Анализ разницы в стоимости эксплуатации бензинового и дизельного Mazda CX-5
Все из нас знают, что дизельный по сравнению с бензиновым двигателем — дороже в эксплуатации. Но мало кто знает — на сколько именно. Сколько это будет в граммах — об этом и пойдёт разговор ниже…
В Европе предпочитают дизельные авто из каких то своих соображений. Скорее всего — не из-за прагматических, а из экологических соображений (они там этим очень плотно припарены). Например, Мазда СХ-5 в равнозначной комплектации в Германии стоит 35 тыс. евро за 160 лошадиную бензиновую версию и 38 тыс. евро за 175 лошадиный дизель (как видно — дизель дороже аж на 3 тыс. евро, а это для европейского обывателя весьма немало), но при этом дизель имеет выхлоп Евро-6, а бензин — Евро-5. Может, от этого зависит налог? Не знаю, да и честно говоря, тонкости европо-бытия меня мало волнуют. Для России евро-выхлоп не столь важен и актуален (точнее — совсем не важен и совсем не актуален), поэтому мало кто хочет пересаживаться на дизель в России только из-за евро-соображений.
Преимущество в стоимости топлива несущественна. Так, в Германии бензин Euro95 стоит 1,35, а дизель — 1,23 евро за литр (в России: 0,51/0,50 евро соответственно), как видно — выгода в разнице стоимости топлива между бензин/дизель — не велика. А вот разница в заявленных паспортных данных по расходу топлива есть. Причем, для Германии расход топлива для дизеля 175 л.с. заявлен в смешанном режиме — 5,5 л/100 км, для бензина 160 л.с. — 6,6 л/100 км. Для России же: дизель 175 л.с. расход на сотню км в смешанном режиме заявлен 5,9 л, бензин 150 л.с. — 6,7 л. (может, из-за качества самого топлива такие паспортные данные?).
На примере Мазда СХ-5 я решил посчитать, в какие деньги выльется стоимость эксплуатации бензиновых и дизельной версий одной и той же комплектации СХ-5.
Для равнозначного сравнения возьму комплектацию Supreme, в которой присутствуют все доступные в России двигатели для СХ-5.
Сейчас их три: два бензиновых (150 и 192 л.с.) и один дизельный (175 л.с.). Вот и сравним все три версии СХ-5 в одной (одинаковой для всех трех) комплектации. У всех коробка автомат и полный привод.
Условно разобью эксплуатацию «под себя» (т.е. промежуточные итоги), сделав промежуточный срез на срок эксплуатации 3 года (или 45 тыс. км пробега) и 6 лет (90 тыс. км пробега), транспортный налог — то же свой, региональный.
Для чистоты и равности сравнения, все данные — официальные, в т.ч. и стоимость периодических ТО. Понятно, что паспортные данные расхода топлива — это минимальный предел и мало кому удалось их достичь (т.к. условия эксплуатации у всех разные), поэтому в расчет беру только завленные производителем паспортные данные.
Дизельная 2,2 л (175 л.с.) Мазда СХ-5 в комплектации Supreme стоит 1 586 000 рублей. Заявленный расход топлива в смешанном режиме составляет 5,9 литра на 100 км. При моём ежегодном пробеге в 15 000 км и официальном расходе дизеля в смешанном цикле 5,9 литра видим, что за 3 года эксплуатации на дизель я истрачу 90 004 рублей (по текущей стоимости на данный момент). За эти 3 года и 45 тыс. км придется 4 раза посетить сервис для планового ТО (34 170 руб.).
Небольшое уточнение: межсервисный пробег для дизельной СХ-5 составляет 10 тыс. км, для бензиновой — 15 тыс. км.
За бензиновый СХ-5 с тем же уровнем оснащения просят 1 356 000 рублей (за 2 л. 150 л.с. мотор) и 1 466 000 рублей (за 2,5 л. 192 л.с. мотор). При моём ежегодном пробеге в 15 000 км и официальном расходе 95-бензина в смешанном цикле 6,7 литра (150 л.с.) и 7,3 литра (192 л.с.) видим, что за 3 года эксплуатации на бензин я истрачу 107 032 рубля (150 л.с.) и 116 617 рублей (192 л.с.) по текущей стоимости на данный момент. За эти 3 года и 45 тыс. км придется 3 раза посетить сервис для планового ТО (23 800 руб.) с незначительной разницей стоимости ТО между обслуживанием 150 л.с. и 192 л.с.
Аналогично и для среза в 90 тыс. км пробега.
Более подробно все цифры я свёл в таблицу, по которой каждый сам может всё увидеть:
Разница в стоимости при приобретении 2,0 л бензин и 2,2 дизель составляет 230 000 рублей. За 3 года эксплуатации на ТО уйдёт на 10 370 рублей больше на обслуживание дизеля (и на 34 790 рублей больше за 90 тыс. км пробега). Таким образом, с учетом покупки автомобиля и последующих ТО разница в стоимости составит уже 240 370 рублей. С учетом расхода и стоимости топлива: за 3 года разница чуть уменьшится (за счет меньшего потребления солярки и его стоимости) до суммы 223 342 рублей.
Но за 90 тыс км пробега разница опять увеличится (за счет более частых и дорогих ТО) до 230 734 рублей.
Иными словами, разницу в первоначальной стоимости автомобилей не удастся «отбить» или просто уменьшить даже при весьма длительных пробегах.
С учетом транспортного налога и всех плановых расходов на автомобиль (в т.ч. с учетом стоимости самого автомобиля):
— стоимость владения СХ-5 с бензиновым двигателем 2,0 л за 3 года (45 тыс. км) составит 33,3 рубля за каждый километр пробега (за 90 тыс. км — 18,3 руб/км);
— стоимость владения СХ-5 с бензиновым двигателем 2,5 л за 3 года (45 тыс. км) составит 36,3 рубля за каждый километр пробега, т.е. на 9 % дороже 2,0 л (за 90 тыс. км — 20,1 руб/км);
— стоимость владения СХ-5 с дизельным двигателем 2,2 л за 3 года (45 тыс. км) составит 38,6 рубля за каждый километр пробега, т.е. на 16 % дороже 2,0 л (за 90 тыс. км — 21,2 руб/км).
Это просто расчетный анализ, в реалии цифры, конечно же, будут выше.
Увы, но дизельный СХ-5 в России можно выбрать исключительно из любви к тяге с самых низких оборотов. Других плюсов попросту нет никаких. Как ни крути, но покупать и в последующем содержать дизельный СХ-5 более затратно, чем не только 2,0 литровый (на 223 тыс. руб.), но и 2,5 литровый (на 103 тыс. руб.) бензиновые. А Российские реалии добавляют еще одну ложку дёгтя: низкое качество солярки (особенно в зимнее время).
Я не призываю покупать тот или иной СХ-5 с бензиновым или дизельным двигателем. Каждый решает сам. Особенно в это трудное (в экономическом плане) время… Я лишь дал эмпирический расчет, посчитал для тех, кому это нужно или интересно.
Подержанная Mazda CX-5: чего ждать от моторов SKYACTIV?
Скажу сразу, я не знаю ни одного человека, который с самого начала безоговорочно верил бы в успех внедрения компанией Mazda двигателей с технологией SKYACTIV. Тем более на кроссоверах…
Наш нынешний герой – кроссовер Mazda CX-5. И в своё время я даже побывал на его европейской премьере. Представители компании тогда довольно потирали руки, предвкушая технологический и рыночный прорыв, но глаза у них были усталыми. Быть может, они утомились объяснять скептикам, что ничего не ломают и не портят, а только улучшают. Или что это вовсе не тот мотор, который может одновременно работать на бензине, дизеле, и палёной водке. Или что цикл Миллера – это не цикл Аткинсона…
В результате за спорами о технологиях незаметно ушёл на задний план сам кроссовер. А зря! CX-5 за исключением некоторых типичных для него особенностей очень хорош, а как показало время, ещё вынослив и отлично собран. Например, в 2018 году TUV поставил его на третье место в рейтинге надёжности среди автомобилей возрастом четырёх-пяти лет. Ну а что же с моторами SKYACTIV?
Обновите прошивку
Первым силовым агрегатом, который ставился на Mazda CX-5 и собирался по технологии SKYACTIV, стал 2-литровый бензиновый атмосферный мотор, переделанный из популярного MZR 2.0. Вторым – дизель объёмом 2.2 литра. Объединяло их одно – одинаковая степень сжатия (14). То есть мало для дизеля и много для бензина – и в этом суть технологии SKYACTIV. Это попытка сделать более эффективный и экологичный двигатель, не прибегая к уменьшению объёма, турбинам и гибридным агрегатам.
Ещё раз повторю, как ни жаль, но бензиновый двигатель, несмотря на высокую степень сжатия, не будет работать на дизеле и наоборот, а вот октановое число и качество бензина для него крайне важны.
Первые пару лет у СХ-5 была неприятная, хотя и неопасная особенность. Иногда холодный двигатель запускался только со второй-третьей попытки. То есть он заводился и сразу глох. И так не один раз. Касалось это только бензиновых моторов и только тех, что были официально проданы в России. Mazda, поставлявшиеся в Белоруссию и на Украину, так себя не вели. Компания официально объявила причиной плохой бензин, но были случаи, когда ушлые сервисмены втихаря от менеджеров по гарантии меняли прошивку на европейскую, и проблема исчезала.
А через пару лет пропала она у всех кроссоверов. Возможно, кстати, что на российских заправках появился бензин категории «Евро-5» или началось производство машин во Владивостоке. А может, просто совпало…
Словом, кроме этой досадной ошибки моторы SKYACTIV, по крайней мере 2-литровые бензиновые, ничем себя не замарали. Разве что по мелочи. Катушки зажигания не самые надёжные и не любят влаги, пластиковый ролик натяжителя приводного ремня навесных механизмов может запеть раньше регламентного срока замены. Кстати, генератор стоит довольно слабый, и если вы ездите мало и по большей части в пробках, то не удивляйтесь разряженному аккумулятору зимой.
И 2-литровые, и 2.5-литровые двигатели оснащены системой непосредственного впрыска топлива с 6-струйными форсунками, которые очень не любят воды в бензине, не говоря уже о твёрдых примесях. Их нужно обслуживать как минимум раз в 150 тысяч. Не меньше внимания требуют свечи, которые опытные владельцы рекомендуют менять с каждой третьей сменой масла и только на оригинальные и рекомендуемые. В катушки зажигания встроены ионные датчики, которые помогают избежать детонации в моторах со SKYACTIV.
Не так страшен…
Дизель, который устанавливался на Mazda CX-5, как-то не пошёл. Может быть, потому что реклама создавала образ нарочитой спортивности машины, а может, покупатель был просто не готов. К тому же экономичность бензиновых версий, умудрявшихся в режиме шоссе расходовать 6,5 литров на сотню, напрочь перечеркивала нужду в тяжёлом топливе. Тем не менее дизеля встречаются. И в сервисе тоже.
В первые два года выпуска у них всплыл неприятный дефект – преждевременный износ распредвала выпускных клапанов. Это приводило к тому, что двигатель глох. Чаще, к счастью, на холостом ходу. Определить проблему удавалось только с помощью инструментальной диагностики, то есть после частичной разборки мотора. Нарекания были и на недолговечную турбину, но это уже, скорее, наговоры.
А вот реальная проблема – течь масла, особенно через верхний датчик ГРМ. Указателя давления в машине нет, есть только индикатор низкого уровня. Причём настолько низкого, что у других двигателей это привело бы к катастрофе. У Mazda же после долива всё приходило в норму. Будто ничего и не было. Кроме того, капризными были признаны вакуумный насос и крепление форсунок. Именно эти две неисправности оказались фатальными, так как приводили к масляному голоданию, и дизель из российских квот убрали.
С автоматом спокойнее
Кроссовер выпускался в передне- и полноприводной версиях, с шестиступенчатыми механической и автоматической трансмиссиями. Механика ставилась исключительно на переднеприводные машины, поэтому нам она не очень интересна. К тому же автомат надёжнее. Особенно серия GW марки Aisin, которая, увы, шла только с дизелем. Для бензиновых Mazda предназначалась трансмиссия FW6A-EL. Тоже Aisin. Хорошая, надёжная, но не такая выносливая.
При частой езде с высокими нагрузками, к которым относилось и бездорожье, с буксованием, а особенно раскачкой, быстро выходила из строя муфта блока задней передачи, забивая отходами масляные каналы.
Мог начать гудеть подшипник вторичного вала, намертво закреплённый в корпусе (очень дорогая замена). Иногда чудил концевик селектора, и индикатор передачи ничего не показывал. Активная езда по бездорожью быстро изнашивала сальники коробки отбора мощности, блоки подушек и приводила к перегреву муфту полного привода, вызывая течь масла, что ещё больше усугубляло ситуацию. Никаких внедорожных ассистентов у Mazda CX-5 не было. Даже принудительного включения полного привода. Разве что противобуксовочная система.
Королевская подвеска
Что зарекомендовало себя с наилучшей стороны, так это подвеска. Полностью независимая и с виду не самая мощная, она обладает завидным ресурсом и отлично настроена. Если в чём и кроется спортивный характер CX-5 (кроме внешности разумеется), так это в подвеске. Рулевые тяги, которые выходили из строя в первый год выпуска, давно заменили по сервисной акции. А вот ходимость сайлентблоков по 200 000 км без замены – очевидная заслуга производителя.
Подвеска вообще не требует никакого вмешательства на первой сотне тысяч пробега. После всё зависит от интенсивности эксплуатации и качества дорог. Единственное, зачем нужно присматривать, так это состояние чехлов рулевой рейки. Повредить их просто, а замена узла стоит дорого. Недостатки, которые отмечают почти все, – типичная японская чувствительность к мелким неровностям и шум, идущий от задних арок.
Дела салонные
Чем Mazda СХ-5 подкупает в первую очередь, так это оснащённостью и качеством интерьера. Передние кресла очень удобны, а все системы комфорта работают безотказно годами. Кроме всего прочего, на эти Mazda ставят аудиосистему Bose. Конечно, не уровня Hi-End, но очень приличную. Единственная реальная проблема, с которой сталкиваются владельцы – нестабильная работа системы старт-стоп. Однако с учётом того что у нас её поголовно отключают, непонятно, стоит ли относить это к недостаткам.
А вот любые другие повторяющиеся сбои в электрооборудовании должны заставить владельца обратить внимание на возможные признаки крупного ремонта. Ну или на подсевший аккумулятор, который не полностью заряжается в коротких поездках. Особенно зимой. Разочаровать может и второй ряд кресел: плоская вертикальная спинка, короткая подушка и высокий пол не располагают к дальним пробегам. Рослые пассажиры будут чувствовать себя не слишком комфортно. Зато материалы износостойкие и не теряют вид очень долго.
Тонкая лаковая линия
Самой большой проблемой для владельцев Mazda CX-5 может стать уже привычная японская слабость лакокрасочного покрытия. Кажется, что краска царапается даже о воздух. Полировать особого смысла нет, разве что сразу покрывать каким-нибудь жидким стеклом. Хотя, учитывая грязь на дорогах, это ни к чему не приведёт. Была партия машин, у которых внутренняя часть светового блока покрывалась белёсым налетом. Это не проходило как акция, но дилеры без разговоров меняли поликарбонат по гарантии.
Отказы стеклоподъёмников, замков и прочего крайне редки и признаков системности не содержат. Лампочки не перегорают и умные фары, которые появились после рестайлинга, работают надёжно.
На российском рынке цены на Maxda CX-5 начинаются от 700 тысяч рублей за 2-литровые полноприводные версии. После рестайлинга 2014 года машины заметно подорожали, и даже сегодня их стоимость может достигать полутора миллионов. Это уже не так интересно, учитывая, что в 2017-м вышло новое поколение, которое не так уж далеко ушло по цене. Что касается выбора версий, то на пять двухлитровых приходится одна с мотором 2.5 литра.
Причём по цене они почти не различаются, и выбирать можно исходя исключительно из предполагаемых нагрузок и расчёта экономичности (у двухлитровых расход значительно меньше). Посрамлены ли скептики, прочившие новым кроссоверам и технологии SKYACTIV от силы стотысячный ресурс? Безусловно! Mazda CX-5 показал себя очень надёжным и комфортным автомобилем. Но будем реалистами: полумиллионного пробега без капремонта от моторов с такими характеристиками ждать не стоит.
Технологии SKYACTIV-D (особенности технологии дизельной версии)
С незапамятных времен дизель и бензиновый мотор честно конкурируют между собой, в борьбе невольно перенимая друг у друга характерные признаки. Теперь наконец-то они сравнялись… по степени сжатия. У дизеля Skyactiv-D эта геометрическая величина равна 14:1, как и у бензинового двигателя Skyactiv-G. Еще один рекорд, на сей раз среди серийных дизелей, — у большинства моторов она колеблется от 16 до 18.
Обычно нормальной степенью сжатия в турбодизелях считается 16–18:1. Маздовцы уменьшили этот показатель до 14:1, как у бензиновой модификации CX-5, и дополнительно облегчили вес агрегата (головки блока, шатунно-поршневой группы, коленвала) на 10%, что повлекло снижение механических потерь и рост предельных оборотов. Это решение позволило более эффективно использовать наддув, снизились температура и скорость сгорания топлива. Теперь давление в камере сгорания очень быстро и, что более важно, — очень точно компенсируется с помощью двух турбин. Согласно заявлению производителя, расход солярки сократился по сравнению с 2,2-литровым мотором MZR-CD на 20%. Еще один плюс более деликатной работы в два «воздуходува» — низкий выброс CO 2 (соответствует нормам Euro 6.
Дизельный двигатель Skyactiv-D:
1 — самая низкая степень сжатия для серийных дизелей 14:1 позволяет достичь оптимального момента воспламенения;
2 — система регулировки высоты подъема выпускных клапанов стабилизирует работу двигателя при прогреве;
3 — соответствует требованиям Euro 6 без дорогих систем нейтрализации;
4 — двухступенчатый турбонаддув улучшает гибкость на низких оборотах и добавляет мощности на высоких;
5 — на 10% легче и на 20% экономичнее предшественника, 2,2-литрового MZR-CD;
6 — керамические свечи накаливания улучшают пуск холодного двигателя;
7 — механические потери из-за пониженного до 130 кг/см² давления в камере сгорания (на 20% ниже, чем у MZR-CD), как у бензинового мотора;
8 — блок цилиндров легче на 25 кг.
Чем меньше степень сжатия у дизеля, тем ниже температура и давление в камере сгорания в конце такта сжатия. А значит, сгорание протекает медленнее, что позволяет впрыскивать топливо еще при подходе к верней мертвой точке, а не когда поршень уже идет вниз (как у дизелей с более высокой степенью сжатия). Топливо лучше перемешивается с воздухом, отчего смесь сгорает эффективнее, а в выхлопных газах содержится намного меньше сажи и окислов азота (NOx). Кроме того, выше и степень расширения (ход поршня, при котором совершается фактическая работа). Как результат — расход топлива ниже на 20%. К тому же Skyactiv-D» укладывается в нормы Euro 6 (вступят в силу лишь в 2014 году) без дорогого нейтрализатора частиц азота.
Однако нет добра без худа — дизели со столь низкой степенью сжатия плохо пускаются и неустойчиво работают при отрицательных температурах. Лекарство от этого недуга — керамические свечи накаливания и система VVL, регулирующая высоту подъема клапана. Она не редкость на бензиновом моторе, но диковинка на дизеле. Только в первом случае она определяет количество поступающего в цилиндры воздуха, а во втором заведует рециркуляцией отработавших газов. На холодном двигателе выпускной клапан в конце такта впуска не закрывается, и часть отработавших газов возвращается во впускной коллектор. На следующем впуске горячий заряд вновь поступает в камеру сгорания и подогревает ее. Таким образом, нет пропусков воспламенения, двигатель на этапе прогрева работает более стабильно.
Привод одного из пары выпускных клапанов каждого цилиндра снабжен устройством, регулирующим высоту подъема клапана. На прогретом двигателе ход клапана задают стандартные кулачки распредвала — выпуск закрывается полностью. Когда мотор холодный, высоту подъема определяет дополнительный кулачок иной формы — выпускной клапан приоткрыт, часть отработавших газов засасывается назад в камеру сгорания.
Агрегат двухступенчатого наддува состоит из малого и большого турбонагнетателей. Первый, менее инерционный на низких оборотах, мгновенно раскручивается и эффективно сглаживает турбояму, второй подключается на средних и вплоть до максимальных 5200 об/мин.
В основу наддувного дизельного мотора Skyactiv-D тоже лег предшественник — турбодизель MZR-CD со степенью сжатия 16,3. Понижение степени сжатия до 14 заметно снизило температуру и давление в цилиндре. Это повысило КПД агрегата, но ухудшило перемешивание топливовоздушной смеси и ее самовоспламенение при холодном пуске мотора и его прогреве.
Чтобы дизель был эффективным и экологичным во всех режимах работы, инженеры пошли на хитрость.
Холодный пуск мотора облегчают обновленные керамические свечи предпускового прогрева. За две секунды они нагревают воздух в камере сгорания до 1000 градусов.
Для стабильного сгорания смеси при прогреве двигателя в ГРМ внедрили систему изменения фаз, а это большая редкость для дизельных агрегатов. В привод клапанов, идентичный бензиновому собрату, внедрили механизм переменного хода. Он слегка приоткрывает один из двух выпускных клапанов в каждом цилиндре на такте впуска: часть горячих выхлопных газов возвращается в цилиндр и поднимает температуру в нем. Это облегчает распыление топлива и обеспечивает более стабильное сгорание смеси.
Механизм переменного хода клапанов состоит из рокера с двумя рычагами (внешний и внутренний) и кулачка распредвала с двойным профилем — высоким и низким. Внешний рычаг взаимодействует с высоким профилем, а внутренний — соответственно с низким. Первое обеспечивает обычное открытие клапана в такте выпуска, а второе — немного приоткрывает его в такте впуска. Внутренний рычаг закреплен на внешнем с возможностью наклоняться относительно него. Встроенный в рокер гидравлический стопор позволяет заблокировать это перемещение. Когда блокировки нет, внутренний рычаг при взаимодействии со своим низким кулачком просто перемещается внутри внешнего рычага и клапан не совершает дополнительного открытия. Соответственно, когда задействован стопор, внутренний рычаг тянет за собой внешний, вызывая дополнительное открытие клапана.
Качество смесеобразования в цилиндре повысили и за счет точности работы топливных форсунок. В турбодизеле она зависит от давления в магистрали возврата солярки в бак (магистраль обратки). Для поддержания постоянного высокого давления в систему включили специальный блок клапанов. Он одновременно управляет подачей топлива в ТНВД и связывает все магистрали обратки.
Мотор оснастили двумя турбокомпрессорами, объединенными в одном корпусе. Большая и малая турбины установлены последовательно. Это позволяет сочетать их преимущества. Малый турбокомпрессор (турбина высокого давления) имеет быструю реакцию и выдает большое давление наддува при низких оборотах двигателя, а большой турбокомпрессор (турбина низкого давления) — при высоких. Работой единого узла управляет «мозг» с помощью трех клапанов (см. схему).
Малая СЖ существенно снизила нагрузки на мотор и сократила насосные потери. Поэтому инженеры облегчили и турбодизель. Теперь у него тоже алюминиевый разборный блок цилиндров. Изменения в кривошипно-шатунном механизме более глобальные: инженеры отказались от смещения поршневого пальца, но сместили ось коленвала относительно оси цилиндра. Таким ходом убили сразу двух зайцев — снизили боковое усилие на поршне на такте рабочего хода (сопротивление скольжению) и сохранили эффект смещенного пальца (снижение эффекта перекладки поршня при прохождении ВМТ). Головка блока теперь имеет интегрированный выпускной коллектор. Помимо уменьшения габаритов и сокращения массы мотора, это ускоряет прогрев нейтрализатора.
Новый турбодизель на 10% легче и на 20% экономичнее предшественника. Максимальная мощность и крутящий момент не подросли, зато агрегат удалось вписать в жесткие рамки норм Евро‑6 без усложнения системы нейтрализации.
Далее информация о технолигии Skyactiv и ее дизельной версии из другого источника: mazda-city.ru/index.php/s…elnyj-dvigatel-skyactiv-d
Дизельный двигатель Мазда SKYACTIV-D – это высокоэффективный дизельный двигатель с турбонаддувом, который принадлежит к следующему поколению двигателей компании Mazda. В этом двигателе реализована самая низкая в мире степень сжатия (14,0:1) для современных дизельных двигателей, устанавливаемых в автомобилях массового производства.
•Использование такой низкой степени сжатия и оптимизация всех механических частей с точки зрения механического трения и снижения веса позволили создать самый эффективный, мощный и приёмистый дизельный двигатель, который по строению не похож на общепринятые конструкции.
•Даже при более низкой степени сжатия двигатель SKYACTIV-D имеет высокую эффективность за счет увеличения эффективного коэффициента расширения.В результате, используется больше тепловой энергии, чем в обычных дизельных двигателях. Однако, снижение степени сжатия также приводит к снижению давления и температуры в цилиндрах в TDC (Top Dead Centre = верхняя мёртвая точка), что может привести к плохому запуску и нестабильному воспламенению, особенно при низких температурах.
•Для преодоления проблем с запуском и обеспечения стабильного воспламенения было принято несколько мер. Они были направлены, с одной стороны, на создание легко воспламеняющейся топливовоздушной смеси, а с другой стороны – на получение дополнительного тепла в камере сгорания.
Для обеспечения возможности холодного запуска и стабильного сгорания обычные дизельные двигатели имеют высокие степени сжатия.
• Для эффективного сгорания необходимо выполнять впрыск и воспламенение близко к положению TDC, чтобы использовать как можно большую часть такта объёмного расширения. Иначе часть тепловой энергии будет израсходована напрасно.
• В дизельных двигателях с высокой степенью сжатия температура и давление в положении TDC становятся чрезвычайно высокими. При впрыске у TDC происходит спонтанное воспламенение до формирования оптимальной топливовоздушной смеси. Это приводит к неравномерному сгоранию и увеличивает формирование NOX (Nitrogen Oxides = оксиды азота) и PM (Particulate Matter = частицы сажи).
• Чтобы избежать этого и выполнить строгие требования стандартов по нормам выбросов, время опережения сгорания в дизельных двигателях с высокими степенями сжатия выполняется с запаздыванием. Это означает, что в обычных дизельных двигателях зажигание происходит после TDC, когда поршень начинает опускаться, снижая давление и температуру в цилиндре. Однако, это снижает эффективную степень сжатия и поэтому ухудшает коэффициент полезного действия.
• Низкая степень сжатия двигателя SKYACTIV-D снижает давление и температуру в TDC. Поэтому зажигание происходит более длительно, даже при впрыске вблизи TDC. Это позволяет улучшить формирование смеси, и вследствие этого сгорание становится более равномерным.
• Помимо снижения количества образующихся NOX и PM, это позволяет получить более высокий коэффициент расширения, что повышает коэффициент полезного действия.
Во избежание затруднений с холодным запуском, которые возникают из-за пониженной степени сжатия, в двигателе SKYACTIV-D установлены пьезоэлектрические форсунки, способные выполнять до девяти впрысков за цикл, что позволяет формировать смесь, которая легко воспламеняется и горит.
• Кроме этого, применение керамических свечей предпускового подогрева, позволяет очень быстро прогревать камеру сгорания, что обеспечивает хороший запуск даже в холодных условиях.
• Двигатель SKYACTIV-D также содержит совершенно новую систему, которая способствует хорошему запуску в холодных условиях и стабильному сгоранию во время прогрева двигателя – так называемый механизм регулировки подъёма клапанов.
• Механизм регулировки подъёма клапанов слегка приоткрывает один выпускной клапан каждого цилиндра в такте впуска. Это позволяет вернуть некоторое количество горячих выхлопных газов обратно в цилиндр, поднимая температуру и содействуя обеспечению воспламенения и стабильному сгоранию во время прогрева двигателя.
Дизельный двигатель Мазда SKYACTIV-D содержит двухступенчатый турбокомпрессор, в котором малый турбокомпрессор и большой турбокомпрессор управляются избирательно в соответствии с режимом работы двигателя. Сочетание индивидуальных преимуществ обоих турбокомпрессоров позволяет двигателю SKYACTIV-D обеспечивать высокий крутящий момент и быструю реакцию на низких скоростях вращения коленчатого вала, а также высокую выходную мощность на высоких скоростях.
• Помимо улучшенных характеристик с точки зрения производительности, эта технология в сочетании с пониженной степенью сжатия и с впрыском топлива, также способствует образованию меньшего количества NOX и PM в результате поступления большего количества воздуха (кислорода) для более полного сгорания. Кроме того, в этой технологии достаточное количество воздуха подаётся даже при высокой интенсивности рециркуляции выхлопных газов, что также способствует снижению образования NOX.
• Исключительная эффективность и приёмистость дизеля мазда SKYACTIV-D достигается также за счёт значительного снижения общего трения и веса частей, выполняющих возвратно-поступательное и вращательное движение.
• Снижение этих показателей, благодаря пониженной степени сжатия обеспечивающей меньшую нагрузку на компоненты и меньшие напряжения в них, позволило изготовить блок цилиндров из литого алюминия.
• Использование лёгких, более устойчивых к трению деталей коленчатого механизма, таких как облегчённые поршни с облегчёнными поршневыми пальцами, поршневые кольца с пониженным коэффициентом трения, облегчённые шатуны и более лёгкий коленчатый вал с более узкими шейками, снижает инерционную массу и механическое трение.
• Кроме того, двигатель SKYACTIV-D имеет масляный насос, который изменяет давление масла в зависомости от режима работы двигателя, что снижает насосные потери.
Характеристики дизельного двигателя Mazda SKYACTIV-D
Основными техническими новшествами, реализованными в новом двигателе SKYACTIV-D, является следующее:
– Двигатель DOHC (Double Overhead Camshaft = два верхних распределительных вала) с цепным приводом, механизмом VVL (Variable Valve Lift = изменяемый подъём клапанов) для выпускных клапанов, приводом клапанов роликовыми толкателями, гидравлическим компенсатором зазора и облегчёнными поршнями с выемкой
– Система смазки с двухступенчатым изменением давления масла и трубками распыления масла
– Система охлаждения с водяным насосом, имеющим закрытое рабочее колесо, установленным непосредственно в корпусе термостата
– Система впуска воздуха с двухступенчатым турбокомпрессором
– Топливная система впрыска Denso с общей топливной магистралью, в которой установлены новые пьезоэлектрические форсунки
– Система выпуска без отдельного выпускного коллектора
– Система рециркуляции выхлопных газов с перепускным клапаном охладителя EGR (Exhaust Gas Recirculation = рециркуляция выхлопных газов), имеющая новый перепускной клапан охладителя EGR
– Система зарядки с преобразователем DC-DC (Direct Current — Direct Current = постоянный ток – постоянный ток)
– Система запуска (система i-stop) с одной батареей