Двигатели скайактив отзывы

Mazda 6 骄傲判 Последний САМУРАЙ › Бортжурнал › Skyactiv

Приветствую всех!
Для тех кто купил М6 только из за кузова (внешнего вида) запись будет не интересно, ибо она именно о двигателе Скайактив!
Не раз уже встречал вопросы: чем его «кормить» и на долго ли его хватит, или слить авто пока не начались проблемы!
Кому лень читать о конструкции и принципе работы вывод внизу!

Mazda всегда отличалась нестандартными конструкторскими решениями. Она единственная долгое время серийно производила машины с роторными моторами. А когда настал очередной этап совершенствования привычных поршневых двигателей, снова пошла своей дорогой.

Перед мотористами всех компаний нынче стоит одна задача: повысить одновременно отдачу и экономичность двигателей, вписав их в жесткие экологические нормы Евро‑6. Рецепт европейских инженеров – малообъемные двигатели с наддувом.

Идею даунсайзинга Mazda отвергла – дескать, все эти наддувы, интеркулеры, трубопроводы слишком дороги, а радости от малокубатурных моторов немного. И снова решила пойти своим, сугубо японским путем – сохранить «полноразмерные» атмосферники, но поиграть со степенью сжатия (СЖ).

Так на свет появилось новое семейство двигателей – Skyactiv. Два первенца обосновались на кроссовере СХ‑5: бензиновый двухлитровый двигатель и турбодизель объемом 2,2 л. Оба имеют одинаковую степень сжатия – 14. Это очень много для бензинового мотора (обычно 10–12) и очень мало для дизельного (обычно 16–18,5).

Степень сжатия – это отношение объема пространства над поршнем в его нижней мертвой точке (объем цилиндра и камеры сгорания) к объему пространства над ним в его верхней мертвой точке (объем камеры сгорания). Степень сжатия показывает, во сколько раз сжимается топливовоздушная смесь в цилиндре. От этого параметра зависят термический КПД двигателя и его мощность.

При постройке бензинового атмосферника Skyactiv-G за основу был взят предшественник MZR 2.0 со степенью сжатия 10,0. Увеличение СЖ повышает температуру и давление в цилиндре в конце такта сжатия. Это сулит более высокие КПД и мощность, но одновременно и сильную склонность к детонации – взрывному сгоранию топливовоздушной смеси, которое приводит к перегреву и разрушению колец и поршней. СЖ, близкая к 14, больше характерна для высокофорсированных спортивных моторов, работающих на топливе с высоким октановым числом, стойким к детонации. В конструкцию Skyactiv-G внесли массу новшеств, чтобы он мог безболезненно переваривать обычный 95‑й бензин и поработали над снижением механических потерь ради улучшения экономичности.
Уберечь двигатель от детонации призваны ионные датчики, встроенные в катушки зажигания. Вся соль в том, что работа мотора именно на грани детонации и обеспечивает максимально эффективное сгорание смеси. Ионные датчики более чувствительны и позволяют лучше контролировать момент появления детонации в каждом цилиндре – а до этого за ней следил лишь один традиционный страж, установленный в блоке. Новый датчик отслеживает детонацию по колебаниям ионного тока в зазоре между электродами свечи после воспламенения смеси. При ее сгорании образуются ионы, которые делают среду токопроводящей. Датчик подает напряжение на центральный электрод свечи и замеряет ток, проходящий между ним и заземленным боковым электродом.

Обновленная топливная система с непосредственным впрыском обеспечивает давление до 200 бар! С повышением давления в цилиндре это стало необходимым для правильного смесеобразования (ранее Mazda применяла непосредственный впрыск в основном для наддувных моторов, но давление не превышало 115 бар). На выходе такое решение дает эффективное сгорание, то есть высокую мощность, экономичность и экологичность двигателя.

Как и прежде, ТНВД (топливный насос высокого давления) имеет привод от распредвала, но на сей раз от выпускного. Дополняют его форсунки с шестью отверстиями (для лучшего распыления топлива). При хорошем испарении бензин еще и сбивает температуру в камере сгорания, а это тоже снижает вероятность возникновения детонации.

Система выпуска оснащена коллектором 4-2-1, пришедшим из автоспорта. Его конфигурация снижает сопротивление при выходе отработавших газов (ОГ) из цилиндров. В обычном коллекторе волна ОГ из одного цилиндра может совпадать с моментом открытия выпускных клапанов в соседнем. Она создает обратное давление, которое мешает выходу следующей порции отработавших газов.

У конструкции «спортивного» коллектора иная схема соединения труб, вдобавок они длиннее. Из-за этого поток ОГ проходит большее расстояние и, наоборот, создает волну разрежения, которая облегчает выход газов из следующего цилиндра. Помимо повышения мощности мотора это снижает температуру в камере сгорания, также уменьшая вероятность детонации.

Чтобы сократить насосные потери в моторе и повысить экономичность, инженеры научили его работать по двум циклам: Аткинсона и более традиционному для бензиновых двигателей циклу Отто. Первый задействуется при низких нагрузках, когда нет необходимости в высоком крутящем моменте: впускные клапаны закрываются позже, уже на такте сжатия, и часть воздуха выходит через них обратно во впускной коллектор. По сути, поршень проходит часть пути без сжатия воздуха. Это снижает фактическую СЖ и крутящий момент, но вместе с ними и насосные потери. В таком режиме мотор работает более эффективно.

А при средних и высоких нагрузках впускные клапаны закрываются раньше (привычный цикл Отто) и происходит полное наполнение цилиндров. СЖ снова доходит до 14 – и мотор выдает высокий крутящий момент.

Цикл Аткинсона заставил инженеров включить во впускную систему вакуумный насос для нормальной работы усилителя тормозов. А всё из-за недостатка вакуума во впускном коллекторе при работе мотора в этом режиме. Насос имеет привод от выпускного распредвала и делит корпус с ТНВД.

Раньше подобные, но более простые узлы были обычным делом только для наддувных двигателей – у них вообще беда с вакуумом. Двигатель способен работать по двум циклам благодаря двум муфтам изменяемых фаз – это привычная гидравлическая на выпускном распределительном валу и электрическая на впускном.

Электрическая муфта более эффективна, но прежде ее не применяли на маздовских моторах. Она имеет больший диапазон регулирования и обеспечивает более точное управление по сравнению с гидравлической. Муфта состоит из электродвигателя (установлен на передней крышке мотора) и соединенного с ним привода (закреплен на самом распредвалу), представляющего собой замысловатую планетарную передачу. Пока скорости вращения электродвигателя и распредвала равны, имеем постоянные фазы. Для их опережения или запаздывания «мозг» мотора соответственно ускоряет или замедляет электродвигатель. Эту разность вращений планетарная передача преобразует в проворот распредвала относительно его звездочки.

В новых условиях работы мотора влияние теплового зазора в приводе клапанов повысилось, поэтому наконец использовали гидрокомпенсаторы. Чтобы снизить потери на трение, инженеры отказались от обычных колпачковых толкателей в пользу рокеров с игольчатыми подшипниками. Новый механизм приправили дополнительными масляными магистралями для смазки кулачков распредвалов.

Новшество в масляной системе – насос с регулировкой давления в двух диапазонах (в зависимости от режима работы мотора), необходимый для снижения гидравлических потерь. Чтобы снизить механические потери и потери на трение, инженеры стремились максимально облегчить элементы двигателя – в этом японцы пошли по стопам европейских коллег. Под нож попал весь кривошипно-шатунный механизм: поршни, шатуны и коленвал.

Уважуха кто дочитал до конца!

Мазды с бензиновыми моторами Skyactiv бегают по России почти три года. И пока, как ни странно, без серьезных проблем. Поначалу было несколько случаев замены масляных насосов, которые почему-то не развивали максимальную производительность, из-за чего в первую очередь дурила гидравлическая муфта изменяемых фаз на выпускном валу.

Затем случилась история с «даблстартами». А сейчас зарегистрировано несколько случаев выработки на кулачках впускного распредвала, приводящей к росту шумности мотора. Но все описанное можно смело отнести скорее к исключениям из правила, его же и подтверждающим: моторы Skyactiv достаточно надежны.

Относительно турбодизелей серьезной статистики пока нет: их продают чуть больше года, а спрос крайне мал. Могу лишь предположить, что с ними тоже не будет много проблем, поскольку нагрузки существенно снижены. Не вселяет опасений и бензиновый Skyactiv-G объемом 2,5 литра, поскольку степень сжатия в нем сократили до 13.

Характеристики моторов Mazda Skyactiv впечатляют, а как дела с надежностью и ресурсом?

«Хотелось бы услышать ваше мнение о надежности моторов по технологии Mazda Skyactiv. Наверняка уже есть достаточная статистика по данному двигателю. Впечатляют заявленные характеристики атмосферных бензиновых моторов, а как с ресурсом обстоит дело?»

Первые пять лет после дебюта двигателей Skyactiv, разработанных компанией Mazda, прошли без серьезных неприятных сюрпризов. Правда, в России начало продаж моделей, оснащенных бензиновыми Skyactiv (есть еще и дизельные), чуть не обернулось скандалом в связи с неоднократно имевшими место случаями, когда мотор запускался, но через несколько секунд глох и начинал нормально работать лишь после второго, реже — третьего, еще реже — четвертого и так далее запусков.

До сих пор остается загадкой, что было точной причиной этой проблемы. Озвученная японцами версия — виноват низкокачественный бензин. Но если в нее поверить, то придется признать, что через два года после начала продаж Skyactiv на всех заправках России, как сговорившись, начали продавать бензин высшей пробы, после чего проблема как бы «рассосалась» сама собой. Между тем известно, что помимо анализа топлива инженеры Mazda изучили также показания диагностических приборов, в реальных условиях зафиксировавших, как проявлялась неисправность.

Если учесть, что в Беларуси подобная проблема не отмечалась, а, по словам наших специалистов, первоначально автомобили с двигателями Skyactiv, продававшиеся на белорусском рынке, шли с европейской прошивкой блока управления, можно предположить, что в российском программном обеспечении имелся какой-то «косяк», который при определенных условиях не позволял исправному двигателю продолжать устойчиво работать после первого запуска. Возможно, ко времени, когда машины с российской прошивкой начали поступать к нам, ошибка в программе была устранена. Тем не менее существует только официальная версия о некачественном бензине, остальное — догадки. Остается добавить, что наблюдалась проблема лишь в холодное время года.

В общем, дело это прошлое, и подтверждает оно, что начало серийного производства новых автомобилей или узлов и агрегатов редко обходится без сучка без задоринки. Главное, что в случае с двигателями Skyactiv этот «сучок» оказался единственным, а все другие неисправности, относящиеся непосредственно к данным моторам, массового характера не имеют и выглядят случайностями, которые нередко могут быть списаны на отношение отдельных владельцев к правилам эксплуатации.

В частности, двигатели Skyactiv более требовательны к величине октанового числа бензина, чем другие моторы. Причина — нетипично высокая для бензиновых двигателей степень сжатия. В зависимости от исполнения двигателя она составляет 13-14 единиц, в то время как в прочих бензиновых моторах обычно не превышает 11 единиц. Впрочем, из-за способности двигателей Skyactiv в зависимости от нагрузочного режима работать то по циклу Миллера, то по циклу Отто вопрос о том, какая у них реальная, а не геометрическая степень сжатия, — тема для дискуссий, но важно не это. Важно, что в отличие от других моторов со степенью сжатия до 11, которые при заявленной производителем октановой потребности в 95 единиц могут без особого ущерба надежности и долговечности работать на 92-м бензине, для Skyactiv необходим бензин не ниже 95-го.

Опять же бензиновые Skyactiv — двигатели с непосредственным впрыском топлива. Наличие в их системе питания топливного насоса, создающего в системе давление до 200 бар, и шестиструйных форсунок не только делает их похожими на дизели, но и увеличивает привередливость к наличию в бензине посторонних примесей и воды по сравнению с моторами с распределенным впрыском.

В сравнении с предшественниками в силовой гамме Mazda двигатели Skyactiv более требовательны также к качеству смазки, что подтверждается наличием в них гидрокомпенсаторов тепловых зазоров в клапанах и подводов масла к кулачкам распредвалов, которых не было раньше.

Что касается срока службы до того, как узлы моторов Skyactiv начнут создавать ресурсные проблемы, то говорить о нем преждевременно. Далеко не все двигатели даже первых лет выпуска преодолели свыше 100 тыс. км. К тому же из сказанного выше должно быть понятно, что ресурс не является некой фиксированной величиной, а может быть «откорректирован», причем необязательно отношением владельцев к правилам эксплуатации и обслуживания, но и условиями, в которых используется тот или иной автомобиль.

Именно последнее повинно в единственной характерной для моделей с двигателями Skyactiv проблеме, однако самих моторов она касается опосредованно, связана в первую очередь с системой энергоснабжения и затрагивает только машины, эксплуатирующиеся в городских условиях по маршруту «дом — работа — дом» с расстоянием в одну сторону до 8-10 км. При использовании в таком режиме генератор не успевает восполнить энергию, затраченную аккумулятором на запуск двигателя.

В результате аккумулятор постепенно разряжается, пока система самодиагностики не определит, что уровень зарядки батареи слишком низкий, после чего на приборном дисплее появляется требование о необходимости зарядки аккумулятора. Если меры предприняты не будут, не исключено, что на работу придется добираться на общественном транспорте.

Проблема, как некогда в России, опять-таки наблюдается только в холодный период года, но российские случаи обычно не сопровождались предупреждением о разрядке аккумулятора. Специалисты по Mazda, знающие об этой особенности машин со Skyactiv, рекомендуют владельцам, которые пользуются автомобилем исключительно для коротких городских поездок, периодически нарушать установленный распорядок для более продолжительных и желательно загородных поездок, а при невозможности это делать — следить за батареей и при необходимости подзаряжать ее на стационарном зарядном устройстве.

Насколько надежна Mazda CX-5: двигатели SkyActiv и вопросы к электрике

CX-5 — не только первый кроссовер Mazda, но и первая модель, созданная по новой концепции: новые двигатели, новая дизайнерская философия и новый ответ тенденциям времени. Последние связаны с тем, что наигравшись в роторные двигатели, Mazda стала перед выбором — идти по европейскому пути, разрабатывая маленькие турбомоторы с роботизированными коробками передач, или же остаться верной традиционным технологиям.

Удивительнее всего то, что японцы решили совместить первое со вторым. Так появилась линейка двигателей SkyActiv.

Основная фишка в том, что японцы остались верны атмосферным моторам и классическим автоматам, но внедрили туда все возможные технологии, которые позволили довести и показатели мощности, и показатели экономичности, а также экологичности до всех требуемых стандартов. С одной стороны, привычные двигатели и коробки были тепло встречены на консервативных рынках, в том числе, российском — Mazda CX-5 уверенно держится в топ-25. С другой, в душе таились подозрения, насколько сверхтехнологичные моторы выдержат наши условия эксплуатации. Поскольку первым образцам Mazda CX-5 исполнилось уже по 7-8 лет, самое время подвести первые итоги.

Итак, на российском рынке CX-5 присутствует с 2011 года с тремя двигателями — бензиновыми 2.0 и 2.5, а также с турбодизелем объемом 2.2 литра. Престижный японский автомобиль очень ликвиден, а потому цена держится даже на самые первые экземпляры с пробегом за 150 000 км. Дешевле чем за 700 000 рублей найти кроссовер удастся вряд ли. Самые свежие пострестайлинговые образцы первого поколения 2017 года до сих пор стоят по 1,7-1,8 млн рублей. Но смысла в такой покупке немного, поскольку можно рассматривать уже новые CX-5 второго поколения. В целом, поиск достойного экземпляра нужно начинать, имея в кармане около миллиона рублей.

Львиная доля CX-5 была продана с бензиновыми атмосферниками SkyActiv 2.0 и 2.5. Двигатели технически схожи и кроме объема отличаются только конструктивными нюансами отдельных элементов. Главная «фишка» моторов — невероятно высокая степень сжатия 14:1 и 13:1, соответственно, а также облегченная поршневая группа, благодаря которым удалось достичь хороших показателей экономичности без потери мощности.

Правда экономичность только топливная, а вот расход масла у обоих моторов повышенный, так что следить за уровнем нужно внимательно, иначе двигатель можно загубить. Внимание к топливным форсункам, приводному ремню и катушкам зажигания. Первые быстро забиваются из-за некачественного топлива, в механизме второго слаб пластиковый ролик, который лучше сразу менять на более качественный аналог, а катушки сами по себе оказались недолговечны и менялись в свое время по гарантии. Кстати, свечи для моторов SkyActiv в силу их специфики рекомендуется использовать только оригинальные.

Еще одна встречающаяся особенность моторов — старт со второй-третьей попытки. Проблема не страшная и решается обновлением программного обеспечения.

А вот «скайактивный» дизель 2.2 оказался неудачным, благо спрос на такую версию в России был минимальным — менее 10% версий. У мотора две главные проблемы — ненадежный вакуумный насос и хлипкие крепления топливных форсунок. Из-за разрушения насоса в двигатель попадают его металлические осколки и опилки, которые забивают масляные каналы, что приводит к кончине мотора — в свое время маздавские дизеля даже меняли по гарантии в сборе.

Из-за слабых креплений форсунки выбивает из посадочных мест, после чего на этом месте начинает скапливаться нагар, а далее снова забиваются масляные каналы и снова начинается масляное голодание, приводящее к тяжелым последствиям.

В результате массы отзывных и гарантийных случаев компанией Mazda было принято решение снять дизель с российских поставок.

На Mazda CX-5 устанавливалось три коробки передач — одна механическая и два автомата. Механика — большая редкость в силу того, что ставилась она только на базовую переднеприводную версию, которую никто не покупал, так что каких-то проблем с ней не зафиксировано в силу минимального распространения.

Разные автоматы предназначались для бензиновых и дизельных версий. Как назло, более мощная и выносливая коробка серии GW ставилась именно на дизель, где на фоне проблем с мотором зарекомендовала себя с самой лучшей стороны — владельцы не отмечают вообще никаких нареканий.

А вот более простой автомат серии FW отметился одной, но серьезной проблемой — повышенным износом муфты заднего хода, стружка от работы которой забивает гидросистему. Избежать проблемы можно перепрошивкой софта и регулярной сменой исключительно оригинального масла Mazda.

Что касается полного привода, то при регулярных вылазках на бездорожье страдают подушки муфты, угловой редуктор, подтекают сальники, а также встречаются повреждения манжеты между автоматом и раздаткой.

Mazda CX-5, несмотря на независимые схемы подвесок, имеет похвальный ресурс почти всех деталей. Основные элементы без проблем выхаживают 100 000 км, а, например, сайлент-блоки рычагов не меняются вдвое больший период. Вопросы могут вызвать разве что ступичные подшипники или поврежденные неаккуратной ездой пыльники амортизаторов.

На начальном этапе подкачали рулевые тяги, которые быстро начинали люфтить — их меняли по гарантии. Пропуск проблемы через некоторые время мог привести к выходу из строя рулевой рейки — тяги задевали за ее кожух.

Распространенная проблема на Mazda CX-5 — сбой работы системы StartStop, которая глючила из-за различных проблем со специальным аккумулятором. За его работоспособностью нужно следить. Глюки электрооборудования — повод проверить машину на кузовной ремонт: неаккуратная перетяжка магистралей проводов приводила к проблемам. Кстати, сбои навороченных радарных систем, установленных под потолком — следствие плохо установленного лобового стекла. Кроме того, у CX-5 и без этого регулярно отказывала камера заднего вида и электроприводы зеркал.

Что же до кузова и салона, то единственной проблемой может стать тонкий слой краски, подверженный царапинам и сколам. В остальном машина сделана очень качественно как снаружи так и внутри, причем вне зависимости от страны сборки.

Mazda CX-5 очень достойный претендент на покупку, качество которого оправдывается повышенной ценой. Однако несколько моментов нужно знать обязательно.

Во-первых, сразу игнорировать дизельные версии, во-вторых, проверить работоспособность автомата: любые стуки, толчки и посторонние звуки в нем — повод отказаться от экземпляра.

В-третьих, проверить машину у дилера на прохождение всех возможных отзывных кампаний, коих было немало: обновленный и «прошитый» кроссовер — залог дальнейшей беспроблемной жизни.

Ну и последняя рекомендация — уже после покупки не пожалейте средств застраховать CX-5 по КАСКО. Увы, кроссовер от Mazda регулярно попадает в лидеры рейтингов угонов.

Немного о двигателях и современных технологиях. Часть 2

Mazda Mazda6 2013

  • Продолжить тему двигателей и современных технологий решил после высказывания коллеги по форуму о том, что современный двигатель VW 2.0 л TSI в 220 л.с. и 350 н*м, устанавливаемый сегодня на новые модели Фольксваген Пассат 8 и Шкода СуперБ динамичнее 2.5 л Skyactiv в 192 л.с. и 256 н*м. Соглашусь! Но скажу ещё раз, что этот двигатель имеет свои очень большие минусы, которые просто неведомы многим пользователям. Если коротко, то VW AG взял прежний мотор данной серии ЕА 888 и основательно «настружил» с него металла. То есть уменьшили толщину стенок цилиндра почти на миллиметр, почти на сантиметр урезали шатунные шейки коленвала, ну и прочие работы в этом же духе (скриншоты из источника для служебного пользования прилагаются). При этом никаких новых конструкционных материалов не было применено, как в случае с 1,2 — 1,4 TSI, где и чугуний с вермикулярным графитом и высокопрочный алюминиевый сплав по блоку и по поршням и голова новая и другие изменения, что позволило форсировать 1,4 TSI вплоть до 160 сил без потерь ресурса. В 1,8 — 2,0 TSI никаких новых технологий и материалов нет. А с другой стороны есть большая степень форсировки. Как думаете, сколько протянет такой двигатель? Свои слова подкреплю скриншотами моей дискуссии с представителем VW AG на другом федеральном портале, где он использовал материалы для служебного пользования при обсуждении двигателей TSI. Ну и немного теории по двигателям с турбонадувам от VW.

    Основная современная тенденция в моторостроении – запихать максимальное «поголовье лошадей» в как можно меньший объем подкапотного пространства. И это понятно: подобная миниатюризация силовых агрегатов имеет множество плюсов. Машина обретает недостижимую ранее энергонасыщенность и влезает по экологии в самые современные требования. А чем для этого приходится жертвовать?

    Степень форсирования мотора – один из важнейших параметров его совершенства. При этом его абсолютная мощность ни о чем, в общем-то, не говорит, поскольку двигатель грузовика в 450 л.с. может быть куда менее форсирован, чем 200-сильный мотор современной «легковушки». Для характеристики степени форсирования в классической теории ДВС вводят две величины. Одна – довольно сложная для понимания – называется «среднее эффективное давление»: это отношение полезной работы к рабочему объему двигателя. Лет тридцать тому назад для автомобильных двигателей эта цифра колебалась на уровне 0,6…0,8 МПа. А сейчас современные высокооборотные моторы с турбонаддувом залезают на уровень 1,4…1,6 МПа. К слову, некоторые дизельные моторы уже проектируют на среднее эффективное давление 2,5…3,0 МПа. Но это сложный параметр, который используется только в среде специалистов. В описаниях моторов на «сайтах» и в «букварях» его не найдешь. Более наглядна «литровая мощность», получаемая простым делением номинальной мощности мотора на его рабочий объем. И тут прогресс четко виден. Моторы 80-х годов прошлого столетия выдавали 40…50 «лошадей» с литра рабочего объема. Сейчас добрались до заветных 140 л.с./л. и более. Такие цифры в былые времена были только у «очень спортивных» движков не дешёвых автомобилей. В итоге получаем две тенденции. С одной стороны, уменьшаем размер двигателя и его деталей. При этом понимаем, что с уменьшением размера снижается прочность, так как чудес не бывает! С другой стороны, повышаем степень форсирования, тем самым увеличивая нагрузки на детали! Причем нагрузки как тепловые, так и механические. Первые вырастут примерно так же, насколько увеличится количество топлива, подаваемое в цилиндры, а с механическими вообще все сложно: ведь форсировать мотор можно по-разному: и наддувом, и оборотами. В первом случае растут давления газовых сил, во втором – инерционные нагрузки. И то и другое по-разному влияет на прочность конструкции, а также ее ресурс. Кстати, уменьшение размера некоторых деталей, в частности, поршней и шатунов, в большей степени связано не с уменьшением общего размера двигателя, а со стремлением уменьшить их массы, тем самым снижая инерционные нагрузки на подшипники коленчатого вала и остов двигателя. Это делается для снижения потерь трения в моторе и в итоге прямо влияет как на его экономичность, так и на выбросы СО2.

    Естественно, наддув дал не только рост мощности, но и существенное увеличение давления в цилиндре. Да, недаром для моторов с турбонаддувом просят 98-го бензина! Дорого, но что делать – любишь кататься, люби и саночки (с деньгами) возить! Но главное – это то, что нагрузки на шейки вала резко выросли! По сравнению с базовым мотором, нагрузки на шатунные шейки для 2-литрового мотора увеличились практически пропорционально увеличению форсирования – на 30…35%. А вот для 3-литрового мотора рост нагрузок на шатунные шейки был еще сильнее выражен, даже несмотря на меньший уровень литровой мощности – практически на 45%! Сказалось уменьшение ширины шейки – иначе и быть не могло.

    А как же новые материалы? Новые технологии? Они же компенсируют увеличение нагрузок! Теоретически – да. Но, во-первых, частично. Во-вторых, как показывает опыт, мало кто стремится к применению в массовом производстве более дорогостоящих материалов – на практике рулит себестоимость… А низкая себестоимость – главный враг качества: это закон. Поэтому разговоры о планомерном ограничении срока службы автомобилей в целом и двигателей в частности вполне обоснованы. И вечный автомобиль больше не нужен производителю.

    Теперь о двигателе Мазды 2.5 л. Бензиновый двигатель Скайактив работает по принципу цикла Джеймса Аткинсона, в котором впускной клапан не закрывается при достижения поршня нижней мертвой точки, а продолжает быть приоткрытым примерно до половины хода поршня. При этом некоторая часть горючей смеси выталкивается обратно во впускной коллектор, уменьшая тем самым разряжение в нём. Это снижает крутящий момент двигателя, но за счет того что реализуется более полное расширение повышается эффективность двигателя, также уменьшаются насосные потери за счет того что снижена разрежённость во впускном коллекторе.

    Напомню, что «насосные потери» возникают на такте впуска, когда поршень идет вниз и всасывает воздух. Вследствие того, что при работе на холостом ходу дроссельная заслонка почти закрыта, так как при работе без нагрузки необходимо меньшее количество воздуха, давление в цилиндре и во впускном коллекторе значительно ниже атмосферного. В результате поршень для движения вниз преодолевает сильный вакуум, затрачивая при этом дополнительную энергию.

    Двигатель скайактив работает по такому циклу только при низких нагрузках, при увеличении оборотов впускной клапан начинает закрываться гораздо раньше и рабочий цикл двигателя приближается к классическому циклу Отто, тем самым увеличивается эффективная степень сжатия и повышается максимальный крутящий момент, степень сжатия при максимальных нагрузках достигает показателя 13:1. Для предотвращения детонации в этом режиме работы двигателя SKYACTIV-G была усовершенствована система управления опережением зажигания. Для борьбы с высокими температурами в камерах сгорания, которые способствуют появлению детонации, японские инженеры применили разветвлённую систему выпуска 4-2-1, такая же система применяется у болидов формулы-1.

    Основным нововведение, которое позволило реализовать цикл Аткинсона, является так называемый «разделённый впрыск» топлива, который позволяет впрыскивать топливо, как в такте впуска, так и в такте сжатия в ходе одного цикла. Впрыск на впуске значительно охлаждает топливно-воздушную смесь за счет испарения топлива, а впрыск при сжатии обогащает топливно-воздушную смесь перед воспламенением.

    Для уменьшения тепловых потерь и оптимизации процесса воспламенения инженеры мазда разработали сложную форму «зеркала» поршня с глубокой выемкой, углубление в поршне уменьшает объём первоначального горения, что снижает тепловые потери, кроме того уменьшению тепловых потерь так же способствует довольно компактная камера сгорания.

    Для достижения исключительной эффективности двигателя SKYACTIV были пересмотрены не только термодинамические процессы двигателя, но и значительно доработана механическая часть двигателей Скайактив была снижена общая масса деталей совершающих поступательно-вращательное движение и уменьшено трение между взаимодействующими частями.

    А теперь можно и более детально рассмотреть усовершенствование двигателя скайактив в механической части.

    Блок цилиндров двигателя SKYACTIV-G изготовлен из лёгкого алюминиевого сплава, состоит из верхнего и нижнего блока цилиндров.

    Поршни имеют относительно небольшую юбку покрытую специальным составом для уменьшения трения. Зеркало поршня имеет сложную форму с углублением по середине, это создаёт оптимальные условия для послойного формирования топливно-воздушной смеси вокруг свечей зажигания (скриншот прилагается). Для снижения трения используются поршневые кольца с меньшим усилием разжатия. Поршень присоединен к шатуну пальцем с полностью плавающей посадкой. Шатуны изготовлены из кованой углеродистой стали, благодаря оптимизации формы имеют меньший вес и размер, что снизило силы инерции. Для уменьшения трения в шейке коленчатого вала, нижняя головка шатуна уменьшена в размерах.

    Коленчатый вал вращается в 5 подшипниках и имеет 8 противовесов. В его передней части установлена ведущая звёздочка для цепи газораспределительного механизма и звёздочка цепной передачи, которая приводит в действие масляный насос. Снижена масса коленчатого вала и уменьшены силы трения.

    Распредвалы изготовлены из чугуна. Для реализации цикла Аткинсона и регулирования сдвигом фаз газораспределения оба распределительных вала имеют муфту VVT (Variable Valve Timing). Раcпредвалы приводятся в действие цепным приводом с автоматическим натяжителем, не требующим обслуживания. Механизм VVT на выпускном валу имеет гидравлический привод, а на впускном электрический. Электрический привод обладает более широким диапазоном регулирования и более гибок в управлении и быстрее реагирует на сигналы поступающие от блока управления, кроме того он не зависит от внешних факторов, таких как текучесть масла в зависимости от температуры в двигателе.

    Для снижения насосных потерь двигатель SKYACTIV имеет масляный насос трохоидного типа с цепным приводом, который может работать в двух режимах, создавая разное давление масла в двигателе в зависимости от того в каком режиме работает двигатель.

    Заправочный объём масла в двигателе SKYACTIV-G 4,2 литра с заменой масляного фильтра и около 4 литров без замены масляного фильтра. Для линейки двигателей SKYACTIV было разработано новое оригинальное масло Mazda Dexelia 0W-20 Supra, по сравнению с обычным оно считается более энергосберегающим. Так же в этот двигатель можно заливать и привычное маздовское масла Dexelia 5W-30 Ultra.

    Думаю, что каждый прочитавший этот материал сам сделает определённые выводы о современных двигателях различных автопроизводителей, ну и в каком направлении мы движемся)). Всем коллегам удачи и безаварийной эксплуатации своих авто!

    Авто обзоры

    Полезные советы и инструкции по ремонту и тюнингу автомобилей

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

    Маркетологи компании Mazda в свое время преподносили двигатель Скайактив сродни технологическому прорыву. За годы установки агрегатов на CX-5, Mazda 3, 6, CX-3, CX-9 покупатели убедились, что технология Skyactiv не уменьшает ресурс двигателя и не приносит каких-либо серьезных проблем. Но можно ли считать принцип работы чем-то новым в мире двигателестроения? Рассмотрим основные особенности устройства и работы моторов на основе цикла Аткинсона-Миллера.

    Цикл Аткинсона-Миллера в моторах Skyactiv-G

    Цикл Миллера наиболее близок идейно к термодинамическим процессам, на которых построен принцип работы бензиновых двигателей серии Скайактив. Задумывая создать симбиоз преимуществ цикла Аткинсона с обычным поршневым механизмом двигателя Отто, Ральф Миллер предложил увеличить геометрическую степень сжатия за счет уменьшения фазы впуска. Для этого, по задумке инженера, нужно было либо закрывать впускной клапан задолго до подхода поршня к НМТ на такте впуска, либо открывать позже начала такта.

    Особенность работы моторов Skyactiv заключается в позднем закрытии впускных клапанов. Это значит, что когда поршень уже движется к ВМТ на такте сжатия, впускные клапаны еще находятся в открытом состоянии, поэтому часть поступившего в цилиндры заряда выталкивается обратно во впускной коллектор. Ограничивая фазу впуска, мы получаем возможность снизить давление в цилиндре на подходе поршня к ВМТ, увеличив при этом геометрическую степень сжатия двигателя.

    Трюк со степенью сжатия

    Заявленная степень сжатия моторов Mazda серии Skyactiv – 14:1, что довольно много, если учитывать среднестатистические характеристики ДВС цикла Отто (9-12:1, в зависимости от степени форсировки). Но в рекламных брошюрах часто не вдаются в подробности и не указывают, что речь идет о геометрической степени сжатия. Соотношение 14:1 показывает, во сколько раз объем надпоршневого пространства цилиндра при положении поршня в НМТ больше объема камеры сгорания. Но для работы двигателя гораздо важнее фактор фактической степени сжатия. Он показывает кратность превосходства объема надпоршневого пространства после закрытия впускных клапанов к объему камеры сгорания.

    За счет того, что впускные клапаны моторов Скайактив закрываются с большим запозданием и часть ТПВС выталкивается обратно во впуск, фактическая степень сжатия приближается к 11-12:1. Эти показатели хоть и довольно высокие для бензиновых моторов, но не являются чем-то сверхординарным в современном мире двигателестроения.

    • В режимах работы по циклу Аткинсона-Миллера во впускном коллекторе создается избыточное давление, позволяющее уменьшить насосные потери. Поэтому для нормальной работы усилителя тормозов необходим вакуумный насос.
    • Регулировка момента закрытия и высоты подъема впускных клапанов осуществляется электронной муфтой. Управляет электродвигателем привода с планетарной передачей ЭБУ двигателя. За управление фазами выпускного распредвала отвечает гидравлическая муфта, принцип работы и устройство которой рассмотрены в статье «Системы изменения фаз газораспределения».
    • Для точности тепловых зазоров в приводе ГРМ используются гидрокомпенсаторы, что нехарактерно для японской школы двигателестроения.
    • Для снижения потерь на трения вместо кулачковых толкателей устанавливаются рокеры с игольчатыми подшипниками.
    • Двухрежимный масляный насос позволяет снизить гидравлические потери.
    • Для снижения массы блок двигателя состоит из двух частей и изготовлен из алюминия.
    • За счет снижения веса поршней, шатунов, коленчатого вала, уменьшения размеров подшипников скольжения, шеек коленчатого вала, конструкторам удалось значительно снизить механические потери. Скорее всего, именно с этим фактором стоит связывать отсутствие запредельного ресурса и появление первых проблем с моторами Skyactiv. Но винить инженеров Mazda было бы некорректно, так как подобные решения – это общемировая тенденция в борьбе за чистоту выхлопа, повышение мощности и снижение расхода топлива.

    Борьба с детонацией

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

    • непосредственный впрыск топлива в цилиндры и деление фазы впрыска на несколько стадий. Модернизированная топливная система двигателей Skyactiv-G позволила поднять давление впрыска до 200 бар. Высокоточные форсунки впрыскивают бензин в жидкой фазе, что позволяет охладить камеру сгорания;
    • выпускной коллектор 4-2-1 с удлиненными раннерами. Такое устройство позволяет уменьшить нагрев камеры сгорания, а также улучшить наполняемость за счет инертности потоков отработавших газов. Японцы в этом смысле действуют против общепринятой тенденции – установки катколлекторов, что предполагает короткие раннеры для эффективной работы каталитического нейтрализатора. Аналогичная ситуация и с турбированными моторами, где короткие выпускные магистрали позволяют эффективней раскручивать турбину;
    • поршни с вытеснителем и расположенной по центру выемкой;
    • ионные датчики в катушках зажигания. Для поддержания высокого КПД и работы на грани детонирования топлива обычного датчика детонации недостаточно. Отслеживание колебаний ионного тока в зазоре между электродами свечи зажигания после воспламенения ТПВС позволяет раньше выявлять признаки детонации.

    Преимущества

    • Снижение расхода топлива на 15%.
    • Уменьшение количества вредных выбросов на 15%.

    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.

    Дизельные двигатели Mazda

    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.

    Поделиться «Двигатель СкайАктив: принцип работы, особенности устройства моторов Skyactiv. Какой ресурс, и есть ли отзывы владельцев Mazda о проблемах»

  • Ссылка на основную публикацию