Фирма Mazda подтвердила экономичность мотора Skyactiv-X

Разработчики говорят, что Skyactiv-X стал первым в мире серийным бензиновым мотором, в котором совмещено воспламенение от свечей и от сжатия. Экспериментов же в этой сфере было уже много.

Европейское отделение Мазды официально рассекретило параметры инновационного бензинового мотора Skyactiv-X 2.0, который в Старом Свете уже можно заказывать на семействе Mazda 3 нового поколения (поставки клиентам начнутся нынешней осенью). Оказалось, агрегат с рабочим объёмом 1998 см³ и приводным нагнетателем развивает 180 л.с. при 6000 об/мин и 224 Н•м при 3000 об/мин.

Напомним, что в Skyactiv-X реализован цикл SPCCI (Spark Plug Controlled Compression Ignition, зажигание от сжатия с контролем за счёт свечей). Это подвид цикла HCCI (Homogenous Charge Compression Ignition), скрещивающий принципы работы бензинового мотора (цикл Отто) и дизеля. Работает Skyactiv-X на 95-м бензине, хотя степень сжатия тут на удивление высока для бензинового мотора, да ещё и компрессорного — 16,3:1.

Другие особенности конструкции: изменение фаз газораспределения, непосредственный впрыск и умеренная гибридная надстройка Mazda M Hybrid с 24-вольтовой системой электропитания в базовом оснащении (интересный выбор, ранее для таких устройств инженеры применяли или классические 12 вольт, или все 48 В).

Мотор Skyactiv-X 2.0 будет доступен как седану, так и хэтчбеку Mazda 3, причём с несколькими версиями трансмиссии. Обеим машинам положены шестиступенчатые «механика» или «автомат» на выбор. Причём хэтчбек вдобавок может быть с передним или полным приводом. Главное преимущество этого двигателя над предшественниками — эффективность. Фирма привела полный набор расходов «трёшки» с разными коробками передач, типами привода, кузовами, в нескольких циклах и в зависимости от выбранного диаметра колёсных дисков (он тоже влияет на результат).

В частности, седан с мотором Skyactiv-X, «механикой» и 16-дюймовыми колёсами показывает 3,9 л/100 км в загородном цикле NEDC. По комбинированному ездовому циклу и вдобавок по более сложному стандарту измерений WLTP у него же будет 5,4 л/100 км. А вот хэтчбек с «автоматом», полным приводом и на дисках в 18 дюймов просит уже 6,9 л (WLTP), что всё же совсем неплохо для подобной комплектации. Если вы ещё не привыкли к WLTP: та же самая версия Мазды 3 Skyactiv-X 2.0 (хэтчбек, «автомат», полный привод, 18 дюймов) в комбинированном цикле NEDC расходует 5,5 л/100 км.

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):

Подержанная Mazda CX-5: чего ждать от моторов SKYACTIV?

Скажу сразу, я не знаю ни одного человека, который с самого начала безоговорочно верил бы в успех внедрения компанией Mazda двигателей с технологией SKYACTIV. Тем более на кроссоверах…

Наш нынешний герой – кроссовер Mazda CX-5. И в своё время я даже побывал на его европейской премьере. Представители компании тогда довольно потирали руки, предвкушая технологический и рыночный прорыв, но глаза у них были усталыми. Быть может, они утомились объяснять скептикам, что ничего не ломают и не портят, а только улучшают. Или что это вовсе не тот мотор, который может одновременно работать на бензине, дизеле, и палёной водке. Или что цикл Миллера – это не цикл Аткинсона…

В результате за спорами о технологиях незаметно ушёл на задний план сам кроссовер. А зря! CX-5 за исключением некоторых типичных для него особенностей очень хорош, а как показало время, ещё вынослив и отлично собран. Например, в 2018 году TUV поставил его на третье место в рейтинге надёжности среди автомобилей возрастом четырёх-пяти лет. Ну а что же с моторами SKYACTIV?

Обновите прошивку

Первым силовым агрегатом, который ставился на Mazda CX-5 и собирался по технологии SKYACTIV, стал 2-литровый бензиновый атмосферный мотор, переделанный из популярного MZR 2.0. Вторым – дизель объёмом 2.2 литра. Объединяло их одно – одинаковая степень сжатия (14). То есть мало для дизеля и много для бензина – и в этом суть технологии SKYACTIV. Это попытка сделать более эффективный и экологичный двигатель, не прибегая к уменьшению объёма, турбинам и гибридным агрегатам.

Ещё раз повторю, как ни жаль, но бензиновый двигатель, несмотря на высокую степень сжатия, не будет работать на дизеле и наоборот, а вот октановое число и качество бензина для него крайне важны.

Первые пару лет у СХ-5 была неприятная, хотя и неопасная особенность. Иногда холодный двигатель запускался только со второй-третьей попытки. То есть он заводился и сразу глох. И так не один раз. Касалось это только бензиновых моторов и только тех, что были официально проданы в России. Mazda, поставлявшиеся в Белоруссию и на Украину, так себя не вели. Компания официально объявила причиной плохой бензин, но были случаи, когда ушлые сервисмены втихаря от менеджеров по гарантии меняли прошивку на европейскую, и проблема исчезала.

А через пару лет пропала она у всех кроссоверов. Возможно, кстати, что на российских заправках появился бензин категории «Евро-5» или началось производство машин во Владивостоке. А может, просто совпало…

Словом, кроме этой досадной ошибки моторы SKYACTIV, по крайней мере 2-литровые бензиновые, ничем себя не замарали. Разве что по мелочи. Катушки зажигания не самые надёжные и не любят влаги, пластиковый ролик натяжителя приводного ремня навесных механизмов может запеть раньше регламентного срока замены. Кстати, генератор стоит довольно слабый, и если вы ездите мало и по большей части в пробках, то не удивляйтесь разряженному аккумулятору зимой.

И 2-литровые, и 2.5-литровые двигатели оснащены системой непосредственного впрыска топлива с 6-струйными форсунками, которые очень не любят воды в бензине, не говоря уже о твёрдых примесях. Их нужно обслуживать как минимум раз в 150 тысяч. Не меньше внимания требуют свечи, которые опытные владельцы рекомендуют менять с каждой третьей сменой масла и только на оригинальные и рекомендуемые. В катушки зажигания встроены ионные датчики, которые помогают избежать детонации в моторах со SKYACTIV.

Не так страшен…

Дизель, который устанавливался на Mazda CX-5, как-то не пошёл. Может быть, потому что реклама создавала образ нарочитой спортивности машины, а может, покупатель был просто не готов. К тому же экономичность бензиновых версий, умудрявшихся в режиме шоссе расходовать 6,5 литров на сотню, напрочь перечеркивала нужду в тяжёлом топливе. Тем не менее дизеля встречаются. И в сервисе тоже.

В первые два года выпуска у них всплыл неприятный дефект – преждевременный износ распредвала выпускных клапанов. Это приводило к тому, что двигатель глох. Чаще, к счастью, на холостом ходу. Определить проблему удавалось только с помощью инструментальной диагностики, то есть после частичной разборки мотора. Нарекания были и на недолговечную турбину, но это уже, скорее, наговоры.

А вот реальная проблема – течь масла, особенно через верхний датчик ГРМ. Указателя давления в машине нет, есть только индикатор низкого уровня. Причём настолько низкого, что у других двигателей это привело бы к катастрофе. У Mazda же после долива всё приходило в норму. Будто ничего и не было. Кроме того, капризными были признаны вакуумный насос и крепление форсунок. Именно эти две неисправности оказались фатальными, так как приводили к масляному голоданию, и дизель из российских квот убрали.

С автоматом спокойнее

Кроссовер выпускался в передне- и полноприводной версиях, с шестиступенчатыми механической и автоматической трансмиссиями. Механика ставилась исключительно на переднеприводные машины, поэтому нам она не очень интересна. К тому же автомат надёжнее. Особенно серия GW марки Aisin, которая, увы, шла только с дизелем. Для бензиновых Mazda предназначалась трансмиссия FW6A-EL. Тоже Aisin. Хорошая, надёжная, но не такая выносливая.

При частой езде с высокими нагрузками, к которым относилось и бездорожье, с буксованием, а особенно раскачкой, быстро выходила из строя муфта блока задней передачи, забивая отходами масляные каналы.

Мог начать гудеть подшипник вторичного вала, намертво закреплённый в корпусе (очень дорогая замена). Иногда чудил концевик селектора, и индикатор передачи ничего не показывал. Активная езда по бездорожью быстро изнашивала сальники коробки отбора мощности, блоки подушек и приводила к перегреву муфту полного привода, вызывая течь масла, что ещё больше усугубляло ситуацию. Никаких внедорожных ассистентов у Mazda CX-5 не было. Даже принудительного включения полного привода. Разве что противобуксовочная система.

Королевская подвеска

Что зарекомендовало себя с наилучшей стороны, так это подвеска. Полностью независимая и с виду не самая мощная, она обладает завидным ресурсом и отлично настроена. Если в чём и кроется спортивный характер CX-5 (кроме внешности разумеется), так это в подвеске. Рулевые тяги, которые выходили из строя в первый год выпуска, давно заменили по сервисной акции. А вот ходимость сайлентблоков по 200 000 км без замены – очевидная заслуга производителя.

Подвеска вообще не требует никакого вмешательства на первой сотне тысяч пробега. После всё зависит от интенсивности эксплуатации и качества дорог. Единственное, зачем нужно присматривать, так это состояние чехлов рулевой рейки. Повредить их просто, а замена узла стоит дорого. Недостатки, которые отмечают почти все, – типичная японская чувствительность к мелким неровностям и шум, идущий от задних арок.

Дела салонные

Чем Mazda СХ-5 подкупает в первую очередь, так это оснащённостью и качеством интерьера. Передние кресла очень удобны, а все системы комфорта работают безотказно годами. Кроме всего прочего, на эти Mazda ставят аудиосистему Bose. Конечно, не уровня Hi-End, но очень приличную. Единственная реальная проблема, с которой сталкиваются владельцы – нестабильная работа системы старт-стоп. Однако с учётом того что у нас её поголовно отключают, непонятно, стоит ли относить это к недостаткам.

А вот любые другие повторяющиеся сбои в электрооборудовании должны заставить владельца обратить внимание на возможные признаки крупного ремонта. Ну или на подсевший аккумулятор, который не полностью заряжается в коротких поездках. Особенно зимой. Разочаровать может и второй ряд кресел: плоская вертикальная спинка, короткая подушка и высокий пол не располагают к дальним пробегам. Рослые пассажиры будут чувствовать себя не слишком комфортно. Зато материалы износостойкие и не теряют вид очень долго.

Тонкая лаковая линия

Самой большой проблемой для владельцев Mazda CX-5 может стать уже привычная японская слабость лакокрасочного покрытия. Кажется, что краска царапается даже о воздух. Полировать особого смысла нет, разве что сразу покрывать каким-нибудь жидким стеклом. Хотя, учитывая грязь на дорогах, это ни к чему не приведёт. Была партия машин, у которых внутренняя часть светового блока покрывалась белёсым налетом. Это не проходило как акция, но дилеры без разговоров меняли поликарбонат по гарантии.

Отказы стеклоподъёмников, замков и прочего крайне редки и признаков системности не содержат. Лампочки не перегорают и умные фары, которые появились после рестайлинга, работают надёжно.

На российском рынке цены на Maxda CX-5 начинаются от 700 тысяч рублей за 2-литровые полноприводные версии. После рестайлинга 2014 года машины заметно подорожали, и даже сегодня их стоимость может достигать полутора миллионов. Это уже не так интересно, учитывая, что в 2017-м вышло новое поколение, которое не так уж далеко ушло по цене. Что касается выбора версий, то на пять двухлитровых приходится одна с мотором 2.5 литра.

Причём по цене они почти не различаются, и выбирать можно исходя исключительно из предполагаемых нагрузок и расчёта экономичности (у двухлитровых расход значительно меньше). Посрамлены ли скептики, прочившие новым кроссоверам и технологии SKYACTIV от силы стотысячный ресурс? Безусловно! Mazda CX-5 показал себя очень надёжным и комфортным автомобилем. Но будем реалистами: полумиллионного пробега без капремонта от моторов с такими характеристиками ждать не стоит.