Новые ценности
Не так давно Mazda объявила о том, что к 2015 году планирует снизить расход топлива своих автомобилей на 30 процентов. Цифра внушительная, и чтобы доказать серьезность намерений и достижимость целей, японцы пригласили журналистов в свой европейский исследовтательский центр.
Текст: Карелов Олег.
Нынешнее стремление автопроизводителей к понижению расхода топлива продиктовано не только борьбой за клиента, но и ужесточающимися требованиями к чистоте выхлопа, в частности выбросам углекилого газа. А поскольку последний является неотъемлимым продуктом сгорания горючего, то единственная возможнсть вписать нанешние двигатели в будущие ограничения по CO2 – это уменьшение расхода топлива. Но и этого добиться не так просто, ведь речь идет о сущетсвенном, кардинальном улучшении экономичности автомобилей. И в такой ситуации инженерам приходится оптимизировать уже не только силовые агрегаты, но и всю конструкцию автомобиля в целом.
Специалисты Mazda, разумеется, прекрасно понимают важность такого комплексного подхода, а потому выстроили долгосрочные планы, итогом которых и станет 30-процентное снижение расхода топлива к 2015 году.
Прежде всего, японцы сконцентрируются на улучшении существующих двигателей внутреннего сгорания. Бензиновые модели будут оснащаться системой непосредственного впрыска, модернизированным газораспределительным механизмом с переменной продолжительностью открытия клапанов, а так же системами старт-стоп, экономящими топливо во время коротких остановок. Дизельныне моторы пойдут по пути дальнейшего увеличения давления впрыска и, как следствие, улучшения процесса смесеобразования. Не последнюю роль здесь сыграют сверхбыстродействующие пьезофорсунки, которые придут на смену нынешним электромагнитным. За рост крутящего момента будет отвечать двухступенчатый наддув, а за сохранние экологических показателей – новые каталитические сажевые фильтры и системы нейтрализации оксидов азота с впрыском мочевины.
Вкупе с мерами по снижению веса все это позволит на 20 процентов улучшить показатели экономичности автомобилей Mazda уже к 2011 году. Одновременно, к тому же моменту планируется начать разработку новых легких платформ, благодаря которым удастся снизить вес машин на 100 и более килограмм, а, соответственно, по оценкам инженеров, и добрать необходимые 10 процентов топливной экономичности.
Однако вернемся в настоящее время и посмотрим, как отдельные пункты намеченной программы уже воплощаются в жизнь.
Дизель
|
| Несмотря на существенно возросшую мощность, новый 2,2-литровый дизель сохранил расход топлива на уровне прежнего 2-литрового мотора. |
Одной из важных наработок, которые уже готовы к серийному производству, является новый дизельный двигатель объемом 2,2 литра. И это отнюдь не “расточенный” вариант уже существующей 2-литровой модели, а новая разработка, в которой отразились многие современные веяния. Впрочем, достаточно взглянуть на характеристики этого мотора, чтобы понять: перед нами один из самых совершенных дизелей: его мощность 185 л.с., а крутящий момент 400Нм.
Секрет таких высоких показателей кроется в целом ряде усовершенствований. В частности, турбонагнетатель с изменяемой геометрией теперь оснащается новыми поворотным лопатками турбинного колеса, которые благодаря своей изогнутой аэродинамической форме уменьшают сопротивление потоку отработавших газов и повышают эффективность наддува во всем диапазоне оборотов мотора. Кроме того, улучшено уплотнение между крыльчаткой и корпусом в насосной части нагнетателя – специальное покрытие уменьшило зазор почти до нуля!
|
| Ровная тяга в широком диапазоне оборотов и тишина в салоне - дизельная Мазда6 стала гораздо привлекательнее. |
Доработке подверглась и система непосредственного впрыска. Давление подачи топлива поднято с 1800 до 2000 атм, а так же установлены новые более быстродействующие форсунки с большим числом отверстий для распыления топлива (10 против 6 у прежней модели). И хотя эти форсункци еще основаны на электромагнитах, а не на пьезо-эффекте, тем не менее, по сравнениею с нынешним 2-литровым дизелем интервал между впрысками порций горючего удалось уменьшить на целых 30 процентов. А, как известно, чем тщательнее произведен распыл топлива, тем полнее оно сгорает, и тем выше мощность, лучше экономичность, и чище выхлоп. И действительно, новый дизель, несмотря на свою возросшую мощность, расходует столько же солярки, сколько и 2-литровая модель, и одновременно отвечает экологическому стандарту Eвро-5!
Новый мотор уже в ближайшем будушем появится на многих автомобилях Mazda. А пока представилась возможность опробовать его на модели Mazda 6. Сюрприза не вышло – отличный мотор, мощный и плавный. Если 2-литровый агрегат просыпался лишь к 2000 об/мин, а после 3000 об/мин заполнял салон непрятный гулом, то новый двигатель прекрасно тянет уже с полутора тысяч и приятен на слух даже на предельных скоростях вращения. Кстати, снижению шумности инженеры Mazda уделили немало внимания, стараясь добиться максимальной жесткости картера двигателя и использовав для привода уравновешивающих валов ту же цепь, что и для газораспределительного механизма.
Старт-стоп
|
| Уже скоро система старт-стоп будет устанавливаться на все 2-литровые двигатели Mazda. Правда, только в моделях, предназначенных для Европы. |
Пока дизельные Mazda 6 с журналистами за рулем накатывали километры по проложенному маршруту, вокруг здания исследовательского центра неспеша крусировала белая Mazda 3. Автомобиль флегматично подъезжал к установленным знакам Stop и каждый раз глох во время остановки, чтобы спустя пару секунд, вновь чиркнув стартером, отпариваться к следующему препятствию…
Так японцы демонстрировали свою систему старт-стоп SISS (The smart idle stop system), которая появится на серийных автомобилях Mazda в следующем году. Правда, устанавливаться она будет только на модели с 2-литровым бензиновым двигателем с непосредственным впрыском. Дело в том, что запуск мотора здесь осуществляется путем поджига топлива, впрыснутого непосредственно в цилиндр остановленного двигателя. Сгорая, оно расширяется и, соответственно, толкает поршень вниз. Помимо тихого и экономичного запуска мотора такая схема отличается еще и простотой реализации: практически, все что нужно – это более точный датчик положения коленвала, с помощью которого блок управления сможет узнать, какой из четырех цилиндров остановленного мотора находился в фазе расширения, чтобы впрыснуть в него горючее.
Но почему же во время пуска двигателя слышна работа стартера? Оказывается, что на практике описанный алгоритм не обеспечивает той скорости старта, при которой система остается незаметной для водителя – двигатель постепенно выходит на нужные обороты. Из-за этого и приходится задействовать электрический стартер, правда, не совсем обычным образом: он используется только для небольшого поворота коленвала в обратную сторону, чтобы создать с цилиндре более-менее высокое давление к моменту вспышки топлива.
|
| Принцип работы SISS. Обратите внимание, что в момент остановки мотора, подобрать оптимальное положение поршней помогает генератор, который выполняет роль тормоза. |
За рулем Mazda 3 с системой SISS чувствуешь себя необычно: останавливаешься, включаешь нейтральную передачу и спустя пару секунд, чуть дрогнув, двигатель смолкает. При этом руль по-прежнему руль вращается легко – спасибо электронасосу гидроусилителя. Тишина прерывается в момент первого же касания педали сцепления – в то же мгновение раздается звук стартера, и мотор резко оживает. Скорость запуска такова, что даже при быстром старте с места, проблем не возникает.
А какова экономия топлива? Ответить на этот вопрос сложно, ведь конкретные цифры зависят не только от продолжительности и частоты остановок, но и от температуры за окном, поскольку при выключенном моторе перестает работать климат-контроль. И если система охлаждения двигателя достаточно теплоемка, чтобы долго обеспечивать салон теплом, то кондиционер с отключенным компрессором абсолютно бесполезен. Разумеется, с остановленным мотором долго не простоишь и ночью в дождь – стеклоочистители, фары и другая электроника быстро разрядят аккумулятор.
Поэтому, специалисты Mazda осторожны в оценках: в благоприятных условиях экономия может достигать 9 процентов, однако в некоторых случаях она не превышает и пары. Впрочем, и это немало, ведь система проста и недорога, и если она помогает сберечь хоть немого бензина, то это уже здорово. Жаль, что к нам пока она поставляться не будет.
Снижение веса
Стратегия снижения массы – важная составляющая на пути к экономичному автомобилю. И здесь Mazda ведет исследования сразу в трех областях: поиск оптимальной архитектуры кузова, применение легких материалов и внедрение новых производственных процессов. К последним относятся, например, технологии сваривания лазером, трением, или способы изготовления деталей методом горячей штамповки или гидроформовки.
Первый автомобиль, на котором в полной мере отразились наработки во всех трех областях, - это Mazda 2, ставшая на 100 кг легче модели предыдущего поколения. Кто-то может сказать, что в данном случае снижение веса обусловлено уменьшившимися габаритами машины, но это не совсем так. На самом деле, вклад этого фактора составил всего 4 кг. Значительное же снижение веса обеспечено благодаря высокопрочной стали – 34кг, пересмотру конструкции подвески и новым рычагам с открытым профилем – 13кг. Пересмотр силовой структуры кузова так же облечил его на 8 кг, при том что сам автомобиль стал жестче и прочнее. И если бы инженеры оставили прежнюю архитектуру, то масса автомобиля наоборот увеличилась бы на целых 17 кг!
|
| Mazda2 - первая ласточка широкомасштабной кампании японцев по снижению веса. По сравнению с предыдущей моделью она стала на 100кг легче. |
Далее борьба шла уже за шла за каждый грамм веса. Например, оптимизация расположения проводки помогла уменьшить её длину и сэкономить 2,68кг, пластиковые корзины и неодимовые магниты динамиков акустической системы сберегли еще 0,98.
Полученный опыт пригодился и при разработке Mazda 6, которая вопреки возросшим габаритам и богатому оснащению, получилась на 35 гк легче предшественницы.
Важность и, что главное, неотвратимость тенденции к существенному сокращеню топлива осознают все автопроизводители. Но премиум марки, которые и должны направлять мировой автопром в нужное русло, слишком увлечены гонкой за мощностью и секундами на Нюрбургринге, чтобы четко обозначить переход к новым ценностям. Более же скромная Mazda свободна от этих предрассудков и первая не только заговорила о значимости снижения веса в общей экономичности автомобиля, но и сделала конкретные шаги. А, как изветстно, первопроходцы всегда оставляет след в памяти людей, даже если они опередили остальных всего на шаг.
|
