o_18u0qcpts54shlmf7u1i7o1c8ma.pdf
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
MAZDA 3
въведение<br />
Успехът принадлежи<br />
на смелите<br />
Когато през 2012 г. ви представихме технологията<br />
SKYACTIV, която за първи път трябваше да се реализира<br />
като цялостна концепция в новия компактен<br />
SUV модел CX-5, компанията Mazda се бореше с<br />
последиците от бурята от неблагоприятни фактори,<br />
като оттеглянето на Ford Motor Company в качеството<br />
му на собственик на 33 процента от фирмата,<br />
тежката икономическа криза и разрушителното цунами.<br />
Mazda неистово се нуждаеше от нов стратегически<br />
партньор. Или може би не…<br />
Японската компания многократно е показвала<br />
устойчивост на икономическите сътресения. Mazda<br />
не разполага с резервите на гиганти като Toyota или<br />
Nissan, но притежава изключителна технологична<br />
дълбочина, ярка индивидуалност и авангарден дух<br />
и на практика е една от най-иновативните в автомобилния<br />
бранш. Началото на 2012 година обаче<br />
беше преломен момент за развитието на компанията.<br />
Няколкогодишните инвестиции в авангардни<br />
технологични решения, обединени под общото<br />
име SKYACTIV, и дизайнерската линия KODO, вече<br />
демонстрирана в различни студийни разработки,<br />
очакваха своята първа реализация под формата на<br />
модела CX-5. Зад видимото от обществото обаче се<br />
криеше и мащабната офанзива на Mazda, наречена<br />
Monotsukuri Innovation programme, включваща<br />
инвестиции в ефективни производствени процеси,<br />
позволяващи гъвкаво управление дори при внезапни<br />
спадове на търсенето. Mazda бе на прага на<br />
своето ново начало.<br />
Успехът бе предрешен. Въпреки трудната ситуация<br />
и факта, че е неголяма за мащабите на автомобилостроенето<br />
компания, която трудно може да<br />
реализира високо ниво на ефективност и норма на<br />
печалба при сравнителни малък обем на производство,<br />
още след края на март 2013 г. Mazda отчете<br />
първата си печалба от четири години. И това е само<br />
началото, защото според първоначалните данни в<br />
края на март 2013 г. Mazda ще отбележи годината<br />
с най-висока печалба в историята си, с оперативна<br />
стойност от 1,35 милиарда евро. С нея фирмата ще<br />
засенчи досегашната си най-печеливша година,<br />
2008-а, когато записва 872,5 милиона печалби. И<br />
това при условие, че производството на изключителния<br />
нов представител на японския производител<br />
в компактния клас Mazda 3 започна в края на<br />
миналата година и приносът му в общия резултат<br />
е частичен.<br />
Може би това е достатъчно доказателство за<br />
смисъла от новата стратегия на марката и значимостта<br />
на новия дизайн KODO и новата технологична<br />
философия SKYACTIV, които донесоха множество<br />
награди на компанията в съответните области и<br />
неизменното присъствие на новите модели CX-5,<br />
Mazda 6 и Mazda 3 в челните места на класациите<br />
в престижните конкурси за автомобил на година в<br />
локален и глобален мащаб. Придобила значителна<br />
увереност, Mazda ще продължи да залага на своя<br />
специфичен високотехнологичен дух и като част от<br />
тази политика ще назначи много по-голям от първоначално<br />
планирания брой инженери.<br />
Междувременно и главният завод на компанията<br />
– Хофу в префектурата Ямагучи, Югозападна<br />
Япония – бе подложен на цялостно преоборудване.<br />
Ключът към постигане на по-ефективно производство<br />
e споменатото Monotsukuri (което на японски<br />
3
MAZDA 3<br />
означава „да правиш нещата“). Представянето му<br />
съвпадна с напускането на стапелите от 10-милионния<br />
автомобил, произведен на поточните му линии,<br />
една разкошна Mazda 6 седан.<br />
94 процента от автомобилите, които се произвеждат<br />
в този завод, са за износ. Вярно е, че производството<br />
в Япония се влияе негативно от високия<br />
курс на йената, но е вярно също и че клиентите<br />
имат изключително положително отношение към<br />
японските автомобили, произведени в Япония …<br />
За един по-хубав свят<br />
„Експериментатори и новатори, които изместват<br />
границите на нормата и статуквото“. Това е първото<br />
изречение, което ще откриете в Уикипедия<br />
като значение на думата „авангард“. В сламената<br />
купа на словата понякога имаш късмета да откриеш<br />
зрънцето – и да намираш прости, ясни и точни обяснения<br />
на нещата. Като това, да очертаеш същността<br />
на една автомобилна компания. Защото именно<br />
цитираното изречение би изразило чудесно духа на<br />
Mazda. В държава като Япония, съставена от разтърсвани<br />
от постоянни земетресения и заливани от<br />
цунами острови, без суровини и върху скромно по<br />
размери жизнено пространство, хората оцеляват,<br />
оползотворявайки всяко късче земя и превръщайки<br />
технологичното си развитие в основен приоритет.<br />
Японците притежават удивителната способност да<br />
се учат и адаптират, както и да конструират самобитни<br />
по своя характер машини и в частност автомобили.<br />
Но израслата от пепелищата на Хирошима<br />
Mazda се откроява дори сред общата уникалност на<br />
японския автомобилен пейзаж като компания, създаваща<br />
неповторими инженерни и стилистични<br />
продукти. Ако видите замечтаната вглъбеност на<br />
хората, които работят в нея, може би ще откриете<br />
произхода на неподправената виталност и духа на<br />
създателите й, избрали символиката на зороастрийския<br />
бог на живота Ахура Мазда. Mazda се<br />
нарежда сред онези автомобилни конструктори и<br />
производители, които се ръководят от мечтите на<br />
хората и просто не могат да съществуват, без да<br />
прекрачват границите на общоприетото и без във<br />
всеки един миг да бъдат новатори и различни. Моделите<br />
на марката са известни с високото си качество<br />
и в този контекст използваното от компанията<br />
рекламно словосъчетание „ние произвеждаме мазди,<br />
вие какво шофирате“ добива ясни материални<br />
основания.<br />
Дори един бегъл поглед из историческите<br />
анали на марката ще е достатъчен, за да открием<br />
източниците на нейната самоувереност. Японската<br />
фирма е единствен и ревностен знаменосец на<br />
ванкеловата идея и единствен производител на<br />
автомобили с двигател, работещ по цикъла на Милър<br />
(Mazda Xedos 9 от 1993 до 2003 г. и по-късно<br />
Demio, известна в Европа като Mazda 2). Те се допълват<br />
от дизеловия мотор с вълново сгъстяване<br />
на въздуха Comprex, от каскадното и двуструйното<br />
принудително пълнене (Mazda RX-7), от системите<br />
за активно завиване на задния мост на 626 от края<br />
на 80-те години, от налагането на малък роудстър<br />
като MX-5, от уникалната старт-стоп система i-Stop,<br />
в която стартирането се подпомага от горивния<br />
процес, и системата за регенериране на енергията<br />
с помощта на кондензатори i-Eloop. И за завършек<br />
да споменем факта, че това е единственият японски<br />
производител, спечелил надпреварата на 24-те<br />
часа на Льо Ман – естествено, с автомобил с ванкелов<br />
двигател!<br />
4
МАЛКО ИСТОРИЯ<br />
Но тази малка на фона на автомобилните мастодонти<br />
японска компания е и олицетворение на<br />
срещата между мечтите и зрелия прагматизъм,<br />
изискващ толкова много качества от съвременния<br />
автомобил в една среда на безмилостна конкуренция.<br />
След по-голямата Mazda 6, компактната<br />
Mazda 3 е материализация на идеята за съчетаване<br />
на тези противоречиви фактори – по начина, по<br />
който само Mazda може да прави нещата. Моделът<br />
е призван да се опълчи на своите съперници и го<br />
прави с целия арсенал от авангардни технологични<br />
решения, създадени от инженерите на компанията,<br />
и със стилистика, въплъщаваща дълбочината на<br />
японската традиционна представа за динамика и<br />
красота. Mazda 3 заимства много от технологичните<br />
си решения от по-големите CX-5 и Mazda 6 и в този<br />
смисъл е изключително облагодетелствана. Сплавта<br />
от новата стилистична концепция KODO и новата<br />
технологична философия SKYACTIV на Mazda e получила<br />
и свои конкретни очертания и интерпретация<br />
в компактния клас. Зародили се и усъвършенствани<br />
паралелно в общ развоен процес, тези две насоки в<br />
работата на творческите екипи във фирмата се разгръщат<br />
в перфектна симбиоза.<br />
В тази книжка сме си поставили за цел да ви<br />
запознаем с новата крачка в еволюцията на Mazda<br />
и по-специално с модела Mazda 3. Ще надникнем в<br />
историческата галерия за неговите предшественици,<br />
ще разкажем на новия дизайнерски език KODO<br />
и ще направим цялостен разрез на технологичната<br />
философия SKYACTIV с нейните нови попълнения.<br />
Приятно четене!<br />
Щрихи от миналото<br />
Онова, с което компанията Mazda предизвиква<br />
уважение още от самото си създаване, е дързостта<br />
и куражът да се бори с тежки обстоятелства, да оцелява<br />
след ударите и превратностите на съдбата и<br />
отново да се изправя, да расте и побеждава. Пример<br />
дава още основателят на фирмата Жужиро Мацуда<br />
– дванайсети син в семейството на рибар от<br />
Хирошима, който стъпка по стъпка развива своя<br />
бизнес с изолационни и строителни материали.<br />
Икономическите трудности в края на двайсетте години<br />
не сломяват волята на предприятието за успех<br />
– с нови съдружници и подкрепа то се насочва към<br />
производството на мотоциклети и триколесни лекотоварни<br />
модели, които се продават много добре и<br />
дори се изнасят.<br />
Всичко това през войната отстъпва място на<br />
оръжейно производство – докато идва следващото<br />
изпитание, най-голямото. Наистина, малко компании<br />
на този свят могат да се похвалят, че са оцелели<br />
след ядрена бомбардировка. Mazda обаче стъпва<br />
на крака, нейните лекотоварни модели участват в<br />
следвоенното възстановяване, а през 1960 г. представя<br />
R360 – мъничко автомобилче с два врати,<br />
тегло 380 кг, двигател с работен обем 356 куб. см<br />
и мощност 16 к.с. И отново ръководителите на компанията<br />
се решават на смела крачка, като още през<br />
следващата година подписват договор с германската<br />
фирма NSU за разработване и усъвършенстване<br />
на ванкелови двигатели. Продължилият няколко<br />
десетилетия ангажимент на японците с роторните<br />
мотори им помага да придобият собствена, ясно<br />
разпознаваема физиономия и място на световната<br />
автомобилна сцена.<br />
Ванкеловите модели, първият от които е спортното<br />
купе Cosmo Sport 110 (1967), създават на марката<br />
ореол на високотехнологичен производител<br />
и това й помага да завоюва позиции, особено на<br />
Американския континент. И компактните серии, и<br />
моделите от средния клас имат ванкелови версии;<br />
стига се дори дотам, че се предлага лекотоварният<br />
Mazda Rotary Pickup, както и бусът Mazda Parkway<br />
(макар и само в Япония).<br />
След тези успехи обаче компанията понася<br />
удар, който засяга цялата световна автомобилна<br />
промишленост, но се отразява особено тежко върху<br />
ванкеловите амбиции на Mazda. Става дума за пе-<br />
Първата Mazda Familia (1963). Първият 323 (1977). Първият световен модел (323 BD, 1980).<br />
5
MAZDA 3<br />
Елегантен 323F (1989–1994). Последният 323 (BJ, 1998–2003).<br />
тролната криза от 1973 г., когато за броени месеци<br />
цената на горивата се вдига неимоверно и клиентите<br />
започват да избягват леките и бързооборотни,<br />
но доста лакоми роторни мотори. Сътресението е<br />
силно и фирмата отчита големи загуби за 1975 г. И<br />
отново хората от Хирошима намират сили не само<br />
да оцелеят, но и да продължат напред. Първо, осигуряват<br />
си финансиране от банката на близката до<br />
Mazda групировка Sumitomо. Второ, не изпадат в<br />
крайността да изоставят напълно станалите непопулярни<br />
ванкелови мотори, а екипират с тях специално<br />
конструирания спортен модел RX-7, който<br />
не само поддържа високотехнологичния имидж на<br />
марката, но и за 24 години в три поколения достига<br />
внушителния за спортен автомобил тираж от 811<br />
634 екземпляра. И трето – активизират продажбите<br />
на конвенционално задвижваните модели, като<br />
през 1977 г. компактният 1000/1200/1300 е заменен<br />
от 323, а през 1979 г. на мястото на 616/618 на<br />
пазара е пуснат седанът от среден клас 626.<br />
Освен че действа в тези три главни насоки,<br />
Mazda започва сътрудничество с Ford, подплатено с<br />
нарастващо акционерно участие на американския<br />
концерн. То продължава 31 години и осигурява на<br />
японците повече финансова стабилност плюс икономическия<br />
ефект от съвместните производствени<br />
предприятия, от използването на общи технически<br />
платформи и на мрежите за продажба и обслужване.<br />
В компактния клас оръжието на Mazda в новия<br />
поход към световните пазари е моделът 323,<br />
възпроизвеждащ японската Familia и отначало продаван<br />
в Северна Америка под името Mazda GLC (от<br />
Great Little Car). Автомобилът, носещ вътрешнофирмено<br />
название FA4, напомня с формата си успешния<br />
VW Golf, но е със задно предаване. Клиентите<br />
могат да избират между каросерии хечбек и комби<br />
и между три четирицилиндрови бензинови мотора<br />
с обем от 1,0 до 1,4 л и мощност от 45 до 70 к.с.<br />
През 1977 г. германски журналисти се отправят<br />
с два автомобила Mazda 323 от Хирошима към<br />
Франкфурт, където предстои европейската премиера<br />
на модела. Екипажите, чиито машини са с мощност<br />
от 60 к.с., пътуват през Южна Азия, въоръжени<br />
единствено с компаси. Не ги спират нито облаците<br />
прах, нито ужасните дупки по пътищата, нито 82-октановият<br />
бензин. Същото начинание е повторено<br />
през 1990 г. с четири екземпляра от Mazda 626, като<br />
този път маршрутът минава през тресящия се от конвулсиите<br />
на предстоящото разпадане Съветски съюз.<br />
Под недоверчивите погледи на граничарите, изтерзани<br />
от безброй спукани гуми, екипажите преодоляват<br />
отвратителните шосета, част от които са такива<br />
и днес. Потвърждават го участниците в Hiroshima-<br />
Frankfurt Challenger Tour 2013 – 15 000-километровия<br />
пробег през два континента и девет часови пояса,<br />
с който най-новата Mazda 3 стига от Хирошима<br />
до Франкфурт, за да бъде представена за първи път<br />
на автомобилното изложение през есента на 2013 г.<br />
Нов полет на марката към световните върхове<br />
бележи второто поколение на 323 (със заводско означение<br />
BD), което се появява през 1980 г. и се отличава<br />
с по-модерна стилистика – гладки повърхности<br />
и добре очертани ръбове, както и с нова конструкция<br />
с предно предаване и ниско собствено тегло<br />
(780–855 кг). Благодарение на сътрудничеството с<br />
Ford този 323 става първият глобален модел на<br />
Mazda, като, естествено, се предлага и във версия<br />
седан. В Япония под името Familia той в някои моменти<br />
дори изпреварва по продажби Toyota Corolla.<br />
В Германия второто поколение на 323 е най-продаваният<br />
японски автомобил. Освен в Хирошима и<br />
Хофу моделът се произвежда и в Колумбия, Нова<br />
Зеландия и Зимбабве. Особено популярен е в Австралия,<br />
където сп. Wheels го обявява за Автомобил<br />
на годината 1980.<br />
Но и това не е всичко. Под названието Ford<br />
Laser и Ford Meteor това и следващите поколения<br />
на 323 се разпространяват в Азия, Океания, части<br />
от Южна Америка и Африка. Laser се произвежда<br />
както при Mazda, така и в заводи на Ford, което го<br />
превръща в действително световен продукт, който<br />
слиза от конвейерите в Канада, Тайван, Малайзия,<br />
Виетнам, Тайланд, Австралия, Япония, Нова Зеландия,<br />
Индонезия, САЩ, Мексико, Филипините, Венецуела,<br />
Колумбия и Южна Африка.<br />
И най-после – с 323 (BD) фирмата от Хирошима<br />
6
МАЛКО ИСТОРИЯ<br />
Първата Mazda 3 (BK, 2003–2009). Mazda 3 от второто поколение (BL, 2009–2013).<br />
успява да пробие дори Желязната завеса. В ГДР са<br />
внесени 10 000 екземпляра; в България компактната<br />
Mazda също се продава, но само на подбран кръг<br />
от потребители.<br />
До 2003 г., когато е заменен от Mazda 3, моделът<br />
323 претърпява още четири издания. Компактният<br />
автомобил запазва и утвърждава световния си<br />
статут с помощта на множество нови моменти, сред<br />
които са:<br />
дизелови двигатели (от третото поколение<br />
BF, 1985–1989)<br />
рали версия с двойно предаване и 1,6-литров<br />
турбомотор с два горни разпределителни вала<br />
(BF, 1987)<br />
двигатели с впръскване на бензин и катализатор<br />
(BF, 1987)<br />
елегантен вариант 323F, притежаващ линия<br />
на купе с четири врати и потъващи под капаци фарове;<br />
доставя се и с двойно предаване (в четвъртото<br />
поколение BG, 1989–1994)<br />
спортни версии на BG-8 с 1,8-литров турбомотор<br />
и 163 к.с., предлагани в Германия и другаде<br />
под название TXL 4WD и TXS 4WD, както и още помощен<br />
хомологационен модел GT-R със 185 к.с.,<br />
чийто японски вариант развива 210 к.с.<br />
двулитров шестцилиндров мотор с 24 клапана<br />
и мощност 144 к.с. при петото поколение (BA,<br />
1994–2000), само за версията 323F.<br />
С шестото поколение (BJ, 1998–2003) през<br />
есента на 2003 г. приключва продължилата повече<br />
от 26 години епоха на Mazda 323. Оттогава компактният<br />
модел на японската марка носи името Mazda<br />
3. В самата Япония също преустановяват производството<br />
на серията Familia, а новият модел се предлага<br />
като Axela.<br />
Произвежданата от 2003 г. Mazda 3 е изградена<br />
върху глобалната платформа С1 на Ford , заменила<br />
както предишната С170, така и платформата BJ на<br />
Mazda. Освен от японците, които я наричат „ВК“,<br />
новата техническа база се използва от Volvo под<br />
названието P1. Платформата С1 е създадена в развойния<br />
център на Ford в Кьолн. Трийсет инженери<br />
от Ford, Mazda и Volvo работят в продължение на<br />
две години, за да съчетаят технологиите за производство<br />
на компактни автомобили от трите марки.<br />
Ръководител на екипа е Дерик Кюзак, вицепрезидент<br />
по развойната дейност на Ford of Europe.<br />
Подобно на 323, първото поколение на Mazda<br />
3 (BK, 2003–2009) има версии седан и хечбек (Mazda<br />
3 Sport, 80% от европейските продажби). Работата<br />
върху дизайна на модела започва още през 1999 г.<br />
под ръководството на главния стилист Хидеки Сузуки<br />
едновременно в трите дизайнерски центъра<br />
на Mazda – в Калифорния, Франкфурт и Хирошима.<br />
През 2001 г. е избран проектът на турчина Хасип<br />
Гиргин, който след това е изпратен да работи шест<br />
месеца в Хирошима, докато автомобилът получи<br />
окончателния си облик.<br />
Окачването на Mazda 3 (отпред Макферсън,<br />
отзад многозвенно) позволява динамично шофиране,<br />
а размерите на каросерията с дължина почти<br />
4,5 м приближават модела до средния клас. Същото<br />
се отнася и за оборудването, включващо предложения<br />
като система за безключов достъп, музикална<br />
уредба Bose и др. Най-мощната версия Mazda 3<br />
MPS (Mazda Perfomance Series) разполага с 2,3-литров<br />
турбомотор, генериращ 260 к.с., като максималната<br />
скорост е ограничена до 250 км/ч.<br />
За шест години Mazda 3 BK е произведена в<br />
повече от милион и половина бройки, затова целта<br />
на конструкторите и стилистите, които проектират<br />
следващото, предпоследно засега поколение BL<br />
(2009–2013), е да продължат този успех, като запазят<br />
визуалното и техническо сродство с предшественика<br />
и същевременно въведат новия стилов език<br />
на марката и по този начин свържат „тройката“ с<br />
Mazda 6 GH и преработената през есента на 2008 г.<br />
ванкелова Mazda RX-8. Дизайнът е разработен под<br />
ръководството на Кунихико Курису, а моделът е показан<br />
за първи път на салона в Лос Анджелес през<br />
ноември 2008 г.<br />
В техническо отношение втората Mazda 3 се отличава<br />
с бензиновите двигатели с директно впръскване,<br />
нови 2,2-литрови дизелови мотори (150 и<br />
185 к.с.) и системи за подпомагане на водача, като<br />
асистент за смяна на лентата, предлаган след обно-<br />
7
MAZDA 3<br />
вяването през 2011 г. Оттогава може да се поръча и<br />
специално разработената старт-стоп система, която<br />
изключва двигателя при определено положение на<br />
буталата, а впоследствие го стартира, като подава<br />
искра към сгъстената горивна смес в камерата на<br />
съответния цилиндър. Така моторът пали два пъти<br />
по-бързо и с по-малък разход на енергия от акумулатора.<br />
Последната особеност е част от новата технологична<br />
философия SKYACTIV, която Mazda започва<br />
да въвежда на американския пазар с преработената<br />
Mazda 3 от 2011 г. Моделът получава новия<br />
двулитров мотор SKYACTIV-G, както и шестстепенните<br />
предавателни кутии SKYACTIV (автоматична<br />
и механична). В Европа този технологичен прилив<br />
настъпва с пълна сила при изцяло новото (и като<br />
платформа) трето поколение Mazda 3 (ВМ), чиято<br />
световна премиера се състоя неотдавна едновременно<br />
в Лондон, Санкт Петербург, Истанбул, Мелбърн<br />
и Ню Йорк.<br />
Духът на движението<br />
Един поглед към новата Mazda 3 ви убеждава<br />
колко дълъг еволюционен път е изминал автомобилът<br />
през последните три десетилетия. През осемдесетте<br />
години коефициент на обтекаемост от 0,30 е<br />
прецедент при сериен автомобил, а моделите, които<br />
го постигат, обикновено са по-дългите представители<br />
от средния клас, облечени в стерилни, заоблени<br />
метални доспехи. Тогава конструкторите се<br />
концентрират именно върху формите – наклоненото<br />
предно стъкло, клиновидните фарове, равните<br />
повърхности – и в края на краищата обикновено<br />
трябва да се задоволят с бледо излъчване. Аеродинамиката<br />
често се налага да бъде пожертвана в<br />
името на красотата. Или обратното. Днешната<br />
Mazda 3 показва, че подобен компромис вече не е<br />
нужен. Коефициентът на обтекаемост от 0,26 при<br />
седана и 0,275 при хечбек модела са уникални за<br />
автомобил с толкова къс корпус. Не е необходимо<br />
човек да е експерт, за да се досети, че обтекаемостта<br />
сама по себе си изисква по-дълги форми, които<br />
плавно се снижават и позволяват на въздуха да<br />
следва профила им без нарушения в движението<br />
му. Това от своя страна означава, че специалистите<br />
по аеродинамика е трябвало да приложат невероятен<br />
талант и да прецизират всеки детайл по отношение<br />
на неговото оптимална обтичане от въздуха,<br />
включително и най-вече тези, които не се виждат и<br />
се намират под автомобила. Предизвикателството<br />
обаче е в съчетаването на функция и форма, когато<br />
общите линии и детайлите са в перфектна хармония<br />
и излъчват изразително послание. Ако автомобилен<br />
производител като Mazda е научил нещо<br />
през тези години, то е как вещата обработката на<br />
всеки елемент може да служи на красотата, а визуалната<br />
естетика да бъде в пълен унисон с обтекаемостта<br />
на формите.<br />
Работата на дизайнерите днес е много трудна.<br />
Те могат да постигнат и най-изящна красота<br />
и хармоничност на облика, да проектират и последния<br />
детайл в компютърните си системи, но<br />
моделът им да не получи одобрението на инженерите<br />
по аеродинамика, защото при тестовете<br />
8
дизайн<br />
Мацабуро Маеда създава невероятната<br />
Mazda RX-7, а синът му е автор на новия<br />
стилистичен език Kodo.<br />
на прототипа във въздушния тунел някой дребен<br />
детайл е влошил общия ход на флуидите. А ако<br />
стилистите и специалистите по аеродинамика постигнат<br />
консенсус, целият им труд може да бъде<br />
върнат в начална точка от технолозите по производството,<br />
защото проектираните форми не биха<br />
могли да бъдат реализирани на практика. С подобни<br />
проблеми се сблъсква екипът на главния<br />
дизайнер на Mazda Икуо Маеда. С него марката<br />
се завръща към японските си корени, след като<br />
предишните дизайнери Мъри Калъм и Лауренс<br />
ван дер Акер не остават в компанията достатъчно<br />
време, за да създадат нови трайни тенденции в<br />
дизайна на марката. Поел кормилото на глобалния<br />
дизайн на Mazda през 2009 година, Икуо<br />
Маеда има 25-годишен опит в Mazda, а неговият<br />
баща Мацабуро Маеда е неин главен дизайнер<br />
през 70-те години и създател на първата Mazda<br />
RX-7. Тя е революция за времето на седемдесетте,<br />
когато японският дизайн има репутацията на<br />
японското уиски. Очевидно призван да следва задълбочения<br />
подход на баща си, Икуо Маеда кипи<br />
в духа на компанията, а изразителните форми,<br />
които създава, са истински шедьовър на автомобилната<br />
стилистика. С назначаването му като шеф<br />
на глобалния дизайн на марката (компанията има<br />
два дизайнерски центъра в Япония, един в Германия<br />
и един в САЩ) той изоставя дотогавашния стилистичен<br />
език, наречен Nagare. Последният търси<br />
мотиви в красотата на движението в природата,<br />
в полъха на вятъра и водните течения, в плавността<br />
на природните форми. Той се разкрива с<br />
усмихнато лице и е материализиран в множество<br />
студийни и един сериен модел (актуалната Mazda<br />
5). Nagare обаче отстъпва мястото си на KODO –<br />
духът на движението. Реализацията на KODO се<br />
съобразява изцяло с изискванията на колегите<br />
от различни инженерни отдели, които същевременно<br />
интензивно работят по новите олекотени<br />
каросерии. SKYACTIV не е подходящ за Nagare с<br />
неговата cab forward (изнесена напред кабина)<br />
ориентация. Nagare не съответства на идеите на<br />
конструкторите за по-добро разпределение на<br />
теглото, на изискванията за безопасност, но найвече<br />
не отговаря на основната идея на Mazda да<br />
придобие по-елитно излъчване. За Икео Маеда и<br />
неговия екип това обаче е добре дошло.<br />
Така се ражда KODO, в който общата пропорция<br />
е с издължена предна част и къса задница.<br />
Водещият мотив в стилистичната философия на<br />
KODO е съчетанието от мощ и красота, характерно<br />
за естествените движения в природата, чиито<br />
форми се задържат само миг, но поразяват със<br />
своята съвършена естетика. Като секундата, в която<br />
гепардът връхлита върху плячката си, и мига, в<br />
който самурайският меч нанася удар в древното<br />
японско бойно изкуство кендо. Цялата акумулирана<br />
енергия се освобождава експлозивно и изразява<br />
перфектен баланс между сила и стремителна<br />
красота. В този момент на максимална концентрация<br />
изригва очарованието на светкавичната мощ,<br />
скоростта и блясъка на освободеното напрежение.<br />
Така визията на автомобила носи своята сила<br />
дори в статично положение. Според дизайнерите<br />
на марката езикът им може да се опише накратко<br />
с три думи: скорост (формите на автомобила<br />
излъчват усещане за стремително движение),<br />
напрежение (дизайнът създава фино чувство за<br />
напрегнатост, характерно за мига, в който движенията<br />
започват), очарование (усещане за дълбоко<br />
и съвършено качество във формата и съдържанието,<br />
което говори за изключително майсторство и<br />
съдържа характерната топлота на творенията, създадени<br />
от човешки ръце).<br />
Прояви на тези основни ценности в новата<br />
стилистична философия KODO могат да се открият<br />
в трите концептуални модела на Mazda, създадени<br />
след като марката поема по новия стилистичен<br />
път – Shinari, Minagi и Takeri. Стаеното напрежение<br />
на огънати или усукани материали с висока якост,<br />
като стомана и бамбук, и перфектното движение на<br />
атлетично тяло с тренирани и преливащи от мощ<br />
мускули, въплътено в Shinari, се развива в детайли в<br />
Takeri, която е почти завършена форма на Mazda 6 с<br />
всичките изисквания на технологията SKYACTIV. При<br />
Minagi дизайнерите на марката откриват друг очарователен<br />
момент в ловното изкуство на гепарда –<br />
неговата уникална стойка с високо вдигната глава<br />
и максимално снишено до земята тяло, чиито мускули<br />
са готови да сменят мигновено посоката дори<br />
при движение с максимална скорост. Този образ<br />
заляга в облика на кросоувър модела, превърнал се<br />
след това в Mazda CX-5.<br />
9
MAZDA 3<br />
Mazda 3: Стилът на<br />
големите събратя<br />
в компактни форми<br />
Новата „тройка“ носи динамиката на предшестващите<br />
я CX-5 и Mazda 6. Колкото по-дълго наблюдавате<br />
този автомобил, толкова по-силно става усещането<br />
за хармония, създадено от неговите<br />
изваяни форми. Още първият поглед е грабнат от<br />
филигранната предна решетка. Тя е леко наклонена<br />
напред, за да удължи визуално предния капак и да<br />
подчертае мускулестите калници, чиито издути контури<br />
наподобяват на стремително купе. Металният<br />
кант, който я очертава, сякаш е следвал плавните<br />
жестове на ръката на диригент, в която вместо палка<br />
е била поставена четка, и небрежно се е влял в<br />
пластичните форми на светлините, чийто присвит<br />
поглед създава усещането, че изпънатото тяло на<br />
автомобила всеки момент ще се устреми в атака.<br />
Като изпод ръката на грънчар, извитата внушителна<br />
повърхност на предния капак се е сляла с останалите<br />
форми на фронталната част в един съвършен<br />
комплекс, при което изместените силно назад<br />
предни колонки са осигурили по-голяма дължина<br />
на торпедото. Както и при „шестицата“, калникът<br />
сякаш е отделен встрани от тази композиция, а линията,<br />
която е негово естествено продължение назад,<br />
завършва чак в задната врата и създава чувство<br />
за перспектива заедно с извитата линия в долната<br />
част на вратите. Страничните повърхности на каросерията<br />
са необикновено пластични, подчертавайки<br />
изключителното съвършенство на производствения<br />
процес. Горната линия се пресича с друга,<br />
издигаща се към задния калник и очертаваща широк<br />
хълбок, който при хечбека се скосява по-бързо<br />
към светлините. Съществена роля в продължаване<br />
на обема на тази линия имат изпъкващите извън<br />
структурата на каросерията и притежаващи и аеродинамични<br />
измерения<br />
светлини, които<br />
сами по себе си са<br />
перфектен стилистичен<br />
детайл и естествен<br />
преход към съвършената<br />
пластика<br />
на задната част. При<br />
версията хечбек тя е<br />
стегната и агресивна,<br />
а при седана показва<br />
заемки от аристократичната<br />
елегантност<br />
на Mazda 6. Всеки от<br />
двата каросерийни<br />
варианта по свой уникален<br />
начин манифестира<br />
таланта на дизайнерите на Mazda.<br />
Концепцията на интериорния дизайн не включва<br />
само функционалната естетика, прецизната изработка<br />
и високото качество на материалите, но е<br />
изградена въз основа на множество изследвания на<br />
връзката на човека с машината. Целта е най-важните<br />
източници на информация да бъдат поставени в<br />
полезрението на водача и да се намали до минимум<br />
разсейването му с управление на различните системи.<br />
В това уравнение се включва и хед-ъп дисплеят<br />
– решение, което почти не се среща този клас.<br />
Наградата Red Dot за модела Mazda 3 е поредното<br />
признание към KODO дизайна на Mazda.<br />
Вдъхновяващият и иновативен дизайн на Mazda<br />
3, както и впечатляващите показатели в областта<br />
на ергономията и функционалността, са били<br />
сред решителните фактори за журито на конкурса<br />
Red Dot Award, съставено от 40 независими<br />
експерти в областта на дизайна. По този начин<br />
Mazda 3 върви по пътя на Mazda 6 – още един<br />
KODO модел на марката, който спечели тази награда<br />
през миналата година.<br />
10
ТЕХНОЛОГИЯта SKYACTIV<br />
Да изкачиш планина,<br />
която достига небето<br />
Доказала<br />
уникалните си<br />
възможности<br />
в рамките на<br />
две години<br />
И в областта на технологичните<br />
решения Mazda 3 може да разчита<br />
на вече доказаната в моделите<br />
CX-5 и Mazda 6 технология<br />
SKYACTIV. За изминалото време теорията<br />
се превърна в практика, а въпросните модели<br />
показаха изключителната функционалност<br />
на тази новаторска платформа. CX-5 и Mazda 6 спечелиха<br />
или се класираха на челните места във<br />
всички тестове на auto motor und sport, а отзивите<br />
за тях в са недвусмислени: „2,2-литровият четирицилиндров<br />
дизел в Mazda 6 разгръща много поплавно<br />
тягата в използваемия работен диапазон и<br />
въпреки че осигурява внушителните 420 Нм още<br />
при 2000 об./мин, не страда от настойчивия тласък,<br />
типичен за дизелите с подобни показатели на<br />
мощността“. „Mazda 6 Combi демонстрира най-добрите<br />
динамични характеристики в сравнителния<br />
тест с Hyundai i40 и Ford Mondeo, отличава се с<br />
най-нисък разход на гориво, работи равномерно и<br />
тихо, а на това отгоре успява да се справи с изпълнението<br />
на екостандарта Euro 6 без необходимост<br />
от допълнително отстраняване на азотните окиси.“<br />
И още: „Все по-честите напоследък положителни<br />
оценки за новия агрегат определено имат своите<br />
основания. Но освен това японското комби не губи<br />
и капка от самообладанието си дори при пълно<br />
натоварване от 567 кг. Самото то е с близо 200 килограма<br />
по-леко от някои от конкурентите си“.<br />
„Олекотяването на автомобила е част от програмата<br />
SKYACTIV, но японският модел показва завидна<br />
ефективност и по други параметри, като например<br />
вътрешния обем“. Естествено, същото се отнася и<br />
за Mazda 3, където: „новата механична предавателна<br />
кутия е може би най-доброто на пазара, а<br />
средният разход на гориво на Mazda 3 с бензинов<br />
двигател в тестовете на ams (6,9 литра) е същият<br />
като на Golf 1.4 TSI с неговия даунсайзинг агрегат“.<br />
11
MAZDA 3<br />
Как се роди SKYACTIV<br />
Сама по себе си философията SKYACTIV е революционна.<br />
Но за компания, която години наред е<br />
развивала ванкеловия двигател, тя е просто едно<br />
необходимо предизвикателство.<br />
Когато преди пет-шест години Mazda обяви,<br />
че работи върху въвеждане на цяла гама от нови<br />
технологични решения, специалистите посрещнаха<br />
това скептично. В крайна сметка обаче се оказа, че<br />
на практика онова, което хората от фирмата наричат<br />
първоначално само Sky, а след това SKYACTIV,<br />
е нещо много повече – нова технологична философия,<br />
с която се преосмислят основни теоретични<br />
предпоставки в конструирането на автомобила.<br />
Подобно нещо звучи доста странно на фона на факта,<br />
че последният е на почти 130 години – затова<br />
не е случайно, че когато авторите на концепцията<br />
говорят за нея, в очите на всички се появяват сълзи.<br />
„Всичко започна през 2006 г.“, спомня си директорът<br />
на отдела за развойна дейност Сейта<br />
Канаи. „Запитахме се – каква компания искаме да<br />
бъдем през 2015 г.? И колкото и да изглеждаше амбициозно,<br />
си казахме, че трябва да конструираме<br />
най-добрия двигател в света. Сега вярвам, че сме<br />
постигнали целта си и от подобно дългосрочно планиране<br />
наистина е имало смисъл. Може и да сме<br />
малка компания, но ние няма да позволим да бъдем<br />
изпреварени от големите.“<br />
Идеята обаче прераства в много по-мащабно<br />
начинание, което трябва да обедини всички звена<br />
от развойната и производствената дейност в общо<br />
цяло, описвано с понятието Monotsukuri. То включва<br />
и изцяло нова форма на комуникация. „Истина<br />
е, че всяка компания произвежда автомобили, за<br />
да ги продава и да печели“, продължава Канаи, „но<br />
вярвайте ми, за нас от Mazda е валиден и фактът, че<br />
автомобилите, които създаваме, извират дълбоко<br />
от сърцата ни и всеки път тяхното конструиране е<br />
за нас едно романтично приключение. Основното<br />
движещо звено в този процес е нашата страст. Да<br />
бъдеш най-добрият – това е моят инженерен романс“.<br />
Въпреки финансовата криза и раздялата с<br />
Ford развойната дейност не само не намалява, но<br />
набира ново темпо и придобива нови измерения.<br />
Кийоши Фудживара, отговарящ за продуктовото<br />
планиране, се стреми да амбицира своите екипи,<br />
които нито за миг не спират да работят по новата<br />
концепция. Така през 2010 г. фирмата създава първите<br />
прототипи с нов двигател, трансмисия, каросерия<br />
и ходова част под формата на четири модела<br />
от тогавашното поколение на Mazda 6 с цена от<br />
милион евро всеки. Според Фудживара всеки един<br />
от конструкторите носи в себе си духа на ванкеловия<br />
двигател, но трансформиран във възможност<br />
за усъвършенстване на конвенционалния мотор.<br />
„Страстта обаче е същата. Именно тя превръща<br />
SKYACTIV в реалност. Това истинско приключение се<br />
превърна най-голямата радост в моя живот.“<br />
Разбира се, SKYACTIV има и своите прагматични<br />
подбуди – те са нивата на емисии на въглероден<br />
двуокис, които влязоха в сила през 2012 г. в Европа.<br />
„Трябваше да направим наистина значим техноло-<br />
12
ТЕХНОЛОГИЯта SKYACTIV<br />
Шефът на развойната дейност Сейта Канаи с един<br />
от първите прототипи, реализирани на базата на<br />
Skyactiv.<br />
гичен скок, за да отговорим на тези изисквания“,<br />
споделя Мицуи Хитоми, директор на развойната<br />
дейност по задвижващите агрегати. „До този момент<br />
си мислех, че всичко, което създавам, е само<br />
в сферата на фундаменталното, и смятах, че трудът<br />
ми е лишен от практическо съдържание. Когато започнахме<br />
проекта SKYACTIV, най-после почувствах,<br />
че е дошъл моят час. Именно тогава ми хрумна, че<br />
трябва да намерим начин да увеличим степента на<br />
сгъстяване при бензиновия мотор. Вярвайте ми, когато<br />
една идея проработи, едва ли има по-щастлив<br />
човек от инженера, който я е родил. Създаването на<br />
SKYACTIV бе като опит да изкачиш планина, толкова<br />
висока, че достига небето. Убедени сме, че компании,<br />
които следват такъв технологичен подход, оцеляват<br />
и се развиват.“<br />
Официалното начало на проекта SKYACTIV е дадено<br />
през 2007 г., когато е взето решение да бъдат<br />
преосмислени всички съществуващи автомобилни<br />
технологии и водещо мото на инженерите става девизът<br />
Right from the beginning (От самото начало).<br />
„Започнахме да разглеждаме всякакви възможности,<br />
включително такива, които преди бяха отхвърлени<br />
като неизпълними“, разказва Нохиро Томита<br />
от отдела за разработване на нови автомобили.<br />
„Тъй като смятахме теглото за важен компонент в<br />
уравнението за намаляване на разхода на гориво,<br />
си поставихме за цел моделите, произвеждани от<br />
2011 г. нататък, да бъдат олекотени средно със 100<br />
кг, а до 2016 г. – с още 100 кг.“<br />
Това е наистина революционно решение във<br />
време, когато тенденцията в автомобилостроенето<br />
все още е към ръст на размерите и теглото на автомобилите.<br />
За целта обаче компанията трябва да се<br />
справи с огромното предизвикателство, свързано с<br />
надеждността и здравината на по-леката конструкция,<br />
и да отправи нови изисквания към доставчиците<br />
на стоманени детайли за каросерията. Цялата развойна<br />
дейност в Mazda е поставена на нови основи<br />
– добавена е комуникация на хоризонтален принцип,<br />
включваща интензивна съвместна работа и обмен на<br />
информация между специалисти в различни области,<br />
като дизайн, тестване, продуктови технологии, производство<br />
и купуване на части от доставчици. Всеки<br />
инженер трябва не само да намира отговори на проблемите,<br />
над които работи, но и да участва в интеграцията<br />
на продукта си в целия автомобил...<br />
В Mazda с пълно право вярват, че въпреки<br />
развитието на хибридните технологии, двигателят<br />
с вътрешно горене още дълго ще господства<br />
в автомобилостроенето. Затова конструкторите<br />
се фокусират върху неговото усъвършенстване и<br />
в процеса на развитие на новата технологична<br />
философия създават нови уникални атмосферни<br />
бензинови агрегати с обем от 1,3, 2,0 и 2,5 литра,<br />
наречени SKYACTIV-G, и дизелов мотор с обем от<br />
2,2 литра, носещ името SKYACTIV-D. За Mazda 3<br />
към гамата е добавен и 1,5-литров мотор. Технологичната<br />
платформа включва още и каросерията<br />
SKYACTIV-Body, ходовата част SKYACTIV-Chassis<br />
и трансмисиите SKYACTIV-Drive (автоматична) и<br />
SKYACTIV-MT (механична).<br />
Ванкеловият двигател е не само екзотика, той дава<br />
възможност на Mazda да придобие значителен<br />
експертен потенциал по отношение на горивните<br />
процеси.<br />
13
MAZDA 3<br />
Бензиновият мотор:<br />
всичко започва от една искра<br />
За да бъде разбрана дълбочината на направените<br />
промени, е необходимо да вникнем, макар и<br />
накратко, в същността на процесите, протичащи в<br />
цилиндрите на двигателите. При бензиновите мотори<br />
смесването на въздуха и горивото отнема<br />
значително повече време от самото изгаряне и започва<br />
доста преди началото на процеса горене.<br />
Целта на смесообразуването е да се постигне равномерно<br />
разпределена, хомогенна по характер<br />
горивна смес с точно определена стойност на съотношението<br />
между въздух и гориво, при която<br />
кислородните атоми са (теоретично) точно толкова<br />
на брой, че при горенето да се свържат в устойчива<br />
структура с всеки водороден и въглероден<br />
атом в състава на горивото, формирайки единствено<br />
H 2<br />
О и CO 2<br />
. Степента на сгъстяване е достатъчно<br />
ниска – обикновено 9–11:1, като само при някои<br />
спортни агрегати достига до 12,5:1 и до 10,5:1 при<br />
турбомашините. Това се прави с цел да се избегне<br />
преждевременното и неконтролирано самозапалване<br />
на някои от субстанциите в бензина по време<br />
на горенето, тъй като с увеличаване на степента на<br />
сгъстяване се увеличават налягането и температурата,<br />
при която стартира горивният процес, и<br />
вследствие от това – общата средна температура<br />
на горенето. Бензиновата фракция е съставена от<br />
въглеводороди със значително по-ниска температура<br />
на изпарение, но значително по-висока температура<br />
на самовъзпламеняване, отколкото в<br />
дизеловата фракция (поради което в процеса на<br />
преработка се създават горива с по-стабилни молекули<br />
с разклонени или затворени вериги), като<br />
тези качества на бензина се изразяват в голяма<br />
степен чрез октановото число. Същинското възпламеняване<br />
на сместа се инициира от запалителна<br />
свещ, а горенето протича във вид на фронт,<br />
който се движи с определена скорост, като енергията<br />
при движението се предава на всеки следващ<br />
слой. За съжаление, в горивната камера и най-вече<br />
в близост до цилиндровите стени и буталото и<br />
неговите канали се намалява турбуленцията, формира<br />
се неподвижен и плътен граничен слой и съответно<br />
се създават охладени зони с непълноценно<br />
протичане на процесите, водещо до образуване<br />
на въглероден окис и устойчиви въглеводороди.<br />
При движението на фронта на пламъка налягането<br />
14
ТЕХНОЛОГИЯта SKYACTIV<br />
и температурата по периферията му нарастват,<br />
вследствие на което в близките зони на все още<br />
негорящата смес се формират вредни азотни окиси<br />
(резултат от съединяването на азота и кислорода<br />
от въздуха), прекиси и хидропрекиси (съединения<br />
между кислорода и горивото). Колкото повече<br />
се развива процесът на горене, толкова повече се<br />
увеличават температурата и налягането на остатъчната<br />
смес от бензин и въздух. В зависимост от<br />
вида и качеството на горивото (октановото число),<br />
количеството на споменатите прекиси и хидропрекиси<br />
може да достигне определени критични<br />
стойности, в резултат от което започва неконтролируемо<br />
лавинообразно детонационно горене в<br />
целия останал обем. От този момент скоростта на<br />
разпространение на фронта на пламъка значително<br />
нараства и превишава скоростта на звука. В резултат<br />
от това количеството полезна работа рязко<br />
намалява, започват да се образуват множество<br />
вредни вещества и налепи, топлината се разпилява<br />
и двигателят прегрява. В горивата с устойчиви<br />
молекули, респективно по-високо октаново число,<br />
тази склонност е значително намалена, но процесът<br />
на производството им е по-скъп. Увеличаването<br />
на степента на сгъстяване води до подобряване<br />
на термодинамичната ефективност на двигателя,<br />
но и до повишаване на налягането и температурата<br />
на сместа, в резултат от което се увеличава<br />
средната температура на процеса, ускорява се<br />
окисляването и образуването на прекисни съединения.<br />
За да се избегнат в максимална степен детонациите,<br />
модерните бензинови двигатели разполагат<br />
с детонационни датчици, регистриращи<br />
ударните вълни в зародиш, а при по-високотехнологичните<br />
решения – с йонизационни датчици,<br />
които установяват още първите признаци на образуване<br />
на прекиси и коригират параметрите на<br />
двигателя, като налягане на турбокомпресора и<br />
ъгъл на изпреварване на запалването. Съвсем логично<br />
е при високи обороти склонността към детонации<br />
да намалява, а при голямо натоварване и<br />
по-ниски обороти да се увеличава.<br />
Поради до голяма степен фиксираното съотношение<br />
на сместа, с която могат да работят бензиновите<br />
двигатели, важна роля при тях играе дроселовата<br />
клапа, с която натоварването на мотора се<br />
контролира чрез регулиране на количеството постъпващ<br />
в цилиндрите свеж въздух. За съжаление,<br />
самата дроселова клапа причинява значителни<br />
загуби в режим на частично натоварване, тъй като<br />
в подобни ситуации играе ролята на своеобразна<br />
„тапа“ на гърлото на двигателя, снижаваща директно<br />
ефективността на неговата работа.<br />
SKYACTIV-G<br />
Инженерите от Mazda преосмислят всеки един<br />
от тези постулати, като търсят и намират рационално<br />
решение на проблемите. През последните години<br />
автомобилните производители се стремят да<br />
намалят разхода на гориво чрез използване на агрегати<br />
с по-малък работен обем и принудително<br />
пълнене с турбокомпресор. По-малкият турбо двигател<br />
има по-малко триене, повишена термодинамична<br />
ефективност и в известна степен намалени<br />
загуби при пълнене. В Mazda обаче решават да не<br />
спазват общоприетата вече насока, а да повишат<br />
термодинамичната ефективност, следвайки коренно<br />
различен механизъм – като увеличат степента на<br />
сгъстяване (без да е необходимо използване на<br />
устойчив на детонации високооктанов бензин). По<br />
този начин се намалява площта, от която се губи топлина<br />
при горенето през стените на горивната камера<br />
и цилиндъра, а в резултат от увеличеното налягане<br />
самите частици на горивото и въздуха са в<br />
много по-голяма близост помежду си – обстоятелство,<br />
което спомага за осъществяване на реакциите<br />
между тях. Тук трябва да се отчете фактът, че става<br />
дума за така наречената „геометрична степен на<br />
сгъстяване“. При турбомоторите също се създава<br />
високо налягане в цилиндрите, дори и при степен<br />
на сгъстяване 9–10:1, но важен фактор за избягване<br />
на детонациите в този случай е обстоятелството, че<br />
се използва предварително охлаждане на въздуха с<br />
топлообменник и в повечето случаи директно<br />
впръскване. При атмосферния двигател с висока<br />
степен на сгъстяване обаче след сгъстяването това<br />
вече не е възможно, в резултат от което се създават<br />
предпоставки за отключване на целия споменат<br />
15
MAZDA 3<br />
процес и детонационно горене при голямо натоварване.<br />
Инженерите на Mazda обаче решават да<br />
опитат да се справят с тези проблеми без използване<br />
на свръхскъпи технологични решения. За да намалят<br />
разхода на гориво с около 15 процента при<br />
едновременно увеличаване на въртящия момент с<br />
около 15 процента, каквато е поставената цел, те<br />
повишават степента на сгъстяване до 14:1, като запазват<br />
работния обем на досегашния двигател от<br />
2.0 литра – идеален от термодинамична гледна точка<br />
при четирицилиндров мотор. Впоследствие към<br />
двигателя с такива параметри те добавят и по-голям<br />
агрегат с работен обем от 2,5 литра и по-малък<br />
с работен обем от 1,5 литра (за Mazda 3). След хиляди<br />
компютърно симулирани анализи и множество<br />
стендови експерименти конструкторите свеждат<br />
промените до няколко фундаментални решения –<br />
съвсем нови или такива, които до този момент са си<br />
позволявали само производителите на състезателни<br />
и скъпи спортни модели. Голямото предизвикателство<br />
с увеличаването на степента на сгъстяване<br />
до такава висока стойност конструкторите успяват<br />
да преодолеят методично, стъпка по стъпка с помощта<br />
на базови изменения в конфигурацията на двигателя<br />
и множество съпътстващи ги промени.<br />
Когато в първоначалните експерименти конструкторите<br />
увеличават степента на сгъстяване от<br />
11,2:1 до 14:1, те установяват че могат да постигнат<br />
същата устойчивост на детонации при намаляване<br />
на първоначалната температура в цилиндъра<br />
с 35 градуса. Ключ за постигането на това може да<br />
бъде намаляването на температурата на работния<br />
флуид чрез използване на латентната топлина на<br />
изпарение на горивото и на количеството остатъчни<br />
отработили газове. Друг известен принцип<br />
в оптимизацията на горенето е осигуряването на<br />
по-бърз процес на горене.<br />
Нова форма<br />
на буталото<br />
За тази цел в началото на проекта конструкторите<br />
решават да използват бутала с трапецовидна форма<br />
на челото, с което намаляват обема на камерата и<br />
увеличават степента на сгъстяване. Оказва се обаче,<br />
че подобна конфигурация влошава качеството на горивния<br />
процес – при по-близкото в този случай разположение<br />
на буталото до свещта в горна мъртва<br />
точка, първоначалният пламък със сферична форма<br />
се среща с челото на буталото в по-голяма площ на<br />
допир. Така температурата му се понижава и се влошава<br />
процесът на разпространяването му. Високата<br />
скорост на горене е важна за избягване на детонациите,<br />
защото при нея вредните процеси в горивната<br />
смес не разполагат с достатъчно време, за да се развият.<br />
Специалистите решават този проблем, като създават<br />
полусферична камера в горната част на буталото,<br />
с което позволяват на първоначалния пламък да<br />
се разпространи по-оптимално, без интензивно топлоотдаване,<br />
и така да се увеличи скоростта на горивния<br />
процес. По същата причина е оптимизиран ъгълът<br />
на всмукателния колектор, диаметърът на<br />
цилиндъра е намален (това също подпомага предотвратяването<br />
на детонациите), удължен е ходът на<br />
буталото (това пък води до увеличаване на въртящия<br />
момент) и е засилена турбуленцията.<br />
Директно впръскване<br />
и намаляване на<br />
загубите при пълнене<br />
Друг важен елемент за намаляване на детонациите<br />
е вътрешното охлаждане, което се осъществява<br />
с помощта на директното впръскване и изпа-<br />
ПРОБЛЕМ:<br />
При буталото в непосредствена близост<br />
фронтът на пламъка губи енергията си,<br />
а процесът на горене се забавя.<br />
Бутало с джоб<br />
РЕШЕНИЕ:<br />
Малък отвор във върха на буталото<br />
предоставя пространство за развитие<br />
на пламъка.<br />
SKYACTIV-G БУТАЛО:<br />
Ясно видим е отворът<br />
в буталото<br />
16
ТЕХНОЛОГИЯта SKYACTIV<br />
ряването на горивото в<br />
камерата. Инженерите<br />
на Mazda използват система<br />
с високо максимално<br />
налягане от 200 бара,<br />
което е много рядко при<br />
такива системи. Дюзите<br />
са с 6 отвора, а впръскването<br />
се извършва в целия<br />
обем на цилиндъра<br />
на два етапа – по време<br />
на такта на всмукване и<br />
на сгъстяване. Ако все<br />
пак по-късно в процеса на работа се появят детонации,<br />
те се регистрират още в зародиш чрез йонни<br />
сензори и работата на мотора се адаптира с помощта<br />
на ъгъла на изпреварване на запалването.<br />
И още едно много важно конструктивно решение<br />
– този път свързано със загубите при пълнене,<br />
характерни за бензиновите двигатели и по-точно за<br />
системите с дроселова клапа. За да се намалят загубите<br />
при пълнене (на практика с около 20 процента<br />
в режими на частично натоварване), всмукателният<br />
клапан се затваря от системата за променливо газоразпределение<br />
(S-VT) по-късно, отколкото при повечето<br />
мотори, и съответно доста след долна мъртва<br />
точка, като едновременно с това се добавят отработили<br />
газове (EGR) и по този начин се реализира цикъл<br />
на Аткинсън. Като компенсиращ фактор за наличието<br />
на газове служи високата компресия, която въпреки<br />
присъствието им в сместа гарантира стабилно горене.<br />
Нова архитектура на<br />
изпускателните тръби<br />
(първи) изпускането е към своя край и налягането<br />
вече е спаднало. Така газовете от цилиндъра с повисоко<br />
налягане се насочват към този по-ниско и<br />
значително повишават температурата в него за началото<br />
на следващия процес. От Mazda решават да<br />
елиминират този проблем, като намалят количеството<br />
на остатъчните газове, създавайки нова конфигурация<br />
от изпускателни тръби с голяма дължина,<br />
които се обединяват значително по-късно.<br />
Инженерите използват решение, прилагано при<br />
състезателни автомобили, и свързват тръбите по<br />
схемата 4 – 2 – 1, като първоначално се обединяват<br />
тръбите на цилиндрите, които не си влияят по този<br />
начин (съответно 1-4 и 2-3). Свързването им става,<br />
след като газовете изминат доста по-дълъг път, с<br />
което драстично се намалява взаимното влияние.<br />
За да могат все пак дългите тръби да се разположат<br />
в ограниченото пространство на моторния отсек, те<br />
не са прави, а огънати и преплетени по специфичен<br />
начин помежду си. Тук на помощ идва и новата конфигурация<br />
на каросерията SKYACTIV-Body, чиято архитектура<br />
отчита тази особеност още на фазата проектиране.<br />
Новият по-малък 1,5-литров двигател се<br />
справя още по-лесно с предизвикателствата, защото<br />
фронтът на пламъка трябва да изминава по-кратък<br />
път. При него е намален както ходът, така и диаметърът<br />
на цилиндрите, но са следвани всички<br />
базови постулати на по-големия мотор.<br />
При това изпускателната система на всеки от<br />
двигателите на Mazda 3 е проектирана така, че да<br />
се получава ефект на „изсмукване“ на отработилите<br />
газове, като се използва ефектът на вълните с ниско<br />
и високо налягане в тръбите. За целта те се проектират<br />
прецизно, така че при различните оборотни<br />
Важен фактор за намаляване на първоначалната<br />
температура е динамиката на газовете в изпускателните<br />
тръби. При всеки бензинов мотор те се съединяват<br />
в една много скоро след като газовете<br />
напуснат двигателя и това е валидно с пълна сила<br />
за турбомашините заради възможността да се използва<br />
не само топлинната, но и кинетичната енергия<br />
на газовете. Бензиновите двигатели на Mazda 6<br />
обаче нямат турбокомпресори, а късите и обединяващи<br />
се бързо изпускателни тръби създават предпоставка<br />
за взаимно нахлуване на газове от различни<br />
цилиндри, когато изпускателните клапани на<br />
два цилиндъра са отворени едновременно. Когато,<br />
да кажем, единият изпускателен клапан се отвори в<br />
началото на такта изпускане (например в трети цилиндър<br />
при 4-цилиндров мотор), налягането в тръбите<br />
нараства значително, докато в друг цилиндър<br />
17
MAZDA 3<br />
режими такъв ефект да се генерира в точно определени<br />
точки на изпускателните тръби.<br />
Проблемът на двигател с подобни дълги изпускателни<br />
тръби е, че докато моторът достигне<br />
работна температура, газовете на изхода са с пониска<br />
температура от оптималната за работата на<br />
катализатора. За да избегнат това, конструкторите<br />
на Mazda увеличават налягането на впръскване<br />
до 60 бара още при стартирането на двигателя,<br />
като системата за директно впръскване позволява<br />
обогатяване на сместа в зоната около свещта. Така<br />
става възможна работата с по-късно запалване и<br />
по-висока температура на газовете в тези режими.<br />
Намаляване на<br />
теглото на детайлите<br />
и вътрешното<br />
съпротивление<br />
В компанията сериозно са се погрижили за олекотяване<br />
на всички компоненти в двигателя, така че да<br />
се доближат до ефекта при даунсайзинг моторите. В<br />
новия SKYACTIV-G е приложен комплексен подход към<br />
цялостно намаляване на вътрешното триене, което е с<br />
20 процента по-ниско от това на предшественика (агрегата<br />
2.0 MZR). Принос за това имат новите конструкции<br />
на маслената и на водната помпа, съответно със<br />
74 и 31 процента по-ниско съпротивление, по-леки са<br />
станали коляновият вал, буталата (с carbon-like coating<br />
покритие) и мотовилките, намален е натискът на буталните<br />
пръстени върху цилиндровите стени чрез<br />
нова конструкция. За понижаване на триенето (с около<br />
50 процента) в разпределителния механизъм се<br />
използват кобилици с ролкови лагери, гърбиците са<br />
оптимизирани, намалено е триенето в обтегача на веригата,<br />
промени има в мазилната и охладителната<br />
система. С 27 процента по-ниско е съпротивлението<br />
на задвижващите ремъци.<br />
CNG и хибридна версия<br />
За Mazda 3 инженерите на компанията създадоха<br />
и версия, захранвана с природен газ. Вярно е че<br />
в този случай ефектът на директното впръскване и<br />
използването на латентната топлина на изпарение<br />
на горивото не съществува (не е нужно газът да се<br />
впръсква директно, тъй като той не преминава от<br />
течна в газова фаза и не охлажда обема), но е вярно<br />
също и че природният газ така или иначе не се притеснява<br />
от високата степен на сгъстяване, тъй като<br />
има октаново число 130. Засега Mazda не съобщава<br />
подробности дали е променяла материалите и конструкцията<br />
на някои детайли в двигателя. Междувременно<br />
за японския пазар бе създадена и хибридна<br />
версия на Mazda 3, която използва<br />
технологията на Toyota от модела Prius на базата на<br />
лицензно съглашение. Според тестовете инженерите<br />
на компанията са съумели идеално да я съчетаят<br />
с иначе изключително ефективния двулитров<br />
SKYACTIV-G двигател.<br />
Контролна електроника<br />
Двигател<br />
SKYACTIV-G, специално<br />
адаптиран<br />
за хибридната<br />
система<br />
Mazda 3 CNG<br />
Високоволтова<br />
никел-металхидридна<br />
батерия<br />
Трансмисия<br />
18
ТЕХНОЛОГИЯта SKYACTIV<br />
Дизеловият мотор: самовъзпламеняване<br />
и след това…<br />
Основната идея на създателя на дизеловия двигател<br />
Рудолф Дизел е повишаването на термодинамичната<br />
ефективност на машината чрез значително<br />
увеличаване на степента на сгъстяване. По този начин<br />
повърхнината на горивната камера се намалява,<br />
а енергията при горенето не се разпилява през<br />
цилиндровите стени и охладителната система, а се<br />
„консумира“ между самите частици, които в този<br />
случай се намират на значително по-близки разстояния<br />
помежду си. При модерните турбодизели с<br />
директно впръскване, каквито използват всички<br />
производители на автомобили в момента, този<br />
обем е още по-намален предвид факта, че цялата<br />
камера се вмества в буталото. Горенето в тези мотори<br />
е напълно различно от това в бензиновите. Докато<br />
в последните, както казахме, то се осъществява с<br />
фронт, движещ се в хомогенна смес, възпламеняването<br />
в дизеловите мотори (наричани още двигатели<br />
със самовъзпламеняване) е нестабилен процес,<br />
иницииращ се в множество точки в много нехомогенна<br />
смес. Няма дроселова клапа, а параметрите<br />
на работа се определят от количеството впръскано<br />
гориво (разбира се, при турбопълненето са свързани<br />
и с увеличаване на количеството въздух, но това<br />
не променя гореспоменатите факти). Ако в горивната<br />
камера на този вид двигател постъпи предварително<br />
подготвена гориво-въздушна смес, както при<br />
бензиновия, при достигане на определена критична<br />
температура в такта сгъстяване (зависеща от степента<br />
на сгъстяване, пълненето и вида на горивото)<br />
много преди горна мъртва точка (ГМТ) на буталото<br />
ще се инициира процес на самовъзпламеняване и<br />
неконтролируемо обемно горене. Точно поради<br />
тази причина горивото в дизеловия двигател се<br />
впръсква в последния момент, малко преди ГМТ,<br />
под много високо налягане, с което обаче се създава<br />
съществен дефицит от време за добро изпарение,<br />
дифузия, смесообразуване и самозапалване.<br />
Поради тази причина е необходимо<br />
ограничаване на максималните обороти, които<br />
рядко преминават границата от 4500 об./мин. Този<br />
подход поставя съответните изисквания към ка-<br />
19
MAZDA 3<br />
Горивният процес в дизеловия мотор се осъществява<br />
в обогатени и обеднени на гориво зони.<br />
чествата на горивото, което в случая е от дизеловата<br />
нефтена фракция – в основната си част директни<br />
дестилати със значително по-ниска температура<br />
на самовъзпламеняване, дължаща се на по-нестабилната<br />
структура с дълги неразклонени молекули,<br />
които се разкъсват и влизат в реакция с кислорода<br />
по-лесно.<br />
Високата степен на сгъстяване в тези мотори<br />
е нужна и за по-доброто изпарение на горивото.<br />
При впръскването започва въпросното изпарение,<br />
което охлажда тези зони и влошава условията за<br />
изпаряване на следващата порция гориво. По този<br />
начин се формират зони с преобогатена смес около<br />
впръскващите отвори. Самозапалването започва<br />
в множество места, достигнали необходимите<br />
за това условия, което води до рязко нарастване<br />
на температурата и налягането и бързо развитие<br />
на процеса на горене. Поради нехомогенността и<br />
високата температура обаче горивото в най-богатите<br />
зони се разпада (крекира), без да се окисли,<br />
превръщайки се в източник на частици въглерод<br />
(сажди), а в зоните, в които горивото въобще отсъства,<br />
под въздействие на високата температура<br />
азотът и кислородът от въздуха влизат в химично<br />
взаимодействие, формирайки азотни окиси. Поради<br />
това, както и поради възможността да се възпламенят<br />
бедни смеси, в режимите на частично<br />
натоварване дизеловите двигатели се настройват<br />
за работа именно с такива (т. е. със сериозен излишък<br />
от въздух). В дизеловия мотор предварителното<br />
образуване на прекиси е от важно значение,<br />
защото така се създават гнезда на самозапалване,<br />
ускоряващи процеса. По тази причина изискванията<br />
към горивото са точно обратни на тези при<br />
бензиновия двигател. По-тежкото гориво осигурява<br />
още едно предимство на тези мотори пред<br />
бензиновите – то има по-голяма енергийна плътност.<br />
В модерните дизелови двигатели по подобие<br />
на бензиновите им събратя се поставят датчици,<br />
регистриращи в реално време протичането на химическите<br />
процеси в двигателя. За намаляване на<br />
саждите се използват специални филтри за твърди<br />
частици, а за ограничаване на азотните окиси<br />
– връщане на охладени отработили газови (EGR)<br />
и сложни системи за допълнителна обработка. И<br />
още нещо важно – при този процес температурата,<br />
до която се нагрява буталото, е по-висока от тази<br />
при бензиновите мотори, но пък поради по-бедните<br />
смеси и по-голямото охлаждане в процеса<br />
на разширяване без движещ се фронт е по-ниска<br />
температурата на отработилите газове. Това от<br />
своя страна прави дизеловите мотори много поподходящи<br />
за работа с турбокомпресори.<br />
SKYACTIV-D<br />
Както при бензиновия мотор, и тук инженерите<br />
на Mazda пренебрегват общоприетите догми, а намаляването<br />
на разхода на гориво с 20 процента и<br />
постигането на емисионния стандарт Euro 6 е уникално<br />
постижение с оглед на изначално високата<br />
ефективност на модерните дизелови агрегати. Новият<br />
двигател на Mazda има геометрична степен на<br />
сгъстяване от 14:1 и постига ниски нива на емисии<br />
на NOx без скъпи начини за дообработка и специални<br />
системи за рециркулация на газовете. Как на<br />
практика става това?<br />
20
ТЕХНОЛОГИЯта SKYACTIV<br />
По-леко бутало с камера<br />
с по-малки загуби на енергия<br />
Ниска степен на<br />
сгъстяване и високо<br />
налягане на пълнене<br />
При висока степен на сгъстяване и впръскване<br />
около ГМТ запалването на част от горивото започва<br />
още преди останалата част да се хомогенизира,<br />
в резултат от което част от горивото се смесва с<br />
продукти на горенето, а това генерира сажди и<br />
азотни окиси. За да избегнат това и да понижат налягането<br />
и температурите, конструкторите се принуждават<br />
да настроят системите на новите двигатели<br />
така, че горивото да се впръсква по-късно<br />
след горна мъртва точка. В този случай обаче се<br />
сблъскват с проблема за липсата на достатъчно<br />
време за добро смесване и изпарение, а процесът<br />
на горене разполага с по-кратко време за разширяване<br />
на газовете и съответно за работата им.<br />
Това води до намаляване на ефективността. Инженерите<br />
от Mazda решават да опитат друг подход –<br />
впръскването на гориво да започне по-рано, около<br />
ГМТ, и по този начин да се осигури не само време<br />
за хомогенизиране, но и по-дълъг работен процес.<br />
За да избегнат споменатите по-горе проблеми<br />
обаче, конструкторите взимат фундаменталното<br />
решение да намалят степента на сгъстяване<br />
до изключително ниската стойност от 14:1 – така<br />
се понижава средната температура при сгъстяване,<br />
самовъзпламеняването на горивото става покъсно<br />
и се освобождава време за смесване и хомогенизиране.<br />
За целта инженерите променят и<br />
формата на горивната камера, чиято странична<br />
стена способства за намаляване на загубите на<br />
кинетична енергия при сблъсъка на сместа с нея.<br />
Специална насочваща форма в центъра осигурява<br />
добро смесване на горивото с въздуха и чрез<br />
силна вертикална турбуленция придава висока<br />
кинетична енергия на получената смес. Сложната<br />
форма, създадена след огромен брой компютърни<br />
симулации, в съчетание с инжектора с голям<br />
брой отвори, води до образуване на по-малко<br />
сажди. За компенсиране на намалената степен на<br />
сгъстяване служи система от два каскадно свързани<br />
турбокомпресора, които осигуряват достатъчно<br />
ранно нарастване на налягането и съответно<br />
на въртящия момент. Както казахме преди,<br />
сгъстеният въздух може да се охлажда интензивно<br />
от междинен охладител, а високото налягане<br />
осигурява достатъчно кислород за работа дори с<br />
повишени нива на EGR, както и за намаляване на<br />
саждите.<br />
Плавен и по-равномерен<br />
процес на горене<br />
При двигателите с конвенционална степен на<br />
сгъстяване от около 16,5:1 се използват също поголеми<br />
количества върнати газове (EGR), за да се<br />
осигури време за закъснение на запалването. Те<br />
обаче намаляват количеството на кислорода и<br />
влошават възможността времето на запалване да<br />
се контролира на базата на впръскването – и това<br />
е особено валидно при високо натоварване.<br />
В резултат от по-ниската температура при<br />
сгъстяването и по-ниското ниво на EGR при<br />
SKYACTIV-D се подобрява възможността за контрол<br />
на началото на процеса на горене. Впръскването<br />
става по-рано и има време за по-хомогенно смесване,<br />
процесът е по-плавен, равномерен и без<br />
пикове, а работният такт и респективно процесът<br />
на разширяване е по-продължителен. Описано с<br />
конкретни числа, докато при досегашния дизел<br />
се създава по-рязък импулс на максимално налягане<br />
(175 бара) с последващо бързо значително<br />
21
MAZDA 3<br />
Висока степен на сгъстяване Горивен процес Ниска степен на сгъстяване<br />
Частици, които не влизат във взаимодействие Кислород Гориво Сажди<br />
намаляване, то при новия двигател максималното<br />
налягане е едва 135 бара, но то се задържа за попродължителен<br />
период от време. Така въртящият<br />
момент на новия двигател не се намалява, а дори<br />
е по-голям. С този мотор конструкторите от Mazda<br />
се доближават с една крачка до двигателите от<br />
типа HCCI (хомогенно смесообразуване и самовъзпламеняване),<br />
а новият дизелов двигател навлиза<br />
в работните оборотни диапазони на бензиновия.<br />
Тъй като образуването на азотни окиси протича в<br />
по-голяма степен при големи натоварвания на мотора,<br />
Mazda 3 използва двигател с работен обем<br />
от 2,2 литра, който рядко навлиза в тези режими.<br />
По-хармонична крива<br />
на въртящия момент<br />
Характеристиката му е различна от тази на конвенционалните<br />
дизели със сравнително тясно оборотно<br />
плато. Благодарение на по-големия запас от<br />
време при горивния процес новият мотор запазва и<br />
при високи оборотни режими по-голям въртящ момент<br />
в сравнение с конкурентите си, а плавният спад<br />
и характерният процес на горене създават при ускоряване<br />
усещане, по-скоро типично за бензинов турбомотор<br />
– без рязък тласък, с равномерен, балансиран<br />
и постоянен, но не и спонтанен прилив на тяга.<br />
Поради по-хомогенния горивен процес горната граница<br />
на работния диапазон се увеличава от 4400 на<br />
5200 об./мин, а максималната мощност се постига<br />
при 4500 об./мин., като едновременно с това се подобрява<br />
въртящият момент при ниски обороти.<br />
Подобни характеристики позволяват и по-оптимално<br />
използване на потенциала на автоматичната<br />
предавателна кутия – при мотор с хармонична крива<br />
на въртящия момент малко по-големите разлики в<br />
оборотите на такава кутия в сравнение с да речем,<br />
осемстепенна, се оказват от не толкова съществено<br />
значение; автомобилът ускорява до по-високи оборотни<br />
режими и независимо от увеличаваното или<br />
спадането на оборотите той винаги разполага с високо<br />
ниво на въртящ момент. В реалния живот тези<br />
параметри са по-важни от максималната стойност на<br />
мощността, която е просто една точка в диапазона<br />
на високите обороти. Конструкторите биха могли да<br />
увеличат при желание и нея, като повишат налягането<br />
на пълнене при високи обороти и респективно<br />
въртящия момент в тези диапазони. Вероятно обаче<br />
така двигателят ще бъде изведен извън границите на<br />
Euro 6, а именно покриването на този стандарт без<br />
скъпи системи за дообработка на газовете с урея е<br />
уникалното предимство на този мотор.<br />
Намаляване на теглото<br />
на детайлите<br />
По-ниското максимално налягане създава значителни<br />
предимства на SKYACTIV-D от конструктивна<br />
гледна точка. То отключва възможности за нама-<br />
22
ТЕХНОЛОГИЯта SKYACTIV<br />
ляване на теглото на буталото, за използване на<br />
по-тънки мотовилкови шийки на коляновия вал (52<br />
вместо 60 мм). Вместо от чугун, валът е изработен<br />
от кована стомана, като теглото му е намалено<br />
общо с 25 процента, а цилиндровият блок е от<br />
обикновени алуминиеви сплави. По-малкият натиск<br />
върху мотовилковите лагери от своя страна<br />
има принос за снижаване на триенето. Така теглото<br />
на целия двигател се понижава с 25 килограма, а<br />
вътрешното триене в агрегата се редуцира с цели 30<br />
процента. По-ниското тегло на движещите се части<br />
от своя страна също влияе благоприятно за увеличаване<br />
на оборотите. Всичко описано дотук позволява<br />
намаляване на разхода на гориво средно с 20<br />
процента. В Mazda 3 двигателят се предлага във<br />
версия с мощност от 150 к.с., а въртящият момент е<br />
с максимална стойност от 380 Нм.<br />
Мерки за подобряване<br />
на студения старт<br />
Съвсем логично е двигател с толкова ниска<br />
степен на сгъстяване да има проблеми със студения<br />
старт, но конструкторите на Mazda са ги решили<br />
с помощта на мощни керамични свещи и<br />
пиезоинжектори с голям брой отвори. Освен това<br />
при този дизелов мотор за първи път се въвежда<br />
променливо газоразпределение на изпускателните<br />
клапани, като при ниски работни температури<br />
част от отработилите газове се оставят в цилиндъра,<br />
за да повишат температурата на<br />
въздуха. Формата на камерата е важна за оптимизирането<br />
на процеса на горене, а изпускателните<br />
тръби са интегрирани в главата – така не<br />
само се скъсява пътят до първия турбокомпресор,<br />
но се намалява и времето за първоначално<br />
загряване на охлаждащата течност .<br />
системата i-stop<br />
Toва е най-бързата старт-стоп система, като за<br />
повторно стартиране са необходими 0.35 секунди<br />
при SKYACTIV-G и едва 0.40 секунди за SKYACTIV-D.<br />
i-stop използва контролен модул, който изключва<br />
двигателя в работния ход (при бензиновия мотор)<br />
или в такта сгъстяване (при дизела), които са<br />
оптималните за рестартиране. На практика i-stop<br />
изчаква момента, в който цилиндрите са в идеална<br />
позиция за това.<br />
Конвенционалните системи идентифицират цилиндъра,<br />
който е в оптимално за стартиране положение,<br />
след като електрическият стартер завърти<br />
коляновия вал. Така докато другите дизели не<br />
стартират до втория такт на сгъстяване или цикъл<br />
на двигателя, при SKYACTIV-D това става почти мигновено,<br />
още по време на първия ход. Междувременно<br />
електрическите системи продължават да<br />
работят, като принос за това има системата i-ELOOP.<br />
по свой път при създаването на автоматичната<br />
трансмисия SKYACTIV-Drive. За база е взет 6-степенният<br />
автоматик, който е основно преработен.<br />
SKYACTIV-Drive<br />
Ефективната трансмисия е важна част от уравнението<br />
за намаляване на разхода на гориво.<br />
Преди да създадат автоматичната предавателна<br />
кутия SKYACTIV-Drive, инженерите на Mazda внимателно<br />
изучават различните технологии за авто-<br />
Автоматична<br />
трансмисия<br />
Ентусиазмът и самоувереността на инженерите<br />
от Mazda поразяват – да разработват трансмисиите<br />
си изцяло сами, не могат да си позволят нито<br />
BMW, които получават агрегати от ZF, нито Ford и<br />
Volvo, които прибягват до услугите на японците от<br />
Aisin, нито дори Volkswagen с всичките му марки,<br />
който е един от най-крупните клиенти на<br />
BorgWarner. Японците са пренебрегнали и възможността<br />
да се възползват от връзките на бившия<br />
си главен акционер Ford с фирмата Getrag за<br />
предавателната кутия с два съединителя и поемат<br />
23
MAZDA 3<br />
системата İ-ELOOP<br />
Новата система за регенериране на спирачната<br />
енергия е уникална по своя характер. i-ELOOP<br />
(съкрането от intelligent Energy Loop или Интелигентен<br />
енергиен кръговрат) е първата в света автомобилна<br />
система, която използва кондензатори<br />
за съхранение на електрическата енергия, генерирана<br />
по време на спиране, за да захрани електрическите<br />
системи на автомобила и по този начин да<br />
намали разхода на енергия.<br />
Инженерите на Mazda установяват, че типичната<br />
фаза на намаляване на скоростта на автомобила<br />
при спиране трае не повече от 10 секунди. Давайки<br />
си сметка, че ефективността на актуалните<br />
системи за регенериране на спирачната енергия е<br />
ограничена от възможностите за зареждане и съхранение<br />
на конвенционалните оловно-киселини<br />
стартерни батерии, те решават да си послужат с<br />
двуслойни кондензатори (EDLC), които се зареждат<br />
в рамките на няколко секунди. За целта се използва<br />
ефективен алтернатор с променливо напрежение<br />
12 V – 25 V, който генерира електричество и зарежда<br />
EDLC; DC/DC конвертор (постоянно-постоянно<br />
напрежение) намалява волтажа, за да захрани<br />
електрическите компоненти, като климатична система<br />
и аудио уредба, а целият излишък се поема<br />
от стартерната батерия.<br />
При пълен капацитет кондензаторната система<br />
може да захранва електрическите системи на автомобила<br />
за около минута. Така i-ELOOP перфектно<br />
се съчетава със системата i-stop, тъй като няма<br />
нужда от преминаване към захранване от батерията,<br />
когато се е активирала системата за изключване<br />
на двигателя при празен ход. При движение в<br />
градски трафик с множество спирания и потегляния,<br />
зареждането често се възстановява, преди зарядът<br />
на кондензатора да се е изчерпил напълно.<br />
По този начин i-ELOOP може да задоволи по-голямата<br />
част от електрическите нужди на автомобила,<br />
като се спестява енергията, необходима на<br />
мотора да движи алтернатора. Така i-ELOOP може<br />
да намали разхода на гориво в реалните условия<br />
на градското движение.<br />
матично превключване на предавките. Изключват<br />
CVT трансмисията почти веднага от списъка с<br />
възможностите заради синтетично усещане за<br />
липса на пряка връзка с колелата. Предавателните<br />
кутии с два съединителя имат очевидни предимства,<br />
но и недостатъци при ниски скорости на<br />
движение. Инженерите от Mazda решават да усъвършенстват<br />
класическата предавателна кутия с<br />
преобразувател на въртящия момент и планетарни<br />
механизми. Те си поставят за цел да постигнат<br />
ефективност, близка до тази на механична предавателна<br />
кутия, бързото директно превключване<br />
на DSG трансмисия, лесен контрол при ниски скорости,<br />
типичен за класическите автоматици, и<br />
прецизно, лишено от тласъци преминаване от<br />
една предавка на друга.<br />
Бързо блокиране<br />
на преобразувателя<br />
на въртящия момент<br />
Преобразувател на въртящия момент<br />
Конвенционална АТ<br />
Skyactiv-Drive<br />
Първата задача на конструкторите е да оптимизират<br />
работата на преобразувателя на въртящия<br />
момент – засега най-адекватното устройство за<br />
гладко потегляне и движение при ниски скорости<br />
(като например в трафик), което обаче страда от<br />
очевидни недостатъци при движение с висока скорост.<br />
Решението, според Mazda, е преобразувателят<br />
на въртящия момент да се използва при скорости<br />
до 8 км/ч, когато той работи най-добре. Във<br />
всички останали случаи SKYACTIV-Drive пренася<br />
мощността директно и ефективно с помощта на<br />
блокиращия многодисков съединител. Поради<br />
ограничената роля на преобразувателя (той е блокиран<br />
през 89 процента от времето, докато при предишния<br />
модел тази стойност е 64 процента) конструкторите<br />
намаляват и размерите му – сега той<br />
има по-малък обем, оставяйки достатъчно пространство<br />
за многодисковия съединител.<br />
24
ТЕХНОЛОГИЯта SKYACTIV<br />
Нов мехатронен модул<br />
за управление<br />
Така благодарение на бързото блокиране на<br />
преобразувателя е постигнато изключително директно<br />
усещане. И все пак – осъществяването на<br />
бързи и прецизни превключвания изисква и други<br />
сериозни промени в трансмисията. За целта е използван<br />
изцяло нов мехатронен модул, при който<br />
управляващият компютър, всички сензори и соленоиди<br />
са съчетани в една обща конструкция. Всеки<br />
един от тези компактни модули е индивидуално<br />
калибриран при процеса на сглобяването, така че<br />
компютърът може да се адаптира към характеристиките<br />
на всяка част, която контролира. Като резултат<br />
от това автоматичният агрегат е с най-ниските<br />
загуби от всички подобни конкурентни продукти.<br />
Той превключва директно като DSG, а при преминаване<br />
от по-висока към по-ниска предавка прецизно<br />
изравнява оборотите на двигателя с „междинна<br />
газ“. Благодарение на всичко това се постига намаляване<br />
на разхода на гориво с 4 до 7 процента. Контролната<br />
електроника и по-краткото участие на преобразувателя<br />
позволяват движение на по-висока<br />
предавка с по-ниски обороти. За елиминирането на<br />
неприятни звуци, които се появяват в такива режими,<br />
са обединени усилията на всички екипи, работещи<br />
по ходовата част, каросерията, двигателя и<br />
трансмисиите. Така се създават нови технологични<br />
решения, включващи нова конструкция на опорите<br />
на двигателя и адаптиране на каросерията. Гамата<br />
засега се състои от два агрегата – един за бензиновите<br />
мотори с максимален въртящ момент от 270<br />
Нм и един за дизеловите двигатели с въртящ момент<br />
до 460 Нм (малко по-голям и тежък), какъвто<br />
досега Mazda не e предлагала на своите клиенти.<br />
SKYACTIV-MT<br />
Въпреки че механичните предавателни кутии<br />
по природа са изключително ефективни, конструкторите<br />
извършват значителни промени и в този<br />
агрегат. Целта на проекта SKYACTIV-MT е да се създаде<br />
нова гама от механични предавателни кутии<br />
за автомобили с предно предаване, които трябва<br />
да са по-леки, по-компактни и да превключват с<br />
къс и прецизен ход по подобие на MX-5. Инженерите<br />
работят изключително усилено, за да успеят<br />
да компенсират необходимото усилие при по-къс<br />
ход на лоста, променят цялата му конфигурация и<br />
намаляват вътрешното триене, като използват и<br />
нови, по-малки синхронизатори. По този начин ходът<br />
се намалява от 50 на 45 мм, по-къс отколкото<br />
при който да било конкурент. Предавателната ку-<br />
25
MAZDA 3<br />
тия ще се предлага също във версии за по-висок и<br />
по-нисък въртящ момент. Интересното тук обаче<br />
е, че предназначеният за двигателя SKYACTIV-D вариант<br />
не е с по-голям обем в сравнение с версията<br />
за по-нисък въртящ момент. За да постигнат повече<br />
компактност, инженерите на Mazda изцяло оптимизират<br />
функциите на механизмите, така че някои<br />
от компонентите да изпълняват двойна роля.<br />
Така първа/задна и 2/3 предавка вече използват<br />
едни и същи входни зъбни колела. Това позволява<br />
вторичният вал и дължината на цялата трансмисия<br />
да се скъсят с 20 процента. Общата конструкция на<br />
първа и задна предавка пък дава възможност за<br />
пълно премахване на вала за заден ход. На практика<br />
поради респектиращия капацитет по отношение<br />
на въртящия момент SKYACTIV-MT е най-малката<br />
и лека трансмисия от този тип в света. Всичко<br />
това от своя страна позволява по-голяма гъвкавост<br />
по отношение на компановката и олекотяване на<br />
конструкцията. В резултат от всички промени теглото<br />
на задвижващите зъбни колела и валове е<br />
намалено с три килограма, а специфичните конструкции<br />
с по-малки синхронизатори и различни<br />
лагери намаляват триенето.<br />
SKYACTIV-Body<br />
От много десетилетия създателите на каросерии<br />
използват самоносеща конструкция. При нея липсва<br />
отделна рама, върху която е поставена каросерията.<br />
Вместо това подът е усилен с помощта на специфична<br />
интегрирана мрежа от носещи надлъжни<br />
и напречни елементи, които функционират като<br />
обща конструкция с носещите елементи на каросерийната<br />
клетка, оформяйки здрав комплекс, значително<br />
по-лек от версията с тежка носеща рама. Подобна<br />
структура има по-ниско тегло и позволява<br />
поставянето на отделни абсорбиращи вибрациите<br />
подрами – например в предната част върху такава<br />
подрама се монтира двигателят и към нея се прикрепва<br />
окачването и кормилното управление, а към<br />
подрамата отзад се прикрепва задното окачване.<br />
Самоносещата каросерия позволява подобряване<br />
на динамиката на автомобила поради по-голямата<br />
устойчивост на усукване, а през последните години<br />
нейната подова конструкция става главно действащо<br />
лице в производствените процеси на фирмите с<br />
широко разпространеното понятие „платформа“.<br />
През последните десетилетия именно общите платформи,<br />
включващи и общи задвижващи блокове,<br />
ходова част и прочее, стават основа за създаването<br />
на толкова много модели без значително оскъпяване<br />
на развойната дейност.<br />
Този тип конструкция е по-подходяща за модерните<br />
автомобили, които са с по-различни пропорции,<br />
тоест по-широки и по-ниски. При тях се<br />
оползотворява по-оптимално пространството между<br />
пода и покрива, като по този начин се увеличава<br />
вътрешната височина при запазване на външната.<br />
И най-важното – самоносещата конструкция позволява<br />
оформянето на защитни зони в предната и<br />
задната част с програмирани функции на енергоабсорбиране<br />
и здрава защитна клетка за пътниците.<br />
С това значително се подобрява пасивната безопасност<br />
на автомобила. След като бъдат поети от<br />
абсорбиращите зони, силите на удара се разпределят<br />
частично по протежение на долните надлъжни<br />
греди към усилените прагове на вратите и подовата<br />
26
ТЕХНОЛОГИЯта SKYACTIV<br />
Предишен модел<br />
Кривина<br />
Прав<br />
елемент<br />
Извивки<br />
Преход без извивки<br />
Непрекъснати<br />
елементи<br />
Непрекъснат<br />
елемент<br />
конструкция и частично през горните надлъжни<br />
греди в моторния отсек към усилените предни колонки<br />
и покривния панел. По подобен начин се разпределят<br />
и силите на удар отзад. Напречното разположение<br />
на двигателя, особено ако той е редови,<br />
и по-големият багажник допълнително подобряват<br />
разпределението на силите. Всичко това звучи<br />
просто на теория, но проектирането и реализация<br />
му са много сложен процес. Каросерията трябва да<br />
осигурява оптимален баланс на тегло, възможност<br />
за разпределение на агрегатите (като например<br />
окачването и двигателя) пътниците и багажът да не<br />
бъдат лишени от пространство, а автомобилът – от<br />
динамични качества, да е едновременно здрава и<br />
устойчива на усукване, и по възможност с ниска себестойност.<br />
Създадената от инженерите на Mazda<br />
каросерия SKYACTIV-Body е истинска революция в<br />
съчетаването на тези изисквания.<br />
използват една обща модулна платформа, която<br />
може да се удължава и скъсява. При нейния<br />
SKYACTIV-Body също се използва концепцията за непрекъснати<br />
носещи елементи и прави секции. В<br />
резултат от това тази структура е по-ефективна (едновременно<br />
по-здрава и лека), като съществен принос<br />
за постигането на по-ниско тегло има елиминирането<br />
на ъглите във всяка пътека на пренос на<br />
натоварването. За целта се създават по-изправени<br />
форми на носещата подова рамка от началото до<br />
края на автомобила, а всички елементи на каросерията<br />
функционират в пълна координация с останалите.<br />
Подсилена е задната част на централния тунел,<br />
така че товарът, насочен към пода, да може да<br />
бъде абсорбиран и там. След като енергията вече<br />
се разпределя по-равномерно, едновременно с намаляването<br />
на теглото пътниците могат да разчитат<br />
на повече сигурност.<br />
Нова архитектура<br />
на каросерията<br />
След години на увеличаване на размерите и теглото<br />
на каросериите във всички автомобилни класове<br />
конструкторите отново се ориентират към олекотяването<br />
им. Някои престижни марки се насочват<br />
към скъпи смесени конструкции, включващи стомана<br />
и алуминий, а в още по-екзотичните версии и<br />
въглеродни композити. Инженерите в Mazda обаче<br />
вярват, че близък до този ефект може да се постигне<br />
и с нов подход както към архитектурата на каросерията<br />
като цяло, така и към материалите, които я<br />
изграждат. Логиката е следната: според общоприетия<br />
подход при проектиране на каросерийни конструкции<br />
енергията при катастрофа се поема основно<br />
от подовата конструкция. Mazda 3 използва<br />
същите базови принципи като по-големите си събратя,<br />
тъй като всички модели с изключение на MX-5<br />
27
MAZDA 3<br />
Активната съвместна работа на Mazda<br />
с японски металургични компании<br />
осигури увеличаване на дела на<br />
високоякостните стомани в каросерията<br />
на автомобила. Това от своя страна<br />
доведе до намаляване на теглото.<br />
Предишен модел<br />
Високоякостна стомана<br />
Предишен модел<br />
Относителен дял на високоякостната стомана (%)<br />
Нов производствен<br />
метод<br />
Производството на описаната по-ефективна<br />
структура създава множество технически предизвикателства.<br />
Някои усилени зони не могат да<br />
бъдат достигнати от конвенционалните роботи<br />
за точкови заварки, поради което инженерите<br />
разработват методи за съединяването им с лазерно<br />
заваряване и авангардни структурни лепила<br />
(weld bonding). Това позволява на конструкторите<br />
да проектират серия от последователни<br />
траектории на натоварването, или както те ги<br />
наричат, пръстени, с които силите се разпространяват<br />
към цялата конструкция на автомобила,<br />
а не само към една зона.<br />
В SKYACTIV-Body свръхвисокоякостните и<br />
високоякостните стомани имат по-висок дял,<br />
отколкото в досегашните каросерийни структури<br />
на Mazda, където той е около 40 процента.<br />
При SKYACTIV-Body този дял нараства до 60 процента,<br />
като структурите и методите на свързване<br />
са разработени съвместно с компании като<br />
Sumitomo Metal Industries и Aisin Takaoka. Това<br />
води до значително намаляване на теглото.<br />
Mazda 3 има с 31 процента по-висока устойчивост<br />
на усукване от предшественика си при хечбека<br />
и с 28 процента при седана.<br />
SKYACTIV Chassis<br />
Ходовата част на Mazda 3 използва технологиите на<br />
вече доказалите се CX-5 и Mazda 6, естествено, с пропорциите,<br />
подходящи за компактния сегмент. Конструкцията<br />
й осигурява по-точна реакция при ниски<br />
скорости, по-добра стабилност от тази на предшественика<br />
при високо темпо и отличен комфорт, като при<br />
28
ТЕХНОЛОГИЯта SKYACTIV<br />
това използва по-леки компоненти. За целта е променена<br />
цялата геометрия на окачването с оглед на по-добра<br />
управляемост и стабилност. Предното окачване с<br />
по два носача е тип Макферсън, а наклонът на шенкелния<br />
болт назад е драстично увеличен. Това дава възможност<br />
кормилното управление да се стреми по-силно<br />
да се самостабилизира и подобрява усещането за<br />
динамика, особено при по-високи скорости. Задното<br />
окачване е с изцяло нова аранжировка, като надлъжните<br />
рамене са окачани различно. Използваните при<br />
Mazda 6 мерки за подобряване на здравината, като увеличения<br />
размер на напречните секции и по-големите<br />
странични елементи, са пренеси и при „тройката“. Тъй<br />
като качества като повратливост и стабилност обикновено<br />
са в противоречие, е монтирано кормилно управление<br />
с „по-бързо“ предавателно число и електрически<br />
усилвател върху кормилния вал, който осигурява<br />
усещане за повече лекота при ниски скорости и по-директна<br />
обратна връзка и стабилност при високи. В новата<br />
си конфигурация с по-вертикално разположени<br />
амортисьори и различна архитектура задното окачване<br />
е по-здраво и същевременно по-леко.<br />
технически данни<br />
Mazda 3 Skyactiv G 100 Skyactiv G 120 Skyactiv G 165 Skyactiv D 150<br />
Вид двигател/брой цилиндри редови/4 редови/4 редови/4 редови/4<br />
Работен обем см 3 1496 1998 1998 2184<br />
Макс. мощност кВт (к.с.) при об./мин 74 (100) 6000 88 (120) 6000 121 (165) 6000 110 (150) 4500<br />
Макс. въртящ момент Нм при об./мин 150 при 4000 210 при 4000 210 при 4000 380 при 1800<br />
Дълж. х шир. х вис. мм 4460 х 1795 х 1465<br />
Meждуосие мм 2700<br />
Обем на багажника (VDA) л 350–1250<br />
Ускорение от 0 до 100 км/ч сек. 10,8 8,9 8,2 8,1<br />
Максимална скорост км/ч 182 195 210 210<br />
Ср. разход на гориво л/100 км 95Н 5,1 95Н 5,1 95Н 5,8 дизел 4,1<br />
Пътуването Владивосток-Франкфурт<br />
включва доста предизвикателства<br />
към двигател и ходова част.<br />
29
MAZDA 3<br />
система за активна безопасност i-ACTIVSENSE<br />
Проактивната философия за безопасност<br />
на Mazda е насочена към водача.<br />
Вместо просто да остави системите<br />
да се задействат и да поемат контрола<br />
над автомобила, Mazda осигурява<br />
на водача повече „очи“, за да бъде<br />
информиран за заобикалящия го свят<br />
по всяко време и така проактивно да<br />
предотврати опасности и евентуални<br />
инциденти. Mazda нарича тези очи i-<br />
ACTIVSENSE; те включват цяла гама<br />
от авангардни базирани на сензори<br />
технологии за активна безопасност.<br />
■ Mazda Radar Cruise Control (MRCC)<br />
Радарен темпомат, запазва безопасна<br />
дистанция до предния автомобил при<br />
скорости до 200 км/ч, контролирайки<br />
скоростта и спирачките при нужда.<br />
■ Smart Brake Support (SBS) Спирачен<br />
асистент при опасност от удар, предупреждава<br />
водача за риск от удар<br />
отпред при движение със скорости от<br />
15 до 145 км/ч и автоматично прилага<br />
спирачна сила, ако установи, че ударът<br />
е неизбежен.<br />
■ Smart City Brake Support (SCBS) Спирачен<br />
асистент при опасност от удар в<br />
града, автоматично спира автомобила<br />
или намалява неговата скорост, когато<br />
има риск от сблъсък с движещия се<br />
отпред автомобил при движение със<br />
скорости от 4 до 30 км/ч.<br />
■ Lane Departure Warning System<br />
(LDWS) Предупреждение за напускане<br />
на лентата, подава сигнал към водача<br />
при тенденция за непреднамерено<br />
напускане на лентата за движение.<br />
■ Rear Vehicle Monitoring (RVM) Наблюдение<br />
на автомобилите отзад, установява<br />
наближаващи автомобили в<br />
мъртвата зона от двете страни и предупреждава<br />
водача за потенциални<br />
рискове.<br />
■ Emergency Stop Signal (ESS) Авариен<br />
стоп сигнал, бързо премигва аварийните<br />
мигачи по време на интензивно<br />
прилагане на спирачно усилие.<br />
■ High Beam Control Контрол на дългите<br />
светлини, автоматично превключва<br />
режима на къси и дълги светлини,<br />
за да избегне заслепяване на<br />
другите водачи.<br />
■ Adaptive Front-lighting System (AFS),<br />
Адаптивни предни светлини, завърта<br />
предните светлини, за да освети подобре<br />
кривите на завоите.<br />
■ Hill Launch Assist (HLA) Асистент<br />
за потегляне по наклон, контролира<br />
налягането на спирачките, за да предотврати<br />
потеглянето на автомобила<br />
назад по време на стартиране по наклон.<br />
■ Standard ABS with EBD Стандартна<br />
ABS с EBD (Електронно разпределение<br />
на спирачното усилие, Electronic<br />
Brakeforce Distribution), спирачен<br />
асистент, DSC (динамичен контрол<br />
на стабилността Dynamic Stability<br />
Control) и TCS (система за контрол<br />
на сцеплението, Traction Control<br />
System).<br />
30