Двигатели skyactiv. надежность, проблемы, ресурс

ДИЗЕЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ

Степень сжатия влияет на очень важный параметр в работе дизеля — задержку самовоспламенения. После впрыска топливу нужно определенное время для распыления и смешивания с воздухом

Для высокого КПД важно, чтобы смесь начала гореть максимально близко к верхней мертвой точке поршня (ВМТ). То есть впрыск нужно делать заблаговременно

Тогда вся энергия расширения газов при сгорании успеет пойти на перемещение поршня вниз.

У моторов с высокой СЖ давление и температура в ВМТ очень велики. Ранний впрыск приводит к спонтанному воспламенению смеси прежде, чем она перемешается. На выходе это дает неравномерное, «шумное» сгорание с повышенными выбросами и противодавлением движению поршня вверх. Поэтому в таких агрегатах впрыск делают более поздним. В итоге сгорание происходит после прохождения ВМТ, когда поршень уже сам идет вниз, — и часть тепловой энергии уходит впустую.

У турбодизеля Skyactiv-D с низкой СЖ давление и температура соответственно ниже. Это позволяет делать более ранний впрыск. Сгорание смеси происходит более длительно и эффективно даже вблизи к ВМТ. Результат — более высокие КПД и показатели экологичности мотора.

Благодарим за помощь в подготовке материала тех (18‑й км МКАД).

Двигатели Skyactiv: перестройка

Технология Mazda SkyActiv — особенности работы

Автомобильный концерн Mazda представил новую технологию SkyActiv ещё в момент расцвета эпохи, когда производители задумывались над модернизацией моторов. Данный автопроизводитель всегда отличался нестандартными решениями и выбирал собственный путь в развитии будущих моделей. В своем решении компания выбрала развивать двигатель внутреннего сгорания. Главный слоган новой системы – «выше только небо». Данное заявление звучит достаточно смело, но что готовы предложить на деле?

На самом деле, компанию Mazda нельзя назвать богатой корпорацией, если сравнивать с другими мировыми автоконцернами

В тот период, когда все понимали, что объемные и неэкономичные двигатели являются не лучшим решением для автомобилестроения, и когда все начали исследовать философию даунсайзинга, компания Mazda разработала собственную технологию. Она позволила выпускать экономичные, экологичные, а главное высокопроизводительные моторы.

На самом деле, компанию Mazda нельзя назвать богатой корпорацией, если сравнивать с другими мировыми автоконцернами. Однако её деятельность и направление развития вызывает большое уважение. Она никогда не экономит на испытаниях собственных разработок и не выпускает продукт в сыром виде. Mazda долгое время шла к запуску системы Skyactiv. Большое количество моторов проходили испытания до тех пор, пока не был найден баланс. Такое устройство позволяло создавать высокую степень сжатия топливной смеси без детонации.

Интересно, что автомобили Mazda для рынка России немного изменяются. В технологию двигателей вносятся доработки, чтобы они могли работать на топливе низкого качества

При разработке нового двигателя, за основу решили взять предшественник MZR 2.0, степень сжатия у которого составляла 10. Напомним, что повышение степени сжатия топливной смеси увеличивает температуру и давление в цилиндре в конце такта сжатия. Это приводит к более высокому КПД и мощности. Однако есть и обратная сторона медали – сильная склонность к детонации. Степень сжатия, приближенная к 14, больше характерна для спортивных двигателей, которые работают на высокооктановом топливе. Они имеют повышенную стойкость к детонации. В конструкцию SkyActiv-G внесли много доработок, чтобы мотор мог безболезненно работать на бензине АИ-95.

Интересно, что автомобили Mazda для рынка России немного изменяются. В технологию двигателей вносятся доработки, чтобы они могли работать на топливе низкого качества. В новой разработке производителя, уберегать мотор от детонации должны ионные датчики, которые встраиваются в катушки зажигания. Главная проблема заключается в том, что работа силовой установки, именно на грани детонации, обеспечивает максимально эффективное сгорание топливной смеси.

При хорошем испарении бензин будет сбивать температуру в камере сгорания

Новый датчик в конструкции может отслеживать детонацию по колебаниям ионного тока. Чтобы достичь правильного смесеобразования, пришлось разрабатывать совершенно новую топливную систему, которая дополнена непосредственным впрыском. Она способна обеспечивать давление до 200 бар. Вместе с этим специалисты разработали и новые форсунки, которые имеют шесть отверстий для более качественного воспламенения топливной смеси. При хорошем испарении бензин будет сбивать температуру в камере сгорания. Это тоже сказывается на снижении вероятности детонации.

Автопроизводитель вносил и другие доработки, чтобы довести систему до совершенства. Он разработал новую электронную муфту изменяемых фаз вместе с новым выпускным коллектором. Уже более восьми лет компания Mazda эксплуатирует двигатели SkyActiv во многих странах мира. Никаких проблем с этими силовыми агрегатами не возникает. Моторы характеризуются как достаточно ресурсные и износостойкие. Сам производитель заявляет ресурс до 300 000 км.

Итог. Восемь лет назад автопроизводитель Mazda представил технологию SkyActiv, которая предполагала развитие бензиновых двигателей. Многочисленные испытания и доработки позволили добиться создания экономичных и высокопроизводительных моторов.

Преимущества низкой степени сжатия.

Оптимизация момента впрыска понижением степени сжатия.

При уменьшении степени сжатия, температура и давление в TDC понижается. Соответственно, зажигание происходит с задержкой, даже если топливо впрыскивается вблизи TDC, обеспечивая более однородную топливно-воздушную смесь.

Это снижает формирование NOx и сажи, потому что горение становится более равномерным, без локальных высокотемпературных зон и недостатка кислорода.

Кроме этого, впрыск и горение вблизи TDC имеет результатом высокую эффективность дизельного двигателя, который производит большую работу (меньше степень предварительного расширения), чем высоко-компрессионный двигатель (рис.2).

Снижение веса и механических потерь от трения с использованием низкой степени сжатия.

Вследствие низкой степени сжатия, максимальное рабочее давление в цилиндре для SKYACTIV-D ниже, чем у обычных дизельных двигателей, чтопозволяет значительно снизить вес двигателя, прибегнув к структурной оптимизации. Например, становится возможным изменить материал блока цилиндров на алюминий, что позволяет сэкономить 25кг веса (против обычного дизеля). Головка блока становится на 3 кг легче за счёт более тонких стенок и интегрированного выпускного коллектора. Для деталей, участвующих в возвратно-поступательном движении, вес поршней и коленчатого вала, за счёт уменьшения диаметра коренных шеек с 60мм до 52мм, уменьшен на 25%. В результате, механические потери от трения снижены до уровня бензинового двигателя (рис.3). Однако существуют две основные проблемы, препятствующие распространению низко-компрессионных двигателей, в противовес их преимуществам. Первая из них состоит в том, что со снижением степени сжатия, компрессионная температура при низких температурах воздуха падает, серьёзно осложняя запуск двигателя. Вторая – случаи пропусков зажигания в течение прогрева, вследствие низкой компрессионной температуры и давления.

Технологические особенности воспламенения сжатием

Проблема с HCCI заключается в том, что существует очень узкий диапазон оборотов и положения дроссельной заслонки, при которых возможно применение технологии. Она работает лучше всего при небольшой нагрузке на двигатель и умеренно низких оборотах. Вне этого диапазона время горения является хаотичным и трудно контролируется.

Если детонация возникает не по нормативам, предусмотренным техническими параметрами, то в лучшем случае теряется эффективность, в худшем – уничтожается двигатель. Итак, есть 2 опорных момента:

1. Существует узкий диапазон, в котором возможно применение HCCI.2. Вне этого диапазона требуется искровое зажигание.

Так, появляется необходимость решения задачи легкого переключения между искровым зажиганием и воспламенением от сжатия.

Но что, если не нужно полностью переключаться? Что, если всегда использовать свечу зажигания? Это именно то, что сделали инженеры Mazda. В диапазонах, где воспламенение от сжатия невозможно, двигатель SkyActiv-X работает как любой другой бензиновый агрегат. Поршень перемещается вверх, сжимая воздушно-топливную смесь до верхней мертвой точки, где свеча зажигает смесь, а пламя движется наружу, толкая поршень вниз, создавая ход мощности.

Когда это возможно, двигатель работает так же, как дизельные двигатели, хотя и с предварительно смешанным топливом, и с прямым впрыском топлива. Воздух при поступлении закручивается, создавая однородную среду, когда поршень достигает вершины своего хода. В идеале соотношение воздух-топливо в этот момент составляет около 37: 1. Это примерно как и у традиционных бензиновых двигателей. Здесь прямая топливная форсунка уменьшает подачу бензина, понижая соотношение воздух-топливо к подходящему для свечи зажигания показателю примерно до 29: 1.

Эти две отдельные области смешения играют важную роль. По мере того, как поршень движется вверх, топливо становится опасно близким к воспламенению от тепла и давления от сжатия (следует понимать, что это обычное октановое топливо с коэффициентом сжатия 16: 1). Перед детонацией смеси активируется свеча. Более разряженная область воздуха рядом с пробкой сгорает, создавая небольшое расширяющееся воспламенение.

При дополнительном давлении от этого возгорания окружающий очень сухой воздух не может больше оставаться в изначальном состоянии. Почти мгновенно вся смесь взрывается. И тут разработка Mazda приобретает такой смысл — использовать свечу зажигания для оптимального времени горения и применять компрессионное воспламенение, чтобы получить невероятно высокую эффективность.

Но как насчет нагнетателя, низкооктанового топлива и любого цикла Миллера? Все, что сначала кажется противоречивым, имеет рациональное объяснение.

Mazda CX-5

Мотор объемом 2,5 л, разработанный с использованием тех же «скайактивных» технологий, что и его младший 2-литровый соб­рат, обещает умеренный расход топлива Мотор объемом 2,5 л, разработанный с использованием тех же «скайактивных» технологий, что и его младший 2-литровый соб­рат, обещает умеренный расход топлива

Мотор объемом 2,5 л, разработанный с использованием тех же «скайактивных» технологий, что и его младший 2-литровый соб­рат, обещает умеренный расход топлива

Первое впечатление: прирос­та в динамике, эквивалентного количеству добавившихся в подкапотное поголовье «лошадок», вроде бы не ощущается. Зато в салоне стало тише при сходном темпе разгона, поскольку более «объемистый» мотор обес­печивает его на меньших оборотах. Однако разница все же есть. И весьма заметная. Но проявляется она при разгоне «в пол» и во время обгонов на трассе. Здесь преимущество 2,5-литрового двигателя безоговорочно. Ну а вывод о его экономичности мы сделаем по итогам лонг-теста Mazda CX-5 2.5 и непременно поделимся с вами.

Как работает сжатие в двигателе будущего от Mazda

Новый мотор SkyActiv-X от Mazda противоречит всем правилам, на которых построена работа бензиновых двигателей. Его работа основана на использовании наддува с целью повышения эффективности, а не для увеличения мощности. Тут коэффициент сжатия составляет 16: 1 (такое соотношение показал прототип), но работает агрегат на топливе с октановым числом 87.

Описание технологии сложно для восприятия и запутанно, и становится еще труднее при более глубоком ее изучении. Mazda делает то, о чем почти каждый автопроизводитель думал, исследовал и, конечно же, желал иметь на вооружении, но по-прежнему не мог отказаться от свечей зажигания.

Система запуска с искровым контролем (SPCCI) – это новый метод сжигания, который позволяет бензиновым двигателям работать на воспламенении от сжатия. Другими словами, тут применяется методология сгорания дизельного двигателя с использованием синхронизации бензинового двигателя.

Основная идея – получить идеальный мотор, который обеспечивает мгновенное сгорание топлива с эффективным отведением тепла и нулевым трением. Этого невозможно пока достичь на практике, но японский бренд стал намного ближе к желаемому идеалу. Миссия Mazda – внедрить в бензиновые двигатели зарядное зажигание (HCCI) для максимальной эффективности.

Его суть заключается в том, что во время такта сжатия поршень перемещается вверх к головке цилиндра, увеличивая давление и температуру воздушно-топливной смеси, содержащейся внутри. Давление и температура поднимаются так высоко, что даже без свечи зажигания бензин начинает испаряться, когда поршень приближается к верхней точке своего хода. Полное сгорание происходит одновременно очень быстро и все давление, создаваемое при этом, превращается в полезную работу, заставляя поршень двигаться вниз. Так выглядит технология в теории. Реальность же не такая радужная и идеальная.

Двигатель Mazda Z6 1.6 Мазда 3, Мазда 323, Фамилия

При этом загорятся 6 цифровых сегментов на дисплее и все символы. – нажмите один раз на кнопку. Если компьютер работает, на дисплее появится температура наружного воздуха.

Температура наружного воздуха

Температура наружного воздуха появляется на дисплее при включении зажигания. Мигание символа ° С означает вероятность обледенения стекол.

Автономность

Позволяет судить о числе километров, которые еще можно проехать с топливом, оставшимся в баке (рассчитывается на основании реального расхода топлива в течении последних 10 минут). Когда в баке остается менее 4 литров топлива, загораются только три цифровых сегмента.Предупреждение

Когда указатель уровня топлива показывает минимальный уровень, бортовой компьютер автоматически переключается в режим индикации автономности независимо от того, какая информация выводилась на дисплей до этого.

Текущий расход топлива

Это величина, которая определяется в течении последних 2 секунд. Данная функция не работает при скорости меньше 20 км/час. Предельная цифра, которую может показать дисплей – 30 л/ 100 км.

Средний расход топлива

Он определяется как отношение количества израсходованного топлива к расстоянию, пройденному после последнего обнуления показаний бортового компьютера. Предельная цифра, которую может показать дисплей – 30 л/ 100 км.

Средняя скорость

Она определяется начиная с момента последнего обнуления показаний компьютера и рассчитывается путем деления пройденного пути на время поездки, начиная с момента включения зажигания.

Пройденный путь

Это расстояние, пройденное с момента последнего обнуления показаний компьютера.

После обнуления показаний бортового компьютера информация об автономности не будет выводиться, пока автомобиль не проедет некоторое расстояние.

Если при движении на дисплее вместо цифр загораются горизонтальные полоски, проконсультируйтесь на станции Peugeot.

Mazda 3 — автомобиль малого среднего класса C. Премьера автомобиля состоялась в 2003 году, а в 2006 Mazda 3 прошла незначительный рестайлинг, который был показан на Женевском автосалоне. Mazda 3 привлекает своим стильным внешним видом, динамичностью и маневренностью. Mazda 3 объединила в себе самые лучшие качества, способствующие успеху ее предшественниц.

Что такое SKYACTIVE и почему Мазда летит в космос

Каталог Bosch Automotive

Мазда СХ 5 Актив оснащается бензиновыми двигателями SKYACTIV -G в двух вариантах — двухлитровый мощностью 150 л.с. и 2,5 литра 194 л.с. В паре с ними работают автоматическая коробка передач SKYACTIVE-DRIVE или механическая SKYACTIV-MT.

В Mazda CX 5 SKYACTIV технологии полностью были применены впервые. SKYACTIV — в переводе «активнодействующий в небе» — это инновационные технологии в разработке двигателей, коробок передач, кузова и шасси. При создании SKYACTIV инженеры Mazda сделали возможным невозможное — улучшили динамические характеристики автомобиля, управляемость и безопасность, уменьшив при этом расход топлива и количество вредных веществ в отработавших газах.

Бензиновый двигатель SKYACTIV -G с невероятно высокой прежде степенью сжатия 14:0 — результат анализа и переосмысления японскими конструкторами общих принципов термодинамики и теории двигателей внутреннего сгорания. Высокая степень сжатия обеспечивает более высокую отдачу и экономичность при соблюдении жесточайших экологических требований. Это потребовало усовершенствования конструктивных элементов мотора: новые облегченные поршни и шатуны, фазовозвращатели с электроприводом, измененные форсунки для впрыска под давлением до 200 бар, спортивная схема выпускного коллектора, ионные датчики в катушках зажигания. Одни названия, как в фантастическом фильме про космические корабли.

Для увеличения экономичности двигатель работает по двум циклам: Аткинсона и Отто. Первый используется при малых нагрузках, когда необходимость в высоком крутящем моменте отсутствует. Достигается такая работа, благодаря применению двух муфт изменяемых фаз газораспределения: на выпуске — гидравлическая, на впуске — электрическая.

Моторы серии SKYACTIV-G не раз удостаивались различных наград в области технологий.

Автоматическая шестиступенчатая коробка передач SKYACTIVE-DRIVE — это плавное переключение, экономия топлива и моментальные реакции на ускорение. Гидротрансформатор получил блокировку на всех ступенях. В результате классический автомат по ощущениям и отзывчивости приблизился к обычной механической коробке.

Механическая коробка передач SKYACTIV-MT — полностью модернизированная с уменьшенным коэффициентом внутреннего трения. Компактная коробка получила уменьшенный ход рычага для четкого и легкого переключения на уровне спортивного родстера MX-5.

Кузов Мазда СХ 5 SKYACTIV-Body имеет малый вес, но при этом повышенную жесткость на кручение. Эти факторы улучшают управляемость автомобиля и его реакции на действия водителя.

Противоречивые задачи были решены и при конструировании шасси SKYACTIV-Chassis. Надо было добиться чувства единения водителя и автомобиля, обеспечить маневренность и устойчивость машины на высокой скорости и одновременно обеспечить комфорт пассажирам.

Для улучшения управляемости разработана новая схема рулевого управления с электроусилителем, которая обеспечивает моментальные реакции даже на небольших скоростях. Переработанная геометрия задней подвески обеспечивает максимальное сцепление колес с дорожным покрытием. Таким образом, водители получили максимальную управляемость и комфорт в любых дорожных ситуациях.

Технологии SKYACTIV — активные действия, позволяющие подняться на небывалую высоту — вот почему говорят, что «Мазда летит в космос».

Увеличение ресурса двигателя Мазда СХ 5 за счет применения инновационной технологии Skyactiv

Стильный кроссовер Mazda CX-5 пришёлся по душе многим автолюбителям, по своим внешним параметрам и благодаря техническим новинкам, установленным под капотом авто. А любоваться есть чем: спортивный агрессивный дизайн кузова, удобный салон автомобиля с хорошо продуманной эргономикой участков кабины для водителя и пассажиров. А также чудо японского автомобилестроения, мощный экономичный мотор, работающий на современной инновационной технологии Skyactiv. Благодаря революционной технологии Skyactiv до невиданных высот повышен ресурс двигателя СХ 5 и понижена до разумных пределов его прожорливость, КПД мотора также стало выше , что отразилось на его мощности и крутящем моменте тягового усилия.

Модификации силовых агрегатов и технологии, повышающие ресурс двигателя СХ 5

Японский автоконцерн Mazda оснастил паркетные внедорожники модели СХ -5 четырьмя вариантами силовых агрегатов. Две модификации бензиновых моторов под общей аббревиатурой Skyactiv-G и парочка дизельных агрегатов под логотипом Skyactiv-D. Все двигатели подходят по экологической безопасности под жёсткие рамки стандарта Евро-6. И устанавливаются на модели авто с разными вариантами колёсного привода как на переднеприводные 4х2 так и на полноприводные версии 4х4 паркетного внедорожника.

Если смотреть, по отзывам двигатель Мазда СХ 5 2,0L всё-таки больше хотят видеть под капотом своего авто наши автолюбители. Машина с этим бензиновым агрегатом обладает мощностью в 150 л.с. и 240 Н*м крутящего момента. На Мазду СХ 5 двигателем 2,5 литра тоже наверняка найдутся свои почитатели, так как движок хорош и обладает поистине богатырским здоровьем. Этот феномен обуславливается достаточно большим по выработке ресурсом двигателя СХ 5.

Также ещё можно обратить своё внимание на дизельные силовые агрегаты, которые обладают колоссальным запасом прочности при достаточной мощности. У дизельного мотора второго поколения мощность достигает 175 л.с. и поистине гигантским крутящим моментом 420 Н*м

и поистине гигантским крутящим моментом 420 Н*м.

Сколько может выдержать без ремонта двигатель СХ 5, и какой у него ресурс по пробегу

Нет какой-либо методики, чтобы высчитать точный ресурс двигателя СХ 5 на каждом экземпляре автомобиля, выпущенным с конвейера автозавода Mazda. Все зависит от стиля вождения хозяина машины, качества топлива и смазочных материалов. Также надо учитывать, как своевременно проводилось ТО автомобиля и много всяких других факторов и нюансов, из которого складывается картина жизни 2,5 литрового двигателя Мазды СХ 5 или какой ни будь другой его модификации. Но если исходить из статических данных, то в среднем силовая установка этого авто выдерживает 600 000-800 000 км пробега без капитального ремонта агрегата.

Если чётко и вовремя выполнять все рекомендации, указанные в технической документации, прилагаемой к автомобилю. Не очень экономить на горюче-смазочных материалах, и вовремя проводить плановые технические осмотры. Тогда компактный кроссовер Mazda сможет даже превысить статистически указанный ресурс двигателя СХ 5 по пробегу и добраться до заветной цифры в 1000 000 км. Без какого-либо существенного ремонта и других неприятностей для владельца этого авто и его кошелька.

Дизельный мотор Skyactiv-D: конструктивные особенности

За основу инженеры Мазда взяли  хорошо зарекомендовавший себя турбодизельный агрегат MZR-CD. При этом понижение степени сжатия позволило заметно понизить температуру в цилиндре, а также показатель давления. В результате мотор стал отличаться более высоким КПД, однако возникли проблемы со смесеобразованием и воспламенением смеси «на холодную».

Для решения задачи были установлены специальные керамические свечи накала. Благодаря такому решению температура в камере сгорания за пару секунд повышается до 1 тыс. градусов, что значительно облегчает холодный пуск дизельного двигателя. Также дизель Скайактив получил систему изменения фаз газораспределения, что является довольно редким решением для агрегатов данного типа.

Еще инженеры доработали систему питания, оснастив топливную систему дизелного мотора особым блоком клапанов. Этот блок позволяет постоянно поддерживать высокое давление посредством управления подачей дизтоплива в ТНВД, также через него проходят топливные магистрали, по которым излишки топлива поступают обратно в бак.

Что касается наддува, двигатель имеет две турбины (большую и малую), которые размещены в едином корпусе. Установка турбин реализована последовательно, что позволяет получить быстрый отклик и уверенный подхват на низких оборотах благодаря малой турбине, после чего на средних и высоких оборотах подключается большой турбокомпрессор.

Еще отметим, что уменьшение степени сжатия дизельного мотора также снизила ударные нагрузки на ДВС, параллельно были уменьшены и насосные потери. Снижение нагрузок позволило облегчить дизель. В результате (аналогично бензиновой версии) блок цилиндров стал алюминиевым. Выпускной коллектор интегрирован прямо в ГБЦ, что также облегчило конструкцию, а еще позволило быстрее прогреть каталитический нейтрализатор.

Похожие записи:

Рейтинг самых надежных автомобилей с пробегом от 5 до 10 лет в россии в 2020 году Ремень грм Ford f-‎150 2020 года: характеристики, комплектация и цены Новая тойота 86 trd 2021. обзор новинки 2021 года и первый тест драйв toyota 86 trd Новый chery exeed vx 2021: премиальный кроссовер на базе land rover немногим дороже 2 млн рублей Зачем нужна гильзовка блока цилиндров