Попробуем разобраться с этим на примере красивого имени SkyActiv марки Mazda. Новейшие технологии – первое, что, по утверждению маркетологов Mazda, отличает новые модели марки от машин-предшественниц. Комплекс новых конструктивных решений японцы назвали SkyActiv, они касаются двигателя, трансмиссии, ходовой части и кузова. Сегодня мы заглянем под капот Mazda3 новой генерации, презентованной на Франкфуртском автосалоне под флагами SkyActiv. В Украине семейство моторов SkyActiv-G представят два бензиновых агрегата – объемом 1,5 и 2,0 литра. Mazda акцентирует внимание потребителя на том, что при всем стремлении сделать эти двигатели максимально «заряженными», ее конструкторы не забыли, что они должны быть еще и надежными, экономичными и комфортными в работе.
Степень сжатия
Самое необычное в обоих упомянутых бензиновых моторах семейства SkyActiv-G – очень высокая степень сжатия: 14:1. По этому показателю, непосредственно влияющему на КПД двигателя внутреннего сгорания, данные агрегаты вплотную подошли к моторам с воспламенением топливной смеси от сжатия, т. е. к дизельным. Вероятность появления детонации, которая актуальна для данной степени сжатия и выпускаемого нынче массового топлива с октановым числом А-95, удалось исключить благодаря созданию системы питания, вооруженной самыми современными ноу-хау. В конечном итоге такая высокая степень сжатия двигателя дала возможность существенно снизить расход топлива (порядка 15%) и увеличить крутящий момент до 150 Нм у мотора 1,5 литра и до 210 Нм – у 2,0-литрового силового агрегата.
ГРМ
В сочетании с высокой степенью сжатия механизм изменения фаз газораспределения обеспечивает гибкую рабочую характеристику двигателя и высокий крутящий момент в широком диапазоне оборотов (2500–5600 об/мин). Кроме того, контролируемое изменение моментов начала и продолжительности открытия впускных и выпускных клапанов существенно снижает так называемые насосные потери двигателя, возникающие на такте впуска.
Выхлоп
У моторов SkyActiv-G не совсем обычная выхлопная система со спортивной конфигурацией 4-2-1, задача которой – эффективная «продувка» цилиндров, обеспечивающая более полное удаление отработавших газов, что требуется для лучшего наполнения свежим зарядом с большим количеством кислорода. Так улучшается охлаждение цилиндров, что очень важно для данного теплонагруженного двигателя, а также достигается более эффективное сгорание топлива. Чтобы добиться этого, конструкторы применили длинные каналы выпускного коллектора, причем их геометрию рассчитали с помощью специальной компьютерной программы. Благодаря этому в выпускном тракте формируется направленный поток газов, который по инерции по очереди улучшает очистку каждого цилиндра, у которого открываются выпускные клапаны.
Масса
Еще одна важная экосоставляющая SkyАctiv-G в этом нетрадиционном ДВС – максимальное снижение потерь энергии внутри двигателя. Помимо низких насосных потерь (см. блок ГРМ), у них уменьшены потери энергии сжигаемого топлива на борьбу с силами инерции и трением. Возможность внедрения в моторостроение новых технологий и материалов позволила в данном случае существенно снизить массу шатунов и поршней – на 20–30%. В свою очередь, высокотехнологичные поршневые кольца изготовлены из новых материалов и с новой геометрией. Поршни в моторах SkyActiv-G не просто особой формы. Они облегченные, а кроме того, имеют антифрикционное покрытие юбки в зоне контакта с гильзами цилиндров – в результате имеют на треть меньшие потери на трение.
Поршни
Высокая степень сжатия потребовала принять меры против детонационного сгорания топлива (в народе – детонации). Это опасное явление, поскольку такой процесс сгорания сопровождается высокой скоростью распространения пламени (взрывоподобным сгоранием), что, в свою очередь, приводит к огромным механическим и тепловым перегрузкам. Одно из главных решений в этом направлении – поршень особой формы. Благодаря точно рассчитанной геометрии углубления в его днище и впрыску топлива непосредственно в цилиндры происходит оптимальное смесеобразование, а после начала процесса сгорания фронт пламени распространяется по камере сгорания более плавно, не провоцируя образования потенциальных очагов самовоспламенения топливовоздушной смеси.
