Мазда 3 Skyactive X: всё лучшее в одном моторе

Объединить в одном моторе лучшее двух технологий – дизеля и бензинового? Mazda попыталась сесть на такой шпагат. Тестируем этот двигатель в Мазда 3 Skyactive X, погружаясь в повседневность.

Проголосуйте, пожалуйста, прочитав тест про Мазда 3 Skyactive X, двигайте курсор Индекса МПС по шкале, которую мы предлагаем в начале и в конце статьи.

Мир, включая мобильность, становится более пёстрым, и всё быстрее уходит от дуалистичности, которая почти 100 лет назад сделала всё столь простым. Тогда ездили либо на бензиновом моторе, либо на дизельном. Свечи зажигания или свечи накаливания. Внешнее зажигание или от сжатия. Принципы, которые привели мир в движение, но и загрязнили воздух сверх допустимого.
Здесь мой тест с бензиновой Маздой 3, что собирают в России, тоже может быть прочитаете для общего представления. Но сейчас речь о необычной Мазда 3 Skyactive X.

Длинный капот, короткий задок: черты, которые обращают на себя внимание окружающих.

Экономичнее и чище – вот нынешние девизы для езды, и на оба из них отныне есть больше, чем два ответа. У Mazda, где мотористы почти принципиально не идут проторенными дорогами, что подчеркивает их возня с роторным двигателем Ванкеля на протяжении десятилетий, решили скрестить Дизеля с Отто. С успехом, в который никто другой не верил или не видел целесообразности из-за соотношения затрат и результатов. Это скрещивание образно прекрасно воплощает буква Х, а сам мотор японцы продают под брендом Skyactive X, как бы третий пол Мазда 3, образованный из Skyactiv G (газолин = бензин), Skyactive D (дизель).

Такая трансгендерная Мазда 3 и была нашим тест-автомобилем. Невозможно обойтись без краткого описания технологии, но не волнуйтесь: в итоге все оказывается проще, чем вы думали.

Двигатель Skyactiv-X в Mazda3 работает на очень бедной топливной смеси.

Топливом в Skyactive X остается бензин, хотя бы потому, что он сгорает чище дизеля. В частности, он распыляется в значительно большем количестве воздуха, образуя экстремально бедную смесь, которая под сжатием в 16,3 раза сама и воспламеняется. Но это не получается в нужном виде во всем возможном диапазоне работы и температур.

Чтобы гарантировать необходимую для чистого сгорания гомогенность топливного заряда в цилиндре, необходимо, с одной стороны, точно дозировать поступающий воздух, что делает компрессор. С другой стороны, искровая свеча гарантирует, что момент и сила воспламенения соответствует наполнению камеры сгорания, причем количество топлива и его распределение в цилиндре варьируется и управляется.

В режиме частичной нагрузки требования иные, чем в режиме полной. Упрощенно это можно представить так: одновременно жонглируют шарами и кеглями различной величины и в разном количестве, причем свет мигает, как на дискотеке. Но это работает и выдает в итоге до 180 л.с.

Наш экземпляр оснащен механической шестиступкой. Опционально за 2000 евро можно получить и автомат.

Четверка пускается и звучит абсолютно нормально. Всегда. Что особенно подкупает – это спокойная работа, с которой мотор крутится во всем диапазоне оборотов. А вот, что удивляет, это, каким образом проявляются эти 180 лошадок. Скорее, сдержанно. Из-за атмосферного всасывания мощность проявляет себя лишь на высоких оборотах, и там двигатель звучит громче и жестче.

Характерная для дизеля тяга с низов у трансгендера отсутствует, причем переключения происходят постоянно слишком рано. Если смириться с такой динамикой, можно уложиться в 6,5 л/100 км бензина. Это неплохой результат, но не такой, который взрывает мозг.

Но расход топлива нельзя приписывать лишь устройству двигателя. Благодаря стартер-генератору с ременным приводом и мощностью 4,8 кВт, а также литий-ионной батарее, Мазда 3 Skyactive X становится мягким гибридом. И затраты на него объясняют, почему другие автопроизводители не довели такую технологию до серийной зрелости.

С длиной 4,46 м Mazda3 почти выходит за рамки компакт-класса.

Но не только мотор, вся Mazda3 обновилась. Заметную долю в ощущения от езды вносят новая задняя подвеска на связанных рычагах, острое рулевое управление и мягко работающая 6-ступенчатая коробка передач. То, что новая Mazda3 довольно жестко отрабатывает грубые выбоины, в ней, наверняка, еще доработают или улучшат демпфирование.

Никаких экспериментов: так мог бы звучать лейтмотив разработчиков салона и особенно кокпита. Потому что к цифровизации Mazda отнеслась сдержанно, что ни в коем случае не является недостатком. Шайба, управляющая навигатором и аудиосистемой, работает почти вслепую, центральный 8,8-дюймовый дисплей хотя и сравнительно мал, но достаточно велик и, к тому же, Мазда 3 располагает небольшим, но хорошо видным Head-up-дисплеем.

Салон понравился хорошим качеством материалов и отделки

Материалы отделки у Mazda всегда были выше уровнем, чем у японских конкурентов. В этом и теперь ничего не изменилось. Так что критиковать можно, скорее, общий дизайн салона этого компактного автомобиля длиной 4,46 метра.

Это, прежде всего, беспечность, с которой пожертвовали обзорностью ради внешнего облика авто. Третья стойка получилась широченной. В ее тени прячется всё, что происходит сбоку и сзади. Да и седокам тут сзади теснее, чем обычно этом классе.

Это относится и к багажнику, который со своими 325 литрами весьма скромен. Зато цена на Mazda 3 Skyactiv-X может утешить. Базовая версия стоимостью от 26.790 евро недурно укомплектована. А наш экземпляр располагал, кроме того, кожаными сиденьями, аудиосистемой Bose, электрорегулировками водительского сиденья с памятью и непременным монитором заднего вида с круговым обзором с видом сверху, и стоил 34.000 евро.

Проголосуйте, пожалуйста, прочитав тест Мазда 3 Skyactive X, двигайте курсор Индекса МПС по шкале, которую мы предлагаем в начале и в конце статьи.

Мой видео тест с бензиновой Маздой 3, что собирают в России смотрите по ссылке внизу

Моторные и трансмиссионные масла для автомобилей Mazda

Mazda Motor Corporation является одним из крупнейших автопроизводителей Японии и известна приверженностью к нестандартным техническим решениям при разработке автомобилей – таким как роторный двигатель или поршневой мотор, работающий по циклу Миллера. Компания была основана в 1920 году и первоначально называлась Toyo Cork Kogyo, брэнд Mazda впервые появился на легких трехколесных грузовичках в 1931 году. В 1960-х годах был налажен массовый выпуск пассажирских моделей, тогда же Mazda начала использовать в своих автомобилях роторные двигатели, однако после нефтяного кризиса 1973 года от их массового распространения пришлось отказаться в пользу более экономичных поршневых, и сохранить их только на спортивных моделях. Дальнейшему развитию марки во многом помогло партнерство с автогигантом Ford, позволившее снизить затраты на разработку моделей и расширить их гамму. В настоящее время Mazda продает более миллиона автомобилей в год по всему миру. Большинство выпускается на предприятиях в Японии, но есть производства и в других странах. В частности, в России на заводе Соллерс в Приморском крае собирают Mazda 6 и CX-5 методом крупноузловой сборки.

С 2011 года компания использует двигатели SkyActiv оригинальной конструкции – в отличие от многих других автопроизводителей, повышающих эффективность двигателей с помощью турбонаддува, Mazda разработала новую линейку атмосферных моторов с увеличенной степенью сжатия.

Несколько лет назад, компания Mazda объединила свои усилия с компанией TotalEnergies, одним из ведущих мировых специалистов по производству смазочных материалов, чтобы создать и развивать линейку масел, предназначенных исключительно для технологий SKYACTIV.

В результате этого сотрудничества, компании смогли предложить полный ассортимент инновационных оригинальных масел Mazda, которые отвечают специальным требованиям автомобилей Mazda и рекомендуются к использованию во всех моделях марки.

Какое масло заливать в Mazda зависит от модели, типа двигателя и года выпуска автомобиля.

MAZDA SUPRA 0W20

Моторное масло MAZDA SUPRA 0W20 создано специально для автомобилей Mazda с бензиновыми двигателями Skyactiv, требующих уровня свойств моторных масел не ниже API SN/ILSAC GF-5 . Автопроизводитель рекомендует это масло для Mazda моделей 3, 6 (кроме MPS), CX-5, CX-7 (2.5), 2 (DE, DJ), 5, MX-5 (NC, ND), RX-8, CX-3, Tribute (2.3), MPV (2.3), оснащенных бензиновыми моторами. Оно гарантирует надежную защиту деталей двигателя от износа и, благодаря отличной текучести, уверенный холодный пуск в самых экстремальных условиях. Энергосберегающие свойства этого масла обеспечивают снижение расхода топлива по сравнению со стандартными маслами вязкостью 5W40. MAZDA SUPRA 0W20 соответствует международным стандартам качества API SN и ILSAC GF-5.

MAZDA ULTRA 5W30

Оригинальное моторное масло MAZDA ULTRA 5W30 с уровнем свойств ACEA A5/B5 и API SL/CF рекомендуется автопроизводителем для бензиновых двигателей Mazda, особенно мотора 2.3 Turbo моделей 3 MPS, 6 MPS и CX-7, а так же дизельных автомобилей марки, не оборудованных сажевым фильтром (DPF). Оно обеспечивает высокую степень защиты мотора от износа и вредных отложений в любых условиях эксплуатации, в том числе при спортивном вождении, городской езде с частыми остановками и при холодном пуске. Антиокислительные свойства масла MAZDA ULTRA 5W30 обеспечивают стабильность его характеристик в течение длительного времени.

MAZDA ULTRA DPF 5W30

В дизельных автомобилях, оснащенных фильтром сажи (DPF), необходимо использовать масла класса Low SAPS с пониженным содержанием сульфатной зольности, фосфора и серы. При замене масла в Mazda с дизельными двигателями, оборудованными сажевым фильтром и требующими масла уровня свойств ACEA C2, рекомендуется применять моторное масло MAZDA ULTRA DPF 5W30, разработанное компанией TotalEnergies совместно с автопроизводителем специально для таких автомобилей. Это масло оптимизирует работу сажевого фильтра и предотвращает его преждевременное засорение, чем продлевает его ресурс и гарантирует низкий уровень выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.

Читать еще: Что такое гибридный шаговый двигатель

Трансмиссионные масла для автомобилей Mazda

Оригинальное трансмиссионное масло MAZDA ATF-FZ предназначено для автомобилей марки с автоматическими трансмиссиями Skyactiv-drive. Благодаря улучшенным фрикционным свойствам и отличной термической стабильности оно обеспечивает плавную и надежную работу коробки передач в любых условиях движения. Автопроизводитель рекомендует это масло для Mazda с АКПП моделей 6 (GJ), 3 (BM, 1.5, 2.0, 2.2D), CX-5, CX-3, 2 (DJ).

Масла MAZDA ATF M-III и MAZDA ATF M-V обладают хорошей низкотемпературной текучестью и высокой термоокислительной стабильностью и гарантируют уверенный старт и плавные переключения передач. Они предназначены для автомобилей Mazda с автоматической трансмиссией моделей 3 (BK, BL, BM 1.6), 6 (GG, GH, GY), CX-7 (FWD), 2(DE), Demio, Premacy, 626, MX-5 (NB).

Вся суть работы нового двигателя SkyActiv-X от Мазда

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.

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.

Изучение системы подачи воздуха высокой мощности от Mazda

Mazda уклоняется от того, чтобы нагнетатель, которым комплектуется двигатель SkyActiv-X, называть корневым. Специалисты предпочитают говорить об этом как о «системе подачи воздуха высокой мощности», но в действительности это и есть нагнетатель корневого типа.

Инженеры и представители марки не хотят называть все своими именами, так как нагнетатели обычно связаны с лошадиной силой, а не с эффективностью. В этом случае агрегат используется для экономии топлива, снижает температуру горения, уменьшает выбросы и потери тепла на цилиндр, повышает КПД двигателя.

Стандартное октановое число соответствует соотношению сжатия 16: 1.

Если бы у Mazda был независимый технологический путь развития, то в двигателях SPCCI использовалось бы топливо с октановым числом – 80, а не элитарное с показателем 87. Причина тут очевидна, технология сжатия завязана на детонации.

Важно понимать, что такое воспламенение означает самопроизвольное возгорание топлива. Использование низкооктанового бензина в этом случае затруднит горение. Чем более чувствительным является топливо к изменениям давления, тем легче Mazda контролировать момент его возгорания от свечи зажигания.

Мощный цикл Миллера

Цикл Миллера (синоним современного цикла Аткинсона) – это трюк, используемый на современных двигателях для повышения эффективности. Идея состоит в том, чтобы оставить впускной клапан открытым для части хода сжатия, выталкивая часть воздуха и топлива из цилиндра назад.

Это снижает эффективную степень сжатия и вместе с относительно высоким коэффициентом расширения уменьшает расход топлива. Но Mazda использует цикл Миллера из-за крутящего момента. Тут двигатель достигает максимальной мощности при большой экономии топлива именно благодаря нагнетателю.

Впускной клапан позволяет воздуху выходить во время сжатия, чтобы гарантировать, что детонация не будет выполняться с использованием чрезвычайно высоких коэффициентов сжатия. Много воздуха, плюс высокооктановое топливо для двигателя, и водитель наслаждается стремительно сливающейся впереди дорогой при небольшом расходе бензина на высоких оборотах. Теперь понятно, что в основе двигателя будущего лежит эффективный нагнетатель и мощность.

Видео на тему работы нового двигателя, включаем субтитры, перевод, и наслаждаемся техническими особенностями (для автогурманов):

Леонид Голованов познакомился с будущим хэтчбеком Mazda 3 и двигателем Skyactiv-X

Ко всему-то подлец-человек привыкает, как говаривал Достоевский устами Раскольникова. Когда шесть лет назад мотористы фирмы Mazda объявили про степень сжатия у бензинового мотора 14:1, я чуть дар речи не потерял. А теперь еду на экспериментальной «трешке» с двигателем, у которого. Неужели 18:1, как обещали мне японцы три года назад? Нет, но 15:1 тоже, согласитесь, не котенок чихнул. Однако теперь не трепещу. А еще. Чу, что за стуки — неужели детонация?

С ейчас уже очевидно, что двигатели Mazda серии Skyactiv войдут, так сказать, в анналы. Не только дизель оказался хорош — его я полюбил с первых метров той тест-поездки шесть лет назад, — но и бензиновые агрегаты Skyactiv-G. В нашем измерительном цикле ARDC любая Mazda последние годы по экономичности всегда среди лидеров. И даже при работе на российском бензине — никаких проблем.

Следующий шаг — это Skyactiv-X: перспективное семейство моторов, которое пойдет в производство в 2019 году. Неужели наконец-то удалось реализовать принцип Дизотто, то бишь совместить преимущества циклов Рудольфа Дизеля и Николауса Отто, — и добиться устойчивой работы на бензине по методике HCCI, Homogeneous Charge Compression Ignition («воспламенение гомогенной смеси от сжатия»)?

Читать еще: Электрический роторный двигатель принцип работы

Ожидаемое в 2019 году семейство «четверок» Skyactiv-X — это нагнетатель с ременным приводом от коленвала, фиксированная геометрическая степень сжатия 15:1 (в отличие от турбомотора Nissan MR20 DDT/Infiniti 2.0 VC-T, где она механически изменяется в диапазоне от 8:1 до 14:1), два фазовращателя, непосредственный впрыск бензина и датчики давления в каждом цилиндре

Увы, нет: японцы стараются, однако пока не выходит каменный цветок. Поэтому Skyactiv-X — это бензиновый двигатель с обычным искровым зажиганием, но с увеличенной до 15:1 геометрической степенью сжатия. Да еще и с наддувом. Вот он, нагнетатель с ременным приводом от коленчатого вала, примостился с левой стороны блока цилиндров рядной двухлитровой «четверки». Роторный компрессор типа Roots подключается фрикционной муфтой начиная со средних оборотов и развивает всего полбара избыточного давления — чтобы всегда снабжать двигатель воздухом в количестве, достаточном для получения сверхобедненной горючей смеси. И для той же цели бензин впрыскивается в камеру сгорания несколькими маленькими порциями под колоссальным давлением — 1000 бар, как у дизелей!

Вы когда-нибудь видели такое? На одной и той же головке блока смонтированы и «дизельные» форсунки, и индивидуальные катушки зажигания!

Сперва, на такте впуска, управляющая электроника дважды распыляет в цилиндре совсем небольшие порции топлива — но его так мало, что поджечь получившуюся смесь невозможно никак. А потом, уже в самом конце такта сжатия, в камеру сгорания поступает еще один заряд бензина. Искра! К этому моменту вокруг электродов свечи из-за тщательно рассчитанных завихрений как раз образуется смесь чуть побогаче. Она возгорается — и этот огненный шарик становится запальным зарядом. Своего рода дополнительным «поршнем», который увеличивает давление в цилиндре до уровня, при котором сверхобедненная смесь, уже сильно сжатая и нагретая, самовоспламеняется одновременно по всему объему камеры сгорания.

• Мечта мотористов, цикл HCCI, он же Дизотто, — самовоспламенение смеси от сжатия без участия свечи
• Цикл Mazda SPCCI: воспламенение от сжатия с помощью запального заряда вокруг электродов свечи зажигания» />

• Цикл Отто: воспламенение от искры между электродами свечи зажигания
• Мечта мотористов, цикл HCCI, он же Дизотто, — самовоспламенение смеси от сжатия без участия свечи
• Цикл Mazda SPCCI: воспламенение от сжатия с помощью запального заряда вокруг электродов свечи зажигания

Этот цикл инженеры компании Mazda окрестили аббревиатурой SPCCI, Spark Plug Controlled Compression Ignition («воспламенение от сжатия, управляемое искровым зажиганием»). Между прочим, фактически японцы вернулись к циклу Миллера. Помнит кто-нибудь седаны Mazda Millenia/Eunos 800/Xedos 9 середины 1990-х годов с V-образными «шестерками» KJ-ZEM? Это был первый и в то время единственный в мире мотор с лейблом Miller cycle — с помощью винтового приводного компрессора типа Lysholm и игры фазами газораспределения инженеры с рабочего объема 2,3 л снимали 210 л.с. и 280 Нм, добиваясь при этом неплохой экономичности. Плюс полноуправляемое шасси. Да, были времена.

Шведский инженер Йонас Хессельман (1877—1957), проработав 17 лет в фирме AB Diesel Engines, в 1917 году открыл собственный завод и в 1925-м запатентовал гибридный рабочий процесс: его двигатели, впервые в мире совмещая высокую по тем временам (более 6,7:1) степень сжатия, непосредственный впрыск и искровое зажигание, могли работать на нефти, керосине и дизтопливе

А нынешний Skyactiv-X по циклу SPCCI — это Miller cycle следующего уровня, выйти на который удалось благодаря современным технологиям. Компьютерное моделирование рабочих процессов, топливная аппаратура по образу и подобию дизельной, датчики давления в каждом цилиндре, фазовращатели на впуске и выпуске, чтобы гибко играть продолжительностью каждого такта. Стоп. А где же хитро изогнутый выпускной коллектор, настроенный по принципу «4-2-1», — ведь нынешние «скайактивные» бензиновые атмосферники его имеют? А Skyaсtiv-X — уже нет. Потому что с ним дороже, а главная задача японцев — создать максимально дешевый в производстве двигатель внутреннего сгорания, позволяющий снизить расход топлива и пресловутые выбросы СО ₂ . В идеале — процентов на тридцать.

Несколько хэтчбеков и седанов Mazda 3, оклеенных черной матовой пленкой, — это «мулы»: и структура кузова, и шасси, и силовые агрегаты у них как у машин будущего поколения. Выруливаю из аккуратного дворика франкфуртского НТЦ Mazda на Хирошимаштрассе, вежливо пропускаю встречных, трогаюсь. Но недодаю газа — и мотор глохнет. Жестко! С гулким, пугающим ударом, как бывало на машинах с ранними фольксвагеновскими дизелями TDI и «механикой».

Судя по этому «мулу», грядущая через пару лет новая Mazda 3 будет однозначно тише предшественницы — и, конечно, экономичнее

Странное впечатление на ходу производит этот Skyactiv-X — словно под капотом действительно помесь турбодизеля с обычным бензиновым мотором. Тяга бодренькая, отклики на нажатие педали быстрые, однако на сброс — заметное запаздывание. Крутится двигатель за 6000 об/мин, но на верхах слишком рано проявляется характерная дизельная высокооборотная вялость. По ощущениям мощность около 160 сил, хотя инженеры обещают 190 л.с. и 230 Нм. Голос приглушен, но вряд ли приятен на слух. И никаких необычных ноток — ни постанывания, знакомого по компрессорным мерседесовским моторам, ни уж тем более дизельного перестука.

Хотя. Может, показалось?

Полный газ на второй передаче с низов — ага, вот он, характерный треск. Не звонкий, как у карбюраторных моторов при слишком раннем зажигании, а приглушенный. Но это однозначно она, детонация!

— Ликвидируем, — пообещали инженеры. — В цикле SPСCI грань между детонацией, то есть неконтролируемым взрывом, и требуемым самовоспламенением очень тонкая. Обязательно ее нащупаем во всех режимах. А вы обратили внимание на внешние скоростные характеристики?

На кривых крутящего момента не размечены оси ординат, но очевидно, что Skyactiv-X тяговитее предшественников хотя бы благодаря мехнаддуву. Причем если моторы нынешнего (Skyactiv-G) и предыдущего (MZR) поколений при работе на менее высокооктановом бензине теряют тягу во всем диапазоне оборотов, то в цикле SPCCI на низах, то есть до 3000 об/мин, все наоборот!

Ух ты! Кривая момента до 2500 об/мин при работе на бензине с октановым числом 91 у SPCCI-мотора нарастает круче, чем на 95-м! В этом Skyactiv-X схож с многотопливными двигателями, известными с начала 20-х годов прошлого века. Всеядные моторы Хессельмана с камерой сгорания в поршне, форсунками непосредственного впрыска и искровым зажиганием, способные работать и на солярке, и на бензине, задолго до войны выпускали в Швеции Volvo и Scania-Vabis. А на рубеже 50-х и 60-х немецкая фирма MAN на основе собственного процесса с пле ночным смесеобразованием запустила в производство многотопливные дизели FM-серии: понизив степень сжатия с 17:1 до 14:1 и добавив искровое зажигание, инженеры заставили тяжелые моторы работать даже на высокооктановом бензине.

Новый сертификационный цикл WLTC хоть и реалистичнее предыдущего NEDC, но жизнь по-прежнему жестче: в обычных условиях моторы крутят сильнее, чем на стендах при замере паспортного расхода топлива. И именно в «реальной» зоне оборотов и нагрузок эффективны двигатели Skyactiv-X — в отличие от даунсайзинговых турбомоторчиков

Все это было, было, было. Просто целеполагание теперь иное. В случае с многотопливными дизелями важна была возможность заправиться любым топливом, которое можно найти прежде всего в боевых условиях. А теперь — пресловутая экология. Надо же спасать планету, как известно всем, кроме меня.

Судя по вывешенным после журналистских заездов результатам, прототипы Skyactiv-X с моторами SPCCI были экономичнее обычных «трешек» с двигателями Skyactiv-G на 10—14% — то есть расходовали 6,7 л/100 км вместо 7,8 л/100 км. Результат? Бесспорно. Ведь такие машины по экологичности вплотную приблизятся и к дизельным, и к гибридам — будучи проще и дешевле. Но вот утверждение японцев, что SPCCI еще и доставляет больше удовольствия от вождения. С «механикой» — точно нет. Прототип с «автоматом» вести было проще: как минимум исчезали опасность заглохнуть с жестким ударом при неаккуратном трогании и необходимость тщательнее следить за тахометром при активной раскрутке. Но насчет преимуществ. Ох, не уверен.

Хотя нынешние бензиновые моторы Skyactiv-G шесть лет назад мне тоже не особо глянулись. Так что будем надеяться на то, что Mazda всегда доводит свои двигатели до совершенства.

Кузов грядущей «трешки» будет жестче для лучшей управляемости, а силовая структура передка рассчитана выдерживать в том числе и модные нынче фронтальные удары с малым перекрытием

Уж не говоря про шасси. И мне, и коллегам понравилась новая Mazda CX-5 — по-прежнему живая и приятная в управлении, но не по-маздовски плавная и тихая. Машины следующего поколения — прежде всего грядущая Mazda 3 — будут такими же. Японцы сосредоточились не только на повышении жесткости кузова, в котором теперь особо усиливают выделенные поперечные кольцевые структуры, но и на нативном, так сказать, шумопоглощении. Посмотрите, как светится улыбкой новый шеф департамента разработки автомобилей Хироюки Мацумото, когда демонстрирует мне упругие вставки в кузове новой «трешки»! Наверное, это потому, что он начинал руководящую работу в 2002 году начальником отдела NVH, то есть шумов и вибраций. А уж потом, четыре года спустя, стал главным шассистом. И вот теперь радуется как ребенок, объясняя, как почти невесомые кусочки резины между кузовными панелями гасят зуд не хуже тяжелых слоеных ковров, переводя энергию колебаний в нагрев.

Читать еще: Что такое двигатель bls

Но это и настораживает. Прототипы Skyactiv-X управлялись неплохо, однако «в нуле» руль был немного размыт. И когда я спросил про кастор, то есть продольный угол наклона оси поворота переднего колеса, Мацумото-сан подтвердил мои догадки:

— Да, я принял решение уменьшить кастор с нынешних семи градусов до пяти. Почему? Потому что чрезмерный завал оси делает реакции машины при больших углах поворота руля неестественными.

Да неужели? А вот нам так не кажется. Не принесет ли Mazda прежний драйв в жертву иным ценностям?

Надеюсь, что нет: в конце концов, Хироюки Мацумото работает в компании с 1985 года и куда лучше меня знает приоритеты бренда. Так что молчу-молчу. И жду 2019 года.

Двигатели Skyactiv: раскрытые резервы

Бензиновый двигатель Skyactiv-G:

Бензиновый двигатель «Скайэктив-G»

1 — рекордно высокая степень сжатия 14:1 увеличивает крутящий момент и уменьшает расход топлива;

2 — выпускная система с конфигурацией 4-2-1 способствует лучшему удалению отработавших газов;

3 — регулируемые фазы уменьшают насосные потери на 20%;

4 — непосредственный впрыск снижает вероятность детонации;

5 — из-за уменьшенного с 87 до 83 мм диаметра цилиндров сократились теплопотери;

6 — поршни с углублением в днище обеспечивают эффективное сгорание смеси;

7 — форсунки с многоточечными распылителями улучшают смесеобразование;

8 — масса двигателя снижена на 10%;

9 — трение в двигателе уменьшилось на 30%;

10 — крутящий момент вырос на 15%;

11 — расход топлива и выбросов СО2 снижен на 15%.

Сократить расход топлива и уровень вредных выбросов и одновременно поднять уровень безопасности и удовольствия от вождения — вот суть технологии Skyactiv. Приемы всем известны: снижение массы, повышение жесткости основных элементов, улучшение процессов сгорания и уменьшение трения. Только у Mazda свой подход: никаких гибридных приводов, заумных электронных систем, дорогущих материалов. Улучшать автомобиль можно и более экономными способами — например, оптимизируя рабочие процессы и совершенствуя имеющиеся конструкции. Как резчик по камню, ваяющий из неотесанной глыбы рельефную статую.

Skyactiv-G

Двигатель внутреннего сгорания работает эффективно лишь на 30–40%. Неспроста одно из самых ярких произведений технологии Skyactiv — бензиновый двигатель Skyactiv-G на базе нынешнего 2-литрового мотора MZR 2.0. Крутящий момент на низких и средних оборотах вырос на 15%, а расход топлива настолько же упал. Причем, без помощи модных нынче гибридов и даунсайзинга. Объем остался прежним, двигатель — атмосферным, зато почти все основные составляющие переработаны.

Поршень двигателя

Секрет скрыт в фантастически высокой степени сжатия. 14:1 — рекордный показатель среди серийных бензиновых двигателей. Очевидно: чем выше степень сжатия, тем лучше термодинамический КПД и топливная экономичность. Однако и тем вероятнее, что на определенных режимах появится опасная детонация. Чтобы ее избежать, применили оригинальный коллектор, снижающий давление в камере сгорания. Растянуть процесс сгорания смеси и понизить тем самым температуру позволяют поршни особой формы, а новые топливные форсунки с многоточечными распылителями равномерно распределяют топливо по всей камере сгорания.

Поршень двигателя «Скайэктив-G» не только на 20% легче аналогичной детали для нынешнего 2-литрового мотора, но и выделяется оригинальной формой днища, которая позволяет горению равномерно распределяться по всей камере сгорания.

Объявлено, что у двигателя Skyactiv механические потери почти на треть ниже, чем у предшественника. Если это действительно так, то японских мотористов надо поднимать на пьедестал. Впрочем, просмотрев список улучшений, начинаешь верить. Похудели главные детали: 20% массы скинули поршни и 30% — шатуны, трение поршневых колец снижено на 38%. Уменьшили давление в системе смазки на частичных нагрузках, установив насос с электронным управлением, а антифриз гоняет помпа с невесомой крыльчаткой из композитных материалов.

Все таблицы и графики открываются в полный размер по клику:

1_no_copyright

Чтобы снизить давление в камере сгорания и обезопасить тем самым смесь от детонационного воспламенения, длину каналов выпускного коллектора тщательно рассчитали. Ведь, будь они излишне коротки, отработавшие газы успеют проникнуть в камеру сгорания соседнего цилиндра до того, как закроется клапан; а при необоснованно длинных нейтрализатор будет дольше прогреваться до рабочей температуры.

Skyactiv-D

С незапамятных времен дизель и бензиновый мотор честно конкурируют между собой, в борьбе невольно перенимая друг у друга характерные признаки. Теперь наконец-то они сравнялись… по степени сжатия. У дизеля Skyactiv-D эта геометрическая величина равна 14:1, как и у бензинового двигателя Skyactiv-G. Еще один рекорд, на сей раз среди серийных дизелей, — у большинства моторов она колеблется от 16 до 18.

Дизельный двигатель Skyactiv-D:

Дизельный двигатель «Скайэктив-D»

1 — самая низкая степень сжатия для серийных дизелей 14:1 позволяет достичь оптимального момента воспламенения;

2 — система регулировки высоты подъема выпускных клапанов стабилизирует работу двигателя при прогреве;

3 — соответствует требованиям Euro 6 без дорогих систем нейтрализации;

4 — двухступенчатый турбонаддув улучшает гибкость на низких оборотах и добавляет мощности на высоких;

5 — на 10% легче и на 20% экономичнее предшественника, 2,2-литрового MZR-CD;

6 — керамические свечи накаливания улучшают пуск холодного двигателя;

7 — механические потери из-за пониженного до 130 кг/см² давления в камере сгорания (на 20% ниже, чем у MZR-CD), как у бензинового мотора;

8 — блок цилиндров легче на 25 кг.

Чем меньше степень сжатия у дизеля, тем ниже температура и давление в камере сгорания в конце такта сжатия. А значит, сгорание протекает медленнее, что позволяет впрыскивать топливо еще при подходе к верней мертвой точке, а не когда поршень уже идет вниз (как у дизелей с более высокой степенью сжатия). Топливо лучше перемешивается с воздухом, отчего смесь сгорает эффективнее, а в выхлопных газах содержится намного меньше сажи и окислов азота (NOx). Кроме того, выше и степень расширения (ход поршня, при котором совершается фактическая работа). Как результат — расход топлива ниже на 20%. К тому же Skyactiv-D» укладывается в нормы Euro 6 (вступят в силу лишь в 2014 году) без дорогого нейтрализатора частиц азота.

Основные отличия поршней двигателя «Скайэктив-D» от MZR-CD: меньше потери на трение, скромнее масса, больше объем внутренней камеры сгорания, поуже отверстие под поршневой палец.

Поршень двигателя MZR-CD

Однако нет добра без худа — дизели со столь низкой степенью сжатия плохо пускаются и неустойчиво работают при отрицательных температурах. Лекарство от этого недуга — керамические свечи накаливания и система VVL, регулирующая высоту подъема клапана. Она не редкость на бензиновом моторе, но диковинка на дизеле. Только в первом случае она определяет количество поступающего в цилиндры воздуха, а во втором заведует рециркуляцией отработавших газов. На холодном двигателе выпускной клапан в конце такта впуска не закрывается, и часть отработавших газов возвращается во впускной коллектор. На следующем впуске горячий заряд вновь поступает в камеру сгорания и подогревает ее. Таким образом, нет пропусков воспламенения, двигатель на этапе прогрева работает более стабильно.

Привод одного из пары выпускных клапанов каждого цилиндра снабжен устройством, регулирующим высоту подъема клапана. На прогретом двигателе ход клапана задают стандартные кулачки распредвала — выпуск закрывается полностью. Когда мотор холодный, высоту подъема определяет дополнительный кулачок иной формы — выпускной клапан приоткрыт, часть отработавших газов засасывается назад в камеру сгорания.

Агрегат двухступенчатого наддува состоит из малого и большого турбонагнетателей. Первый, менее инерционный на низких оборотах, мгновенно раскручивается и эффективно сглаживает турбояму, второй подключается на средних и вплоть до максимальных 5200 об/мин.

Skyactiv В МАССЫ

Новые технологии применят на серийных машинах уже в будущем году. В числе первых — новый кроссовер Mazda CX-5. Кстати, благодаря Skyactiv эта модель в варианте с передним приводом, дизельным двигателем и механической коробкой передач выбрасывает в атмосферу меньше 120 г/км — завидный результат для кроссовера, даже в столь экономичной комплектации. Модели с технологией Skyactiv уже в этом году появятся в Японии (Mazda2 с 1,3-литровым бензиновым двигателем) и Северной Америке (Mazda3 с 2-литровым мотором и новым автоматом).

Характеристики крутящего момента дизельных двигателей:

Характеристики крутящего момента дизельных двигателей.

Характеристики крутящего момента бензиновых двигателей:

Характеристики крутящего момента бензиновых двигателей.

Mazda не один год вкладывается и в электрификацию автомобиля. В 2012 году на японском рынке дебютирует электрическая Mazda2, а совместно с Toyota компания доводит гибридный силовой агрегат. Но основной приоритет компании на ближайшие 10 лет — конечно, новое семейство бензиновых и дизельных двигателей Skyactiv. Ведь, по самым оптимистичным прогнозам, через 10 лет модели с электрическими и гибридными двигателями составят лишь пятую часть. А к 2020 году, как заверил директор по техническому развитию Сейта Канаи, выбросы СО2 у моторов Skyactiv снизятся на 15–20%. Если так, зачем тогда гибриды и электромобили?

Мазда 3 Skyactive X: всё лучшее в одном моторе