Разработки Mazda: Кто там? Лишний грамм

Под капотом «Мазды-6» новый дизель 2,2 л/185 л.с. Этот силовой агрегат мощнее прежнего на 45 л.с. при той же экономичности!

ЯПОНСКАЯ ДИЕТА

Идея сделать автомобиль легче, сохранив все необходимые качества, всегда была и будет иконой инженерного творчества. Легче значит динамичнее, приятнее в управлении, экономичнее и безопаснее для окружающих. А еще – дороже и сложнее. Ведь ни удобство, ни пассивную безопасность нельзя принести в жертву. Справиться с дилеммой непросто, но варианты уже есть.

Высокопрочные стали и оптимизация силовых элементов кузова – ключ к снижению веса. В «Мазде-2» лишь 47% по массе составляет обычная сталь. Из стали с пределом текучести 440 МПа изготовлено еще 10% (зеленый цвет на схеме). Из высококопрочной 590 МПа – 31%

Для примера – «Мазда-2», один из немногих компактных автомобилей, отвечающих «пятизвездным» требованиям безопасности при снаряженной массе менее 1000 кг. Машине удалось похудеть на 100 кг по сравнению с первыми прототипами. Очень заметный в относительном выражении выигрыш пришелся на подвеску. Она вроде бы немудреная: стойки спереди, упругая балка сзади, – на первый взгляд доводить нечего. А если изменить технологию изготовления рычагов, облегчить опоры, переработать заднюю балку? Результат – минус 13 кг. Теперь повысим в конструкции кузова долю высокопрочных сталей (свыше половины массы) – и сэкономим еще 22 кг.

Турбокомпрессор фирмы IHI с регулируемым направляющим аппаратом турбины оснащен оригинальным уплотнением колеса компрессора. В процессе приработки это колесо подпиливает полипропиленовое уплотнение, обеспечивая минимальный зазор и максимальный КПД.

Немало резервов таится в тех частях автомобиля, которые высокотехнологичными не считают. Так, выпускную систему облегчили на 7,5 кг! Этого добились не только благодаря применению новых материалов, но и за счет каталитического нейтрализатора. Нет, его, конечно, не упразднили – просто технология Single Nano позволила более равномерно распределять частицы драгоценных металлов в керамическом теле нейтрализатора, в результате чего потребность в благородных металлах сократилась на 70%, а само устройство стало компактнее. Еще 2,86 кг сбросили за счет мультиплексной проводки – медные провода не только дорогие, но и тяжелые! И наконец, 980 г экономии дали динамики.

Рабочий объем нового дизеля будет на 200 куб.см больше, чем у предшественника, но веса прибавится всего 6 кг. Применение балансирных валов позволило использовать более короткие шатуны и уместить мотор с увеличенным на 8 мм ходом поршня в блок прежней высо

Пусть аудиофилов стошнит, но я все равно скажу: они двухконусные, с пластмассовой корзиной и миниатюрными, весом не больше 100 г неодимовыми магнитами. Кстати, внутренняя панель двери, на которую они крепятся, тоже пластиковая! Толщиной 1,86 мм, она изготовлена из армированного стекловолокном полипропилена и весит всего 1035 г. Это опять-таки не предел: новая технология позволит уменьшить массу еще на 20–30%. Теперь вместо однородного материала используется более сложная композитная структура, сочетающая прочный поверхностный слой и вспененную, как суфле, начинку. В результате та же панель похудеет до 800 г и станет жестче. В ближайшее время технология распространится и на крупные детали, обещая снизить массу бамперов и передней панели. Так работает стратегия граммов. Ради снижения веса применяют и сварку трением, и алюминий в элементах кузова (из этого металла изготовлены двери модели RX-8 и багажник МХ-5). Цель такова: в следующем поколении снизить массу кузова на 10%, а шасси – на 15%.

Как сэкономить 9% топлива в стандартном городском цикле? Элементарно – надо отключать двигатель при остановках. В новых моторах «Мазды» с непосредственным впрыском за это отвечает система SISS. В вольном переводе – «умная система отключения на остановках»

ДИЗЕЛЬНАЯ МОЩЬ

Без дизеля сегодня в Европе рынок не завоюешь. Но у нас подобные версии «Мазды-3» и «Мазды-6» пока не продаются. Нынешний двигатель MRZ CD 2.0 вовсе не плох – с 2 л снимают 103 кВт/140 л.с. и 330 Н.м крутящего момента. Мотор был оснащен и регулируемым турбокомпрессором, и впрыском «коммон рейл», и даже сажевым фильтром, однако для лидерства этого маловато.

Сегодня только «Мазда» использует предварительное зажигание топлива для ускорения пуска. Для торможения поршня в нужной фазе задействован генератор. Использование предварительного зажигания позволяет экономить топливо, а также пускать двигатель быстрее и

В новом двигателе увеличен рабочий объем путем увеличения хода поршня, ременный привод распредвала сменила цепь, появились уравновешивающие валы, основательно переработан блок цилиндров и поршни. Теперь они имеют внутри специальную кольцевую полость, в которую подается масло для отвода тепла от днища поршня. Результат – 136 кВт/185 л.с. и 400 Н.м – на уровне лучших моторов «немцев» и мощнее, чем у «Тойоты». При этом расход топлива остался прежним. В требования Евро V этот двигатель укладывается благодаря новому сажевому фильтру, модернизированной системе питания и рециркуляции отработавших газов. Давление впрыска достигло 200 МПа, количество отверстий в форсунках возросло с шести до десяти, а их проходное сечение уменьшилось на 20%. Модернизированный керамический фильтр с пористой структурой позволяет дожигать сажу до СО ₂ быстрее и эффективнее, поскольку улучшает прохождение кислорода и может работать при более высокой температуре.

На достигнутом не успокоились. Следующий этап – двухступенчатый наддув, с которым можно будет претендовать на самые высокие показатели в классе. Но его мы увидим на серийных «маздах» не раньше 2010 года.

СТОЯТЬ, НЕ БОЯТЬСЯ!

Как улучшить экологические показатели автомобиля в городе самым простым способом? Глушить двигатель на вынужденных остановках. Это экономит примерно 9% топлива в стандартном цикле. Иное дело, что едва ли кто будет это делать вручную, если только не застрянет в серьезной пробке. Без автоматики тут не обойтись. Для новых бензиновых двигателей с непосредственным впрыском топлива «Мазда» разработала уникальную систему SISS, запускающую мотор с помощью… бензина. Рассудите сами: если у вас под контролем непосредственный впрыск и зажигание, что мешает остановить двигатель так, чтобы один из цилиндров находился в 30–120 градусах от ВМТ на такте рабочего хода? Впрыскиваем нужное количество топлива, поджигаем… и все завертелось без всякого электростартера. Здорово, не правда ли?

Конечно, все оказалось не так просто, даже на уровне концепта. Для надежного пуска нужно запасти достаточно свежего воздуха в цилиндре и остановить мотор в правильном положении. Роль тормоза доверили генератору – при небольшой доработке он прекрасно справляется с этой задачей.

А вот пускать мотор оказалось труднее. На первых прототипах потребовалось перед остановкой поднимать обороты с 600 до 1000 секунды на три, чтобы запастись сжатым воздухом в «стартовом» цилиндре. В противном случае требовался противоход (поворот коленчатого вала в обратную сторону), чтобы набрать и сжать воздух перед впрыском. Такая система работоспособна, но затрачивает на пуск довольно много времени, то есть дискомфортна. Кроме того, она увеличивает расход топлива в городском цикле примерно на 2% по сравнению со стандартным мотором, оснащенным электрическим стартером. Поэтому стартер сохранили, а систему постарались настроить так, чтобы достичь наибольшей экономичности и комфорта при минимальном времени пуска. В результате мотор пускается за 0,35 с – почти вдвое быстрее, чем со специальным электрическим стартером.

Почему так критично время пуска? Представьте себе, что вы остановились на красный сигнал светофора и ждете зеленого с заглушенным двигателем. Здесь задержка пуска даже на доли секунды крайне неприятна. На пробной «Мазде-3» с таким мотором пуск моментальный: стоит включить передачу – и можно сразу нажимать на акселератор и отпускать сцепление.

Разумеется, эта технология доступна только для моторов с непосредственным впрыском топлива, поскольку обычные впрыскивать в закрытый цилиндр не умеют. Впрочем, следующее поколение бензиновых моторов «Мазды» будет именно таким. Разумный «зум-зум» – так это называется.