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TECHNOLOGIES SKYACTIVmd

Dossier de presse

TECHNOLOGIES SKYACTIV 2/47

TECHNOLOGIES SKYACTIV

Table of Contents

1. Survol : Dfier les conventions .................................................................................................... 3

2. Lancement .................................................................................................................................. 9

3. Vroum-Vroum responsable : Une stratgie modulaire ......................................................... 12

4. TECHNOLOGIES SKYACTIV ................................................................................................... 15

5. Moteur essence SKYACTIV-G ............................................................................................... 19

6. Moteur diesel SKYACTIV-D ...................................................................................................... 24

7. Bote automatique SKYACTIV-Drive ......................................................................................... 29

8. Bote manuelle SKYACTIV-MT ................................................................................................. 32

9. Carrosserie SKYACTIV-Body et chssis SKYACTIV-Chassis ................................................... 35


1. Survol : Dfier les conventions

Moteurs, botes de vitesses, carrosserie et chssis : la toute nouvelle gamme de

technologies SKYACTIVMD de Mazda conue pour amliorer le rendement nergtique et la

viabilit de la nouvelle gnration de modles de lentreprise en plus de rehausser les

caractristiques de scurit et la dynamique de conduite.

Linnovation est au cur des technologies SKYACTIV, lesquelles se concentrent sur loptimisation

de la combustion interne et la rduction du poids. Ces technologies seront mises en application sur

tous les futurs modles pas seulement sur les variantes conergtiques coteuses afin que

tous les clients Mazda puissent en profiter.

Moteur essence de 2 litres SKYACTIV-G : En qute du moteur combustion idal

Une gamme de technologies entirement nouvelles a t incorpore au moteur essence

SKYACTIV-G haut rendement et injection directe. Particulirement puissant et

remarquablement conergtique, ce dernier fait passer la compression un niveau bien suprieur,

rsolvant toutes les questions qui, jusqu maintenant, empchaient la faisabilit de cette

approche. Cette mthodologie si peu conventionnelle caractrise bien la manire unique de

concevoir de Mazda.

Faits saillants :

Taux de compression exceptionnellement lev de 13:1 (14:1 dans dautres marchs, cause

dun indice doctane plus lev de lessence)

Taux de compression extraordinaire rendu possible grce lutilisation dun systme

dchappement 4-2-1, de pistons munis dune cavit redessine, de nouveaux injecteurs

multipoint et dautres innovations servant empcher la

combustion anormale ( cognement )

Rduction des pertes au changement de charge au moyen du

calage variable squentiel des soupapes en continu (double S-

VT) sur ladmission et lchappement

Frottement interne du moteur rduit de 30 %

Poids total rduit de 10 %

Rduction approximative de 15 % de la consommation de

carburant et des missions de CO2 par rapport au moteur

essence actuel MZR de 2 litres de Mazda

Augmentation approximative de 15 % du couple bas et mi-rgimes (en tr/min)


Moteur diesel de 2,2 litres SKYACTIV-D : Plus de couple, combustion plus propre

Propre, monte rapidement en rgime, nerveux et plus amusant que jamais. Mazda place la barre

plus haut en ce qui concerne la puissance du diesel en concevant son moteur SKYACTIV-D. Le

faible taux de compression y joue un rle essentiel, aussi, tant donn que les processus internes

ont encore t entirement rexamins. Rsultat : une puissance efficace conue pour satisfaire

aux normes les plus rigoureuses en matire denvironnement, sans la ncessit davoir recours

des systmes de post-traitement spciaux et coteux.

Faits saillants :

Rduction approximative de 20 % de la consommation de carburant et des missions de CO2

par rapport au moteur diesel actuel MZR-CD de 2,2 litres de Mazda, grce un taux de

compression extraordinairement bas de 14:1 et une phase dexpansion aprs combustion

consquemment plus longue

Leve variable des soupapes dchappement pour la recirculation interne des gaz

dchappement, stabilisant immdiatement la combustion aprs un dmarrage froid

Nouvelle turbocompression deux tages offrant une rponse rgulire dans toute la gamme

de rgimes du moteur (maximum de 5 200 tr/min)

Filtre particules (FAP) diesel cramique hautes

performances

Satisfaction aux normes antipollution Euro 6, Tier II BIN 5

(Amrique du Nord) et aux rglements Post New Long

Term Emission Regulations (Japon) sans quil soit

ncessaire dutiliser des systmes coteux de post-

traitement des NOx

Poids rduit de 10 %

Frottement interne du moteur rduit de 20 %


Bote automatique 6 vitesses SKYACTIV-Drive

Ractive et garantissant des passages en douceur et une exprience de conduite agrable, et

affichant pourtant une faible consommation de carburant, la transmission SKYACTIV-Drive de

Mazda est conue pour offrir ce quil y a de mieux en matire de performance et de rendement

nergtique mme associe un moteur diesel couple lev.

Faits saillants :

Technologie unique combinant les avantages des botes automatiques classiques, des botes

variation continue (CVT) et des botes double embrayage

Prise directe dans toute la gamme de rapports (convertisseur de couple avec embrayage

verrouillable dans toute la gamme de rapports) offrant une sensation directe semblable celle

que procure une bote manuelle

Rduction de la consommation de carburant pouvant aller jusqu 7 %

Passages rapides et en douceur des vitesses grce au nouveau module mcatronique

Acclration puissante et rgulire partir du point mort

Disponible avec les moteurs SKYACTIV-G et SKYACTIV-D


Bote manuelle 6 vitesses SKYACTIV-MT

Mazda a conu la nouvelle bote manuelle 6 vitesses SKYACTIV-MT, trs lgre, petite et efficace,

afin de rduire la consommation de carburant sans pour autant compromettre le plaisir. Le point de

rfrence tait la sensation de passage des rapports prompte et prcise du lgendaire roadster

MX-5 Miata.

Faits saillants :

Optimise pour les vhicules moteur lavant et traction avant procurant des passages de

vitesses rapides et prcis

Redessine de manire la rendre considrablement plus petite et plus lgre

Permet un amnagement efficace du vhicule grce sa petite taille

Contribue rduire la consommation de carburant grce la rduction du frottement interne


Carrosserie SKYACTIV-Body

Plus lgre, plus robuste et plus scuritaire. Les concepteurs de Mazda ont d faire table rase du

pass pour mettre au point la carrosserie SKYACTIV, qui allie lgret, rsistance accrue des

matriaux et structures plus efficaces.

Faits saillants :

Rduction du poids de 8 % au moyen dune structure de carrosserie nouvellement conue, de

nouveaux procds de production (mthodes de collage) et dune forte proportion dacier

haute rsistance

Dynamique de conduite amliore grce une rigidit accrue de 30 % rsultant des concepts

de structure droite et de continuit de la structure (structure en anneaux) qui ont t

appliqus aux composants du cadre de chssis

Performance en matire de scurit passive amliore au moyen de la reconception des

zones dimpact en utilisant de multiples trajectoires pour la rpartition de lnergie dimpact.


Chssis SKYACTIV-Chassis

Mazda a mis au point un chssis qui, lorsquon repousse les limites du vhicule, allie maniabilit

prcise avec confort de roulement et stabilit. Le chssis SKYACTIV offre galement une rigidit

accrue malgr sa lgret. Le conducteur ne fait quun avec son vhicule.

Faits saillants :

Symbiose parfaite entre le conducteur et son vhicule dans la tradition du Jinba Ittai,

exprience de conduite inspire de la maniabilit et du confort de roulement exceptionnels de

la MX-5

Qualit de roulement amliore toutes les vitesses (maniabilit basse et moyenne

vitesses autant que stabilit haute vitesse) la suite dune reconception des supports de

suspension arrire, de la position des bras oscillants, des composants de la direction et des

rglages (entre autres choses)

Rigidit accrue et rduction de 14 % du poids du chssis grce une suspension

nouvellement conue avec jambes de force lavant et essieu multibras larrire


2. Lancement

Au-del de toutes limites : Cette phrase va de pair avec une toute nouvelle gnration

de technologies Mazda et symbolise une re nouvelle pour lentreprise. la diffrence

dautres fabricants, la faon unique de construire de Mazda a toujours inclus un lment

fondamental : le plaisir de conduire. Le principal objectif des ingnieurs de Mazda pendant

la mise au point de ses technologies SKYACTIV a t daugmenter radicalement le

rendement nergtique des vhicules pour tous les modles de prochaine gnration en

rduisant la consommation de carburant et les missions de CO2 et en rehaussant les

caractristiques de scurit et le plaisir de conduire. Et ils sont parvenus concilier ces

objectifs, entrant parfois en conflit, et la toute nouvelle gamme SKYACTIV de moteurs, de

botes de vitesses, darchitecture de carrosseries et de chssis qui fera partie de la

prochaine gnration de modles Mazda compter de 2012.

Les moteurs combustion interne continueront propulser plus de 80 % des vhicules en 2020.

Toutefois, les versions actuelles fonctionnent 30 % de leur capacit, cest pourquoi il y beaucoup

de place pour lamlioration. En faisant fi des ides conventionnelles, les ingnieurs de Mazda se

sont concentrs sur un seul objectif : raliser la combustion idale. L se trouve le point de dpart

du moteur essence SKYACTIV-G et du moteur diesel SKYACTIV-D de Mazda dans tous les

modles de prochaine gnration et pas seulement les modles conergtiques coteux. Cela

souligne lengagement inconditionnel de lentreprise amliorer la durabilit de lenvironnement, la

scurit des vhicules et la dynamique de conduite.

Un des principaux objectifs daffaire de Mazda consiste rendre les moyens de transport

individuels cologiques et abordables pour une large tranche de la population. Voil pourquoi

Mazda sest donn comme priorit daccrotre lefficacit de ses moteurs combustion interne. Les

membres du personnel de recherche et dveloppement (RD) de lentreprise Hiroshima ont

cherch les meilleurs moyens de parvenir une optimisation remarquable des procds inhrents

larchitecture lmentaire de ce moteur, en rduisant rgulirement et largement la

consommation de combustibles fossiles.


Combustion interne : toujours la base des dplacements en 2020

De nombreux fabricants automobiles planifient de concentrer leurs efforts, moyen terme, sur la

propulsion hybride et, long terme, sur la propulsion entirement lectrique. ce sujet, Mazda ne

diffre pas des autres, ayant travaill pendant plus de 20 ans la mise au point de vhicules

hybrides et entirement lectriques. En ralit, un nombre trs limit dune version lectrique de la

Mazda2 sera mis sur le march en 2012 au Japon dans le cadre dun programme de location. Ce

projet de vhicule lectrique devrait offrir un nouvel aperu prcieux de la technologie de

propulsion lectrique et de la manire dont les vhicules lectriques sont utiliss. Toutefois, mme

si les prvisions optimistes savrent justes quenviron 12 % de toutes les voitures en Amrique

du Nord et 23 % en Europe seront propulses par un moteur lectrique dici 2020 , la grande

majorit des gens conduiront des vhicules quips dun moteur combustion interne.


Selon TrueCar Inc., fournisseur de solutions automobiles et diteur de donnes sur les

transactions de vhicules neufs, dici 2020, les vhicules hybrides reprsenteront 8 % du march

nord-amricain, les vhicules purement lectriques accaparant une part de 4 %. Les estimations

sont un peu plus leves en Europe. Selon une tude datant de 2010 mene par Eurotax, les

vhicules essentiellement lectriques compteront pour 10 % des ventes sur le march. Les ventes

de vhicules hybrides devraient aussi augmenter de 10 %.

Quon se situe en haut ou en bas sur lchelle de lestimation du chiffre daffaires, dici 10 ans, les

vhicules propulss essentiellement par des moteurs essence et diesel reprsenteront encore

80 88 % du march. Aussi, lempreinte CO2 des moteurs combustion interne demeurera moins

importante que celle des moteurs lectriques et ce, aussi longtemps que leur lectricit sera tire

de ressources non renouvelables.


3. Vroum-Vroum responsable : Une stratgie

modulaire

En 2007, Mazda invente la stratgie Vroum-Vroum responsable , qui annonce une

augmentation tonnante de 30 % en conomie de carburant (comparativement aux niveaux

de 2008) pour tous les vhicules Mazda offerts partout dans le monde dici 2015. Cela

reprsente une rduction de 23 % de la consommation dessence et, consquemment, des

missions de CO2.

Cet ambitieux projet sera mis en uvre laide de la stratgie modulaire de Mazda, soit

lintgration progressive de systmes lectriques auxiliaires dans les moteurs combustion interne

SKYACTIV.


Le systme de dpart et darrt du moteur propre Mazda (i-stop), lanc en 2009 dans certains

marchs, reprsente une avance sur le chemin de loptimisation complte de cette technologie

sous-jacente. Des composants lectriques supplmentaires suivront. Le systme de freinage

rgnratif est un exemple des technologies actuellement mises au point par Mazda. Ce systme

est conu pour rcuprer lnergie du freinage pendant la dclration. Pour autant que les

hybrides sont concerns, Mazda a form un partenariat avec Toyota afin dallier sa technologie

hybride aux moteurs SKYACTIV (voir lencadr). Les rductions en ce qui a trait la

consommation de carburant et aux missions de CO2 prvues dici 2015 ne seraient autrement

ralisables que si la moiti des nouvelles voitures Mazda taient hybrides ou que le quart dentre

elles tait entirement lectrique.

Innovation Monotsukuri : procds novateurs, fabrication novatrice

En 2007, avant mme que les technologies SKYACTIV ne soient dvoiles, Mazda a entam la

rforme des procds utiliss pour la construction des vhicules, de ltape de RD celle de la

fabrication. Cette approche lchelle de lentreprise, quon appelle Innovation Monotsukuri ,

est labore partir dun concept architectural commun et dun concept de fabrication flexible

inspir de la planification de produits en ensemble. Lapproche Monotsukuri a men des

innovations en matire de diversification (satisfaire aux besoins varis des clients) ainsi qu la

normalisation des architectures et des pices en vue de lamlioration du rendement nergtique,

ce qui a permis Mazda dutiliser des technologies de haut niveau et de haut rendement sur une

vaste gamme de modles de vhicules, et de ragir plus rapidement aux changements dans les

besoins de la clientle. Lapproche Innovation Monotsukuri permet dobtenir un rapport

cot-efficacit de haut niveau dont le client bnficie en bout de ligne.


La technologie du systme hybride de Mazda dans le cadre de la coopration avec Toyota

Toyota Motor Corporation et Mazda Motor Corporation ont conclu une entente en 2010 concernant

lapprovisionnement en composants dots de la technologie hybride, sur laquelle repose la Toyota

Prius. Mazda prvoit intgrer ce systme hybride ses technologies SKYACTIV de prochaine

gnration afin de mettre au point et de lancer un vhicule hybride au Japon compter de 2013.

Combustion interne de pointe pour un vhicule hybride Vroum-Vroum efficace

Mazda prvoit offrir des vhicules hybrides moyen terme. Toutefois, elle a opt pour un objectif

de conception diffrent de celui de ses concurrents. Encore une fois, lamlioration des moteurs

combustion interne SKYACTIV constitue le principal objectif.

La consommation de carburant des moteurs actuels fait rapidement passer la charge de carburant

de moyenne faible lorsque le moteur fonctionne basse vitesse. La raison pour laquelle les

vhicules hybrides offrent une telle conomie de carburant est que le moteur combustion interne

est utilis dans sa plage de fonctionnement la plus conomique en essence afin de gnrer de

llectricit, laquelle ( laide de lnergie rgnre) alimente le vhicule faible charge. Mais plus

ltendue de la charge faible inefficace du moteur combustion interne est vaste, plus la taille du

moteur lectrique et de la batterie dune hybride doit tre considrable afin de pallier la situation.

En consquence, grce son rendement nergtique dans une vaste plage de fonctionnement, la

combinaison dun groupe motopropulseur combustion interne SKYACTIV et dun moteur

lectrique amliore le rendement nergtique global en plus doffrir un vhicule hybride Vroum-

Vroum quip dun moteur lectrique et dune batterie plus lgers. Le freinage rgnratif peut

ainsi servir de source dnergie principale pour charger la batterie.


4. TECHNOLOGIES SKYACTIV

Les technologies SKYACTIV seront lances en Amrique du Nord, sur une toute nouvelle

gnration de modles quips de moteurs, de botes de vitesses, de carrosseries et de

chssis novateurs. En cours de route, Mazda a suivi ce quon appelle lapproche

rvolutionnaire . Cette approche rclame la rsolution de conflits techniques tels que

lamlioration simultane des caractristiques de scurit, de la dynamique de conduite et

de la consommation de carburant afin de continuellement perfectionner la technologie

automobile sous-jacente dans de nouvelles gnrations de produits.

Conception du moteur combustion interne idal

Mazda se fraie son propre chemin conformment une longue tradition dingniosit tablie au

cur de son centre interne de recherche et dveloppement du moteur. Mme aprs 120 ans de

dveloppement continu, le moteur combustion interne ne parvient toujours pas utiliser entre 70

et 90 % de lnergie gnre par la combustion de lessence. Puisque cette perte dnergie est

principalement de nature thermique et quelle peut tre attribue aux systmes dchappement et

de refroidissement ainsi quaux surfaces du moteur et de la bote de vitesses, le principal objectif

de lquipe de RD a t damliorer lefficacit thermique du moteur. Outre cela, Mazda a aussi

pass beaucoup de temps travailler sur la rduction du frottement interne et du poids du moteur.


Les six facteurs matrisables au cur de cette approche sont :

Le taux de compression

Le rapport du mlange air-carburant

La dure de la combustion

La distribution de la combustion

La perte au changement de charge

La perte de charge par frottement mcanique

Lobjectif tait doptimiser ces facteurs, de les rendre le plus efficace possible et dentreprendre

des dmarches dterminantes en vue de crer le moteur combustion interne idal. En bout de

ligne, le taux de compression finirait par jouer un rle essentiel parmi ces facteurs la fois pour les

moteurs essence et diesel.


Lune des forces de Mazda est sa volont de faire fi des ides et daborder les dfis dune manire

nouvelle et novatrice. Le moteur rotatif exclusif de Mazda qui a propuls le lgendaire 787B le

seul moteur rotatif avoir gagn les 24 Heures du Mans (en 1991) en est un exemple.

La MX-5 Miata, voiture qui a fait renatre lintrt pour les roadsters sur le march partout dans le

monde, en est un autre. Les technologies novatrices SKYACTIV marqueront la plus rcente tape

importante franchie par Mazda dans lhistoire automobile. Mises au point au moyen de procds

propres Mazda, elles ont encore une fois prouv quel point Mazda tient les rennes de son

avenir technologique.

Les nouveaux moteurs SKYACTIV, par exemple, nont pas t mis au point indpendamment en

des lieux spars. Au lieu de cela, un groupe relativement restreint dingnieurs spcialiss ont

commenc par laborer les meilleures architectures de moteur possibles pour ensuite en faire une

fondation pour tous les nouveaux moteurs, sans tenir compte du nombre de cylindres ou du type

de carburant.

Notre division Dveloppement pour la production grande chelle sest affaire laborer la

meilleure architecture possible; on y retrouve une efficacit sans pareil, un rendement


spectaculaire et le meilleur niveau de qualit que nous avons connu, a comment Seita Kanai,

vice-prsident excutif de Mazda Motor Corporation. Ensuite, nous pourrions par exemple

fabriquer des cylindres plus gros, plus petits, les multiplier par trois, quatre, six, etc., crer une

gamme de moteurs pour rpondre nimporte quelle demande future.

Un taux de compression extrme plutt quune rduction

Certains fabricants automobiles cherchent amliorer la consommation de carburant moyenne de

leurs moteurs combustion interne en diminuant la cylindre. La perte de puissance et de couple,

aussi appele rduction , est compense en forant lentre dair dans les chambres de

combustion au moyen de turbocompresseurs ou de compresseurs de suralimentation.

Mme sil sagit dune approche efficace, Mazda a emprunt une autre voie. Tel que mentionn

prcdemment, la recherche du moteur combustion interne idal est un point de dpart

important de la stratgie modulaire de Mazda. Daprs les plans de Mazda dans leur qute dun

moteur idal, ltape suivante la plus influente tait doptimiser le taux de compression.


5. Moteur essence SKYACTIV-G

Les avantages de lunique moteur essence injection directe

SKYACTIV-G rsultent de lapproche dingnierie

rvolutionnaire exclusive de Mazda. En analysant et en

repensant de fond en comble les principes communs de la

thermodynamique, les ingnieurs ont russi fabriquer un moteur

affichant un taux de compression extraordinairement lev de

13:1. Jusqu prsent, ce niveau na t atteint que dans les

moteurs haut rendement de voitures de course qui ne sont pas

conues pour les dplacements quotidiens. Mazda a franchi ces obstacles.

13:1 Taux de compression extrmement lev

La question du taux de compression, aborde de nimporte quel angle, ncessite ltude des

avantages et des inconvnients dune compression leve. Augmenter le taux de compression

dans un moteur essence accrot son efficacit thermique et amliore ainsi la consommation de

carburant. Toutefois, le taux de compression lev dans les moteurs conventionnels rsulte en

une combustion anormale indsirable (appele cognement) et, paralllement, en une rduction du

couple. Lutilisation dun mlange air-carburant plus riche et dune synchronisation de lallumage

retarde permet dempcher le cognement, mais cela se produit galement aux dpens de la

consommation de carburant et du couple. Alors comment ces obstacles ont-ils t surmonts?

Taux de compression lev sans cognement


Le cognement a lieu lorsque le mlange air-carburant sallume prmaturment en raison dune

temprature et dune pression trop leves. Cette situation peut tre vite en rduisant la quantit

et la pression des gaz rsiduels chauds lintrieur de la chambre de combustion. En rponse

cela, Mazda a mis au point un collecteur dchappement 4-2-1 spcial qui, en raison de sa

structure relativement longue, empche les gaz dchappement venant tout juste de sortir du

cylindre de revenir de force dans la chambre de combustion. La rduction de la temprature de

compression qui en rsulte empche le cognement.

La dure de la combustion a aussi t rduite. Une combustion rapide raccourcit la priode durant

laquelle le mlange air-carburant est expos des tempratures leves, ce qui permet la

combustion normale de prendre fin avant que le cognement ne se produise.

Le nouveau moteur a aussi reu des pistons munis de cavits spciales qui permettent la

flamme de combustion initiale de se propager sans entrave, ainsi que de nouveaux injecteurs


multipoint qui amliorent les proprits du jet de carburant. Ces innovations, combines au

collecteur dchappement 4-2-1, ont gnr une augmentation substantielle de 15 % en couple

pour le moteur essence MZR de 2 litres actuel de Mazda. Le conducteur de tous les jours

adorera le couple remarquablement lev du SKYACTIV-G dans une vaste plage de rgimes ainsi

que sa meilleure consommation de carburant, rduite de 15 %.

Rduction de la perte au changement de charge

Pour amliorer le rendement du moteur, il est aussi ncessaire de diminuer la perte au

changement de charge qui se produit faible charge quand le piston aspire de lair en se

dplaant vers le bas pendant la course dadmission. En gnral, la quantit dair entrant dans le

cylindre est rgie par le papillon des gaz situ en amont du tuyau dadmission. faible charge du

moteur, seulement une petite quantit dair est ncessaire. Le papillon des gaz est alors presque


ferm, ce qui rend la pression lintrieur du tuyau dadmission et du cylindre plus basse que la

pression atmosphrique. Rsultat : le piston doit vaincre une pression ngative. Cest ce quon

appelle une perte au changement de charge, phnomne qui a un effet ngatif sur le rendement.

Mazda est parvenue diminuer la perte au changement de charge laide dune bote de vitesses

variation continue et double calage squentiel des soupapes dadmission et dchappement.

Cela permet de modifier les calages douverture et de fermeture des soupapes et de contrler la

quantit dair dadmission laide des soupapes au lieu du papillon des gaz. Pendant la course

dadmission, le papillon des gaz et les soupapes dadmission sont maintenues grandes ouvertes

alors que le piston se dplace vers le bas. La course dadmission se termine lorsque le piston

atteint le fond du cylindre (point mort bas ou P. M. B.) Par contre, si les soupapes dadmission se

ferment ici, une trop grande quantit dair se retrouve dans le cylindre alors que seulement une

petite quantit dair est ncessaire faible charge du moteur. Afin dexpulser lexcdent dair, le

calage squentiel des soupapes dadmission permet de maintenir les soupapes dadmission

ouvertes lorsque le piston commence se dplacer vers le haut pendant la course de

compression. Les soupapes dadmission se ferment ensuite quand tout lair superflu est expuls.

Voil comment un systme de calage des soupapes permet de diminuer la perte au changement

de charge : en rendant le procd global de combustion plus efficace.

La combustion dstabilise est lun des inconvnients de ce procd. Puisque les soupapes

dadmission sont maintenues ouvertes, mme lorsque la course de compression dbute, la

pression lintrieur du cylindre diminue et il devient donc difficile pour le mlange air-carburant de

brler. Toutefois, ce nest pas un enjeu pour le SKYACTIV-G grce son taux de compression de

13:1. Le taux de compression lev fait augmenter la temprature et la pression lintrieur de la

chambre de combustion; ainsi, le processus de combustion demeure stable, malgr une moindre

perte aux changements de charge, et le moteur offre un meilleur rendement de carburant.

Rduction du poids et du frottement interne du moteur

Reduced weight Reduced friction


Il est possible damliorer la ractivit globale du vhicule en rduisant

la taille et le poids des composants du moteur. Un projet de

reconception complte du moteur offre la possibilit dinnover en

matire de rduction de poids. Affichant une rduction du poids des

pistons de 20 %, une rduction du poids des bielles de 15 % et une

rduction du frottement interne du moteur de 30 % par rapport au

moteur MZR de 2 litres actuel, le nouveau groupe motopropulseur

SKYACTIV-G performe sans souci dans toute la plage de rgimes, sadapte rapidement aux

changements de charge et, consquemment, rehausse le caractre sportif de la Mazda quil

propulse. Comme il y a moins dnergie investie dans le processus, la consommation de carburant

connat une amlioration de 15 % en comparaison du moteur actuel.


6. Moteur diesel SKYACTIV-D

Lautre membre de la nouvelle famille de moteurs innovants est un

moteur diesel : le tout nouveau SKYACTIV-D rampe commune. Il

sagit du moteur diesel qui prsente le plus bas taux de

compression au monde, soit 14:1. Le SKYACTIV-D est aussi lun

des premiers moteurs diesel satisfaire aux normes strictes Tier II

BIN 5 (Amrique du Nord) en matire de rgulation des missions,

et qui ne ncessite aucun post-traitement de rduction catalytique

slective (SCR) coteux ou le recours un catalyseur pige de NOx

mlange pauvre (LNT).

Les moteurs diesel nont pas besoin de bougies dallumage. Le mlange combustible inject

senflamme de lui-mme haute pression en raison de la temprature de compression leve

prs du point mort haut (P. M. H.), ou lorsque la tte de piston est le plus prs de la culasse. Pour

assurer un bon dmarrage froid et une combustion stable pendant la phase de rchauffage, les

moteurs diesel conventionnels affichent des taux de compression allant de 16:1 18:1. Ce nest

pas le cas de lunique SKYACTIV-D de Mazda.

Son faible taux de compression de 14:1 permet doptimiser la distribution de la combustion. Quand

le taux de compression est abaiss, la temprature et la pression de compression au P. M. H.

descend. En consquence, lallumage prend plus de temps, mme quand le carburant est inject

prs du P. M. H., ce qui rsulte en un meilleur mlange air-carburant. La formation de suie et de


NOx est rduite puisque la combustion devient plus uniforme sans la prsence de zones localises

de temprature leve et dinsuffisances en oxygne. De plus, linjection et la combustion prs du

P. M. H. permettent dobtenir un moteur diesel haut rendement. Le taux dexpansion (ou la

quantit de travail rel effectu) est plus grand que celui dun moteur diesel haute compression.

Bref, lorsque la distribution de combustion est optimise, le moteur diesel SKYACTIV-D permet

une utilisation judicieuse de lnergie contenue dans le carburant. Voil comment une rduction de

20 % de la consommation de carburant a t ralise.

Conformit aux normes Tier II BIN 5 sans le recours des post-traitements des NOx

Grce son faible taux de compression, le SKYACTIV-D permet dobtenir une combustion plus

propre, rejetant beaucoup moins doxydes nitreux et ne produisant presque aucune suie. Il ne


ncessite donc aucun post-traitement des NOx, et satisfait des normes svres sur les missions

lchelle de la plante.

Le fait que le SKYACTIV-D de Mazda soit encore considr comme un projet pilote aujourdhui

aucun autre fabricant na tent de limiter jusqu prsent relve des inconvnients du faible taux

de compression relatifs au systme. Par exemple, la temprature de compression/dallumage

pendant les dmarrages et le fonctionnement froid est normalement trop basse dans un moteur

diesel affichant un taux de compression de seulement 14:1. Le moteur bafouillerait, surtout dans

des conditions hivernales, prsentant des rats pendant la phase de rchauffage. Et, des

tempratures extrmement basses, le moteur pourrait ne pas dmarrer du tout.

Leve variable des soupapes dchappement

Afin damliorer le dmarrage et le fonctionnement froid, les moteurs diesel SKYACTIV-D sont

quips de bougies de prchauffage en cramique et de systmes de leve variable des

soupapes dchappement. Le rle de ces derniers est de permettre la recirculation interne des gaz

dchappement chauds lintrieur de la chambre de combustion. Voici comment ce systme

fonctionne : les bougies de prchauffage effectuent le premier cycle de combustion, ce qui permet

aux gaz dchappement datteindre une temprature suffisamment leve. Aprs le dmarrage du

moteur, la soupape dchappement ne se ferme pas comme il est suppos pendant la course

dadmission. Au lieu de cela, elle reste entrouverte afin de permettre une certaine quantit de

gaz dchappement de rentrer. Cela fait augmenter la temprature de lair lintrieur de la

chambre de combustion, facilitant ainsi lallumage subsquent du mlange air-carburant et

empchant les rats du moteur.


Rduction du poids et du frottement interne du moteur

Reduced weight Reduced friction

Le faible taux de compression du moteur SKYACTIV-D permet dobtenir une pression maximale

plus basse et une tension exerce sur les composants du moteur plus faible par rapport aux

moteurs diesel conventionnels. Cela permet dapporter des modifications structurelles afin de

rduire davantage le poids des culasses aux parois plus minces, une diminution de 6,6 livres

(3 kg) du poids du collecteur dchappement intgr, et une rduction supplmentaire de 55,1

livres (25 kg) du poids du nouveau bloc-cylindres en aluminium.

De plus, en obtenant une rduction supplmentaire de 25 % du poids des pistons et des

vilebrequins, Mazda a russi rduire de 20 % le frottement interne du moteur SKYACTIV-D par

rapport au moteur diesel MZR-CD actuel. Pour le conducteur, cela reprsente une meilleure


rponse du moteur, une puissance de traction accrue et une amlioration de la consommation de

carburant.

Turbocompresseur deux tages

Les turbocompresseurs nont pas pour seul rle de contribuer laugmentation du couple des

moteurs diesel; ils amliorent galement la consommation de carburant et rduisent la quantit

dmissions nocives. Le SKYACTIV-D fait appel la turbocompression deux tages.

Deux turbocompresseurs sont compris un gros et un petit et fonctionnent chacun dans des

situations de conduite particulires. Le petit turbocompresseur raction rapide fait entrer de lair

dans la chambre de combustion lorsque le moteur fonctionne basse vitesse afin de produire le

couple bas rgime et dliminer le retard de rponse du turbocompresseur , qui est

caractris par un couple anormalement bas et une pitre rponse du papillon des gaz cause par

une pression dchappement insuffisante pour faire tourner la turbine du turbocompresseur la

vitesse ncessaire lobtention de la pression de suralimentation.

Un turbocompresseur deux tages garantit une augmentation du couple et de la nervosit du

moteur basse vitesse, ainsi quune puissance accrue des rgimes inhabituellement levs, ce

qui permet au SKYACTIV-D datteindre facilement son rgime critique de 5 200 tr/min. Il ny a pas

de compromis sur la puissance, la dynamique de conduite ou le plaisir de conduire malgr le

rendement lev du moteur. Et leffet de synergie entre la turbocompression deux tages et le

faible taux de compression du moteur permet doptimiser la distribution pour la combustion.

Puisquil y a un apport suffisant dair (doxygne) les missions de NOx et de suie demeurent au

minimum.


7. Bote automatique SKYACTIV-Drive

la recherche de la bote de vitesses automatique idale, Mazda a

concentr ses efforts sur les points suivants :

Amlioration de la consommation de carburant

Rponse directe de la pdale dacclrateur garantie

Passage en souplesse des vitesses

Acclration aise

La bote SKYACTIV-Drive a t conue pour accomplir tous ces

objectifs et plus encore.

Le toute nouvelle bote automatique 6 vitesses SKYACTIV-Drive allie les avantages des

automatiques conventionnelles ceux des transmissions variation continue et double

mcanisme dembrayage. Elle permet un passage rapide et en douceur des vitesses, ragit de

faon dynamique aux changements de charge du moteur ds la phase de dmarrage, et place la

barre plus haut en matire de consommation de carburant. Le cur mme du SKYACTIV-Drive

est un convertisseur de couple 6 vitesses nouvellement conu, muni dun embrayage verrouillable

pour les six rapports, appel prise directe dans toute la plage des vitesses. Le rapport de

lembrayage verrouillable lorsque le vhicule est en marche est pass de 64 88 % par rapport

la bote automatique 5 vitesses actuelle.


La rcente apparition du verrouillage entre le moteur et la bote de vitesses au moyen du

convertisseur de couple (qui permet de transmettre la puissance du moteur directement aux roues

motrices) empche la perte de puissance typique pendant lacclration, ce qui procure une

sensation de conduite plus immdiate. viter la perte de puissance du moteur contribue aussi

lamlioration de la consommation de carburant. Lutilisation de composants hydrauliques de haute

prcision est essentielle dans une telle conception. Afin dobtenir dabord la modulation de

pression dhuile la plus rapide et la plus prcise possible et damliorer ensuite la fiabilit, Mazda a

quip le SKYACTIV-Drive dun module mcatronique.

Alors que la maximisation de la plage de verrouillage est ncessaire lamlioration de la

sensation de conduite et de la consommation de carburant, laugmentation du bruit, de la vibration

et de la rudesse (NVH) a un effet ngatif vu labsence dun dispositif permettant labsorption de la

diffrence entre les vitesses de rotation dans le moteur et la bote de vitesses. Un nouveau

convertisseur de couple a t adapt afin de rsoudre ce conflit. Llargissement de la plage de

verrouillage signifiait que la pice torique tait confine au rang des trs basses vitesses.


Cette pice est donc dsormais plus petite, crant ainsi un espace pour un amortisseur amlior

ainsi quun mcanisme dembrayage verrouillable multidisque et son piston, ce qui amliore la

durabilit et le contrle de lembrayage.

Le systme SKYACTIV-Drive est disponible en deux versions; la bote automatique est donc

compatible avec les deux moteurs SKYACTIV : diesel et essence.


8. Bote manuelle SKYACTIV-MT

Mazda a invent une bote 6 vitesses de haute prcision restructure.

Grce sa conception compacte et lgre, en plus de sa rsistance

au frottement interne rduite, la transmission SKYACTIV-MT

constitue dj une autre contribution lutilisation conomique des

ressources.

Tout comme son analogue automatique, la bote manuelle 6 vitesses SKYACTIV-MT sera mise sur

le march en deux versions afin de rpondre diffrents besoins de couple moteur. Lobjectif tait

une rduction du poids de 7 16 % (selon le modle) par rapport aux botes manuelles actuelles.

Une toute nouvelle approche tait ncessaire pour gnrer une ide vritablement novatrice

puisque les manuelles daujourdhui sont dotes dune architecture relativement simple. Chaque

composant a t revu de faon en valuer la fonctionnalit. Au moyen dune architecture

repense comprenant un arbre intermdiaire raccourci et labsence dun arbre part pour la

marche arrire sur le plus gros modle, la transmission SKYACTIV-MT est un gage du pouvoir

innovant de Mazda.

La MX-5 Miata tablit la norme

Une sensation sport au passage des vitesses tait en tte de liste des spcifications techniques

avec comme source dinspiration la bote manuelle extraordinairement prcise et souple du

roadster MX-5 Miata. Avec un pommeau parcourant seulement 1,8 pouce (4,67 cm) entre la


position neutre et la position du rapport engag, le passage vif des vitesses de la bote

SKYACTIV-MT rappelle celui de la MX-5. Les changements de vitesse montrent une certaine

nervosit quoiquils demandent trs peu deffort. Bref, le systme SKYACTIV-MT dborde dADN

Vroum-Vroum.

Mazda a fait usage dun mcanisme la fine pointe pour atteindre cette sensation de prcision et

de nervosit dsire. Les caractristiques de fonctionnement idales ont t attentivement prises

en considration selon les critres de la MX-5 et de ses concurrents. La transmission SKYACTIV-

MT sest vue offrir une sensation de progression et de lgret au passage des vitesses avec une

rsistance moindre. Pour ajouter cette touche de prcision et de nervosit, le levier de vitesses a

t conu pour donner une impression de lourdeur lengagement dune vitesse, laquelle se

transforme graduellement en une sensation de lgret, comme si on glissait tout simplement vers

la vitesse suivante.


9. Carrosserie SKYACTIV-Body et chssis

SKYACTIV-Chassis

Le Vroum-Vroum responsable reprsente le rendement sans pour autant compromettre

le plaisir de conduire. La mise en uvre dune telle stratgie laissait entendre que le facteur

poids nallait pas tre contourn.

Ingnierie de rduction du poids : une spcialit de Mazda

Bnficiant dun hritage inspir des voitures de course tel que celui de Mazda, les ingnieurs

cherchent toujours rendre les vhicules plus minces. Aprs tout, les vhicules plus lgers sont

non seulement plus efficaces, mais aussi plus agrables conduire. Avec une meilleure

consommation de carburant, leur lgret amliore la performance du vhicule, soit au moyen de

lacclration, de la maniabilit ou du freinage. Plus de poids, loppos, engendre encore plus de

pesanteur et demande plus de ressources puisquune carrosserie lourde ncessite un moteur

lourd qui lui, requiert un plus gros rservoir dessence, etc.

En prenant encore la MX-5 Miata comme exemple, le roadster ax sur la performance et lagilit

est un modle qui sadapte au march et dont le faible poids en fait un vritable vhicule agrable

conduire. Sa direction prcise, son quilibre avant-arrire et son centre de gravit bas sont tous

des lments beaucoup plus prononcs cause du faible poids, ou du manque de poids, du

vhicule.


Un autre exemple rcent dingnierie de rduction du poids est la Mazda2, lance en Amrique du

Nord en tant que modle 2011. En allant contre le courant des voitures plus grandes et lourdes, la

sous-compacte a t conue pour tre bien plus conomique et performante tout en tant plus

scuritaire.

Une approche unique en ce qui a trait loptimisation de la rentabilit

Cette tradition continue avec la carrosserie SKYACTIV-Body et le chssis SKYACTIV-Chassis.

Plutt que de sen remettre des matriaux individuels (et souvent dispendieux) tels que la fibre

de carbone ou laluminium, Mazda adopte une approche spciale en matire de rduction du

poids. Ce procd holistique et convivial est compos de trois lments : loptimisation de la

structure et de la conception de la carrosserie, ladoption de nouveaux procds de production et

lutilisation de matriaux de remplacement en vue de produire des vhicules plus lgers, plus

robustes et plus scuritaires, procurant une sensation qui sinscrit dans la tradition Jinba Ittai.

Les rsultats sont probants : la nouvelle carrosserie SKYACTIV-Body pse 8 % de moins que son

prdcesseur alors que le poids du chssis SKYACTIV est rduit de 14 %. En fait, Mazda sest

mme fix pour objectif de faire en sorte que tous ses modles de prochaine gnration psent

220,5 livres (100 kg) de moins quavant. En consquence, les effets de synergie avec dautres

technologies SKYACTIV sen trouvent amliors, et le potentiel de rendement des moteurs

SKYACTIV est accru.

Carrosserie SKYACTIV-Body

Lengagement de Mazda envers le Vroum-Vroum responsable est ce qui motive le personnel

des centres de RD concevoir des voitures vertes qui satisfont aux exigences les plus strictes en

matire de scurit, reconnues partout dans le monde, et offrir une dynamique de conduite

exceptionnelle.


Il y a eu des moments o les objectifs de conception de la carrosserie SKYACTIV-Body entraient

encore en conflit les uns avec les autres. Afin de concilier ces enjeux, les ingnieurs on d

retourner la table dessin. Rsultat : des carrosseries destines une nouvelle gnration de

vhicules Mazda qui tablissent de nouvelles normes en matire de fabrication de vhicules

lgers.


Moins de poids, plus de rigidit

Afin de transmettre efficacement les forces de soutien, une structure de carrosserie lgre mais

robuste ncessite le plus grand nombre possible de sections droites. La disposition doit aussi tre

optimise de faon ce que ces forces soient disperses partout dans la structure et non pas

concentres dans des sections isoles. Les ingnieurs de Mazda ont labor un plan o figurent

des lignes droites continues de lavant larrire, et le plus grand nombre des lignes courbes ont

t supprimes du soubassement.

Les fixations de la suspension arrire, par exemple, sont soudes directement au cadre de

soubassement et font office de renfort double . De plus, les quatre structures en anneaux

positionnes verticalement et utilises pour la partie suprieure de la carrosserie sont soudes la

zone de renforcement du soubassement, ce qui amliore davantage la rigidit globale du vhicule.

Et ailleurs, des traverses redessines amliorent non seulement la rigidit de certaines zones de la

carrosserie, mais aussi sa rigidit globale puisque les fixations de la carrosserie ont t optimises

en cours de processus.


Structure trajectoires multiples pour une scurit optimale

Un des principes de marque de Mazda est damliorer constamment les dispositifs de scurit

passive dans ses vhicules. Lentreprise a, par consquent, mis au point lunique structure

trajectoires multiples pour la carrosserie SKYACTIV-Body. Cette structure absorbe efficacement la

charge de limpact au moment de la collision en la dispersant dans plusieurs directions. Par

exemple, pendant une collision frontale, lnergie de limpact est disperse depuis lavant (et donc

absorbe) le long de trois trajectoires ou chemins continus : vers le haut jusquau montant

avant, vers le bas travers le soubassement, et vers les cts de la carrosserie, via une trajectoire

mdiane. Le cadre suprieur joue un rle multifonction. Non seulement il dtourne lnergie vers le

montant avant, mais il empche galement tout mouvement du cadre avant vers le haut, car cela

pourrait avoir un effet ngatif sur la distribution dnergie souhaite.


Mme la portire installe sur une carrosserie SKYACTIV-Body absorbe des chocs. Et la structure

trajectoires multiples sapplique aussi aux collisions latrales, ce qui amliore considrablement

la scurit globale des occupants.

Fabrication liaison par soudure et davantage de points de soudure

La liaison par soudure est utilise sur la section des longerons du toit afin de crer une structure

circulaire renforante en anneau . Prcdemment, le procd dassemblage de la carrosserie

faisait en sorte que la structure tait spare de la section du pied arrire. Maintenant, grce au

soudage, les pices sont attaches lavance et envoyes la chane de montage en tant

quorgane. Cette mme mthode a t utilise pour crer les passages de roue. Le nombre de

points de soudure a aussi t grandement augment, ce qui contribue de faon significative

lexcellente rigidit de la carrosserie.

Plus dacier haute rsistance pour une robustesse accrue et un poids moindre

Des avantages supplmentaires ont pu tre gnrs en utilisant davantage dacier haute

rsistance dans la carrosserie SKYACTIV-Body. Les efforts dingnierie nauront pas t vains. Le

pourcentage dutilisation dacier haute rsistance est pass de 40 60 %, rduisant par

consquent le poids de la voiture tout en augmentant sa rigidit.


Chssis SKYACTIV-Chassis

Tout comme pour dautres technologies SKYACTIV, les concepteurs de chssis de Mazda ont d

concilier des objectifs conflictuels : procurer une maniabilit extraordinaire et un sentiment

d union entre la voiture et le conducteur, garantir une stabilit grande vitesse, et offrir la

meilleure qualit de roulement possible. Toutefois, lamlioration de la maniabilit directionnelle,

particulirement basse et moyenne vitesses, peut avoir un effet ngatif sur la maniabilit et la

stabilit gnrales grande vitesse. De plus, une telle agilit et une telle prcision de la maniabilit

peuvent aller lencontre du confort de roulement. En plus de travailler rsoudre tous ces

conflits, les concepteurs dsiraient rduire considrablement le poids du chssis. Les ingnieurs

de Mazda ont russi accomplir tous ces objectifs concernant son chssis SKYACTIV en optant

pour une approche unique afin de rsoudre ces conflits.


Concilier maniabilit basse et moyenne vitesses et stabilit grande vitesse

La premire difficult surmonter tait de pouvoir garantir la stabilit grande vitesse en

concevant un chssis qui offrait galement une maniabilit prcise basse et moyenne vitesses.

Mazda a donc mis au point un nouveau systme de direction assistance lectrique qui amliore

lexprience de conduite en procurant au conducteur une rponse immdiate partir de trs

basses vitesses de dmarrage. Mais une telle agilit pouvait faire ragir le vhicule de faon

excessive des vitesses plus leves. Cest ce moment que la gomtrie de la suspension

arrire a t revue. Les bras de suspension ont t optimiss et ladhsion des roues arrire a t

amliore afin de rduire le taux de lacet (ou la facilit virer). Au mme moment, une direction

avec rapport dengrenage (pour une direction plus prompte) a t choisie, augmentant ainsi le taux

de lacet afin de maintenir une direction agile basse vitesse. Rsultat : le vhicule est la fois

agile et stable, et le conducteur profite du meilleur des deux mondes nimporte quelle vitesse.

La sensation de fermet de la direction a t renforce au moyen de laugmentation de langle de

chasse et, consquemment, de la trajectoire de chasse sur les roues avant, ce qui amliore le

couple auto-centreur de la direction. Lassistance lectrique de la direction a ensuite t amliore

basse vitesse afin de faciliter les manuvres de direction et de procurer une sensation de

lgret souhaitable de telles vitesses. Rsultat : la nouvelle gnration de vhicules Mazda vire

en souplesse et en toute scurit dans toutes les situations.


Concilier maniabilit basse et moyenne vitesses et confort de roulement amlior

En tant quinterface entre la plate-forme et les roues, la suspension est indispensable la

maniabilit dun vhicule. La disposition et la structure de la suspension dterminent lexactitude

avec laquelle une voiture prend un virage et ont galement une influence sur le confort de

roulement. Le deuxime plus grand dfi des concepteurs de Mazda tait donc doptimiser cette

architecture. La suspension arrire sest avre essentielle lorsquon a tent datteindre le meilleur

quilibre possible entre maniabilit et confort de roulement. Le but tait damliorer la maniabilit

sans pour autant accrotre la rigidit des ressorts ou des amortisseurs.

Afin daccrotre lefficacit oprationnelle des amortisseurs, les supports ont t fixs un endroit

permettant dobtenir un taux de dtente lev de lamortisseur. La force damortissement et la

rigidit du caoutchouc du support suprieur ont t renforces, ce qui rduit leur impact sur le


confort de roulement. La position du bras oscillant de la suspension arrire a aussi t amene

vers le haut pour ainsi rgler lorientation des bras oscillants afin dabsorber limpact longitudinal

des chocs subis sur la route. Cela amliore le confort de roulement et empche larrire du

vhicule dtre soulev. Le rsultat se dfinit par une stabilit rehausse au freinage, ce qui

contribue rduire la distance de freinage.

Concilier rduction de poids et rigidit accrue

Le poids du SKYACTIV-Chassis est de 14 % infrieur celui de la version actuelle; ce chssis est

toutefois encore plus rigide. Et il sagissait en fait de la troisime perce en ce qui concerne le

chssis.

En se concentrant particulirement sur les traverses du chssis, les ingnieurs ont pu atteindre

leurs objectifs ambitieux en termes de rduction de poids. Aprs quils ont dfini leurs exigences

fonctionnelles, ils ont fait appel la technologie dingnierie assiste par ordinateur (IAO) pour


crer un modle conceptuel et coordonner la structure optimale au sein de lensemble global du

vhicule.

La section centrale lavant du vhicule a t allonge et le dcalage longitudinal du point de

fixation du bras infrieur a t rduit. De mme, larrire, la section longitudinale de la traverse

de chssis a t allonge et le dcalage longitudinal du point de fixation des bras latraux a t

rduit. Aussi, les flasques souds ont t supprims de lavant et de larrire afin daccrotre la

rigidit de couplage des sections soudes. Toutes ces mesures ont considrablement amlior la

raideur globale dun chssis plus lger.

Des solutions intelligentes ont men de nombreuses amliorations qui, ensemble, ont contribu

la construction du chssis SKYACTIV. Les ingnieurs ont ralis les objectifs quils staient

fixs, notamment offrir le plaisir de conduire, la scurit, le confort de roulement, la maniabilit et la

la stabilit, caractristiques dignes dune nouvelle gnration de vhicules Mazda.


Mazda Canada Inc. supervise les ventes et le marketing ainsi que le service la clientle et le

soutien aux pices des vhicules Mazda au Canada. Ayant son sige social Richmond Hill en

Ontario, Mazda Canada possde un rseau de 169 concessionnaires dans tout le pays.

Pour obtenir de plus amples renseignements, veuillez consulter le site Web de Mazda Canada

l'adresse www.media.mazda.ca

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