Новые «небесные» технологии Mazda

Комплекс новейших конструктивных решений был назван японцами SkyActiv. Данные решения касаются силового агрегата, трансмиссии, кузова и ходовой части. В этот раз мы изучим подкапотное пространство Mazda3 нового поколения, которая была презентована в рамках Франкфуртского авомотошоу под флагом SkyActiv. На отечественном автомобильном рынке семейство силовых агрегатов SkyActiv-G представлено двумя бензиновыми моторами с рабочим объемом 2,0 и 1,5 литра. Mazda обращает внимание клиента на то, что при всем стремлении  создать эти моторы по-максимуму «заряженными», ее инженеры-конструкторы помнят о том, что еще двигатели должны обладать надежностью, экономичностью и комфортной работой.

Самым необычным в обоих вышеперечисленных бензиновых силовых агрегатах из линейки SkyActiv-G является необычно высокая степень сжатия равная 14:1. Этот показатель, непосредственно влияющий на коэффициент полезного действия двигателя внутреннего сгорания, вплотную приблизился к моторам в которых воспламенение топливо-воздушной смеси происходит в результате сжатия, то есть к дизельным силовым агрегатам. Вероятность возникновения детонации, которая весьма актуальна для такой высокой степени сжатия и качества выпускаемого бензина с октановым числом А95, удалось исключить в результате создания системы питания, на вооружении которой стоят самые последние ноу-хау.

В конечном счете степень сжатия такой величины для силового агрегата позволила в значительной степени уменьшить расход топлива (примерно на 15 %) и повысить максимальный крутящий момент до отметки в 150 Нм у двигателя с рабочим объемом 1,5 литра и до 210 Нм у двухлитрового мотора.

Вместе с высокой степенью сжатия двигателя, его механизм изменения фаз газораспределения позволяет обеспечить гибкие рабочие характеристики мотора и высокий крутящий момент в широком диапазоне его работы (от 2500 до 5600 оборотов в минуту). Помимо этого, контролируемые изменения моментов начала а так же времени открытия выпускных и впускных клапанов, значительно уменьшает уровень так называемых наносных потерь, которые возникают на такте впуска.

У двигателей  SkyActiv-G не совсем обычная система выхлопа, со спортивной конфигурацией «паука» - 4-2-1. Задачей данной выхлопной системы является эффективное «продувание» цилиндров, которое обеспечивает более полное удаление продуктов сгорания рабочей смеси, что необходимо для лучшего наполнения цилиндров свежей топливо-воздушной смесью с большим содержанием кислорода. С такой конфигурацией происходит улучшение охлаждения цилиндров, что является важным для данного двигателя испытывающего большие тепловые нагрузки, а сгорание топлива происходит более эффективно. Для достижения этого, японскими конструкторами были применены длинные каналы в выпускном коллекторе, причем их геометрия была рассчитана при помощи специальной компьютерной программы. В результате этого происходит формирование направленного потока газов в выпускном коллекторе, инерция которого улучшает очистку цилиндров у которых открываются выпускные клапана.

Еще одной немаловажной экологичной составляющей  SkyАctiv-G в данном нетрадиционном двигателе можно назвать максимальное снижение энергопотерь внутри силового агрегата. Кроме снижения так называемых насосных потерь, в новых двигателях уменьшены энергопотери сгораемой смеси на преодоление сил трения и инерции. Благодаря возможности внедрения новых материалов и технологий в создании данных моторов, удалось в значительной степени уменьшить вес поршней и шатунов (на 20-30 %). Кроме того  высокотехнологичные компрессионные и маслосъемные поршневые кольца сделаны с новой геометрией и из новых материалов. Поршни в двигателях SkyActiv-G кроме особой их формы, в зоне контакта юбок со стенками цилиндров имеют антифрикционное покрытие, в результате чего, по сравнению с прошлой генерацией, их потери на трение меньше на треть.

В связи с возросшей степенью сжатия возникла необходимость принятия мер для исключения детонационного фронта сгорания топлива (детонации), поскольку для такого процесса сгорания характерна очень большая скорость распространения пламени (взрывоподобное сгорание), что, в свою очередь ведет к колоссальным тепловым и механическим перегрузкам. Одним из основных решений в данном направлении стали поршни особой формы. В результате точно рассчитанной геометрии выемки в днище поршня и непосредственного впрыска топлива в цилиндры, происходит наиболее оптимальное образование смеси, а после начала процесса горения фронт распространения пламени в камере сгорания происходит более плавно и исключается образование  потенциальных очагов для  самовоспламенения рабочей смеси.