Pikap24.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое двигатель скайэктив

Двигатель Skyactiv

Приветствую Всех.
Недавно смотрел познавательное видео от владельца Mazda 6 2.5
tema55s
Про наш любимый двигатель Skyactiv.

Полезная информация для тех кто недавно купил сх5 или вообще нечего не знает про двигатель Skyactiv.

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 мотор Skyactiv-D: конструктивные особенности

За основу инженеры Мазда взяли хорошо зарекомендовавший себя турбодизельный агрегат MZR-CD. При этом понижение степени сжатия позволило заметно понизить температуру в цилиндре, а также показатель давления. В результате мотор стал отличаться более высоким КПД, однако возникли проблемы со смесеобразованием и воспламенением смеси «на холодную».

Для решения задачи были установлены специальные керамические свечи накала. Благодаря такому решению температура в камере сгорания за пару секунд повышается до 1 тыс. градусов, что значительно облегчает холодный пуск дизельного двигателя. Также дизель Скайактив получил систему изменения фаз газораспределения, что является довольно редким решением для агрегатов данного типа.

Что касается наддува, двигатель имеет две турбины (большую и малую), которые размещены в едином корпусе. Установка турбин реализована последовательно, что позволяет получить быстрый отклик и уверенный подхват на низких оборотах благодаря малой турбине, после чего на средних и высоких оборотах подключается большой турбокомпрессор.

Читать еще:  Шаговый двигатель гудит при работе

Еще отметим, что уменьшение степени сжатия дизельного мотора также снизила ударные нагрузки на ДВС, параллельно были уменьшены и насосные потери. Снижение нагрузок позволило облегчить дизель. В результате (аналогично бензиновой версии) блок цилиндров стал алюминиевым. Выпускной коллектор интегрирован прямо в ГБЦ, что также облегчило конструкцию, а еще позволило быстрее прогреть каталитический нейтрализатор.

Неисправности и ремонт двигателя Мазда Скайактив 2.0

Двигатель Mazda SkyActiv 2.0 относится к первой серии Скайактив, появившиеся в 2011 году. Мотор 2.0 л заменил фордовский Дюратек 2.0, ставившийся на Мазду под именем MZR LF. Скайактив 2.0 имеет неплохие мощностные показатели — 165 л.с., на некоторых рынках задушен до 150 л.с., по причине оптимизации налоговых платежей, вместе с мощностью, двигатель стал на порядок экономичней.

Мотор оснащен всеми современными системами, тут и непосредственный впрыск топлива и система изменения фаз газораспределения на двух валах «Dual S-VT», гидрокомпенсаторы, чтоб не регулировать зазоры клапанов, естественно, чтоб движок работал на такой высокой степени сжатия (14) применена облегченная ШПГ с поршнями имеющими формы для улучшения процесса сгорания, на выпуске стоит паук 4-2-1 с катализатором, длина паука расчитана так, чтоб обеспечивалась продувка цилиндров и весь этот набор дает возможность двигателю Скайактив 2.0 работать на СЖ 14 на 95-м бензине и не детонировать.

По отзывам владельцев Скайактивы немного шумят на холостых, присутствуют вибрации, но с прогревом все пропадает.

Каких либо других нареканий не обнаружено, все достаточно надежно, тем не менее WikiMotors постоянно следит за семейством SkyActiv и в случае появления новых сведений, вы узнаете о них первыми.
В общем и целом, Скайэктив 2.0 л на Мазда 3 ведет себя очень шустро и выглядит куда более привлекательной покупкой нежели Sky 1.5. Если же мотор выбирается для более крупных автомобилей, вроде Мазда СХ-5 или Мазда 6, то здесь приятней будет 2.5 литровый предствитель серии SkyActiv.

Цикл Аткинсона-Миллера в моторах Skyactiv-G

Цикл Миллера наиболее близок идейно к термодинамическим процессам, на которых построен принцип работы бензиновых двигателей серии Скайактив. Задумывая создать симбиоз преимуществ цикла Аткинсона с обычным поршневым механизмом двигателя Отто, Ральф Миллер предложил увеличить геометрическую степень сжатия за счет уменьшения фазы впуска. Для этого, по задумке инженера, нужно было либо закрывать впускной клапан задолго до подхода поршня к НМТ на такте впуска, либо открывать позже начала такта.

Особенность работы моторов Skyactiv заключается в позднем закрытии впускных клапанов. Это значит, что когда поршень уже движется к ВМТ на такте сжатия, впускные клапаны еще находятся в открытом состоянии, поэтому часть поступившего в цилиндры заряда выталкивается обратно во впускной коллектор. Ограничивая фазу впуска, мы получаем возможность снизить давление в цилиндре на подходе поршня к ВМТ, увеличив при этом геометрическую степень сжатия двигателя.

Трюк со степенью сжатия

Заявленная степень сжатия моторов Mazda серии Skyactiv – 14:1, что довольно много, если учитывать среднестатистические характеристики ДВС цикла Отто (9-12:1, в зависимости от степени форсировки). Но в рекламных брошюрах часто не вдаются в подробности и не указывают, что речь идет о геометрической степени сжатия. Соотношение 14:1 показывает, во сколько раз объем надпоршневого пространства цилиндра при положении поршня в НМТ больше объема камеры сгорания. Но для работы двигателя гораздо важнее фактор фактической степени сжатия. Он показывает кратность превосходства объема надпоршневого пространства после закрытия впускных клапанов к объему камеры сгорания.

Читать еще:  Что такое reman двигатели

За счет того, что впускные клапаны моторов Скайактив закрываются с большим запозданием и часть ТПВС выталкивается обратно во впуск, фактическая степень сжатия приближается к 11-12:1. Эти показатели хоть и довольно высокие для бензиновых моторов, но не являются чем-то сверхординарным в современном мире двигателестроения.

Особенности устройства

  • В режимах работы по циклу Аткинсона-Миллера во впускном коллекторе создается избыточное давление, позволяющее уменьшить насосные потери. Поэтому для нормальной работы усилителя тормозов необходим вакуумный насос.
  • Регулировка момента закрытия и высоты подъема впускных клапанов осуществляется электронной муфтой. Управляет электродвигателем привода с планетарной передачей ЭБУ двигателя. За управление фазами выпускного распредвала отвечает гидравлическая муфта, принцип работы и устройство которой рассмотрены в статье «Системы изменения фаз газораспределения».
  • Для точности тепловых зазоров в приводе ГРМ используются гидрокомпенсаторы, что нехарактерно для японской школы двигателестроения.
  • Для снижения потерь на трения вместо кулачковых толкателей устанавливаются рокеры с игольчатыми подшипниками.
  • Двухрежимный масляный насос позволяет снизить гидравлические потери.
  • Для снижения массы блок двигателя состоит из двух частей и изготовлен из алюминия.
  • За счет снижения веса поршней, шатунов, коленчатого вала, уменьшения размеров подшипников скольжения, шеек коленчатого вала, конструкторам удалось значительно снизить механические потери. Скорее всего, именно с этим фактором стоит связывать отсутствие запредельного ресурса и появление первых проблем с моторами Skyactiv. Но винить инженеров Mazda было бы некорректно, так как подобные решения – это общемировая тенденция в борьбе за чистоту выхлопа, повышение мощности и снижение расхода топлива.

Борьба с детонацией

Для предотвращения разрушительных последствий детонации принимается целый комплекс мер, среди которых:

  • непосредственный впрыск топлива в цилиндры и деление фазы впрыска на несколько стадий. Модернизированная топливная система двигателей Skyactiv-G позволила поднять давление впрыска до 200 бар. Высокоточные форсунки впрыскивают бензин в жидкой фазе, что позволяет охладить камеру сгорания;
  • выпускной коллектор 4-2-1 с удлиненными раннерами. Такое устройство позволяет уменьшить нагрев камеры сгорания, а также улучшить наполняемость за счет инертности потоков отработавших газов. Японцы в этом смысле действуют против общепринятой тенденции – установки катколлекторов, что предполагает короткие раннеры для эффективной работы каталитического нейтрализатора. Аналогичная ситуация и с турбированными моторами, где короткие выпускные магистрали позволяют эффективней раскручивать турбину;
  • поршни с вытеснителем и расположенной по центру выемкой;
  • ионные датчики в катушках зажигания. Для поддержания высокого КПД и работы на грани детонирования топлива обычного датчика детонации недостаточно. Отслеживание колебаний ионного тока в зазоре между электродами свечи зажигания после воспламенения ТПВС позволяет раньше выявлять признаки детонации.

Почему Skyactiv-X называют двигателем будущего

Нередко Skyactiv-X называют двигателем будущего. Это не спроста. В 21-м веке уже «стыдно» ездить на обычных и всем знакомых автомобилях. К тому же весь мир давно борется за спасение окружающей среды. Именно так и посчитали инженеры компании Mazda. Автомобиль с технологией SPCCI стал настоящем прорывом. Люди, которые смогли пройти тест драйв, уже высоко оценили новейшую силовую установку.

Японцы уже давно разрабатывают новую технологию безыскрового воспламенения. По мнению японских учёных, новые двигатели будут гораздо экономичнее и эффективнее. Но все же от свечей зажигания отказаться совсем пока невозможно. Только при малых оборотах двигателя можно воспламенять топлива сжатием, а если нагрузка увеличится, то вход пойдут свечи зажигания. Но все же автопроизводитель отмечает, что будущие модели Mazda обойдутся без свечей зажигания.

Двигатель SkyActiv-D – уникальная новинка от Mazda

Японский производитель автомобилей Mazda хорошо зарекомендовал себя успешным применением альтернативных технических решений. Одним из самых ярких примеров можно назвать роторные двигатели, установленные на многих моделях производства Мазда.

Читать еще:  Что такое 12v на двигателе

Сегодня разработчики из Хиросимы уже не практикуют столь экстравагантных технологий. Несмотря на это новейшие разработки также стоят пристального внимания автолюбителей. Одной из них является дизельный двигатель SkyActiv-D, демонстрирующей необычно низкую степень сжатия. Разберемся, что он из себя представляет.

Особенность технологии

На турбодизельных двигателях, которыми пользуются передовые производители по всему миру, степень сжатия колеблется в пределах 16:1-18:1. Этот показатель позволяет поднять температуру в цилиндре до такого уровня, при котором будет производиться стабильное воспламенение топливной смеси, что обеспечивает возможность запуска даже в зимнее время. Уменьшение температуры воздуха, сжимаемого в цилиндре, позволяет:

  • увеличить угол опережения впрыска, сделав его более ранним чем у стандартных моделей;
  • увеличить время на образование смеси и подготовку к ее воспламенению;
  • распределить холодное топливо в разогретом воздушном пространстве с целью увеличения эффективности сгорания;
  • уменьшить объемы выбрасываемых в окружающую среду парниковых газов.

Коэффициент сжатия на дизельном движке SkyActiv-D объемом в 2,2 литра составляет 14:1, благодаря этому разработчикам из Мазда удалось довести свои двигательные системы до показателей, описанных в новом стандарте Euro 6.

Разработанная в Европейском Союзе норма предусматривает ряд жестких требований к производителям бензиновых автомобилей, предусматривающих создание моторов, создающих минимальное загрязнение окружающей среды. Инженерам Mazda удалось выполнить нормативы, не используя дорогой селективный каталитический или накопительный нейтрализатор (SCR или LNT).

В чем преимущества?

Как нам удалось выяснить, повышенная экологическая составляющая нового дизеля является одним из его основных преимуществ. При этом Мазда не пришлось жертвовать для выполнения европейского стандарта показателями производительности или экономичности. Технология раннего впрыска и сгорания топливной смеси дало возможность уменьшить расход (в среднем на 20% согласно официальным данным) топлива за счет:

  • увеличенного расширения рабочих газов, позволяющих повысить эффективность процесса перехода тепловой энергии в механическую;
  • уменьшение механических потерь в моторе. Новый процесс предусматривает меньшие нагрузки, это дало возможность облегчить двигатель на 10%, а показатель потерь на внутреннее трение сократить на 20%.

Добавление в конструкцию двойного турбонагнетателя удаляет турбояму и повышает тягу на малых оборотах за счет невысокой инерционности в малой турбине. Большая турбина повышает отдачу двигателя при значительном ускорении автомобиля.

В моторе SkyAvtiv-D первоначальный запуск производится таким же способом, как и в других дизельных двигателях – посредством применения свечей накаливания. При запуске они повышают температуру в камере сгорания. Чтобы во время прогревания элементы двигательной системы работали слаженно и без пропусков воспламенения, в Mazda было решено использовать систему регуляции высоты подъема клапанов.

В сухом остатке

Инженеры компании Mazda в который раз проявили чудеса изобретательности, и доказали всему миру, что нестандартные решения также имеют право на существование. Встроенная система управления выпускными клапанами в отличие от стандартной технологии не полностью закрывает их в ходе прогрева мотора, возвращая часть выхлопных газов назад в камеру сгорания.

Это позволяет одновременно сократить уровень загрязнения экологии и поддержать внутри цилиндра температуру, необходимую для нормальной работы двигателя. Как только мотор нагревается до требуемых показателей, система прекращает свою работу.

Методы разработчиков из Мазды часто на первый взгляд противоречат логике, но часто они заметно превосходят стандартные решения. Это настоящее инженерное искусство, плодами которого могут воспользоваться обычные люди по всему миру.

16.04.2018, 1172 просмотра.

Оставь запрос и узнай точную цену и срок доставки.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector