Технологии Skyactiv от Mazda

Чем же так важна эта технология для всех, ведь крупные автомобильные компании способны разрабатывать свои собственные оригинальные системы очистки и экологии. Но кроме них есть масса более мелких и растущих компаний, они не способны себе позволить такие разработки. А потому зная, что ближайшие десятилетия все равно обычный двигатель никуда не денется, они уверенно выпускают свою продукцию. Но японцы говорят, что благодаря технологиям Skyactiv есть возможность довести бензиновый двигатель до минимальной экологической вредности.

Стандартный бензиновый агрегат

Сегодняшние технологии нагнетания мощности при минимальном потреблении топлива ограничены тем, что к двигателю устанавливаются различные турбонагнетатели, дающие мощности. Специалисты Mazda говорят, что такой подход ограничен и нашли собственный выход из положения - они стали работать с атмосферами двигателя, доводя сжатие до максимального состояния. Для этого взяли простой бензиновый двигатель и сделали его степень сжатия 14:1, хотя, конечно, это кажется некоей шуткой. Для сравнения, базовые двигатели современного выпуска имеют сжатие не выше 10:1, даже агрегаты гоночных болидов Формула не превышают сжатие 12:1, и вот ошеломляющий прорыв - 14:1.

Бензиновый агрегат Skyactiv 2.0

Нельзя сказать, что все было так просто, сжимать до бесконечности невозможно, даже полученные 14:1 могли бы привести к ударным нагрузкам и детонации из-за быстрого воспламенения, это очень быстро погубит двигатель. Поэтому японцы решили, что нужно руководить процессом горения и понизить температуру в цилиндрах. Для этого пришлось полностью изменить форму поршня, благодаря меньшему размеру, топливная смесь стала гореть быстрее, а форсунки нового образца иначе стали впрыскивать топливо. Также был пересмотрен впускной коллектор и создана новая схема 4-2-1, которая не позволяет отработанным газам возвращаться в другие цилиндры с открытыми клапанами. Чтобы этого достичь, пришлось изменить длину коллектора и форму, из-за удлиненности газы не успевают перейти в другие цилиндры.

Проблема усложнялась нейтрализаторами газов, им нужна высокая температура или же устройства из дорогих материалов, одно неудобно, другое дорого, а требования экологии становятся все выше. Вот японцы и изобрели катколлекторы, это единое название двух составляющих, катализатора и выпускного коллектора и стоит он рядом с двигателем. Благодаря такому расположению, катколлектор быстро нагревается до рабочей температуры, но и тут без хитрости не обошлось, пришлось угол опережения сместить в сторону, чтобы устройство смогло быстрее нагреваться.

Схема 4-2-1 для выпускного коллектора

Для этого пришлось сбросить массу агрегата, за счет применения легких сплавов удалось уменьшить вес коленвала, шатунов, поршней, цилиндры стали меньшего объема, в итоге агрегат похудел на 10%. И здесь важно отметит, что это реальные подтвержденные результаты с уже заметным эффектом. Смотрите сами, средние обороты крутящего момента поднялись на 15%, а расход на те же 15% снизился, а топливо потребляется такое же.

Дизельные агрегаты

После обработки бензиновых, которые сравнялись расходом с дизелями, настал черед и самих дизельных двигателей. Однако здесь нельзя так сжимать как в бензиновом двигателе, при высоких температурах содержание Nox и сажи только увеличивается, можно конечно использовать нейтрализатор, но цена агрегата значительно вырастет.

Команда разработчиков дизельных агрегатов не отставала от бензиновых двигателей, но в этом случае показатель 14:1 не пик, т.к. уже давно есть 16-18, поэтому дизель Skyactiv с объемом 2 литра немного иной.

Проблема была в том, что если сильнее не сжать, не загорится топливо, поэтому японцы внедрили новую технологию Variable Valve Lift. Эта технология дает возможность открытому выпускному клапану немного открыться на впуске и большая половина раскаленного газа идет снова в цилиндр, в итоге смесь становится более 60°С и качественно воспламеняется.

В дизельный агрегат внедрен турбонагнетатель и пересмотрены фазы газораспределения.

Облегчение коленвала

Так как многие узлы стали работать по иному принципу и без таких нагрузок, конструкторы уменьшили вес некоторых узлов и самого блока за счет снижения прочности, шатуны и поршни, коленный вал были выполнены из легкого сплава. Новый дизель объемом 2.2 л стал весить на 27 кг меньше предыдущего, при этом показатели увеличились, на низких оборотах повысился крутящий момент, да и вообще агрегат стал более резвым. При этом дизельный агрегат стал еще экологичней, отвечает нормам Евро-6, а ведь ничего для этого специально не делалось.

Изменения трансмиссии

В этом случае изменения были разносторонние, было увеличено время гидротрансформатора (ГТ), чтобы повысить ускорение и обратную связь. Это стало возможным после блокировки Ги на времени 89%, ранее была установка на 64%. Кроме этого, уменьшились размер и масса, на свободном месте были поставлены новая дисковая муфта и демпфирующие пружины, это пошло на пользу переключениям. Также сократилось время переключения передач особенно на пониженную, благодаря изменениям в гидросистеме и мехатронике.

После проделанных трудов на свет появились две АКПП - обе шесть ступеней, одна для крутящего момента 270 Нм, вторая для 460 Нм, коробки автомат будут стоять на всех авто с поперечным двигателем вплоть до последней CX-7.

Также были создана и новая МКПП, она имеет два варианта для разных крутящих моментов, особенность в том, что масса коробок стала меньше на 7 и 16%.

Помимо того, что были разработаны новые коробки, старые модели МКП не были оставлены и наоборот подверглись тщательному совершенствованию. Например, коробка от спортивной модели MX-5 была пересмотрена для того, чтобы установить ее на обычные модели, внимание уделили четкости переключений. После доработки и изменения ход рычага сократился на 5 мм и стал 45 мм, переключение стало легким, без упора и затруднений, особенно на повышении скорости. Более того, как и планировалось, был снижен вес и размер коробки, ведущие шестерни 2-3 передачи были соединены, то же коснулось и шестеренок 1-2 передачи, соответственно под крышкой капота стало свободнее.

Изменения кузова

Каждый нововыпущенный автомобиль Mazda становится легче, и это действительно высокое достижение, ведь улучшаются показатели аэродинамики, опять же, топливный расход снижается. Однако стоял важный вопрос, как не снизить безопасность на понижении веса и при этом не сэкономить на кузовной прочности, кроме того, легкий авто сложнее управляется на повороте и заносах. Вопрос решался в разных направлениях. Первое, была использована на основных деталях кузова высокопрочная сталь, причем многие узлы и детали будут выполнены именно из такой стали, до 60% кузова.

На этом не остановились

Был пересмотрен кузов и во многих моментах изменилась сама структура кузова, практически все силовые элементы были соединены воедино, получился монолит, как бы замкнутый кольцевой контур кузова, что значительно повысило общую прочность. Что же практически происходит при ударе? В момент сильного столкновения сила удара равномерно и правильно распределяется между частями кузова, соответственно энергия удара погашается и не так губительно отражается на металле.

Точки крепления кузова и подрамников сзади и спереди были также изменены, передние лонжероны полностью выпрямились. Кроме технических преимуществ это позволило уменьшить вес кузова еще на 8%, авто похудел еще на 20 кг, а жесткость кузова стала еще на 30% прочнее, результаты однозначно положительные.

Ходовая

Теперь вместо двухрычажной подвески устанавливается спереди МакФерсон, это позволяет на небольшой скорости сделать автомобиль наиболее маневренным, а в случае высокой скорости автомобиль становится устойчивым. Был значительно увеличен угол наклона поворотной оси и колея, был усовершенствован рулевой механизм, в котором уменьшилось передаточное отношение. Рулевая система укомплектована новым электроусилителем EPAS, который позволяет управлять автомобилем наиболее эффективно в любых скоростных режимах.

Что касается задней подвески, то здесь поднялась точка рычажного крепления подвески на 43 мм, изменилась форма рычага, она получила прочный изгиб. Рычаг подвески стал смотреть вниз.

Снизить вес были призваны все направления производства, дизайнеры, комплектовщики и т.д., необходимо было пересмотреть и удалить возможные излишки веса из салона. Даже сварщики стали использовать облегченные материалы, которые уменьшили вес на 11 кг.