Технології SKYACTIV: як це працює?

В основі автомобілів Mazda завжди застосовувалась концепція - драйву, захоплення швидкістю, те ні з чим незрівняне відчуття насолоди дорогою, слухняний будь якому наміру водія. Zoom-Zoom, як кажуть виробники. У своєму прагненні зробити це почуття ще більш сильним, творці Mazda зробили прорив в автомобілебудуванні, ім'я якому - технології SKYACTIV.

Створюючи SKYACTIV, інженери компанії поєднали непоєднуване: кардинально поліпшили експлуатаційні якості автомобіля, домоглись економії палива, зменшили кількість шкідливих речовин у вихлопних газах і, водночас, підвищили безпеку автомобіля, швидкісні характеристики і керованість які, характерні для Mazda.

Технології SKYACTIV представлені в новому поколінні моделей Mazda: Mazda СХ-5 та новій Mazda6 - з новими двигунами, коробками передач, кузовом і шасі.

Бензиновий двигун SKYACTIV-G

Намагаючись зробити екологічно чисті автомобілі загальнодоступними, Mazda сконцентрувались на оптимізації системи внутрішнього згоряння. На думку інженерів компанії, найкращий спосіб досягнення цієї мети - оптимізація процесів всередині двигунів для зменшення витрат пального.

Бензиновий двигун SKYACTIV-G - результат унікального інженерного підходу Mazda. Ретельно аналізуючи і переосмислюючи загальні принципи термодинаміки, інженерам компанії вдалось розробити двигун для серійного виробництва із ступенем стиснення 14:01. Для бензинового мотору це неймовірно високий показник (у суперкарів і болідів Формули-1 ступінь стиснення рідко перевищує 12:1). Тому аналогічні технології застосовувались тільки у гоночних автомобілів, не призначених для повсякденного використання.

У випадку з бензиновим двигуном високий ступінь стиснення дозволив з одного боку значно поліпшити ефективність - він став на 15% економічніший і, при цьому, з потужнішою тягою, а з іншого - допоміг вписатись в найжорстокіші норми «Євро-6». Щоправда, для того, щоб змусити двигун з таким ступенем стиснення працювати на звичайному 95-му бензині і уникнути детонації, японським інженерам довелось проявити всю свою винахідливість. Були розроблені нові поршні з «дзеркалом» складної форми, яке поліпшує процес згоряння суміші, а в газорозподільному механізмі на впуску і випуску з'явились фазообертачі з електроприводом, були змінені форсунки безпосереднього вприску, а випускний колектор отримав «гоночну» схему 4-2-1, що допомагає уникнути небажаної циркуляції гарячих вихлопних газів між циліндрами.

Результат усіх цих інновацій - суттєве 15%-е збільшення крутного моменту та 15%-а економія палива.

Для підвищення ефективності роботи двигуна також необхідно було зменшити "насосні втрати", які відбуваються при низьких навантаженнях на двигун, коли під час такту впуску поршень всмоктує повітря при русі вниз. Кількість повітря усередині циліндра знаходиться під контролем дроселя, розташованого на вході у впускний колектор. При низьких навантаженнях на двигун необхідна менша кількість повітря. Дросельна заслінка майже закрита, в результаті чого тиск всередині впускного колектора і циліндра нижчий за атмосферний. В результаті поршень повинен подолати сильний вакуум. Це і є насосні втрати, які негативно позначаються на ефективності роботи двигуна.

Недолік тут - дестабілізація згоряння. Впускні клапани залишаються відкритими навіть тоді, коли починається такт стиснення, тиск усередині циліндру зменшується, що ускладнює займання повітряно-паливної суміші. У SKYACTIV-G з успіхом вирішили цю проблему завдяки ступеню стиснення 14:01. З високим ступенем стиснення збільшується тиск і температура в камері згоряння, тому процес згоряння залишається стабільним, навіть не дивлячись на зниження насосних втрат. Відповідно, двигун стає більш економічним.

Намагаючись посилити почуття злиття водія з автомобілем, розробники зменшили час його відгуку за рахунок зменшення розміру та ваги компонентів. Повний проект реконструкції двигуна надає нові можливості полегшення його деталей. Поршні стали легше на 20%, шатуни - на 15%, на 30% знизилось внутрішнє тертя деталей двигуна. Новий SKYACTIV-G швидше адаптується до зміни навантажень і витрачає менше енергії в процесі роботи.

У Японії на конференції автомобільних дослідників і журналістів SKYACTIV-G вже визнаний технологією року.

Автоматична коробка передач SKYACTIVE-DRIVE

Оптимізуючи автоматичну коробку передач Mazda зосередились на наступному:

• поліпшення економії палива
• прямий відгук педалі газу
• плавне перемикання передач
• зручне прискорення.

Нова автоматична коробка SKYACTIV-Drive - втілення цих прагнень. Вона перемикається швидко і плавно, динамічно реагує на зміни навантаження на двигун на низьких швидкостях і, таким чином, дозволяє витрачати менше палива. Серце SKYACTIV-Drive - це 6-ступінчастий гідротрансформатор з повним спектром блокування зчеплення для всіх шести передач. Блокування зчеплення було підвищено з 64% на поточній 5-ступінчастій автоматичній коробці до 89% на новій SKYACTIV-Drive.

Всі ці зміни зробили начебто звичайний «автомат» більш чуйним і схожим на звичайну «механіку» за відчуттями від керування. А ще - більш економічним: витрати палива знизились на 4-7% відсотків, в залежності від режиму їзди.

Механічна коробка передач SKYACTIV-MT

Mazda повністю модернізували механічну коробку передач. На диво легка і компактна, із значно зменшеним коефіцієнтом внутрішнього опору (тертя), вона робить свій внесок у економічне використання ресурсів.

Розробники відтворили ту слухняність, точність і захоплююче відчуття управління, що відчувалось в родстері MX-5. Рукоятка важеля перемикання передач має тільки 45 мм (проти 50 мм) ходу від нейтрального до положення передачі. Нова трансмісія за характером перемикання передач нагадує MX-5: перемикання передач відчувається дуже чітко і вимагає мінімальних зусиль. Простіше кажучи, SKYACTIV-MT - втілення ідеї Zoom-Zoom, драйв в його чистому вигляді.

SKYACTIV-Body і SKYACTIV-Chassis

Особливу увагу розробники Mazda приділили вазі автомобіля. Зрештою, легші транспортні засоби більш ефективні і ними легше керувати.

У SKYACTIV-Body і SKYACTIV-Chassis Mazda застосовує свій унікальний підхід до створення легких конструкцій. Цей процес складається з трьох елементів: оптимізація структури корпусу і дизайну, впровадження нових процесів виробництва та заміна матеріалів для створення легших, потужніших та безпечніших транспортних засобів.

Результати промовляють самі за себе: новий SKYACTIV-Body важить на 8% менше, ніж його попередник, у той час SKYACTIV-Chassis на 14% легше.

Цілі, встановлені компанією при створенні SKYACTIV-Body, часто суперечать одна одній. Щоб узгодити їх, інженери були змушені повернутись до креслярської дошки. Результат: корпус нового покоління автомобілів Mazda встановлює нові стандарти в галузі полегшених конструкцій.

Щоб ефективно розподіляти навантаження, легкий, проте міцний корпус SKYACTIV-Body вимагає стільки прямих ділянок, скільки це можливо. Також необхідна була оптимізація розподілу навантажень по всій структурі.

Один з принципів Mazda - постійне вдосконалення пасивної безпеки автомобілів. Тому компанія розробила унікальний мульті-розвантажувальний шлях структури SKYACTIV-Body.

Інженери Mazda значно збільшили використання високоміцних сталей в корпусі SKYACTIV. Їх частка зросла з 40% до 60%. Таким чином, вдалось зменшити вагу кузова автомобіля при одночасному підвищенні міцності.

Як і у випадку з іншими SKYACTIV технологіями, розробники шасі також зустрілись з конфліктом цілей: досягти почуття "єдності" між автомобілем і водієм, забезпечити стійкість на високих швидкостях і підвищити комфорт під час їзди.

Першим завданням було забезпечення стійкості на високих швидкостях і підвищення керованості на низьких і середніх.

Тому Mazda розробила нову електричну систему рульового управління, яка підсилює відчуття драйву і забезпечує негайне реагування навіть на дуже малій швидкості. Але така маневреність може зробити автомобіль занадто чуйним для високих швидкостей. Тут інженери переглянули геометрію задньої підвіски. Її оптимізували так, що зчеплення задніх коліс збільшилось, а рискання по дорозі - зменшилось. Для поліпшення руху на малих швидкостях був оптимізований підсилювач керма. Так водій отримує максимум керованості автомобіля в будь-яких умовах.

Як своєрідний «інтерфейс» між платформою і колесами, підвіска має важливе значення для управління автомобілем. Розташування та будова підвіски визначає точність, з якою автомобіль відповідає поворотам керма. Вона також впливає на комфорт при їзді. Таким чином, другою великою проблемою для розробників Mazda була оптимізація її конструкції.

Перш за все, з метою підвищення ефективності роботи амортизаторів, їх кріплення були встановлені в положення, яке дає більший хід важеля. Жорсткість верхнього гумового кріплення була посилена, зменшуючи вплив сил гальмування на рівень комфорту.

SKYACTIV-Chassis важить на 14% менше, ніж поточна версія. Тим не менш, як і у випадку зі структурою кузова, має ще більшу жорсткість.