Все о моторах скайактив

Ресурс моторов Mazda Skyactiv и проблемы

Инженеры компании Мазда создали экономичные и одновременно производительные силовые агрегаты, при этом моторы соответствуют стандарту ЕВРО-6. Также особенностью бензиновой версии Скайактив можно считать то, что двигатель остался атмосферным.

На практике это означает, что в рамках эксплуатации не должно возникнуть типичных проблем, которые обычно свойственны бензиновым моторам с наддувом. Однако для достижения таких выдающихся показателей атмосферный двигатель от Мазда все равно получился сложным по конструкции.

Высокая степень сжатия означает, что значительно возрастают нагрузки на все детали, которые при этом были еще и облегчены для снижения веса. Если просто, облегченный тонкостенный алюминиевый блок сам по себе уже нельзя назвать самым надежным, а благодаря высокой степени сжатия металл фактически нагружен максимально.

Что касается дизельной версии, понижение степени сжатия до 14, напротив, указывает на снижение нагрузок на дизельный мотор. В этом случае двигатель также стал сложнее, однако вполне можно рассчитывать на достаточно большой ресурс основных элементов ЦПГ и КШМ.

Вернемся к статистике и практической эксплуатации. Бензиновые моторы Skyactiv появились на территории СНГ около 5 лет назад. Если рассматривать двигатели Скайактив, проблемы с ними возникают, при этом пока учет неполадок по этим ДВС не выявил массовых и глобальных поломок.

Другими словами, если рассматривать двигатели Mazda Skyactiv, неисправности таких агрегатов, которые зафиксированы, представляют собой следующие:

встречались случаи, когда необходимо было менять масляный насос, который давал сбой и не выходил на максимум производительности, в результате чего начинала давать сбои гидравлическая муфта для изменения фаз, установленная на на выпускном распределительном вале.
также была отмечена ситуация, когда двигатель Скайактив после запуска с первого раза через небольшой промежуток времени глох. Для нормальной работы агрегат приходилось перезапускать 2-3 раза, после чего мотор работал стабильно. Вероятно, проблема была не «механической», а связана с прошивкой ЭБУ, так как европейские версии с этим двигателем работали без подобных сбоев.
еще следует отметить, что на некоторых двигателях Скайактив встречается выработка кулачков впускного распределительного вала, в результате чего двигатель работает более шумно.

Как видно, на данном этапе еще можно говорить, что моторы Skyactiv вполне надежны. При этом все же не стоит забывать, что большинство из этих ДВС еще не прошли условной отметки в 100 тыс. км

Также важно учитывать, что такие агрегаты являются высокотехнологичными

Хотя сам производитель озвучивает цифру ресурса около 300 тыс. км., при этом такой расчет предполагает идеальные условия эксплуатации, качественное топливо и моторное масло. Это значит, что до 100-150 тыс. км. проблем с двигателем может и не возникать, однако далее сложный агрегат вполне может оказаться крайне дорогим в ремонте или даже неремонтопригодным. Также отмечено, что ближе к 100 тыс. выходят из строя катушки и ионные датчики. На экземплярах, где использовалось топливо не самого лучшего качества, внимания может потребовать ТНВД, а также сами форсунки.

Это интересно: На территории РФ подошла к концу реализация кросса Mazda CX-9: выкладываем все нюансы

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.

SKYACTIV-Body

Кузов нового поколения, легкий, высокопрочный с отменным качеством безопасности при столкновении и высокой жесткостью на кручение для большего удовольствия от вождения.

Отличительные черты SKYACTIV-Body:

Снижение веса благодаря оптимизации методов сборки и расширения использования высокопрочной стали.
Высокая жесткость и легкость (на 8 процентов легче, на 30 процентов более жесткий).
Превосходные качества безопасности при столкновении.
Применение концепции «спрямления», реализующей максимально возможное спрямление пространственно изогнутых элементов конструкции кузова в сочетании с «непрерывностью конфигурации», для создания кузова, в котором функции каждой секции скоординированы с функциями других сочлененных с ней секций.
Четыре замкнутые, кольцевые структуры верхней части, повышающие жесткость кузова.
Структура кузова с мультинаправленным распределением энергии столкновения.

Антидетонационные технологии.

4-2-1 выхлопная система.

Одним из вариантов значительного снижения количества остаточных газов явилосьприменение 4-2-1 выхлопной системы.

Главным недостатком выхлопной системы 4-2-1 является охлаждение отработавших газов, проходящих по длинному тракту к каталитическому нейтрализатору, что увеличивает время его активации. Температура отработавших газов может быть повышена уменьшением угла опережения зажигания, но слишком большая задержка зажигания приводит к нестабильному горению смеси. В SKYACTIV-G стабильность горения реализуется даже при значительных задержках по углу зажигания при запуске двигателя. Это стало возможным с применением специальной полости в поршне (рис.4) и оптимизации впрыска топлива с целью формирования многослойной топливовоздушнойсмеси вокруг свечи зажигания. Кроме того, полость поршня устраняет контакт начального фронта пламени с торцевой поверхностью поршня и генерацию тепловых потерь с этим связанных.

Улучшение сгорания.

Улучшить антидетонационные свойства удалось сокращением длительности сгорания топлива. Чем быстрее процесс горения,тем короче промежуток времени, в течение которого несгоревшая топливовоздушная смесь подвергается воздействию высоких температур, позволяя процессу нормально завершиться до наступления детонации. Таким образом, помимо создания более однородной смеси интенсификацией воздушного потока, увеличением давления впрыска топлива и использованиеммногоструйных форсунокдля улучшения характеристик распыливания топлива, полость в поршне используется для предотвращения соударения начального фронта пламени с торцом поршняи способствует росту скорости сгорания.

Обслуживание мотора Мазда 2.0 PE-VPS

На PE-VPS замена масла и масляного фильтра должна происходить не реже чем раз в 15 000 км (лучше сократить до 10 тыс. км). Используется синтетическая смазочная жидкость Mazda Original Oil Supra 0w-20. Можно купить, используя артикул 8300-77-226 (1 л.) или 8300-77-271 (5 л.). Для ТО понадобится 4.2 л смазки. Каталожные номера оригинального масляного фильтра PE01-14-302B и PE01-14-302A. Не забудьте заменить уплотнительное колечко на сливной пробке (9956-41-400).

«Original Oil Supra 0W-20». Артикулы 8300-77-226 и 8300-77-271 для 1-литровой и 5-литровой емкостей. Оригинальный масляный фильтр PE01-14-302B

Каждые 45 000 км по регламенту мотору необходима смена воздушного фильтра (лучше менять его каждое второе ТО). Его артикулы SH01-13-3A0A или PE07-13-3A0A. Ремни навесного оборудования (на двигателе 2.0 PE-VPS их два: PE0815909C и PE0115908) меняются на рубеже 60 тыс. км. На пробеге 75 тысяч приходит пора установить новые свечи (PE5S-18-110). Через 120 000 на Мазда необходимо сменить топливный фильтр (артикул оригинала PE1113ZE0).

Воздушный фильтр подлежит замене (арт. подходящих элементов – Mazda SH01-13-3A0A и Mazda PE07-13-3A0A

Оригинальный топливный фильтр для Mazda 6 GJ — артикул PE1113ZE0

Ресурс охлаждающей жидкости, залитой на заводе, рассчитан на 195 тыс. км или 11 лет. В зависимости от того, что наступит раньше. Последующие смены антифриза должны быть не реже чем раз в 90 000 или 5 лет.

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.

Двигатели Skyactiv: особенности конструкции и принцип работы

Итак, моторы Скайактив впервые появились под капотом популярного кроссовера Mazda СХ‑5. Бензиновая версия получила рабочий объем 2.0 литра, дизель Skyactiv с турбонаддувом имеет объем 2.2 литра.

Примечательно то, что степень сжатия как в бензиновой, так и в дизельной версии находится на одинаковой отметке 14. Если просто, для бензинового мотора это очень высокий показатель (обычной нормой является 10-12), тогда как для дизеля достаточно низкий. При этом инженеры Мазда в обоих случаях успешно решили целый ряд сложностей и проблем.

Начнем с бензинового Скайактив. Как известно, чем больше степень сжатия, тем выше будет температура и давление в цилиндре ближе к окончанию такта сжатия. Результат-смесь лучше сгорает, двигатель становится более мощным, повышается его КПД.

Но не все так просто. Увеличение степени сжатия также приводит к тому, что бензиновый мотор в этом случае получает склонность к возникновению детонации. Если говорить о спортивных авто, детонации можно избежать посредством использования высокооктанового бензина, однако для массовых ДВС это решение никак не подходит.

По этой причине бензиновый Skyactiv-G получил целый ряд серьезных доработок, что позволило данному мотору с высокой степенью сжатия нормально работать на простом 95‑ом бензине, при этом оставаться мощным, экологичным и экономичным.

Технические характеристики двигателя PE-VPS

В технической документации к автомобилю реальный объём двигателя всегда округляют в большую сторону. Здесь же точный объём практически соответствует заявленному и составляет 1997 см³. Диаметр каждого из четырёх расположенных в ряд цилиндров 83,5 мм, ход поршня – 91,2 мм. И сам блок цилиндров и 16-клапанная ГБЦ выполнены из алюминия. Наличие гидрокомпенсаторов на моторе PE-VPS освобождает владельца от регулировки клапанов. Система газораспределения Dual S-VT изменяет фазы двух распредвалов.

Основные характеристики двигателя Мазда 2.0 PE-VPS:

мощность – 150-165 л.с.;
момент – 200-210 Нм;
степень сжатия 13-14;
привод ГРМ – цепной;
топливо – бензин АИ-95;
стандарт экологичности – Euro 4,5.

Расход топлива

Рассмотрим, какое количество бензина на 100 км потребляет двигатель PE-VPS с АКПП на двух разных автомобилях.

Mazda CX-5 с мотором 2.0 Skyactiv-G:
- город – 8,2 л;
трасса – 5,9 л;
смешанный – 6,7 л.
Расход топлива Мазда 6 с 2-литровым двигателем PE-VPS и АКПП:
- в городе – 8,3 л;
на трассе – 4,9 л;
в смешанном режиме – 6,1 л.

Чип-тюнинг и увеличение мощности

Самый популярный и простой способ. На уровне железа никаких изменений не вносится. Изменяется только программная часть — прошивка ЭБУ, которая управляет работой современных двигателей.

Минусы увеличения мощности с помощью чип-тюнинга

Не рекомендуется делать самостоятельно;
Нужно внимательнее относиться к качеству топлива;
При переходе на Е2 вырастут выбросы CO.

Компания АДАКТ принципиально против удаления и отключения корректно работающего катализатора.

Плюсы от чип-тюнинга

Увеличатся крутящий момент и мощность двигателя, особенно при одновременном отключении катализатора или сажевого фильтра;
Педаль газа будет реагировать быстрее по сравнению со стоковой прошивкой;
Исчезнет турбояма на двигателях с турбиной;
Улучшится работа на холодном двигателе, холостом ходу и при включенном кондиционере;
Не влияет на ресурс двигателя при гражданском тюнинге;
Нет проблем с прохождение техосмотра.

Чип-тюнинг по соотношению цена-прирост мощности наиболее оптимальный вариант. Дополнительные преимущества: оперативность и возможность откатиться на стоковую прошивку. АДАКТ гарантирует возврат средств в течение 10 дней после чип-тюнинга, если результаты покажутся недостаточными.

Как проходит мощностной чип-тюнинг TLC Prado 150 с отключением ЕГР, смотрите на видео от нашего партнера:

Сколько лошадей добавится? Конкретные цифры зависят от модели, установленного двигателя, состояния машины. В среднем увеличение мощности составляет:

для атмосферного двигателя до 7–10%;
для бензинового с турбиной до 15%;
для дизельного двигателя без турбины до 19%;
для дизеля с турбиной до 30%.

Пример замера после чип-тюнинга Ford Focus 2 TDCI 1.8 л. 2011 г. МКПП (красная линия — сток, зеленая линия — прошивка АДАКТ; график слева — крутящий момент, график справа — мощность).

Рекомендуем посмотреть

Цены на чип-тюнинг

Отзывы водителей

Найти специалиста

Фазовращатели, цикл АТКИНСОНА и ОТТО

Следующим шагом стало внедрение фазовращателей (или муфт, например как в двигателях VVT-I или CVVT). «НО постой» — скажите вы мне, у мазды они были и раньше? ДА все верно, но раньше они были механические (точнее гидравлические) однако сейчас на выпускном валу сделали «электронную», раньше такого технического решение MAZDA не производила.

Что дает это электронная муфта?

Во-первых, точное открытие клапанов, что при таком сжатии очень актуально.

Во-вторых, SKYACTIV может работать сразу в двух циклах АТКИНСОНА и ОТТО – И ЭТО РЕАЛЬНО КРУТО! Сделано это для того чтобы снизить насосные потери (то есть сопротивление поршня когда он давит топливную смесь) и повысить экономичность. Сейчас не будем разбирать как работают эти циклы, только краткая информация:

ОТТО – это обычный цикл, по которому работают все бензиновые моторы. Впускные и выпускные клапана открываются и закрываются в строгой последовательности. У SKYACTIV-G он задействуется при средних и высоких оборотах.

АТКИНСОН – задействуется при низких оборотах или вообще на холостом ходу, когда нет необходимости в высоком крутящем моменте. Смысл какой – впускные клапана закрываются чуть позже (уже на такте сжатия) и часть воздуха выходит обратно во впускной коллектор. По сути часть пути поршень проходит без сжатия топливной смеси (снижается степень сжатия и момент), но вместе с этим двигателю не приходится тратить энергию на давление, то есть снижаются и насосные потери. В таком режиме мотор работает ОЧЕНЬ экономично и эффективно.

Технические характеристики двигателя PE-VPS

Основные характеристики двигателя Мазда 2.0 PE-VPS:

мощность – 150-165 л.с.;
момент – 200-210 Нм;
степень сжатия 13-14;
привод ГРМ – цепной;
топливо – бензин АИ-95;
стандарт экологичности – Euro 4,5.

Расход топлива

Рассмотрим, какое количество бензина на 100 км потребляет двигатель PE-VPS с АКПП на двух разных автомобилях.

Mazda CX-5 с мотором 2.0 Skyactiv-G:
- город – 8,2 л;
трасса – 5,9 л;
смешанный – 6,7 л.
Расход топлива Мазда 6 с 2-литровым двигателем PE-VPS и АКПП:
- в городе – 8,3 л;
на трассе – 4,9 л;
в смешанном режиме – 6,1 л.

Проблемы SKYACTIV

Производитель закладывает ресурс порядка 300 000 км. и в самом деле моторы надежные, но именно до 200 – 250 тыс.км. Дальше владельца будут ждать сложности, обосновывается это тем, что двигатели линейки SKYACTIV очень технологичны и когда начнутся неполадки в работе ТНВД, форсунок и датчиков детонации, то размер денежных вложений удивит хозяина.

А если владельца настигнут проблемы посерьезней? К слову, один блок цилиндров стоит порядка 140 000 рублей, при серьезных проблемах стоит искать контрактный двигатель.

На 100 тыс.км. будут появляться сбои в работе катушек и ионных датчиков, на 150 уже возможны проблемы с ТНВД и форсунками. Также моторы очень требовательны к маслу и менять его придется раз в 8000 – 10 000 км.

ЛЕГКО В БОЮ

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», о который мы подробно рассказывали (ЗР, 2013, № 8). 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.

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.

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

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

Антидетонационные технологии.

4-2-1 выхлопная система.

Одним из вариантов значительного снижения количества остаточных газов явилось применение 4-2-1 выхлопной системы.

Как показано на рис.3, когда выпускной коллектор имеет короткий тракт, волна высокого давления отработавших газов, возникающая сразу после открытия выпускных клапанов третьего цилиндра, достигает первого цилиндра, в котором закачивается такт выпуска и начинается впуск. В результате, отработавшие газы из него выходящие, устремляются назад в камеру сгорания, повышая количество высокотемпературных остаточных газов. С коротким выпускным коллектором волна высокого давления доходит до следующего цилиндра за короткий промежуток времени, проявляя свой негативный эффект во всем диапазоне оборотов двигателя. Однако с4-2-1 выхлопной системой, имеющей длинный тракт выпускного коллектора, волне требуется время для достижения следующего цилиндра, и вышеозначенный эффект проявляет себя только на низких оборотах двигателя. Это позволяет снизить количество остаточных газов почти во всем диапазоне работы двигателя. К тому же, коллектор длиной свыше 600мм лучше гасит реактивный момент двигателя, а использование кольцевой формы позволяет экономить компоновочное пространство.Главным недостатком выхлопной системы 4-2-1 является охлаждение отработавших газов, проходящих по длинному тракту к каталитическому нейтрализатору, что увеличивает время его активации. Температура отработавших газов может быть повышена уменьшением угла опережения зажигания, но слишком большая задержка зажигания приводит к нестабильному горению смеси. В SKYACTIV-G стабильность горения реализуется даже при значительных задержках по углу зажигания при запуске двигателя. Это стало возможным с применением специальной полости в поршне (рис.4) и оптимизации впрыска топлива с целью формирования многослойной топливовоздушной смеси вокруг свечи зажигания. Кроме того, полость поршня устраняет контакт начального фронта пламени с торцевой поверхностью поршня и генерацию тепловых потерь с этим связанных.

Улучшение сгорания.

Улучшить антидетонационные свойства удалось сокращением длительности сгорания топлива. Чем быстрее процесс горения, тем короче промежуток времени, в течение которого несгоревшая топливовоздушная смесь подвергается воздействию высоких температур, позволяя процессу нормально завершиться до наступления детонации. Таким образом, помимо создания более однородной смеси интенсификацией воздушного потока, увеличением давления впрыска топлива и использованием многоструйных форсунок для улучшения характеристик распыливания топлива, полость в поршне используется для предотвращения соударения начального фронта пламени с торцом поршня и способствует росту скорости сгорания.

С наиболее низкой в мире дизельных двигателей степенью сжатия, экологичный, высокоэффективный дизельный двигатель, предназначенный удовлетворить жесткие ограничения законодательства по выбросам вредных веществ без применения дорогостоящих NOx (оксиды азота) нейтрализаторов.

Отличительные особенности SKYACTIV-D:

20% топливной экономии благодаря степени сжатия 14:1.
Двухсекционный турбонадув, реализующей плавный и линейный отклик двигателя от низких до высоких оборотов и существенно повышающий крутящий момент вплоть до 5200об/мин (верхнего предела частоты вращения).
Соответствие требованиям глобального законодательства по выбросам вредных веществ (Euro 6 в Европе, Tier 2 Bin 5 в Северной Америке, и Post New Long-Term Regulation в Японии).

Причины образования оксидов азота (NOx) и сажи.

Вследствие того, что дизельные двигатели имеют высокую степень сжатия, температура и давление в верхней мертвой точке конца такта сжатия (TDC) становятся экстремально высокими. Если впрыск топлива осуществляется при этих условиях, зажигание происходит до образования адекватной топливовоздушной смеси, приводя к неоднородному локальному горению. Результатом этого становится формирование оксидов азота (NOx) и, вследствие недостатка кислорода, сажи (рис.1). В условиях жестких экологических требованиях законодательства, становится проблематичным воспламенить смесь в оптимальный момент (TDC). По сути, не остается другого варианта, как только задержать начало горения до момента пока поршень начнет свое движение вниз, при этом температура и давление в цилиндре упадут, хотя при этом пострадает топливная экономичность.

Итоги

Mazda не изменяет своим традициям, так было и с роторным двигателем, компания не идет по проторенной дорожке, а создает что-то свое, индивидуальное.

Так получилось и с семейством двигателей SKYACTIV, компания не стала уменьшать объемы и ставить турбины на малокубатурные двигатели, с помощью технологий удалось повысить производительность моторов и в то же время понизить выброс вредных веществ.

Надежность моторов остается на должном уровне, но при больших пробегах не стоит становиться владельцем автомобиля с двигателем SKYACTIV, так как ремонт такого агрегата влетит в копеечку.

Что в итоге

Если учесть, что на территорию РФ и СНГ дизели поставляются совсем недавно, особой статистики по ним еще нет. Если же затронуть бензиновые версии Skyactiv, прежде всего, это двигатель с прямым впрыском топлива и высокой степенью сжатия.

Следует понимать, что в устройстве топливной системы присутствует топливный насос высокого давления, а также сложные по конструкции форсунки. В результате бензиновый мотор похож на дизельный со всеми вытекающими последствиями, а также сильно склонен к детонации. Бензин для такого ДВС должен быть высокооктановым, качественным, без примесей и воды.

Получается, хотя мотор остался атмосферным и лишен ряда проблем, которые свойственны агрегатам с наддувом, все равно технологически такой двигатель очень сложный. Не трудно догадаться, что фактически серьезные поломки сделают такой мотор неремонтопригодным, так как мало кто в СНГ будет пытаться отремонтировать агрегат.

В этом случае проще обойтись узловой заменой, то есть поменять БЦ, коленчатый и распределительные валы, элементы ЦПГ и другие детали. При этом сумма таких замен будет весьма внушительной.

Напоследок отметим, что если планируется приобретение подержанного автомобиля Мазда с двигателем Скайактив, тогда рассматривать можно варианты, которые прошли не более 100-120 тыс. км

При этом очень важно, чтобы владелец заливал только качественный бензин и масло, следил за состоянием системы питания и т.д. Если этого не делать, двигатель может оказаться «убитым» даже на малых пробегах, так как детонация, которая вполне может возникнуть, значительно сокращает ресурс ДВС

Если же пробег больше 200 тыс. км., автомобиль с мотором Skyactiv лучше не приобретать, так как на нашем топливе его ресурс уже может подходить к концу. При этом силовой агрегат сложный, так что неизбежны сложности и проблемы с его ремонтом. В худшем случае потребуется прибегнуть к «свапу» двигателя, учитывая, что контрактные Скайактив стоят достаточно дорого.