер Mazda СХ-5 получил новый 2,5-литровый мотор Skyactiv, машина стала на 1,4 с быстрее и прожорливее на целый литр. Стоит ли игра свеч, выясняем во время челябинского теста.

Промышленный Челябинск имеет свой колорит. Кажется, что этот край металлургов и оружейников не переживал кризиса. Заводы коптят, железная дорога переполнена поездами, на дорогах множество самосвалов, перевозящих полные кузова грузов. Вся эта благостная картина открылась передо мной из окна 13-го этажа мест­ного «Гранд Отеля». Что ж, надо по­смотреть, как в этом мирке российских заводов почувствует себя Mazda.

И цвет, и запах

Кроссоверы СХ-5 выстроились рядком перед выходом из гостиницы. Открываю дверь, и кремовый запах бежевой кожи выплывает из салона, словно из кондитерской. Прохладное пасмурное утро тут же окрашивается приятными нотками. Внутри в 2,5-литровой машине примерно то же самое, что и в 2-литровой. Такой же мягкий пластик, приятный на ощупь, но неказистый на вид. Такая же магнитола с дублированием управления на джойстике центрального тоннеля. Все это хорошо знакомо и изучено. Изумительные кожаные кресла не только приятно пахнут, но и обладают хорошей поддержкой. Руль плотно сидит в руках, а магнитола звонко проигрывает треки. Что же еще нужно для счастья? Конечно, хороший мотор!

Вот он встрепенулся под капотом, стоило только нажать кнопку запуска. Непрогретое «сердце» заработало после холодной челябинской ночи. Салон заполнился низкочастотным урчанием, и из воздуховодов потянуло свежим ветерком. По паспорту новый двигатель на 42 л.с. мощнее 2-литрового агрегата. Его максимальный крутящий момент составляет 256 Нм, что должно существенно улучшить динамику. После прогрева постараемся выяснить, насколько динамичнее стала машина.

Особенности темперамента

В принципе с первых метров после выезда с парковки небольшая разница была ощутима. Автомобиль стал немного шустрее. Однако отличие настолько незначительно, что очень быстро перестаешь его замечать. В городской толчее, на низких скоростях новый мотор по характеристикам приближается к 2-литровому собрату. По достижении 80 км/ч он выигрывает, но не сказать, что сильно. Вся прелесть данного двигателя заключается в его умении держать высокую скорость и совершать быстрые разгоны на скоростях выше названного предела. К примеру, если нужно совершить обгон с 90 км/ч и довести скорость до 130 км/ч, то здесь 2,5-литровый агрегат, конечно, дает существенное превосходство, автомобиль ведет себя более спортивно. Однако из-за экологиче­ских программ управления он начинает хорошо ехать только в режиме кик­даун. В итоге процесс вождения с обгонами фур превращается в постоянное топтание педали в пол. Половинчатое нажатие приводит к черепашьему темпу.

Что понравилось, так это система старт-стоп. Включения мягки, а выключения незаметны. Поездки по городу, где остановки были в основном возле светофоров, получались комфортными. Тягучих пробок не было вовсе, отчего автоматическое выключение двигателя своими редкими срабатываниями нисколько не напрягало.

Дороги и колеса

Дороги в Челябинске оказались на редкость приличными. Особо сильных ям и рытвин мы не встретили. Кроме того, понравилось большое количество параллельных и перпендикулярных улиц, которые рассеивали трафик и не давали образоваться пробкам.

Зато налицо какая-то бессистемность местной дорожной сети. Прямые проспекты здесь только в центре. В остальных местах они петляют вокруг каких-то невидимых препятствий. Дороги меняют ширину, бросаются под мосты, взлетают вверх на странные нелогичные развязки и вновь расширяются до пяти полос. При этом ни на одной из городских улиц нет разметки, что хаотизирует трафик. В общем, в отношении дорожной сети Челябинск оказался загадочным городом.

2,5-литровая Mazda в максимальной комплектации обута в 19-дюймовые литые диски с низкопрофильной резиной. С ней автомобиль стал совсем другим. Несколько месяцев назад, когда мы знакомились с Mazda СХ-5, она была в высокопрофильных зимних покрышках на 17-дюймовых колесах. В таком исполнении она показалась мягкой и покладистой. На прямой стояла ровно и позволяла расслабиться за рулем.

Новая же 2,5-литровая машина на 19-дюймовых колесах ведет себя по-другому. Ее поведение стало нервным, суетливым, неустойчивым. Чуть отвлекся, и машина уже сползает с траектории. Если попадается колея, автомобиль своевольно устремляется в сторону. Поэтому приходится постоянно подруливать и удерживать его в заданном коридоре.

Эта напасть лечится подбором более гражданских покрышек под 17-дюймовые колеса. Все же спортивная резина не по духу «полноватой» Mazda СХ-5.

Между тем 19-дюймовые колеса допускают меньше пробоев подвески. Автомобиль прокатывается по ямкам почти без последствий для кузова и седоков и хорошо глотает удары, со­вмещая в себе мягкость и нервозность.

Более мощного мотора Mazda СХ-5 действительно не хватало. Да и психологически было как-то несолидно останавливаться на «скромном» 2-литровом агрегате. С появлением 2,5-литровой «четверки» такая проблема отпадает. С другой стороны, чем больше мотор, чем больше у него и электронных экологических ошейников, которые сглаживают впечатление от более мощного агрегата.

Технологии SKYACTIV-D (особенности технологии дизельной версии)

С незапамятных времен дизель и бензиновый мотор честно конкурируют между собой, в борьбе невольно перенимая друг у друга характерные признаки. Теперь наконец-то они сравнялись… по степени сжатия. У дизеля Skyactiv-D эта геометрическая величина равна 14:1, как и у бензинового двигателя Skyactiv-G. Еще один рекорд, на сей раз среди серийных дизелей, — у большинства моторов она колеблется от 16 до 18.

Обычно нормальной степенью сжатия в турбодизелях считается 16–18:1. Маздовцы уменьшили этот показатель до 14:1, как у бензиновой модификации CX-5, и дополнительно облегчили вес агрегата (головки блока, шатунно-поршневой группы, коленвала) на 10%, что повлекло снижение механических потерь и рост предельных оборотов. Это решение позволило более эффективно использовать наддув, снизились температура и скорость сгорания топлива. Теперь давление в камере сгорания очень быстро и, что более важно, — очень точно компенсируется с помощью двух турбин. Согласно заявлению производителя, расход солярки сократился по сравнению с 2,2-литровым мотором MZR-CD на 20%. Еще один плюс более деликатной работы в два «воздуходува» — низкий выброс CO 2 (соответствует нормам Euro 6.

Пусть в арсенале всего 175 л.с., зато «момент» паровозный — 420 Н .м! Уже с первых секунд движения чувствуется, что движку под силу не только «пятерка», но и что-нибудь потяжелее. Хороший подхват начинается уже с самых низов, старшая турбина передает эстафету тяги младшей без ощутимого разрыва.

Дизельный двигатель Skyactiv-D:
1 — самая низкая степень сжатия для серийных дизелей 14:1 позволяет достичь оптимального момента воспламенения;
2 — система регулировки высоты подъема выпускных клапанов стабилизирует работу двигателя при прогреве;
3 — соответствует требованиям Euro 6 без дорогих систем нейтрализации;
4 — двухступенчатый турбонаддув улучшает гибкость на низких оборотах и добавляет мощности на высоких;
5 — на 10% легче и на 20% экономичнее предшественника, 2,2-литрового MZR-CD;
6 — керамические свечи накаливания улучшают пуск холодного двигателя;
7 — механические потери из-за пониженного до 130 кг/см² давления в камере сгорания (на 20% ниже, чем у MZR-CD), как у бензинового мотора;
8 — блок цилиндров легче на 25 кг.

Чем меньше степень сжатия у дизеля, тем ниже температура и давление в камере сгорания в конце такта сжатия. А значит, сгорание протекает медленнее, что позволяет впрыскивать топливо еще при подходе к верней мертвой точке, а не когда поршень уже идет вниз (как у дизелей с более высокой степенью сжатия). Топливо лучше перемешивается с воздухом, отчего смесь сгорает эффективнее, а в выхлопных газах содержится намного меньше сажи и окислов азота (NOx). Кроме того, выше и степень расширения (ход поршня, при котором совершается фактическая работа). Как результат — расход топлива ниже на 20%. К тому же Skyactiv-D» укладывается в нормы Euro 6 (вступят в силу лишь в 2014 году) без дорогого нейтрализатора частиц азота.

Однако нет добра без худа — дизели со столь низкой степенью сжатия плохо пускаются и неустойчиво работают при отрицательных температурах. Лекарство от этого недуга — керамические свечи накаливания и система VVL, регулирующая высоту подъема клапана. Она не редкость на бензиновом моторе, но диковинка на дизеле. Только в первом случае она определяет количество поступающего в цилиндры воздуха, а во втором заведует рециркуляцией отработавших газов. На холодном двигателе выпускной клапан в конце такта впуска не закрывается, и часть отработавших газов возвращается во впускной коллектор. На следующем впуске горячий заряд вновь поступает в камеру сгорания и подогревает ее. Таким образом, нет пропусков воспламенения, двигатель на этапе прогрева работает более стабильно.

Привод одного из пары выпускных клапанов каждого цилиндра снабжен устройством, регулирующим высоту подъема клапана. На прогретом двигателе ход клапана задают стандартные кулачки распредвала — выпуск закрывается полностью. Когда мотор холодный, высоту подъема определяет дополнительный кулачок иной формы — выпускной клапан приоткрыт, часть отработавших газов засасывается назад в камеру сгорания.

Агрегат двухступенчатого наддува состоит из малого и большого турбонагнетателей. Первый, менее инерционный на низких оборотах, мгновенно раскручивается и эффективно сглаживает турбояму, второй подключается на средних и вплоть до максимальных 5200 об/мин.

В основу наддувного дизельного мотора Skyactiv-D тоже лег предшественник — турбодизель MZR-CD со степенью сжатия 16,3. Понижение степени сжатия до 14 заметно снизило температуру и давление в цилиндре. Это повысило КПД агрегата, но ухудшило перемешивание топливовоздушной смеси и ее самовоспламенение при холодном пуске мотора и его прогреве.

Чтобы дизель был эффективным и экологичным во всех режимах работы, инженеры пошли на хитрость.
Холодный пуск мотора облегчают обновленные керамические свечи предпускового прогрева. За две секунды они нагревают воздух в камере сгорания до 1000 градусов.

Для стабильного сгорания смеси при прогреве двигателя в ГРМ внедрили систему изменения фаз, а это большая редкость для дизельных агрегатов. В привод клапанов, идентичный бензиновому собрату, внедрили механизм переменного хода. Он слегка приоткрывает один из двух выпускных клапанов в каждом цилиндре на такте впуска: часть горячих выхлопных газов возвращается в цилиндр и поднимает температуру в нем. Это облегчает распыление топлива и обеспечивает более стабильное сгорание смеси.

Механизм переменного хода клапанов состоит из рокера с двумя рычагами (внешний и внутренний) и кулачка распредвала с двойным профилем — высоким и низким. Внешний рычаг взаимодействует с высоким профилем, а внутренний — соответственно с низким. Первое обеспечивает обычное открытие клапана в такте выпуска, а второе — немного приоткрывает его в такте впуска. Внутренний рычаг закреплен на внешнем с возможностью наклоняться относительно него. Встроенный в рокер гидравлический стопор позволяет заблокировать это перемещение. Когда блокировки нет, внутренний рычаг при взаимодействии со своим низким кулачком просто перемещается внутри внешнего рычага и клапан не совершает дополнительного открытия. Соответственно, когда задействован стопор, внутренний рычаг тянет за собой внешний, вызывая дополнительное открытие клапана.

Качество смесеобразования в цилиндре повысили и за счет точности работы топливных форсунок. В турбодизеле она зависит от давления в магистрали возврата солярки в бак (магистраль обратки). Для поддержания постоянного высокого давления в систему включили специальный блок клапанов. Он одновременно управляет подачей топлива в ТНВД и связывает все магистрали обратки.

Мотор оснастили двумя турбокомпрессорами, объединенными в одном корпусе. Большая и малая турбины установлены последовательно. Это позволяет сочетать их преимущества. Малый турбокомпрессор (турбина высокого давления) имеет быструю реакцию и выдает большое давление наддува при низких оборотах двигателя, а большой турбокомпрессор (турбина низкого давления) — при высоких. Работой единого узла управляет «мозг» с помощью трех клапанов (см. схему).

Малая СЖ существенно снизила нагрузки на мотор и сократила насосные потери. Поэтому инженеры облегчили и турбодизель. Теперь у него тоже алюминиевый разборный блок цилиндров. Изменения в кривошипно-шатунном механизме более глобальные: инженеры отказались от смещения поршневого пальца, но сместили ось коленвала относительно оси цилиндра. Таким ходом убили сразу двух зайцев — снизили боковое усилие на поршне на такте рабочего хода (сопротивление скольжению) и сохранили эффект смещенного пальца (снижение эффекта перекладки поршня при прохождении ВМТ). Головка блока теперь имеет интегрированный выпускной коллектор. Помимо уменьшения габаритов и сокращения массы мотора, это ускоряет прогрев нейтрализатора.

Новый турбодизель на 10% легче и на 20% экономичнее предшественника. Максимальная мощность и крутящий момент не подросли, зато агрегат удалось вписать в жесткие рамки норм Евро‑6 без усложнения системы нейтрализации.

В целом картина с новым дизелем отраднее, чем с бензиновым мотором. Он усложнился и попал под нож облегчения, зато уменьшение СЖ серьезно снизило нагрузки на все узлы.

Далее информация о технолигии Skyactiv и ее дизельной версии из другого источника: mazda-city.ru/index.php/s…elnyj-dvigatel-skyactiv-d

Дизельный двигатель Мазда SKYACTIV-D – это высокоэффективный дизельный двигатель с турбонаддувом, который принадлежит к следующему поколению двигателей компании Mazda. В этом двигателе реализована самая низкая в мире степень сжатия (14,0:1) для современных дизельных двигателей, устанавливаемых в автомобилях массового производства.

•Использование такой низкой степени сжатия и оптимизация всех механических частей с точки зрения механического трения и снижения веса позволили создать самый эффективный, мощный и приёмистый дизельный двигатель, который по строению не похож на общепринятые конструкции.

•Даже при более низкой степени сжатия двигатель SKYACTIV-D имеет высокую эффективность за счет увеличения эффективного коэффициента расширения.В результате, используется больше тепловой энергии, чем в обычных дизельных двигателях. Однако, снижение степени сжатия также приводит к снижению давления и температуры в цилиндрах в TDC (Top Dead Centre = верхняя мёртвая точка), что может привести к плохому запуску и нестабильному воспламенению, особенно при низких температурах.

•Для преодоления проблем с запуском и обеспечения стабильного воспламенения было принято несколько мер. Они были направлены, с одной стороны, на создание легко воспламеняющейся топливовоздушной смеси, а с другой стороны – на получение дополнительного тепла в камере сгорания.

Для обеспечения возможности холодного запуска и стабильного сгорания обычные дизельные двигатели имеют высокие степени сжатия.

• Для эффективного сгорания необходимо выполнять впрыск и воспламенение близко к положению TDC, чтобы использовать как можно большую часть такта объёмного расширения. Иначе часть тепловой энергии будет израсходована напрасно.

• В дизельных двигателях с высокой степенью сжатия температура и давление в положении TDC становятся чрезвычайно высокими. При впрыске у TDC происходит спонтанное воспламенение до формирования оптимальной топливовоздушной смеси. Это приводит к неравномерному сгоранию и увеличивает формирование NOX (Nitrogen Oxides = оксиды азота) и PM (Particulate Matter = частицы сажи).

• Чтобы избежать этого и выполнить строгие требования стандартов по нормам выбросов, время опережения сгорания в дизельных двигателях с высокими степенями сжатия выполняется с запаздыванием. Это означает, что в обычных дизельных двигателях зажигание происходит после TDC, когда поршень начинает опускаться, снижая давление и температуру в цилиндре. Однако, это снижает эффективную степень сжатия и поэтому ухудшает коэффициент полезного действия.

• Низкая степень сжатия двигателя SKYACTIV-D снижает давление и температуру в TDC. Поэтому зажигание происходит более длительно, даже при впрыске вблизи TDC. Это позволяет улучшить формирование смеси, и вследствие этого сгорание становится более равномерным.

• Помимо снижения количества образующихся NOX и PM, это позволяет получить более высокий коэффициент расширения, что повышает коэффициент полезного действия.

Во избежание затруднений с холодным запуском, которые возникают из-за пониженной степени сжатия, в двигателе SKYACTIV-D установлены пьезоэлектрические форсунки, способные выполнять до девяти впрысков за цикл, что позволяет формировать смесь, которая легко воспламеняется и горит.

• Кроме этого, применение керамических свечей предпускового подогрева, позволяет очень быстро прогревать камеру сгорания, что обеспечивает хороший запуск даже в холодных условиях.

• Двигатель SKYACTIV-D также содержит совершенно новую систему, которая способствует хорошему запуску в холодных условиях и стабильному сгоранию во время прогрева двигателя – так называемый механизм регулировки подъёма клапанов.

• Механизм регулировки подъёма клапанов слегка приоткрывает один выпускной клапан каждого цилиндра в такте впуска. Это позволяет вернуть некоторое количество горячих выхлопных газов обратно в цилиндр, поднимая температуру и содействуя обеспечению воспламенения и стабильному сгоранию во время прогрева двигателя.

Дизельный двигатель Мазда SKYACTIV-D содержит двухступенчатый турбокомпрессор, в котором малый турбокомпрессор и большой турбокомпрессор управляются избирательно в соответствии с режимом работы двигателя. Сочетание индивидуальных преимуществ обоих турбокомпрессоров позволяет двигателю SKYACTIV-D обеспечивать высокий крутящий момент и быструю реакцию на низких скоростях вращения коленчатого вала, а также высокую выходную мощность на высоких скоростях.

• Помимо улучшенных характеристик с точки зрения производительности, эта технология в сочетании с пониженной степенью сжатия и с впрыском топлива, также способствует образованию меньшего количества NOX и PM в результате поступления большего количества воздуха (кислорода) для более полного сгорания. Кроме того, в этой технологии достаточное количество воздуха подаётся даже при высокой интенсивности рециркуляции выхлопных газов, что также способствует снижению образования NOX.

• Исключительная эффективность и приёмистость дизеля мазда SKYACTIV-D достигается также за счёт значительного снижения общего трения и веса частей, выполняющих возвратно-поступательное и вращательное движение.

• Снижение этих показателей, благодаря пониженной степени сжатия обеспечивающей меньшую нагрузку на компоненты и меньшие напряжения в них, позволило изготовить блок цилиндров из литого алюминия.

• Использование лёгких, более устойчивых к трению деталей коленчатого механизма, таких как облегчённые поршни с облегчёнными поршневыми пальцами, поршневые кольца с пониженным коэффициентом трения, облегчённые шатуны и более лёгкий коленчатый вал с более узкими шейками, снижает инерционную массу и механическое трение.

• Кроме того, двигатель SKYACTIV-D имеет масляный насос, который изменяет давление масла в зависомости от режима работы двигателя, что снижает насосные потери.

Характеристики дизельного двигателя Mazda SKYACTIV-D

Основными техническими новшествами, реализованными в новом двигателе SKYACTIV-D, является следующее:

– Двигатель DOHC (Double Overhead Camshaft = два верхних распределительных вала) с цепным приводом, механизмом VVL (Variable Valve Lift = изменяемый подъём клапанов) для выпускных клапанов, приводом клапанов роликовыми толкателями, гидравлическим компенсатором зазора и облегчёнными поршнями с выемкой

– Система смазки с двухступенчатым изменением давления масла и трубками распыления масла

– Система охлаждения с водяным насосом, имеющим закрытое рабочее колесо, установленным непосредственно в корпусе термостата

– Система впуска воздуха с двухступенчатым турбокомпрессором

– Топливная система впрыска Denso с общей топливной магистралью, в которой установлены новые пьезоэлектрические форсунки

– Система выпуска без отдельного выпускного коллектора

– Система рециркуляции выхлопных газов с перепускным клапаном охладителя EGR (Exhaust Gas Recirculation = рециркуляция выхлопных газов), имеющая новый перепускной клапан охладителя EGR

– Система зарядки с преобразователем DC-DC (Direct Current — Direct Current = постоянный ток – постоянный ток)

– Система запуска (система i-stop) с одной батареей