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 Sky Activ-D с непривычно низкой по нынешним меркам степенью сжатия. Попробуем разобраться, в чем его преимущества…
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 мазда Sky Activ-D отключается.
Итак, начнем детальный разбор технологии Sky Activ-D. Типичной для современных высокофорсированных турбодизельных двигателей является степень сжатия порядка от 16:1 – 22:1. 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.
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. справа), 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%.
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. слева вверху).
