Mazda: ставка на понижение

Компания Mazda известна своим пристрастием к альтернативным техническим решениям. Достаточно вспомнить роторные двигатели, устанавливавшиеся на многие автомобили фирмы. Сегодня в Хиросиме культивируют не столь экстравагантные, но не менее интересные технологии. В числе актуальных разработок — дизель SkyActiv-D с непривычно низкой по нынешним меркам степенью сжатия. Попробуем разобраться, в чем его преимущества...

SkyActiv-D

SkyActiv-D

Mazda

Mazda

Типичной для современных турбодизельных двигателей является степень сжатия порядка 16:1 — 18:1. Она поз­воляет достичь в конце такта сжатия достаточно высокой температуры в цилиндре, необходимой для стабильного воспламенения топлива и запус­ка холодного двигателя, в том числе и зимой. Уменьшение же степени сжатия и соответст­вующее ему снижение температуры сжимаемого в цилиндрах воздуха дают возможность увеличить угол опережения впрыска, то есть сделать его более ранним, чем обычно. А значит, увеличить время на смесеобразование и подготовку к воспламенению топлива. Тем самым решается одна из основных проблем дизельного двигателя — необходимость за очень короткое время распределить холодное топливо в горячем воздухе так, чтобы сгорание было как можно более полным, с наименьшим количеством вредных выбросов. Уменьшив степень сжатия 2,2-литрового дизеля SkyActiv-D до 14:1, инженеры Mazda добились соответствия жестким требованиям стандарта Euro 6 даже без применения дорогостоящего селективного каталитического нейтрализатора (SCR) или накопительного нейтрализатора LNT.

Mazda

Mazda

Mazda

Mazda

Но высокая экологичность — не единственное достоинство нового дизеля. Ранний впрыск топлива и более раннее начало его сгорания дают и лучшую (по информации фирмы на 20%) экономичность. Причин две. Первая — большая степень расширения рабочих газов (см. рис. внизу), а значит, и более высокая эффективность преобразования тепловой энергии в механическую. Вторая — меньшие механические потери в двигателе. Ведь меньшее давление в цилиндрах означает и снижение нагрузок, что позволило сделать мотор и его компоненты легче суммарно на 10% по сравнению с предшественником — дизелем MZR-CD того же объема. Потери на внутреннее трение снизились на 20%.

Mazda

MazdaДвойной турбонагнетатель позволяет ликвидировать турбояму и увеличить тягу на невысоких оборотах благодаря низкой инерционности малой турбины. А большая турбина увеличивает отдачу мотора на высоких оборотах
Двойной турбонагнетатель позволяет ликвидировать турбояму и увеличить тягу на невысоких оборотах благодаря низкой инерционности малой турбины. А большая турбина увеличивает отдачу мотора на высоких оборотах
Двойной турбонагнетатель позволяет ликвидировать турбояму и увеличить тягу на невысоких оборотах благодаря низкой инерционности малой турбины. А большая турбина увеличивает отдачу мотора на высоких оборотах

А что же с пусковыми характеристиками при низких температурах, с которых мы начали? Первоначальный запуск у SkyActiv-D, как и у других дизелей, обеспечивается за счет свечей накаливания, поднимающих температуру в камере сгорания. А для стабильной — без пропусков воспламенения — работы двигателя на этапе прогрева разработчики применили систему регулировки высоты подъема клапанов (см. рис. внизу).

SkyActiv-D

SkyActiv-DСистема управления выпускными клапанами не полностью закрывает их во время прогрева двигателя, «перепуская» часть выхлопных газов обратно в камеру сгорания. В результате в цилинд­рах поддерживается температура, дос­таточная для нормальной работы мотора. После его прог­рева система отключается
Система управления выпускными клапанами не полностью закрывает их во время прогрева двигателя, «перепуская» часть выхлопных газов обратно в камеру сгорания. В результате в цилинд­рах поддерживается температура, дос­таточная для нормальной работы мотора. После его прог­рева система отключается
Система управления выпускными клапанами не полностью закрывает их во время прогрева двигателя, «перепуская» часть выхлопных газов обратно в камеру сгорания. В результате в цилинд­рах поддерживается температура, дос­таточная для нормальной работы мотора. После его прог­рева система отключается

Комментарий

Александр Столяров

Александр Столяров
Александр Столяров, зам. главного редактора:

− Меня всегда восхищало умение решать задачи с помощью нетривиальных, даже на первый взгляд противоречащих логике методов и в итоге добиваться результатов лучших, чем при стандартном подходе. Применительно к технике это и есть настоящее инженерное искусство, которое в данном случае продемонстрировала Mazda. И здорово, что мы можем не только восхищаться этим искусством, но и пользоваться его плодами в повседневной жизни.

Фото: Mazda
Ошибка в тексте? Выделите её мышкой! И нажмите: Ctrl + Enter

Комментарии