Двигатель mazda степень сжатия

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?

Источник статьи: http://www.zr.ru/content/articles/342743-dvigateli_skyactiv_raskrytyje_rezervy/

«Японцы делают вещи?»: что такое SkyActiv и так ли это хорошо?

Залез в статистику и обнаружил такую вещь, Mazda-то у нас не особо и продается, за 18 год всего 32 тысячи машин, это намного меньше чем у Ford, только Японцы пока не спешат уходить с нашего рынка. Продается по факту только CX-5 22 594 автомобиля. В целом ничего удивительного, тройка стоит 1.3 в базе, добавь еще 0.3 и уже можно получить нормальный кроссовер для наших дорог.

Но сегодня речь не о продажах, поговорим лучше о линейке моторов Mazda с красивым названием SkyActiv. О моторах Mazda никогда не говорили плохо, вот ржавеющий кузова, да – было, но с двигателями всё вроде хорошо.

С 2012 года людей начали информационно загружать на тему новой технологии Mazda SkyActiv, менеджеры в салонах заявляли: “степень сжатия как в Formula1”. (Как раз в 13-ом покупал Rav4, Mazda CX-5 тоже рассматривал). Если просто, то SkyActiv это новая линейка актуальных моторов компании, есть SkyActiv G (бензин)/D (дизель)/R (роторные моторы)/X (бензиновый ДВС, с зажиганием от сжатия как в дизельных моторах).

Разберем только SkyActiv G, так как остальное для нас малоактуально. По факту, это хорошо модернизированная старая линейка моторов Mazda. Японцы, как всегда, не решились просто идти протоптанной дорожкой немецких коллег.

Дело в том, что СкайАктив это моторы с непосредственным впрыском типа GDi или FSI. Топливная форсунка находится прямо в камере сгорания, для достаточного давления впрыска применяется ТНВД (топливный насос высокого давления).

Какие преимущества даёт такая система, если её применить на более классическом двигателе, где форсунки стоят во впускном коллекторе? Уменьшение плёночных потерь, проще говоря, топливо не контактирует с клапанами, стенками впускного коллектора, а идёт максимально по назначению.

Однако это далеко не единственное преимущество непосредственного впрыска и инженеры Mazda решили раскрыть систему максимально – а именно увеличили степень сжатия ( что это такое можно понять по картинке ниже ), чтобы понять на что влияет степень сжатия приведу пример: дизельные двигатель 22:1, обычный бензиновый 10:1, вопрос у кого больше КПД? Верно, у дизельного двигателя, таким образом, от степени сжатия напрямую зависит КПД.

У SkyActiv степень сжатия 14:1, вроде хорошо, но нужно понимать, что топливо в двигателе должно гореть, а не взрываться, повышая степень сжатия, мы увеличиваем температуру и давление = детонация, а детонация разрушает двигатель, потому что это не горение, а взрыв.

Как Mazda борется с детонацией?

Так вот, непосредственный впрыск позволяет использовать топливо, как дополнительное охлаждение для цилиндра. Есть такой режим “послойный впрыск” топливо распыляется в малом объеме на такте впуска, распространяется по цилиндру и охлаждает его, второй впрыск происходит на такте сжатия, чтобы обогатить смесь. А охлаждая камеру сгорания, мы снижаем вероятность детонации.

Вместо обычного “микрофона” детонации в катушках стоят ионные датчики, которые замеряют ток на электродах свечи и делают вывод о том была детонация или нет.

“Спортивный” выпуск вовсе не для спорта

Еще одна хитрость — это выпуск 4-2-1, так называемый “паук”, такой выпуск позволяет максимально быстро отводить выхлопные газы, а это тоже хорошо сказывается на охлаждении. К тому же он равнодлинный, а, следовательно, температура цилиндров будет максимально равномерной. Катализатор находится достаточно далеко, чтобы проходить по нормам евро также используется послойный впрыск, смесь максимально богатая, происходит быстрый прогрев (обычно в этот момент (20 секунд) мотор прилично шумит).

Хитрая система циклов Отто-Миллера

Отдельно стоит поговорить про фазовращатели, их тут два, для впускного и выпускного распределительных валов, на выпускном классический гидравлический, а на впускном электрический. Нужно это для обеспечения работы двигателя по циклу Отто-Миллера. Суть хорошо будет видна на анимации ниже.

Цикл Отто классический, работает в режиме прогрева катализатора, средних и высоких нагрузок. Цикл Миллера используется в режимах малой нагрузки и холостого хода. Если упрощенно, то в цикле Миллера впускные клапана закрываются с задержкой, тем самым часть воздуха вытесняется обратно во впускной коллектор. Используется это для снижения насосных потерь, а, следовательно, для экономии топлива в режимах, где не нужно выжимать из мотора максимум.

Главное, что по надежности?

Если понимать, что мотор теплонагруженный и подвержен детонации, а это = масло срабатывается быстрее из-за температуры, а АИ-92 не подходит (да и 95-тый не особо, в идеале нужен японский 105). То даже несмотря на облегченную т-образную поршневую пройти для SkyActiv 200-300 тысяч задача, реализуемая вполне, но сильно зависит от обслуживания и стиля езды.

Основное за чем нужно следить это цепь, топливо, масло. Встречаются ситуации прилипания поршней к стенкам цилиндров при перегреве, разрушение поршней при детонации. В случае ремонта по дешману можно конечно пробовать перегильзовывать цилиндры, но если есть желание ездить еще долго, то лучше купить Short блок цена около 140 тысяч.

Есть конечно частные случаи, когда люди отчитываются о замене short блока на пробегах 80-90, но чаще всего они уже не первые владельцы и судить о пробеге тяжело.

Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/avtomaniya57/iaponcy-delaiut-vesci-chto-takoe-skyactiv-i-tak-li-eto-horosho-5cb31cb3fdd26a00b335daed

Двигатель MAZDA ★SKYACTIV 2.5 Л PY-VPS (PYY1) ★ — технические характеристики

Двигатель

За основу при разработке двигателя Skyactive 2.5 был взят двигатель MAZDA MZR 2.0 . Двигатель MZR 2.0 довольно хорошо себя зарекомендовал в плане надежности и ресурса.

В двигателе SKYACTIV 2.5 Л PY-VPS (PYY1 ) используется двухсекционный блок разделительная линия проходит примерно на уровне коленчатого вала. В двигателе применяются гидрокомпенсаторы, не нужно производить регулировку клапанов. Кулачки распредвалов имеют дополнительную смазку маслом из масляных магистралей. Толкатели рокерного типа с игольчатыми подшипниками. Поршни двигателя имеют необычный вид, с большим отливным горбом и трапециями , цековками под выпускные клапана и углублением в центре, что напоминает поршни от дизельных моторов. Cделано это для правильного сгорания и догорания топливо-воздушной смеси. В этом двигателе в отличие от моторов серии MZR облегчению поддались: поршни, шатун и коленчатый вал. Крыльчатка водяного насоса (помпы) изготовлена из композитных материалов для большей надежности и защиты от разрушения.

В двигателе используются катушки зажигания с ионными датчиками, выполняющие функцию предупреждения детонации (контроль разряжения идет между электродами свечей). К двигателю применяется равнодлинный выпускной коллектор по схеме (4-2-1) как на спортивных автомобилях, с длинными выпускными трубами, которые в изгибах входят в короб с катализатором.

Непосредственный впрыск

Для двигателя с непосредственным впрыском в камеру сгорания, используются два насоса высокого и низкого давления. Используются форсунки, которые распыляют топливо под высоким давлением в 200 атмосфер в камеры сгорания. Форсунки в своей конструкции имеют на конце 6-микро отверстий (сопел) для распыления топлива.

Маслонасос

Маслонасос с переменной производительностью. На низких оборотах двигателя он работает с одной производительностью, на высоких оборотах с другой. Такая переменная работа влияет на КПД двигателя, а также позволяет незначительно снизить расход топлива и выбросы вредных веществ в атмосферу.

Цикл Аткинсона и ОТТО

Работает двигатель по двум циклам (Аткинсона и Отто). Цикл Аткинсона был разработан для того чтобы улучшить КПД двигателя при работе в нижнем диапазоне оборотов, он как бы дополняет привычный цикл ОТТО. Внедрение этого цикла влияет на уменьшение расхода топлива и снижает выброс вредных веществ при работе на низких оборотах. Благодаря чему это достигается? (подробно будет написана статья про работу двух этих циклов)

Особенности и рекомендации

Двигатель 2.5 как и младший брат 2.0 имеют самые рекордные показатели по степени сжатия среди серийных моторов. Для американского рынка у двигателя снизили немного степень сжатия. (под американское топливо). Равнодлинный коллектор был установлен не только для прибавки лошадиных сил , но и для того, что бы быстро и эффективно производить выпуск отработавших газов, и как следствие более эффективно снижать температуру камеры сгорания. Так же используется вакуумный насос для усилителя тормозов.

У автомобиля может идти шум при старте на холодную (порядка 20 — 30 секунд) — это прогревается катализатор (можно отключить прошивкой у дилера).

Так как используется непосредственный впрыск, необходимо следить за впускными каналами и клапанами со стороны впускного коллектора в режиме эксплуатации может появляться нагар, так они не омываются бензином. Осмотр необходимо проводить каждые 100 000 км или по ситуации. Многие автолюбители рекомендуют периодически давать машине поездить на высокой скорости и с высокими оборотами , чтобы кокс и нагар выдувало в выпускной тракт, чтобы он не накапливался. Так же необходимо не забывать об форсунках, если сопла покрылись нагаром, то необходимо провести их чистку. У дилера, так же можно получить информацию, о том какую присадку (марку) они рекомендуют лить в топливо (раз в 5000 км), чтобы провести чистку форсунок. Были найдены данные, что некоторые владельцы при пробеге к 180 000 км чистили топливные форсунки или меняли их (не все 4 шт, а 1 — 2 шт). Обычно проблема с форсунками проявляется в виде снижения динамических показателей и повышенным расходом топлива.

Так же необходимо не забывать про свечи и своевременно менять их. Некоторые владельцы, при больших пробегах под 200 000 км, удаляют катализатор и перепрошивают автомобиль. Есть редкие случаи царапания зеркал цилиндров от отвалившегося кокса и нагара на поршне. Частички попадают между юбкой поршня и стенкой цилиндра и начинаются задиры. Опять же это единичные случаи и связаны они с использованием некачественного топлива или моторного масла, которое приводит к усиленному образованию кокса и нагара.

Рекомендации от автовладельцев, на большом ТО или у 100 000 км, сделать эндоскопию цилиндров, заодно посмотреть есть ли нагар на соплах форсунок . Если приобретается автомобиль с этим двигателем на вторичном рынке, желательно, посмотреть состояние цилиндров и форсунок изнутри — при помощи эндоскопа.

Многие автолюбители и эксперты изначально в 2012 году пророчили SkyActiv’ам провал на Российском рынке. Но инженеры компании Мазда сумели настроить работу двигателя таким образом, что при всей высокотехнологичности двигателя — это не помешало сохранить его ресурс и надежность . Данные двигатели особо не фигурируют в проблемных сводках. Практически все ремонтные случаи связаны с использованием некачественного топлива или использованием некачественного масла, или пропусками уровня масла. Конструктивных дефектов двигатель тоже не имеет.

Большое количество автовладельцев уже пересекли отметку в 200 000 км и в 250 000 км и говорят об отсутствии каких то значительных проблем , причем на этих пробегах видно нормальное состояние заводского хона на стенках цилиндров при эндоскопии. Некоторые владельцы прямо пишут, что двигателю не дают расслабиться и у многих он находится в режиме эксплуатации — «форсаж» и никаких сюрпризов двигатель не преподносит.

В интернете довольно скудная информация по ремонту этих двигателей, можно сказать что они не являются гостями автомастерских. Двигатель столкнулся с небольшими проблемами на старте продаж , проблема была связана с масляным насососом и работой гидравлического фазовращателя, были отдельные случаи выработки кулачков на впускном распредвалу, а так же проблемы с запуском двигателя, которая решалась перепрошивкой ЭБУ у ОД.

Но как написано выше, необходимо внимательно следить за уровнем масла, заливать только оригинальное качественное масло, постараться не заправляться на сомнительных заправках, проводить регулярное ТО 7000 км — 10000 км. К 100 000 — 120 000 км посмотреть двигатель на наличие нагара на форсунках и в цилиндрах, а также на впускных клапанах, при необходимости провести чистку. Большое количество владельцев пишут о том, что кроме ежегодного ТО, этот двигатель больше ни в чем не нуждается и ничего не требует. Мощностные и динамические показатели устраивают многих автовладельцев.

* Уважаемые читатели, все статьи находится в постоянном обновлении. Мы постоянно корректируем и вносим необходимые дополнения, обновления и правки. Мы приветствуем комментарии и полезную информацию (от опыта эксплуатации до личного субъективного мнения). Статьи будут дополняться рубриками: интервью с автовладельцами, дилерами, тюнинг и многое другое в ближайшем времени.

Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/techspecs/dvigatel-mazda-skyactiv-25-l-pyvps-pyy1—tehnicheskie-harakteristiki-5f2e7cbfe41ae04f4c5f3932