bmwservice


Самообразовательный блог


Previous Entry Share Next Entry
14:1? Кто ведет?!
bmwservice
Часто спрашивают про новую технологию от компании Мазда. Ну что же...
                 
       

Компания Мазда не так давно действительно сделала бензиновый атмосферный двигатель с рекордной степенью сжатия - 14:1, достигнутой в том числе и за счет "улучшения вентиляции цилиндров" - оригинальной доработки системы выпуска. Снижение "средней температуры цикла" позволило вроде бы бороться и даже победить "неизбежную детонацию". 



Степени сжатия практически всех современных атмосферных моторов (которых уже скоро и вовсе не останется) достигли критических величин в 10,5-11* единиц еще лет 20 назад и остаются практически неизменны с того момента (хороший пример -  моторы BMW M50 и BMW S50). Рекордные же показатели, находящиеся в общем-то на грани теоретической детонации, чаще всего демонстрируют немногочисленные "докрученные" моторы спортивных автомобилей. Так или иначе, в мировом двигателестроении до недавнего времени существовали единицы моторов с СЖ около 12.

Зачем же, почему и чем именно важен этот показатель? Зачем стране такие рекорды?

*Здесь и далее говорим только про атмосферные моторы.

Важность степени сжатия можно оценить рассмотрев прямой показатель эффективности двигателя - крутящий момент приведенный к объему. Понятно, что на деле это может быть лишь точка, или же довольно узкий участок на моментной характеристике - нам важна лишь максимально достигнутая цифра. Около 20 лет назад, BMW одной из первых добилась соотношения 1 Нм на 10 кубиков рабочего объема. И прогресс в эффективности на этом фактически остановился. Компании начали больше заниматься экологией и интегральной характеристикой момента - работать с фазами газораспределения и их эффективностью. Фазовращателями  просто "раскатали" моментную характеристику влево и вправо. Про все это я уже говорил.

На момент 2012 года, не существует атмосферного гражданского мотора с характеристиками существенно превышающими "золотое" соотношение эффективности - 1 Нм на 10 куб.см. рабочего объема. Моторы получающие хотя бы на 7-10% больше - дожаты до предела - это привелегия спортивных двигателей Ferrari, Porsche, BMW Motorsport. Тут чаще всего или помудрили с фазами, или выставили критические углы зажигания ну и степень сжатия, разумеется, по верхней возможной границе сделали.

Массовый же потребитель в основном ориентируется на гонку лошадиных сил и фактически не замечает, что продают-то ему почти тот же самый мотор, если не хуже. Разумеется, он стал ЕВРО4, старт-стоп и чего-то там еще, но эффективность осталась такая же, если не ниже...

Лишние 10-20 лошадиных сил, по сравнению с предыдущей моделью, подняты заменой прошивки с сопутствующим добавлением оборотов. Также, возможно, конструкторы чуть поиграли с фазами - приподняли холостые - сдвинули всю характеристику вправо. По такому пути идут все производители: так или иначе, именно такова главная тенденция в ретроспективе развития мирового моторостроения за последние 20-30 лет. 

Вернемся к понятию "степень сжатия" и вспомним волговский "ЗМЗ-21", мотор американской технологии 50-х годов: СЖ 6,7:1, фактически - обычный распространенный в то время "американец" советского изготовления. Переваривал бензины от А-66 до А76 (современный - АИ-80). На нем был достигнут момент около 167 Нм при рабочем объеме около 2,44 л. BMW в 1991 году примерно с такого же объема двигателя M50B25 снимали привычные сейчас 250 Нм. Прогресс по степени сжатия - примерно полуторакратный. Прогресс по моменту... практически те же 1,5 раза! Линейная зависимость. Ну так давайте увеличим СЖ еще в 1,5 раза, примерно до 15 единиц и мы получим что-нибудь около 375 Нм?!

Ничего подобного: на самом деле, эффективность двигателя зависит от степени сжатия нелинейно. К 10-11 единицам теоретическая кривая эффективности входит в зону насыщения и к условным 12,5 единицам на графике наступает перегиб - дальнейший рост происходит крайне неохотно. Об этом же говорит и сама Мазда:

К чему я все это? Мазда обещает СЖ 14:1? Рекорд? Разберемся, по сравнению с чем?

Практически все современные моторы оснащены непосредственным вспрыском. Послойное смесеобразование, использование дополнительной "обычной" форсунки, оптимизация камеры сгорания - все это пути для понижения температуры смеси - снижения склонности к детонации. Один и тот же двигатель с СЖ 11-12 может быть более, или напротив - менее склонен к детонации, в зависимости от режима его питания.

Так что берем обычный современный двигатель, редактируем его в сторону снижения детонации и получаем 12:1 с допустимой эксплуатацией на АИ-95... И не детонирует. Думаю, с обязательным ограничением на 98-й, получим и беспроблемные 12,5:1 при использовании, повторюсь, совершенно доступных технологий. То есть, если и сравниваем, при прочих равных, то сравниваем не с мотором 80-х, а с мотором 2012 года - со всеми возможными современными ухищрениями. Если сравниваем "маздовские" 14:1, то примерно с 12:1, что сегодня вполне себе норма, как видите.

Одна из ключевых технологий при этом - непосредственный впрыск и оптимизация формы камеры сгорания.

Кроме того, стоит рассматривать каждый случай в отдельности - декларируемая цифра может несколько отличаться от реалий - идеально точно геометрию камеры сгорания редко кто высчитывает. Чаще всего, указанные производителем данные о степени сжатия довольно условны, отображают, так сказать, общую тенденцию, или "среднетехнологическое" значение. Компрессия двигателей M54B22 и M54B30, или же M50B20 и M50B25, например, отличается заметно больше, чем того стоит ожидать зная указанные степени сжатия этих моторов. В Сети хватает и практических расчетов для конкретного мотора... Реальные цифры могут варьироваться в довольно широком диапазоне. Разумеется, всему есть предел и двигатель с заявленной степенью сжатия 10:1 на деле вряд ли окажется дожатым до 12:1. Учитывая естественный технологический разброс и, например, возможный нагар в камере сгорания, вы никогда не сможете точно предсказать фактическую склонность двигателя к детонации на основе одной только паспортной степени сжатия.

К чему я все это пишу: даже указанная производителем степень сжатия требует фактической проверки. Самая простая из которых - точное измерение компрессии. И вот тут, при прочих равных, можно пытаться строить теорию склонности этого ДВС к детонации. Одна-две "лишних" атмосферы и стоит выбирать следующий сорт бензина...

Хорошо, представим, что "честные" 12:1 сопоставляются с технологическим совершенством - честными и рекордными 14:1. Сравнение, допустим, полностью корректное. Что нам дадут "рекордные" дополнительные 2 единицы? Хотя бы +10% к эффективности? Ничуть не бывало: перед нами, как видно, все те же 200-205 Нм которые показывают в паспортных данных на Skyactive-G. Кстати, почему, интересно, для канадского рынка указана степень сжатия 13:1? Дефорсировали мотор? Отнюдь: показатели момента и мощности те же самые. А теперь сюрприз. Что случилось с Mazda3 с таким же мотором? Нам говорят, что "охладительный" волшебный коллектор не поместился, там стоит обычный и заявленная степень сжатия уже не 14 и даже не 13...  12:1! Все характеристики прежние, заявленная разница в моменте - 3 Нм. Полагаю, даже одинаковые двигатели могут давать такой разброс на практике. Оставили бы все как есть - чем было бы оправдать отсутствие оригинального коллектора? Если эти 3 Нм действительно соответствуют разнице "технического" прорыва по сравнению с обычным двигателем с СЖ 12:1, то оно того стоит вообще? Ради чего городили весь этот огород? 3 Нм? Что-то около 1% на моментной характеристике? 

Суровая действительно такова: двигатели MAZDA SKYACTIV-G в вариантах степеней сжатия 14:1, 13:1 и 12:1 фактически ничем друг от друга не отличаются. Да, это один и тот же мотор. Вот такой вот извращенный изощренный маркетинг. Mazda сделала совершенно обычный современный двигатель (ничем не лучше и не хуже аналогов) и завернула его в блестящую маркетинговую шелуху. Продавать же как-то надо...

P.S.Распространенный двигатель BMW N46B20 (в общем-то, аналогичный более раннему N42B20 аж 2001 года выпуска) при равном рабочем объеме, имеет примерно аналогичные характеристики эффективности, но при действительной степени сжатия... всего 10,5:1. Вот только рабочий момент у него доступен уже с 1200 оборотов! Двигатель Мазды "оживает" едва после 2000 об/мин... Почти 1000 оборотов - это пропасть. Делать надо было "момент", а не степень сжатия. Но момент сложнее "продать". 





да чего можно от мазды ожидать...

Первые поколения "3" и "6" были хорошими вариантами в своем классе.

Ничего не понял.

Каким образом степень сжатия (отношение объёма рабочего тела в начале сжатия к объёму его в конце сжатия в цилиндре) может меняться в зависимости от формы коллектора?

А коленвал?

Вот этот вопрос и адресуем Мазде) Более того, заодно интересуемся как именно при отличиях в геометрии, удалось сохранить номинальные параметры. Ясность наступит при сравнении каталожных номеров поршней для этого мотора на CX5 и Mazda3...

Интересно, остались ли еще люди, кто с вами спорит?
Эх, кто бы предложил свежую Ауди 80 В3, Е36 БМВ, или, на худой конец, Вектру В - оторвал бы с руками.
Пробовал и сам искать - бесполезно, одно трупье.
Несколько лет назад мелькнул луч света в темном царстве - GM-Автоваз начали выпуск Вивы (Астра G 1,8).
Но тут же и закончили.
Этой весной, продал Лансер и чуть не купил нормальную Виву от первого хозяина, - прямо изо рта вынули гады. Пока я о встрече договаривался уже задаток оставили.
В знак протеста езжу на пятнахе и думаю о гранте.
Бида-бида.

e34 бы новую :)

запчастей завались, ремонт копейки стоит, ездит лучше всех новых авто до лимона :)

резюме этого поста - что "продавать как то надо"?
или есть ещё какой то тайный посыл?

кстати на Приорах 16 кл. - 11

Ничего удивительного. Современный мотор. По конструкции "догнал" BMW 90-х годов. Если бы культура производства была аналогичной, то по 500 тысяч ходил бы без особых проблем.

А что скажете про американцев? То что япония скотилась в чистый маркетинг - это понятно. Рынок уже насыщен под завязку, либо меняй что-то принципиально, либо, как и видим, обертку давай поярче. Германия уже тоже как-то надежностью не блещет. Может за океанами что-то осталось?

Ничего не знаю про "американцев". Сейчас половина "американцев" и не только уже не пойми что: Даймлер-Крайслер, Рено-Самсунг-Ниссан, Санг-Янг-Мерседес. Классические Шорт-Блоки уже лет 70 выпускают, не меньше. Без понятия, как там что. :) Привезут - посмотрим.

Опель тоже делал мотор со степенью сжания 12 - Z22YH

У меня под капотом 12. Правда, не "Опель", слава Б-гу)
Никак себя особо не проявляют

я правильно понял что мазда фактически снизила температуру смеси и повысила степень сжатия, но момент возрос незначительно?

У меня есть сомнения, что она сделала и первое и второе не только на бумаге, скажем так...

Это моё личное мнение которое я не навязываю никому

Бензиновые и дизельные моторы исчерпали всё что от них можно было требовать.
В современном автомобилестроении,нужен принципиальный прорыв,как было в своё время при переходе от пара к ДВС.Ну и что с того ,что рекордные паровозы развивали скорость побольше тепловозов? Прошло время и о паровозах вспоминают только с ностальгией,ну а скорости и расстояния принадлежат тепловозам.

Думаю решение стоит именно за сменой принципа двигателя(честно скажу не знаю какого),а уж конструирование сложных мощных и о ужас! экологичных двигателей ДВС тупиковая ветвь.
Отсюда лукавство производителей - типа : мы создали ещё более совершенный двигатель!,на самом деле снабдив старый добрый ДВС кучей дорогостоящих свистелок-перделок(с)

Re: Это моё личное мнение которое я не навязываю никому

+100,кучей дорогостоящих свистелок-перделок....(если не сказать ХУЖЕ....)

"Моторы получающие хотя бы на 7-10% больше - дожаты до предела"

Сергей, а что вы скажете про VAG-овский мотор 4.2, который ставят на нынешний Туарег? Там рабочий объём 4134 кубика, а крутящий момент 500Н*м. Т.е. получается ~1.21 момента на 10 кубиков. Это на 21% больше "золотого стандарта".
http://catalog.auto.ru/catalog/cars/card/43521.html

:) Да ну что вы, нету там ничего подобного. "Каталог авто ру" - сильнейший источник знаний - осторожнее с ним.

Степень Сжатия

Ребята из Мазды прото не говорят о двух видах степеи сжатия (СЖ), а Я постараюсь пояснить какие они бывают. Их всего две.

Первая СЖ – расчетная: это отношение полного объема цилиндра поршнь в НМТ к объему камеры сгорания (ОКС) пошень в ВМТ. Вторая СЖ – реальная: это отрошение объема цилиндра в момент закрытия всех клапанов пошень между НМТ и ВМТ к ОКС пошень в ВМТ

Re: Степень Сжатия

По-моему, "ребята из Мазды" как раз НЕ ГОВОРЯТ о двух видах степеней сжатия. Это раз.

Второе. "Расчетная" степень сжатия у этого мотора > "реальной" и равна 14:1?

Edited at 2012-09-13 08:01 am (UTC)

Хм, 1 нм на 10 кубиков, у N52B30 момент 315, получается чуть более 10.

Интересная статья, побольше бы таких!

Сорри за ламерский вопрос, но можно подробнее про мотор BMW N46B20? Поюзал инет, там у него вполне стандарные характеристики - 150 л.с. и 200 ньютонов при 3600 оборотах. Не очень понял, про какие 1200 об/мин идет речь.

Придумали свою систему измерения, как в жк мониторах с контрастностью выдумали.
Продать момент сложней потому что Покупатель не образован, видимо.

Кого то задело)))

http://blogi.autonews.ru/?r=entry/view&id=499099

По приведенной выше ссылке можно прочитать альтернативное мнение на счет технологии от Mazda. Правда написано там все просто "от души", без разъяснения чего либо, и кратенько... бггг... задело кого то, однако)

Upd.
Посмотрел профиль авторши... оказывается она пешеход...

Edited at 2012-10-16 06:48 am (UTC)

Интересно было бы рассмотреть этот мотор в контексте обзора современных масел. По сведениям владельца, масло там используется 0W20. В комбинации приборов СХ5 нет указателя температуры двигателя. Можно предположить, что G — горяч. Если так, то ресурс этих моторов сравнивается со средним по "горячей" больнице (80-100ткм до первой капиталки), и через пару лет можно ожидать всплеска угонов СХ5 для разборов.
Данных о расходе масла пока не гуглится даже на их форумах...

А зачем вся эта суета? Для оптимизации расхода?
есть же старая кондовая схема: V8, 4,6 210 лошадей и 380-400 ньютонов момента при максимуме 3000 оборотов.
физику никто ж нк отменял - тело массой н передвинуть на расстояние в нужно энергии х. А в литре бинзина известно сколько х.

Accord Euro-R (СЖ 11) - 11.25 Н*м на 10 кубов объема.
Altezza (СЖ по каталогу 12, но в реальности там по-моему 11.7) - 11 Ньютонов на 10 кубов.

а что по поводу линейки Mazdaspeed

У меня Mazdaspeed 6 2.3 DISI Turbo. при объеме 2261 получает 276 л/с и крутящий на 381 Нм и это без т.н. чиповки.

Re: а что по поводу линейки Mazdaspeed

Разговор про атмосферные двигатели...

За что автор статьи обиделся на Мазду?

Автор статьи несомненно проделал большой труд, вот только итоговых выводов нет, одни гадания, предположения и неуверенность. Короче говоря, автор до конца не разобрался в исследуемом вопросе, отсюда какая-то однобокость его изречений.
Могу высказать свое имхо.
1. Думаю, что инженеры Мазда никого не обманули и геометрическая СЖ в этом ДВС действительно 14:1, что само по себе не есть какое-то великое техническое достижение. С таким же успехом можно было организовать СЖ 17, для этого лишь требуется еще больше удлинить фазу впуска, вот и все волшебство.
2. Такое высокое число СЖ сделано вовсе не для увеличения литровой мощности мотора (о чем ошибочно предположил автор), а для улучшения топливной экономичности при работе на частичных нагрузках. К сожалению, автор это недопонял.
3. То, что маркетологи Мазда начали хвастаться перед всем миром такой высокой СЖ, нельзя поставить им в вину. Ибо формально они правы, действительно в серийных бензиновых ДВС такая СЖ ранее не применялась, тут они впереди планеты всей.
А раз так, отчего не похвастаться?
Словом, формально придраться не к чему, и весь этот крестовый поход автором затеян напрасно.

Re: За что автор статьи обиделся на Мазду?

А вот в последнем тесте седанов в Авторевю Мазда 6 2.5 обогнала всех (7.5 до сотни) при этом будучи самой экономичной по результатам замеров

То ли в википедии, то ли еще где я уже встречал эту подборку инфы да ладно

Забыл где я уже замечал такую же тематику, но все равно спасибо

Одно только не очень понял. Уже даже на ВАЗовских движках степень сжатия довольно высокая - на "приоровском" шестнадцатиклапаннике ВАЗ-21126 11:1, на "грантовском" восьмиклапаннике 21116 10,7:1. При этом рекомендуемый бензин там 95, а не 98, как может показаться по этому тексту. В чём причина того, что там нет детонации на 95 бензине?

Статья занятная и поучительная, много правильных замечаний, НО, есть это НО! Дело в том, что Mazda в своих моторах Skyactive-G добивались не прироста крутящего момента и мощности с объема, как новая форсированная Ferrari Speciale, а снижения расхода топлива. Т.е. при более высокой степени сжатия и оптимизированной камере сгорания вам необходима меньшая подача топлива для достижения того же результата, что у "обычных двигателей", при этом вероятность детонации уменьшается также пропорционально, как и рост степени сжатия, потому, что объем подаваемого топлива в цилиндр меньше, смесеобразование - лучше, полнота сгорания - тоже лучше из-за увеличения Броуновского движения в камере сгорания за счет увеличения степени сгорания. Фактический замер степени сжатия на моторах Skyactive-G подтвердил заявленную, при этом отклонения по манометру были соизмеримы с его погрешностью (ну поработал он), и показания достигли 13:8-13:9. И это факт. Как вывод: считаю, что для достижения одной цели, можно идти разными путями, которые к ней приводят; кто-то проще, кто-то труднее, но прежде всего - результат. Он есть.

?

Log in