Будущее поколение автомобилей Mazda обещает стать легче на 100 кг и мощнее на 15%, что, безусловно, приведет к увеличению скорости. При этом вся модельная линейка станет на треть более экономичной. Остается только ждать и наблюдать.
После отделения от Ford, Mazda столкнулась с необходимостью разработать новую платформу и двигатели стандарта Евро-6 для обновленных моделей «шестёрки», «трёшки» и новых кроссоверов, при этом стараясь минимизировать затраты. Инженерная находчивость оказалась решающим фактором. Японские специалисты ставили перед собой порой противоречивые задачи, но в итоге находили инновационные решения. Теперь они утверждают, что для них нет пределов.
Трудно оценить стоимость программы Skyactiv, но из $670 млн, привлеченных в ходе IPO 2009 года, значительная часть была направлена на исследования и внедрение новых технологий. В качестве основы для общей платформы была выбрана «тележка» от Mazda 6, с изменениями в конструкции, включая замену передней двухрычажной подвески на более экономичную стойку McPherson, как у «трёшки». Днище стало модульным: центральная часть силовой структуры останется неизменной для всех моделей, которые будут производиться на одной линии.
Использование высокопрочных сталей возросло до 60%, что позволило уменьшить вес конструкции на 8% (примерно 20 кг) при увеличении жесткости на 30% и повышении уровня пассивной безопасности. Неудивительно, что количество стали с пределом текучести 590 МПа увеличилось почти вдвое — японцы считают её оптимальным материалом благодаря хорошему соотношению цены и качества.
Для более равномерного распределения ударных нагрузок и повышения жесткости силовой структуры критически важные элементы были выпрямлены, а система усилителей сделана замкнутой.
При оптимизации конструкции особое внимание уделялось равномерному распределению ударных нагрузок, что сделало некоторые схемы пассивной безопасности, представленные Mazda, похожими на мерседесовские. Обновленный кузов стал на 30% жестче предыдущего, в том числе благодаря использованию клеевых соединений задних стоек с крышей и комбинации точечной сварки и клея в области задних арок.
В кузове новой Mazda 6 количество точек сварки увеличилось на 10%. В области задних колесных арок детали подвергаются не только скручиванию, но и продольным нагрузкам, поэтому точечная сварка дублируется проклейкой. Что касается крепления боковины в районе задней стойки, то это место недоступно для сварки, и клей становится единственным вариантом.
Японцы считают своей главной заслугой и основой проекта Skyactiv новую линейку четырехцилиндровых двигателей. Как и обещал три года назад глава разработчиков Mazda Сейта Канаи, инженеры смогли добиться снижения расхода топлива без использования гибридных технологий. Из новшеств — только система start/stop. Основной акцент модернизации сделан на повышение степени сжатия для бензинового двигателя и снижение для дизельного. У нового двухлитрового бензинового «атмосферника» и турбодизеля 2.2 с двумя последовательными нагнетателями степень сжатия одинаковая. Для первого это много, для второго — мало.
Согласно графику, новая «четвёрка» с непосредственным впрыском и уменьшенным межцилиндровым расстоянием (90,5 мм вместо 96) значительно более моментная, чем текущий агрегат MZR 2.0. Наддувный вариант заменит существующий двигатель V6. Масса нового двигателя составила 197 кг.
Чтобы бензиновый двигатель мог работать на «девяносто пятом» бензине при спортивной степени сжатия, необходимо устранить детонацию, снизить температуру в цилиндрах и предотвратить циркуляцию раскаленных выхлопных газов. Для этого японцы разработали практически спортивный выпускной коллектор, который сохраняет интерференцию между цилиндрами, но газам нужно пройти слишком большой путь, чтобы их влияние на рабочий процесс было значительным. Расположение катализатора не критично, и количество драгоценных металлов в нем уменьшено: благодаря позднему зажиганию он все равно работает эффективно, а сложный узел стоит всего на 40 евро дороже обычного в производстве. Для снижения насосных потерь используются ступенчатые фазовращатели с электроприводом на впуске и выпуске. Механические потери уменьшены за счет уменьшения диаметра цилиндра на четыре миллиметра и облегчения всей шатунно-поршневой группы и коленвала.
К сожалению, Mazda не смогла использовать фордовскую преселективную коробку с двумя сцеплениями. Поэтому в новую эпоху японцы представляют разработанную с нуля шестиступенчатую «механику», которая короче и легче предшественницы, а также шестидиапазонный «автомат» с усовершенствованным гидротрансформатором. Чтобы избежать расточительных проскальзываний, он теперь блокируется не единственным сцеплением, а пакетом фрикционов, что должно положительно сказаться не только на расходе топлива, но и на отклике педали.
Как и «механика», новый «автомат» Skyactiv-Drive предлагается в двух вариантах: более крупный и тяжелый рассчитан на передачу до 460 Н•м крутящего момента и работу с дизелем. У компактного варианта предел тяги — 270 Н•м. Гидротрансформатор дополнен пакетом фрикционов, что повышает эффективность и долговечность узла. Разместив мехатронный модуль в корпусе «автомата», удалось улучшить быстродействие гидросистемы и существенно снизить производственные допуски.
На сравнительном графике блокировки гидротрансформатора нынешнего «автомата» и коробки Skyactiv-Drive видно, что блокировка срабатывает раньше. Новая коробка при прочих равных условиях экономит топливо.
Мы имели возможность протестировать «мулы» новой «шестёрки»: снаружи прототип выглядит как кузов, собранный на заклёпках, чтобы скрыть увеличенные размеры. Поскольку в России никогда не продавались дизельные Мазды, сравнить дизельный прототип не с чем. «Битурбочетвёрка» 2.2 впечатляет широким рабочим диапазоном, хотя 480 Н•м момента заставляют «автомат» работать жестковато. Привод «механики» действительно стал лучше. Ходы рычага все еще велики, но усилие по сравнению с предыдущими моделями кажется незначительным. Mazda напоминает не только родстер, взятый инженерами за образец, но и Volkswagen Polo. Возможно, для автомобиля рычаг мог бы быть тяжелее. Характерное для Mazda сцепление с пружинящей педалью, выталкивающей ногу в конце хода, осталось прежним.
В механической коробке ходы рычага уменьшены с 50 до 45 мм. Кулиса избирательного механизма расположена вертикально, чтобы использовать гравитацию для облегчения переключений на повышенные передачи, и снабжена дополнительным компенсатором усилия при включении. Синхронизаторы с шариковыми фиксаторами расположены на трех валах: у второй и третьей передач общий ведущий вал, так же как и у первой с задней. Это позволило отказаться от промежуточного вала последней и сделать ведомый вал короче на 20%, что в конечном итоге дает экономию в длине до пяти сантиметров в зависимости от модификации коробки. Благодаря новому подходу к разработке корпуса толщина стенок уменьшилась с 3,5 до 2,5 мм, а итоговая экономия в массе достигает 11 кг в случае с более крупным агрегатом, рассчитанным на работу с дизелем.
С бензиновым мотором «гидромеханика» работает лучше: переключения вверх мягкие, вниз — быстрые. У нового двигателя с непосредственным впрыском увеличилась тяга на низких и средних оборотах. Но рост момента и мощности оценят прежде всего владельцы нового поколения, которое обещает быть на 100 кг легче нынешнего! Этот «золотой центнер» японцы планируют сбросить с каждой модели по мере обновления линейки. Кстати, для будущего родстера и запланированной на 2013 год новой роторной машины разрабатываются свои «скайактивные» трансмиссии, рассчитанные на продольное расположение силового агрегата и задний привод.
Так называемый TPV (test prototype vehicles) — это замаскированный под нынешнюю «шестёрку» кузов-обманка, установленный на новое шасси. Кузовные панели на заклёпках придают автомобилю особый авиационный шарм. Я не против, если бы у серийной машины была такая опция. Салон собран из старых деталей на саморезах, и только незнакомая приборная панель с жидкристаллическим дисплеем в одном из колодцев бросается в глаза. Здесь не регулируются ни сиденья, ни замотанная скотчем рулевая колонка, нет подушек безопасности и системы стабилизации. Но на ходу Mazda производит вполне цельное впечатление, хотя повадки стали чуть менее азартными. Но на этот раз можно с уверенностью сказать — работа еще не завершена.
Короткие заезды на прототипах выявили новую особенность Mazda 6 — более стабильное поведение на скорости. Склонность к заносу при сбросе газа уменьшилась, что подтверждается и теоретическими выкладками, представленными на семинаре. Базовые настройки шасси стали безопаснее, а за скорость откликов отвечает перенесенный на рулевой вал электроусилитель. Трудно судить, насколько он хорошо справляется со своими обязанностями: доводка еще продолжается. Но его научили эффективно бороться с силовым подруливанием, что актуально для дизельной версии.
Кастор передних стоек McPherson доведен до семи градусов. Кинематически новая Mazda6 должна быть более стабильной. Электроусилитель руля расположен на валу, чтобы упростить компоновку полноприводной трансмиссии. Без нее, само собой, не обойдется.
Опора продольного рычага задней четырехрычажной подвески смещена на 43 мм выше, что снижает нагрузку на сайлент-блок и положительно сказывается на комфорте. В том числе и благодаря возможности более вертикально установить задние амортизаторы. Для нового крепления в лонжероне сделано сложное технологическое углубление, а рычагу придан причудливый изгиб. Таким образом удалось избежать подъема заднего дивана.
Вся программа изменений имеет для компании Мазда такое важное значение, что для её обозначения был создан отдельный бренд Skyactiv. Это название в будущем будет появляться на эмблемах наряду с названиями моделей, аналогично линейкам BlueMotion от Volkswagen или BlueEfficiency от Mercedes. В выборе названия явно прослеживается стремление следовать современным трендам: всех объединяет некий голубой (экологический) аспект, а дальше у каждого свои особенности. У одних это голубое движение, у других — голубая эффективность, а у третьих — активность, причем написание может быть как с ошибкой, так и по-немецки.
Новый дизельный двигатель «четвёрка» имеет алюминиевый блок. Этот мотор, который оснащён балансирным валом, на 27 кг легче своего предшественника! Вместо одного турбокомпрессора здесь установлены два последовательных (коллектор показан на иллюстрации вверху справа). Также в системе выпуска используется гидравлический механизм, который изменяет высоту подъёма клапанов (внизу слева), что позволяет оптимизировать фазы газораспределения при холодном запуске и в процессе прогрева. Сниженная степень сжатия до 14:1 обеспечила оптимальное смесеобразование без необходимости в дорогостоящем топливном оборудовании. Переход на позднее зажигание с медленным воспламенением увеличил эффективность работы поршня. Максимальные обороты мощности составляют 4500.
- Ключ к эффективному рабочему процессу заключается в однородности топливной смеси. Для создания новой формы поршней (для бензинового двигателя слева и для турбодизеля справа), способствующей оптимальному смесеобразованию, японские инженеры долго работали над гидродинамическими расчётами и стендовыми испытаниями.
- Новый коленвал бензинового двигателя, выполненный из кованой стали (слева), прочнее старого чугунного, но на 700 г легче. Обратите внимание на усовершенствованную систему противовесов, которая помогает уравновесить свободные силы и моменты. Компоненты дизельного двигателя, наоборот, могут быть менее прочными — степень сжатия снижена, а вместе с ней и нагрузки. Это также приводит к снижению массы — примерно на 10%.
В рамках программы Skyactiv особенно впечатляет то, что японцы, находясь в ограниченных финансовых условиях, не стремятся казаться более «зелеными», чем есть на самом деле. Они акцентируют внимание на спортивных характеристиках своих автомобилей как на главном конкурентном преимуществе. Четко заявляют о том, что, несмотря на очевидность, не принято обсуждать: к 2020 году двигатели внутреннего сгорания останутся основным источником энергии в автомобильной индустрии. Хотя у Мазды есть подразделение, занимающееся разработкой электромобилей, для компании из Хиросимы это лишь перспективные исследования.
Самый лёгкий из четырёх представленных прототипов — двухлитровый с механической коробкой передач и климат-контролем — весит (согласно информации, найденной у инженеров) 1315 кг. Текущая серийная Mazda6 2.0 в европейской версии весит минимум 1400 кг.
В Европе Mazda не позиционирует себя как премиум-бренд (это стоит напомнить тем, кто формирует российский прайс-лист) и продолжает совершенствовать существующие технологии, не пытаясь обмануть доверчивого покупателя. Японцы утверждают: мы достигли того, что хотели, на 70%. А их PR-стратегия, ориентированная на детальное знакомство с техникой, напоминает подход Audi, что весьма положительно сказывается на имидже. Первой моделью с небесноактивной технологией станет кроссовер, дебют которого ожидается уже на осеннем мотор-шоу в Токио.
Кроме того, Mazda активно работает над улучшением системы управления автомобилем, внедряя новые технологии, такие как адаптивный круиз-контроль и системы помощи водителю, которые делают вождение более безопасным и комфортным. Эти системы используют датчики и камеры для мониторинга окружающей среды и могут автоматически регулировать скорость автомобиля в зависимости от дорожных условий.
Также стоит отметить, что Mazda уделяет внимание экологии, разрабатывая технологии, которые снижают выбросы CO2 и повышают топливную экономичность. В рамках программы Skyactiv компания стремится к созданию автомобилей, которые не только обеспечивают отличные динамические характеристики, но и минимизируют негативное воздействие на окружающую среду.
В заключение, Mazda продолжает развивать свои технологии и стремится к созданию автомобилей, которые будут соответствовать современным требованиям безопасности, комфорта и экологии, что делает их продукцию конкурентоспособной на мировом рынке.
Эффективность и экономия топлива: Как Skyactiv меняет правила игры
Одним из ключевых аспектов является улучшенная компрессия в двигателе. Это достигается за счет оптимизации формы камеры сгорания и использования легких материалов. В результате, мощность увеличивается, а расход топлива уменьшается. Например, некоторые модели показывают снижение потребления на 15% по сравнению с традиционными аналогами.
Также стоит отметить усовершенствованные трансмиссии, которые обеспечивают более плавный переход между передачами. Это не только улучшает динамику, но и способствует экономии топлива. В некоторых случаях, автомобили могут достигать показателей до 20% экономии в городских условиях.
Не менее важным является аэродинамический дизайн. Уменьшение сопротивления воздуха позволяет автомобилям сохранять скорость с меньшими затратами энергии. Это особенно актуально на высоких скоростях, где влияние аэродинамики становится критическим.
Для достижения максимальной экономии рекомендуется следить за состоянием автомобиля. Регулярное техническое обслуживание, правильное давление в шинах и использование качественного топлива могут существенно повлиять на расход. Также стоит учитывать стиль вождения: плавные разгоны и торможения способствуют снижению потребления горючего.
Таким образом, внедрение новых решений в автомобилестроении открывает новые горизонты для экономии топлива и повышения общей эффективности. Это не только выгодно для владельцев, но и способствует снижению негативного воздействия на окружающую среду.
Динамика и управление: Влияние Skyactiv на вождение
Система управления шасси играет важную роль в обеспечении стабильности и маневренности. Инженеры разработали специальные настройки подвески, которые позволяют автомобилю уверенно держать дорогу на различных покрытиях. Это особенно заметно при прохождении поворотов, где минимизируется крен кузова, а сцепление с дорогой остается на высоком уровне.
Эффективное распределение веса также способствует улучшению управляемости. Сбалансированное расположение компонентов позволяет снизить центр тяжести, что в свою очередь повышает устойчивость на высоких скоростях. Водитель ощущает уверенность, что позволяет сосредоточиться на дороге и получать удовольствие от процесса вождения.
Технологии активной безопасности, такие как системы контроля устойчивости и антиблокировочная система тормозов, обеспечивают дополнительный уровень защиты. Эти системы работают в тандеме с динамическими характеристиками автомобиля, позволяя избежать потери контроля в критических ситуациях.
Сравнение с конкурентами: Skyactiv против других технологий
Современные двигатели внутреннего сгорания стремятся к повышению производительности и снижению расхода топлива. В этом контексте стоит рассмотреть, как система, разработанная японским производителем, сопоставляется с аналогичными решениями от других автопроизводителей.
Одним из основных конкурентов является система прямого впрыска, применяемая в моделях от европейских брендов. Она обеспечивает более точное распределение топлива, что позволяет улучшить сгорание и повысить мощность. Однако, в отличие от японской разработки, такие системы могут страдать от углеродных отложений, что требует регулярного обслуживания.
Сравнение с дизельными моторами также показывает интересные результаты. Дизели предлагают высокий крутящий момент и экономию топлива на длинных дистанциях. Тем не менее, они имеют свои недостатки, включая более высокие выбросы NOx и необходимость в сложной системе очистки выхлопных газов. В этом аспекте бензиновые агрегаты с инновационными решениями могут оказаться более экологичными.
Технологии гибридных и электрических автомобилей становятся все более популярными. Гибриды предлагают сочетание бензинового и электрического двигателей, что позволяет значительно снизить расход топлива в городских условиях. Однако они требуют более сложной системы управления и могут быть дороже в обслуживании. В отличие от них, бензиновые двигатели с новыми решениями могут предложить более простую конструкцию и меньшие затраты на обслуживание.
