Загрузка ...
7 сентября 2011, 21:16

Дотянуться до небес

Пробуем "воздушные технологии" Mazda
Фото автора и компании Mazda
Фото автора и компании Mazda

Быть маленьким нелегко. А быть маленьким автопроизводителем – таким, например, как Mazda - вообще подвиг. Это как прогуливаться в вольере с тиграми с парой стейков в руках, удивляясь тому, что еще жив.

Потому что выпускать чуть больше миллиона автомобилей в год, когда крупнейшие автоконцерны продают в 8-9 раз больше, и при этом сохранять независимость – задача как минимум непростая. А ведь еще и о будущем думать нужно… Однако разработка новых технологий в современном мире – удовольствие очень дорогое. Концерн Volkswagen, например, в прошлом году потратил на эти цели больше девяти миллиардов долларов, «Тойота» почти столько же. Но для компании вроде «Мазды» это запредельные цифры! Хотя бы потому, что Mazda за год зарабатывает на порядок меньше, чем лидеры рынка.

И если до 2008 года у компании Mazda был серьезный технологический партнер - концерн Ford, то теперь японский производитель должен выживать без посторонней помощи. Для этого «Мазде» нужны новые модели, новые платформы, новые моторы и трансмиссии, поэтому японским конструкторам пришлось вновь заняться тем, что они умеют лучше всего на свете - инжинирингом.

Спустя три года после "развода" с "Фордом", компания из Хиросимы представила целый букет новых технологий под названием SkyActiv. Причем, весьма изобретательный букет.

Новые технологии Mazda -  
не рисунки на бумажке, а "живые" машины  
в металле и на колесах

Новые технологии Mazda -
не рисунки на бумажке, а "живые" машины
в металле и на колесах

Во-первых, «Мазда» разработала новую универсальную платформу. За основу для нее взяли шасси Mazda6 предыдущего поколения, чуть-чуть упростили его и модернизировали – переднюю многорычажку заменили на универсальный МакФерсон, как у нынешней «Трешки», изменили силовую структуру кузова, а днище сделали модульным. Это значит, что на базе новой «тележки» можно будет выпускать несколько разных моделей.

Доля высокопрочных сталей в конструкции будущей Mazda6 выросла в полтора раза – до 60 процентов. Кроме того, увеличилось число точек сварки (примерно на 10 процентов), а в особо нагруженных местах сварка дополнена клеем. В результате, кузов стал на треть жестче и при этом почти на 20 килограммов легче, чем у нынешней модели.

Доля высокопрочных сталей в конструкции будущей Mazda6 выросла в полтора раза – до 60 процентов. Кроме того, увеличилось число точек сварки (примерно на 10 процентов), а в особо нагруженных местах сварка дополнена клеем. В результате, кузов стал на треть жестче и при этом почти на 20 килограммов легче, чем у нынешней модели.

В задней подвеске изменились продольные рычаги – они получили более изогнутую форму, а верхняя точка их крепления была перенесена вверх на 43 миллиметра. Для чего? Чтобы уменьшить силу ударов, передаваемых на кузов при езде по плохой дороге, и заставить подвеску эффективнее отрабатывать неровности.

1 / 3

Во-вторых, это новые моторы. Пока «Мазда» рассказала о двух агрегатах – о двухлитровом бензиновом «атмосфернике» и о новом 2,2-литровом турбодизеле. Оба они появятся и на новой Mazda6, и на кроссовере CX-5, дебют которого запланирован на Франкфуртский автосалон.

Самое интересное в этих моторах то, что у них… одинаковая степень сжатия 14:1. Для бензинового мотора это невероятно высокий показатель (у суперкаров и болидов Формулы-1 степень сжатия редко превышает 12:1), а для дизеля – слишком низкий.

В случае с бензиновым мотором высокая степень сжатия позволила с одной стороны значительно улучшить его эффективность – он стал на 15 процентов экономичнее и при этом более тяговитым, а с другой – помогла вписаться в жесточайшие нормы «Евро-6». Правда, для того чтобы заставить двигатель с такой степенью сжатия работать на обычном 95-м бензине и избежать детонации, японским инженерам пришлось проявить удивительную смекалку. Были разработаны новые поршни с «зеркалом» сложной формы, улучшающим процесс сгорания смеси, в газораспределительном механизме на впуске и выпуске появились фазовращатели с электроприводом, изменились форсунки непосредственного впрыска, а выпускной коллектор получил «гоночную» схему 4-2-1, помогающую избежать нежелательной циркуляции горячих выхлопных газов между цилиндрами.

1 / 2

Извивающиеся трубы выпускного коллектора сварены по схеме 4-2-1, как на гоночных автомобилях. Такой узел дороже в производстве, зато он позволяет снизить интенсивность циркуляции выхлопных газов между цилиндрами и тем самым избежать детонации. Большая банка за трубами – это катализатор, прогревать который помогает более позднее зажигание.

Но почему «Мазда» решила разрабатывать сложный атмосферный двигатель, а не компактный турбомотор - современный символ экомоды? Японцы говорят о том, что безнаддувные двигатели, по их мнению, еще не исчерпали своих возможностей по совершенствованию. Да и отзывчивость атмосферного агрегата не сравнится с турбомоторами, а ведь спортивность - одна из важных составляющих бренда Mazda.

Но есть и другое объяснение. Разработка турбомоторов с нуля – слишком дорогое удовольствие. Ведь потратиться придется не только на инжиниринг, но и на модернизацию производственных мощностей, и на обучение персонала. Причем не только на заводах Mazda, но и на предприятиях поставщиков.

И все же от использования турбомоторов в «Мазде» не отказываются – «хот-хэтч» Mazda3 MPS и кроссовер CX-7 уже оснащаются 2,3-литровой надувной «четверкой», а спустя некоторое время в гамме силовых агрегатов может появиться совершенно новый турбодвигатель серии SkyActiv, который заменит собой атмосферные «шестерки», устанавливаемые на кроссоверы CX-9 и седаны Mazda6 для американского рынка.

1 / 2

Дизельный мотор 2.2 несмотря на прежний объем тоже совершенно новый. Пониженная степень сжатия (для дизелей более привычны цифры 16:1 или даже 18:1, а не 14:1) в данном случае означает уменьшение нагрузок на все компоненты двигателя, поэтому блок цилиндров и другие узлы силового агрегата можно было сделать менее прочными и более легкими. Общая масса агрегата снизилась на 27 килограммов, короче и легче стали поршни, на четверть «похудел» коленвал… Маздовский "дизель" теперь работает ощутимо мягче и легче «крутится».

Еще одно преимущество низкой степени сжатия для дизельного двигателя – меньшее давление в цилиндрах и более тщательное перемешивание смеси. Гомогенная смесь лучше сгорает, снижая концентрацию NOx и сажи в выхлопных газах, в результате чего новый турбодизель укладывается в нормы «Евро-6» без применения впрыска мочевины и дорогостоящих нейтрализаторов!

1. Для того чтобы дизель с низкой степенью сжатия не имел проблем с холодным пуском, его оснастили системой изменения фаз открытия выпускных клапанов с гидравлическим приводом. Она может приоткрывать выпускные клапаны на фазе впуска, позволяя части горячих отработанных газов возвращаться в камеру сгорания – это повышает температуру в цилиндре и помогает смеси быстрее воспламеняться. На то же работают и новые многоточечные пьезоэлектрические форсунки, и керамические свечи накаливания.

2. Благодаря снижению степени сжатия легче стал коленвал, шатуны и поршни. В итоге, мотор "похудел" на 27 килограммов -- почти на 10 процентов!
  1. Для того чтобы дизель с низкой степенью сжатия не имел проблем с холодным пуском, его оснастили системой изменения фаз открытия выпускных клапанов с гидравлическим приводом. Она может приоткрывать выпускные клапаны на фазе впуска, позволяя части горячих отработанных газов возвращаться в камеру сгорания – это повышает температуру в цилиндре и помогает смеси быстрее воспламеняться. На то же работают и новые многоточечные пьезоэлектрические форсунки, и керамические свечи накаливания.

  2. Благодаря снижению степени сжатия легче стал коленвал, шатуны и поршни. В итоге, мотор "похудел" на 27 килограммов -- почти на 10 процентов!

Мощностные характеристики нового дизеля внушают – 175 лошадиных сил, 420 Нм крутящего момента и отсечка, установленная на непривычно высокой для моторов на «тяжелом топливе» отметке в 5200 оборотов в минуту! Плюс, по сравнению с предшественником, на 20 процентов был снижен расход топлива и на столько же уменьшился уровень выбросов СО2 в атмосферу.

Все тестовые прототипы были  с правым рулем

Все тестовые прототипы были с правым рулем

Заключительные новинки из семейства Mazda SkyActiv это новые трансмиссии. Шестиступенчатый «автомат» SkyActiv-Drive будет выпускаться в двух вариантах, рассчитанных на разный крутящий момент: базовая версия «переваривает» до 270 Нм и предназначена в первую очередь для бензиновых двигателей, а вторая способна выдержать 460 Нм и появится на дизельных машинах. Но конструктивно обе КПП почти одинаковые – обе оснащаются более компактным гидротрансформатором и многодисковой фрикционной муфтой, которая заменила традиционное сцепление – она срабатывает мягче и позволяет точнее регулировать степень блокировки.

1. Новый мехатронный модуль управления КПП интегрирован в картер коробки передач и помогает трансмиссии быстрее реагировать на действия водителя. Плюс, снизилось время смены передач: «вниз» на одну ступень КПП может перейти за 0,15 секунды - быстрее, чем некоторые роботизированные коробки с двумя сцеплениями.

2. Гидротрансформатор используется для старта с места и вовремя смены ступений – он позволяет смягчить процесс переключения передач. Все остальное время он находится в заблокированном состоянии: по оценкам инженеров Mazda, гидротрансформатор а новом «автомате» будет заблокирован 89 процентов времени (обычный «автомат» - около 64 процентов).
  1. Новый мехатронный модуль управления КПП интегрирован в картер коробки передач и помогает трансмиссии быстрее реагировать на действия водителя. Плюс, снизилось время смены передач: «вниз» на одну ступень КПП может перейти за 0,15 секунды - быстрее, чем некоторые роботизированные коробки с двумя сцеплениями.

  2. Гидротрансформатор используется для старта с места и вовремя смены ступений – он позволяет смягчить процесс переключения передач. Все остальное время он находится в заблокированном состоянии: по оценкам инженеров Mazda, гидротрансформатор а новом «автомате» будет заблокирован 89 процентов времени (обычный «автомат» - около 64 процентов).

Все эти изменения сделали вроде бы обычный «автомат» более отзывчивым и более похожим на обычную «механику» по ощущениям от езды. А еще – более экономичным: расход топлива снизился на 4-7 процентов, в зависимости от режима езды.

Шестиступенчатая «механика» тоже новая, и тоже будет доступна в двух модификациях под разные нагрузки. Коробка передач стала компактнее, легче и "спортивнее". Был уменьшен ход рычага (с 50 до 45 миллиметров), а передачи за счет изменений в конструкции теперь переключаются четче и легче – как на родстере MX-5.

Габариты механической коробки передач удалось уменьшить за счет объединения ведущих шестерен первой и задней передачи, второй и третьей передачи, а также благодаря отказу от промежуточной шестерни передачи заднего хода. В итоге, вторичный вал стал короче на 20 процентов. Общая масса КПП снизилась на 11 килограммов.

Габариты механической коробки передач удалось уменьшить за счет объединения ведущих шестерен первой и задней передачи, второй и третьей передачи, а также благодаря отказу от промежуточной шестерни передачи заднего хода. В итоге, вторичный вал стал короче на 20 процентов. Общая масса КПП снизилась на 11 килограммов.

А главное, что все это – уже не просто проекты, а существующие в реальности и готовые к серийному производству узлы. На презентации «Скайактива» нам предложили попробовать новые двигатели и трансмиссии на тестовых прототипах будущей Mazda6, построенных на новой платформе.

Бензиновый двухлитровый мотор понравился своей сбалансированностью – уверенная тяга буквально с холостых и небольшой подхват на самом верху. Правда, характер у этого двигателя очень ровный, но это неизбежная плата за его эластичность.

А вот дизель – почти откровение. Небольшая нехватка крутящего момента на низких оборотах, с непривычки мешающая тронуться плавно на версии с механикой, быстро сменяется сочным ускорением: 420 Нм крутящего момента это не шутки! Важно и то, что в голосе нового мотора почти отсутствует дизельный цокот, и он с удовольствием крутится до 5000 оборотов, поэтому рабочий диапазон здесь непривычно широк.

Слайд, который
я выбрал вместо рекламы.
😑
1 / 6

Механическая трансмиссия и на дизеле, и на бензиновом моторе работала четко и точно, а вот характер «автоматов» чуть различался. Тот, что попроще – для бензиновых моторов работал плавно и очень мягко переключал передачи и вверх и вниз. Причем даже на небольшой гоночной трассе прототип «Шестерки» не потребовал ручного режима смены передач – справился сам. А вот более выносливая версия АКПП для дизеля, по ощущениям, с могучим крутящим моментом пыталась совладать с переменным успехом – при ручном переключении на пониженные автомобиль чуть содрогался, а из под кузова иногда прорывались механические звуки вращающихся шестеренок.

Правда, не стоит забывать, что мы ездили на очень ранних тестовых прототипах, с несерийными узлами и агрегатами. К серийному производству все трансмиссии наверняка доведут до совершенства – иначе японцы просто не умеют.

**Сеита Канаи (Seita Kanai), исполнительный вице-президент Mazda Motor Corporation:** "Подразделение серийного производства и наши инженеры работают вместе - для того, чтобы создать новую архитектуру с высочайшей эффективностью и высочайшего качества. Такую, чтобы мы могли делать цилиндры крупнее, или меньше, выше или ниже, комбинируя в количестве трех, четырех или шести штук для создания линейки двигателей для любой будущей модели".

Сеита Канаи (Seita Kanai), исполнительный вице-президент Mazda Motor Corporation: "Подразделение серийного производства и наши инженеры работают вместе - для того, чтобы создать новую архитектуру с высочайшей эффективностью и высочайшего качества. Такую, чтобы мы могли делать цилиндры крупнее, или меньше, выше или ниже, комбинируя в количестве трех, четырех или шести штук для создания линейки двигателей для любой будущей модели".

Но больше всего радует то, что "дотянуться до небес" и на себе испытать современные технологии Mazda смогут и российские покупатели – в Россию планируют поставлять и новый бензиновый мотор, и новые коробки передач. Не будет лишь дизеля – японцы до сих пор не уверены в качестве российского топлива, да и интерес к легковушкам с мотором на «тяжелом топливе» в нашей стране пока слишком мал.

Но хочется верить, что и в этом вопросе небеса рано или поздно станут к нам благосклоннее.