Два года назад Mazda выбрала путь развития автомобилей новых поколений
Вся фотосессия

Специалисты Mazda разработали ряд прорывных технологий и на их основе даже создали “боевые” прототипы. Нам удалось опробовать эти автомобили в деле и узнать, какими должны стать новые модели бренда уже в следующем году

Два года назад, в то время как многие автопроизводители метались между различными видами нетрадиционного топлива, боссы Mazda вдруг заявили, что компания станет наиболее активно развивать старые добрые двигатели внутреннего сгорания – ДВС. Этот шаг они мотивировали целым рядом причин. Во-первых, потенциал таких моторов даже сейчас, спустя более века после изобретения автомобиля, используется в лучшем случае на треть, а значит, инженерам есть к чему стремиться. Во-вторых, даже по самому оптимистичному сценарию в ближайшие десять лет в мире по-прежнему будут доминировать двигатели, работающие на бензине и солярке, – согласно расчетам, в 2020 г. на их долю придется до 80% рынка. В-третьих, Mazda в глобальном плане относительно маленькая компания, производящая 1,2 млн машин в год, и, даже увеличив производство в полтора раза (как планируется), она таковой и останется. Поэтому японский бренд решил не распыляться, одновременно пытаясь разрабатывать и гибриды, и электрокары, и приводы на водороде, а сконцентрироваться на одном проекте – базовом.

Он получил название SKYACTIV и подразумевает целый комплекс инноваций, касающихся всех ключевых составляющих автомобиля: двигателей, трансмиссий, кузова и шасси. Кстати, свою программу маздовцы анонсировали относительно недавно, в 2009 г., но уже сегодня в их распоряжении есть несколько прототипов, построенных на базе совершенно новых технологий. Их мне и показали на автодроме острова Майорка.

Мечта моториста

В стартовом коридоре гоночной трассы, на несколько дней арендованной японской фирмой, в ряд выставлены четыре машины. На первый взгляд – привычные Mazda 6, разве что в необычной раскраске: белоснежный кузов испещрен голубыми надписями “SKYACTIV”. Под ярким солнцем и почти безоблачным небом, на фоне моря выглядит красиво. Подойдя ближе, понимаю, что есть и несколько других отличий. Чуть-чуть изменен контур заднего окошка, на крыльях какие-то накладки, удерживаемые заклепками…

Причина этих преобразований выяснилась тут же. Внутрь кузовов нынешних “шестерок” втиснули новую начинку: два двигателя (дизельный и бензиновый), две трансмиссии (“механику” и “автомат”), а также шасси и силовые элементы самого “тела”. И чтобы их вместить, пришлось пойти на некоторые переделки. Ведь сейчас главное – испытать новации, проверить, точны ли расчеты инженеров, решившихся на очень смелые шаги. Но, прежде чем сесть за руль, представители компании просят уделить несколько минут теории – узнать, в чем же суть изменений.

В первую очередь речь заходит об основополагающих вещах. Вице-президент и главный менеджер Европейского центра научно-технических разработок Mazda Хироюки Мацумото объясняет принципы и цели новых разработок. Он говорит, что было решено бросить вызов некоторым устоям, на которых зиждется современное автомобилестроение. Например, делать не унифицированные машины из одних и тех же деталей, а создать архитектуру, которая позволит из похожих, но все-таки разных (как минимум по размеру) узлов и агрегатов выпускать модели разных классов. В их числе – идеальные (ну, или почти идеальные) моторы, более совершенные трансмиссии, подвески. При этом каждый последующий автомобиль должен стать легче нынешнего поколения в среднем на 100 кг, причем не за счет дорогостоящих модных материалов (карбона и т.д.), а благодаря оптимизации конструкции, новой компоновке, облегченным сплавам, что позволит продавать машины по разумным ценам.

Как это воплощено в моторах, рассказывает другой менеджер фирмы, шеф подразделения бензиновых двигателей Хидетоси Кудоу. В своей первой фразе он подчеркивает, что при создании новых агрегатов инженеры как бы “позабыли” все существующие правила и работу начали с нуля. “До сих пор считалось, что нельзя использовать одну и ту же степень сжатия в бензиновых и дизельных моторах, причем степень сжатия 14:1. Например, на массовых бензиновых агрегатах она составляет в среднем 10:1, на гоночных болидах – 12:1. И когда передо мной поставили такую задачу, я ответил, что это сумасшествие. То же самое сказали и мои коллеги. Но мне крепко влетело от начальства, и мы стали думать, работать. Сегодня уже есть результат”.

Действительно, 2-литровый бензиновый силовой агрегат SKYACTIV-G получил максимальную на сегодня степень сжатия – 14:0. Не думаю, что нужно идти вглубь его конструкции и перечислять все технические находки японцев. Достаточно сказать, что в сравнении с уже имеющимся у Mazda мотором того же объема он получил на 15% больший крутящий момент, стал легче на 10% и на 15% экономичнее, внутреннее трение в нем уменьшилось почти на треть.

Столь же прогрессивна и другая новинка – дизель SKYACTIV-D. Его степень сжатия точно такая же – 14:0, в то время как до сих пор ниже 16–18 единиц этот показатель в массовом производстве опустить не получалось. То есть маздовцы сумели создать агрегат с самой низкой степенью сжатия в мире! И это притом, что он соответствует стандарту Euro 4, который в Европе будет введен лишь через три года (сейчас 2,2-литровый мотор бренда тратит на 20% солярки больше, и на столько же сильнее его вредный выхлоп). Но за счет комплекса хитроумных решений – например, давление в нем удалось снизить с 170 до 130 кг/кв. см – стало возможным использование более мягких и легких сплавов, что снизило вес двигателя на 27 кг (–10%). Новый двухступенчатый турбонагнетатель сделал агрегат более отзывчивым на низких оборотах с одновременным повышением крутящего момента, да и на высоких оборотах он может развивать больше мощности. Крутящий момент достигает 420 Нм при 2000 об/мин, внутри мотора “спрятаны” 175 л.с.

“Почему этого до сих пор никто другой не сделал? – переспрашивает один из инженеров Mazda. – Проблема в том, что слишком низкая степень сжатия может привести к проблемам с воспламенением топлива при пуске холодного мотора. Но мы нашли эффективное решение. Разработали систему регулирования высоты подъема клапанов, установили пьезоэлектрические форсунки и керамические свечи. Все это проверяли в самый разгар зимы в Финляндии и Швеции, и всякий раз запуск двигателя был мгновенным”.

Дизельный мотор Skyactiv-D: конструктивные особенности

За основу инженеры Мазда взяли хорошо зарекомендовавший себя турбодизельный агрегат MZR-CD. При этом понижение степени сжатия позволило заметно понизить температуру в цилиндре, а также показатель давления. В результате мотор стал отличаться более высоким КПД, однако возникли проблемы со смесеобразованием и воспламенением смеси «на холодную».

Для решения задачи были установлены специальные керамические свечи накала. Благодаря такому решению температура в камере сгорания за пару секунд повышается до 1 тыс. градусов, что значительно облегчает холодный пуск дизельного двигателя. Также дизель Скайактив получил систему изменения фаз газораспределения, что является довольно редким решением для агрегатов данного типа.

Еще инженеры доработали систему питания, оснастив топливную систему дизелного мотора особым блоком клапанов. Этот блок позволяет постоянно поддерживать высокое давление посредством управления подачей дизтоплива в ТНВД, также через него проходят топливные магистрали, по которым излишки топлива поступают обратно в бак.

Что касается наддува, двигатель имеет две турбины (большую и малую), которые размещены в едином корпусе. Установка турбин реализована последовательно, что позволяет получить быстрый отклик и уверенный подхват на низких оборотах благодаря малой турбине, после чего на средних и высоких оборотах подключается большой турбокомпрессор.

Еще отметим, что уменьшение степени сжатия дизельного мотора также снизила ударные нагрузки на ДВС, параллельно были уменьшены и насосные потери. Снижение нагрузок позволило облегчить дизель. В результате (аналогично бензиновой версии) блок цилиндров стал алюминиевым. Выпускной коллектор интегрирован прямо в ГБЦ, что также облегчило конструкцию, а еще позволило быстрее прогреть каталитический нейтрализатор.

Шаги и прорывы

Пока мотористы хвалятся достижениями (и в самом деле уникальными), замечаю, что о своем вкладе в SKYACTIV стремятся рассказать и инженеры из других подразделений – разработчики новых трансмиссий, кузова, шасси. Что ж, это справедливо – прорыв, к которому стремилась фирма, без их усилий был бы невозможен. Ведь мало просто сделать силовой агрегат – нужно, чтобы он был подкреплен не менее продвинутой коробкой передач и чтобы весь автомобиль как бы взошел на новый уровень, будь то динамика, экономичность, управляемость, устойчивость, торможение или безопасность в целом. Кстати, одна из целей – снижение общего веса машины на центнер – как раз и является залогом улучшения этих характеристик. Хотя и не всегда напрямую. Более того, подчас один из параметров вступает в противоречие с другим. Так, модернизируя шасси, конструкторы определили ряд конфликтов: оно должно быть жестким или мягким? устойчивым или маневренным? маневренным или комфортным? То же и с кузовом: снижая вес, обычно жертвуют пассивной безопасностью. Но этот путь неприемлем. Как быть?

“Осознав проблемы, мы поначалу стали думать не о том, как достичь нужного результата, а о том, чего вообще хотим добиться, – поясняет японский специалист. – Затем следовало определить препятствия, и лишь после этого взялись за разработки”. В том, что касается шасси и кузова, таких же революционных изменений, как с моторами, нет. Но есть ряд усовершенствований, позволивших снизить массу кузова (в сравнении с сегодняшней Mazda 6 на 8%, это 20 кг) и увеличить его жесткость на целых 30%. Уменьшилась и масса подвески. Но главное, благодаря ее новой геометрии и некоторым другим решениям возросла точность рулевого управления, маневренность, стабильность на высоких скоростях, комфорт, эффективность торможения.

А вот в коробках передач рывок более весомый. Так, инженеры попытались создать идеальный “автомат”, который смог бы обеспечить быстрое и точное переключение, снижение расхода топлива, быстрый и плавный разгон автомобиля. Пока все существующие версии таких коробок хоть чем-нибудь, да грешат: конструкция с двойным сцеплением дает великолепное ощущение связки водителя с машиной, однако разгон здесь не очень динамичен; вариатор весьма экономичен при медленном движении, но прожорлив на высоких скоростях; есть недостатки и у традиционного гидротрансформатора.

В своей 6-диапазонной автоматической трансмиссии с гидротрансформатором SKYACTIV-Drive маздовцы решили совместить все лучшее от всех этих коробок, избавившись от их же недостатков. Насколько это получилось, мне предстояло проверить на скоростной трассе. Но прежде следовало изучить еще одну новинку – механическую коробку передач SKYACTIV-MT.

Как и “автомат”, она имеет две версии: для передачи 270 и 460 Нм крутящего момента (в зависимости от мотора). Но здесь уже был некий идеал, к которому стремились инженеры, – трансмиссия родстера Mazda MX-5. Теперь следовало создать компактную, легкую, с отменной точностью и скоростью переключения передач коробку и для флагманской легковой модели – Mazda 6. Для этого на 6 кг снизили вес картера и еще на 5 кг суммарную массу остальных деталей, сделали более коротким ход рычага (с 50 до 45 мм), уменьшили трение, модифицировали синхронизатор и ряд других узлов…

Что ж, в презентации и на макетах выглядит неплохо. А как будет на трассе? Вопрос, звучащий в моем взгляде, хозяева мероприятия заметили и наконец предлагают сесть за руль.

Российское представительство Мazda представило на пресс-конференции в Москве технологию, которая станет основой развития бренда на ближайшие годы

.

Актуальный девиз («выше только небо») логично перекликался с местом презентации — Московским Планетарием.

Нам представилась возможность услышать о том, какой будет новая Mazda, практически из первых уст — от Директора по маркетингу Мазда Мотор Рус Андрея Глазкова. Кроме того, прозвучала информация о том, что одну из моделей, выполненных по технологии SKYACTIV, в Россию привезут раньше, чем в Европу. Но об этом позже.

Итак, компания Mazda продолжает уверенно идти по пути к идеальному ДВС

. При этом она отказалась от одной из своих икон — роторного двигателя. Причин тому масса — начиная от финансовых проблем, связанных с уходом из под крыла Ford, и заканчивая технологическими трудностями создания экологичного ротора. Он ушел, но в Mazda обещают, что когда-нибудь ротор вернется. А пока вместо него за спортивный дух и максимальное удовольствие от вождения призваны ответить новые моторы, являющиеся частью концепции SKYACTIV.

Мотор SKYACTIV-П должен стать основой успеха нового модельного ряда. Фото: Autoblog

И бензиновый, и дизельный агрегаты будут обладать повышенной экономичностью без снижения эффективности. В бензиновом агрегате это достигнуто в первую очередь за счет степени сжатия 14.0:1. Эта цифра превышает не только показатели моторов конкурентов, но и движков Формулы-1, где она составляет 12,0:1.

Крутящий момент у такого двигателя на 15 процентов выше, чем у его предшественника. Одновременно снижен и расход топлива — на 15 процентов. Основную проблему, препятствовавшую созданию моторов с высокой степенью сжатия — детонацию смеси, в Mazda устранили за счет различных хитрых технических средств и работы с компьютером управления двигателем. Помимо этого, в выпускной системе использован коллектор схемы 4-2-1, хорошо известный любителям спортивного тюнинга. Эта схема позволила устранить заброс горячих газов в парные цилиндры. Поскольку удлинение коллектора отодвинуло катализатор, который автопроизводители все чаще устанавливают ближе к мотору, инженерам Mazda пришлось опять хитрить с настройками компьютера.

Вообще, фраза о технических хитростях звучала на пресс-конференции весьма часто. И потому не могли быть не заданы несколько очевидных вопросов. Первый из них касался турбин. В отличии от всех ведущих автопроизводителей, пошедших по пути выжимания из мотора всего что можно, устанавливая системы с двумя, а то и тремя турбинами, в Mazda решили совершенствовать конфигурацию камеры сгорания и снизить показатели трения на 30%. В новом моторе уменьшилась толщина вкладышей и вес коленвала. При старте включается электронно управляемая система подогрева цилиндров отработанными газами.

Не последней причиной, побудившей Mazda отказаться от использования турбин, было желание сохранить доступную цену при повышении технологичности мотора.

В дизельном двигателе эффективность достигнута за счет все тех же изменений в деталях и снижении степени сжатия, позволившем обеспечить более полное сгорание смеси.

Разумеется, у нас возник вопрос о стоимости технического обслуживания усложнившегося мотора и его ресурса. На него Андрей Глазков ответил, что, по-видимому, может произойти некоторое увеличение, но не радикальное. Что касается ресурса мотора, то для CX-5 он обещан в пределах 300 тысяч километров. Так ли это, удастся проверить только в октябре, когда машина поступит в Россию для дорожных испытаний.

Вообще, из сказанного на пресс-конференции явно следовало, что SKYACTIV для компании является средством выжить в жесткой конкуренции и борьбе за экологию и одновременно сохранить позиции. Фактически все пункты технологии являются собственной разработкой Mazda. Это касается и рулевого механизма, и трансмиссий. Хотя АКПП создавалась в сотрудничестве с Aisin, Андрей Глазков подчеркнул, что технология принадлежит именно Mazda, и даже факт эксклюзивности АКПП не повлияет на ее стоимость. И уж точно, что гидромеханический автомат Mazda будет дешевле, чем DSG.

Механическая трансмиссия SKYACTIV-MT должна восполнить поклонникам спортивного духа Mazda то, что они потеряли с уходом ротора

. За ее основу была взята МКПП с модели MX-5 с ее легким переключением и коротким ходом рычага КПП. В трансмиссии уменьшен вес ряда деталей, объединены ось шестерни 1-й и задней передачи, укорочен промежуточный вал. Ход рычага новой МКПП всего 45 мм.

Изменения в шасси также направлены на снижение веса при сохранении и улучшении ездовых качеств.

Вобщем-то, все сказанное о технологии SKYACTIV звучало достаточно радужно и заманчиво, даже при имеющихся опасениях, что столь технологичный мотор сулит проблемы в эксплуатации и ремонте.

Но когда рассказ дошел до изменений в конструкции кузова, наш оптимизм сменился печалью. SKYACTIV-Body представляет собой легкую и чрезвычайно прочную конструкцию кузова, позволяющую поднять пассивную безопасность моделей Mazda на новый уровень. Число криволинейных элементов в конструкции кузова сведено к минимуму, благодаря чему нагрузки не концентрируются в отдельных зонах, а распределяются по всему кузову.

Использовано много клеевых соединений, которые образуют кольцеобразные силовые пояса, проходящие в зонах «средние стойки-днище» и «верхняя часть кузова-днище».

И тут же практически у всех возник вопрос — «а насколько ремонтопригоден такой кузов после мало-мальски серьезного ДТП!?»

Ведь такая конструкция практически устраняет возможность ремонта на стапеле, да и арматурные работы по такому кузову — проблема. Как следствие — насколько вырастет тариф на такую машину у страховщиков, которые столкнутся с частыми вариантами ДТП с заменой кузова. И сохранится ли желание приобрести такой авто на вторичном рынке? На этот вопрос однозначного ответа мы не услышали. И с ужасом мы подумали о том, перед нами – первая ласточка среди ждущих нас практически одноразовых автомобилей.

SKYACTIV-Body позволет поднять пассивную безопасность моделей Mazda на новый уровень. Фото: Mazda

Главной задачей, стоявшей перед специалистами по шасси, было обеспечение высокой маневренности и точности рулевого управления на малых и средних скоростях наряду с устойчивостью на высокой скорости

. Для этого они разработали новое рулевое управление с электроусилителем, которое мгновенно реагирует на действия водителя, даже когда автомобиль движется на очень малой скорости. Инженеры Mazda пересмотрели геометрию элементов задней подвески. Были оптимизированы рычаги подвески для более точного управления углами установки задних колес и уменьшения эффекта «рысканья». Устойчивость на высокой скорости была повышена за счет увеличения угла продольного наклона оси поворота колеса, а значит и величины сжатия пружин передней подвески. За счет этого увеличивается момент, стремящийся возвращать управляемые колеса в положение прямолинейного движения.

Здесь же Директор по маркетингу российского подразделения порадовал собравшихся информацией о том, что именно в Россию новая Mazda CX-5 приедет раньше чем в Европу и практически сразу после Франкфурта.

На российский рынок модель будет поставляться с двухлитровым двигателем мощностью (предположительно) 163 л. с., с автоматической и механической трансмиссиями, а также с передним или полным приводом.

Проектор последнего поколения «Универсариум 9» плавно вырисовывает на купольном экране Планетария карту звездного неба. Галактики, состоящие из миллиардов звезд, вызывают благоговение и притягивают своей таинственностью. Именно в этот момент осознаешь всю свою ничтожность и беспомощность. И тем не менее, тот микроуголок Вселенной, в котором все мы живем, постоянно развивается. И невольно возникает параллель между космической эволюцией и эволюцией автоиндустрии, где компания Mazda играет не последнюю роль. Очень приятно, что деятельность бренда всецело сфокусирована на инновациях, приносящих надежность, безопасность и максимальное удовольствие от вождения.

Сергей Домущий

Антон Ковалев

За рулем прототипа

Первый сюрприз внутри машины – правосторонняя компоновка. Похоже, эти прототипы прямо из Японии! Значит, в версиях с МКП придется пообвыкнуть, переключая передачи левой рукой. Инструкторы предупреждают и насчет “автомата”: он еще не доработан, поэтому в ручной режим переходить не надо. Есть кое-какие шероховатости и в других точках салона – что-то держится только на скотче, где-то не хватает кнопок… В общем, “обходные технологии”. Но особого комфорта здесь никто и не обещал – это сугубо рабочие автомобили, предназначенные для испытаний.

Алгоритм заездов прост: по два больших круга на каждой из четырех версий (дизельные “автомат” и “механика” и такие же бензиновые варианты). Трасса автодрома оборудована так, чтобы удалось проехать и по скоростным прямым, и в связках поворотов, и по участку, имитирующему движение в городе. Словом, получить столь полную картину, сколь это возможно сделать в рамках автодрома. И, если не считать заминок с непривычным переключением “механики”, затея удалась.

Да, двигатели мощны и приемисты – они и в самом деле просто рвут с места. На ручных трансмиссиях рычаги переключаются легко, быстро и точно, а у автоматических разгон настолько плавный и стремительный, что при всем желании я уловить перескока передач вверх-вниз не смог. Плюс великолепная маневренность и управляемость: в каждый поворот автомобиль заходит четко, без заносов, на прямой стоит уверенно, тормозит надежно…

В общем, Mazda 6 следующей генерации обещает встать как минимум на несколько ступеней выше нынешнего поколения модели. Соответственно, такой же путь пройдут и все остальные модели марки. Впрочем, еще до их появления полный комплекс технологий SKYACTIV мы сможем оценить на другой новинке бренда – компакт-кроссовере Mazda CX-5. Его официальная премьера состоится совсем скоро – в середине сентября на Франкфуртском автосалоне.
Автор Андрей Безверхов, главный редактор журнала «Автопанорама» Издание Автопанорама №8 2011 год Фото Фото автора и фирмы-производителя

Ресурс моторов Mazda Skyactiv и проблемы

Инженеры компании Мазда создали экономичные и одновременно производительные силовые агрегаты, при этом моторы соответствуют стандарту ЕВРО-6. Также особенностью бензиновой версии Скайактив можно считать то, что двигатель остался атмосферным.

На практике это означает, что в рамках эксплуатации не должно возникнуть типичных проблем, которые обычно свойственны бензиновым моторам с наддувом. Однако для достижения таких выдающихся показателей атмосферный двигатель от Мазда все равно получился сложным по конструкции.

Высокая степень сжатия означает, что значительно возрастают нагрузки на все детали, которые при этом были еще и облегчены для снижения веса. Если просто, облегченный тонкостенный алюминиевый блок сам по себе уже нельзя назвать самым надежным, а благодаря высокой степени сжатия металл фактически нагружен максимально.

Что касается дизельной версии, понижение степени сжатия до 14, напротив, указывает на снижение нагрузок на дизельный мотор. В этом случае двигатель также стал сложнее, однако вполне можно рассчитывать на достаточно большой ресурс основных элементов ЦПГ и КШМ.

Вернемся к статистике и практической эксплуатации. Бензиновые моторы Skyactiv появились на территории СНГ около 5 лет назад. Если рассматривать двигатели Скайактив, проблемы с ними возникают, при этом пока учет неполадок по этим ДВС не выявил массовых и глобальных поломок.

Другими словами, если рассматривать двигатели Mazda Skyactiv, неисправности таких агрегатов, которые зафиксированы, представляют собой следующие:

• встречались случаи, когда необходимо было менять масляный насос, который давал сбой и не выходил на максимум производительности, в результате чего начинала давать сбои гидравлическая муфта для изменения фаз, установленная на на выпускном распределительном вале.
• также была отмечена ситуация, когда двигатель Скайактив после запуска с первого раза через небольшой промежуток времени глох. Для нормальной работы агрегат приходилось перезапускать 2-3 раза, после чего мотор работал стабильно. Вероятно, проблема была не «механической», а связана с прошивкой ЭБУ, так как европейские версии с этим двигателем работали без подобных сбоев.
• еще следует отметить, что на некоторых двигателях Скайактив встречается выработка кулачков впускного распределительного вала, в результате чего двигатель работает более шумно.

Как видно, на данном этапе еще можно говорить, что моторы Skyactiv вполне надежны. При этом все же не стоит забывать, что большинство из этих ДВС еще не прошли условной отметки в 100 тыс. км. Также важно учитывать, что такие агрегаты являются высокотехнологичными.

Хотя сам производитель озвучивает цифру ресурса около 300 тыс. км., при этом такой расчет предполагает идеальные условия эксплуатации, качественное топливо и моторное масло. Это значит, что до 100-150 тыс. км. проблем с двигателем может и не возникать, однако далее сложный агрегат вполне может оказаться крайне дорогим в ремонте или даже неремонтопригодным. Также отмечено, что ближе к 100 тыс. выходят из строя катушки и ионные датчики. На экземплярах, где использовалось топливо не самого лучшего качества, внимания может потребовать ТНВД, а также сами форсунки.