Почему у Мазды большой расход топлива (часть 1, надеюсь, будет продолжение)

Если прочитать отзывы о наших Маздах, то большинство отмечает повышенный расход топлива у наших железных зверюг. Да, так оно и есть, и тут на Драйве часто это обсуждается.
Лично у меня так получилось, что мы с товарищем семьями часто путешествуем тысячекилометровыми маршрутами. Ездим в паре с Hyundai IX55, у которой стоит аналогичная нашей АКПП, но он атмо 3,8 литра и у него масса, бОльшая на 150-200 кг.

Если говорить обобщенно, то расход зависит:
1) Насколько эффективно будет сожжено топливо;
2) Насколько эффективно момент будет передан от двигателя до колес (потери);
3) Сопротивление качению самого автомобиля.
Понятно, что аэродинамика Мазды не хуже IX55, поэтому последний пункт мы опускаем сразу.
Первое, что сразу замечаешь за рулем корейца — это на 4-6 передачах коробка работает как механика с полностью заблокированным гидротрансформатором. У нас же всё иначе. Сарзу говорю, что всё написанное дальше про дорестайлинговую модель.

Путь первый по уменьшению расхода (тупиковый, может быть пока).</b>
Если смотреть лог поездки Мазды на типовой нагрузке при загородном круизе (около 90-100 км/ч), то видно, что если машина едет с одним-двумя паксами на борту по идеально ровной дороге, то ГТ (гидротрансформатор) заблокирован, потерь в нём нет. Расход в это время как правило на бортовике 8,2-8,8 литра, что меньше или сопоставимо с IX55 на той же скорости. Но, стоит посадить детей/ положить в багажник чемодан или дороге пойти чуть в гору, то происходит следующее.

В общем, решил я посмотреть, нет ли в прошивке карт, влияющих на блокировку/ разблокировку ГТ. Жаль у нас нет доступа к картам АКПП. Из всего просмотренного перспективно выглядела карта перехода из режима закрытой петли в отрытую для 4-6 передач.
Как раз в диапазоне между 1500 об/мин и 2000 об/мин порог по нагрузке установлен на 0,657.

Изменил пороговое значение нагрузки на 0,8, но работа блокировки ГТ от этого не изменилась. Жаль. Без доступа к картам АКПП изменить работу ГТ не получится. Из всех остальных карт, какие есть в Versa, можно еще поковырять Gear Ratios. Там должны быть прописаны передаточные числа АКПП и редуктора (главная передача), но их значения не соответствуют значениям из мурзилки по Мазде. Не знаю, задействованы ли эти карты вообще в работе нашего ЭБУ.
На этом попытки устранить потери в ГТ были прерваны следующим событием.

Путь второй, более верный при наличии Versa (эффективность сжигания топлива).
У меня на машине нет катализаторов, стоит даунпайп на 2,5 дюйма с гофрой.
Так вот, наверняка многие из вас замечали, что стоковая Мазда летом расходует гораздо меньше бензина. Это заметно, когда летом едешь по дороге на круизе с заблокированным ГТ, расход 8,2 литра, а зимой по этому же отрезку пути — ГТ уже не блокируется и расход в 11 -12 литров, при этом загрузка машины та же самая. Что за чертовщина? Вот так же я и недоумевал. Некоторые обосновывают явление тем, что на морозе в подшипниках смазка более вязкая и тп.
Цепочка событий, приведшая меня к пониманию происходящего, выглядела следующим образом:
1) Зимой поехал на Телецкое кататься на лыжах, по пути туда мороз был легким не более 20 градусов, а вот по пути обратно — уже похолодало до 35. Буду говорить про круизную нагрузку (90 км/ч). Туда я ехал весь путь на незаблокированном ГТ, обороты около 2000 об/мин, расход за поездку составил около 15 литров; обратно в минус 35 я ехал мало того что на незаблокированном ГТ, так и ещё сугубо на пятой передаче с оборотами 2500 об/мин и расходом в 17 литров. Это очень озадачивало;
2) После удаления катализаторов вместо прихода мощности у меня образовался её уход. На стенде моя машина показывала не более 200 лс на маховике. Разгон до 100 км/ч показывал прибавку в 1 секунду и выехать из 10 сек уже не получалось, хотя сток выезжал легко.
3) За полтора года езды без катализатора у меня полностью прогорела гофра на даунпайпе.

Все вместе в совокупности привело меня к простой мысли, что если двигатель через себя пропускает гигантский объем смеси, но эта смесь не производит нужной работы, то значит она куда-то не туда девается. А ответ куда именно она девается подсказывала прогоревшая гофра на даунпайпе. В общем, получается так, что смесь вылетает в выхлоп и сгорает уже там. Это объясняет все происходящее с машиной на морозе: воздух со снижением температуры становится плотнее, его попадает больше в цилиндры за цикл, ещё больше вылетает в выхлоп и ЭБУ видя что нагрузка превышает 0,7, разблокирует ГТ, а в ещё более холодную погоду — переключает на 5 передачу, т.к. по нагрузке в его понимании машина едет в офигенную гору (нагрузка на ДВС ЭБУ определяется сугубо по расходу воздуха). Тоже самое с разгоном, ЭБУ видит что двигатель достиг целевой нагрузки по расходу воздуха, перестает увеличивать буст, а при этом часть надутой турбой смеси вместо того, чтобы гореть в цилиндре и дарить счастье владельцу — горит в выхлопе и приносит счастье уже исключительно владельцу СТО и продавцу турбокомпрессоров (об этом чуть позже). Удаление катализатора ещё больше усугубило это явление в моем случае, тк существенно снизилось противодавление в выпуске и выросла продувка ГБЦ.

Итак, за наполнение цилиндров смесью отвечают фазы распредвалов. Явление, позволяющее несгоревшей смеси попадать из впускного тракта в выпускной, происходит во время продувки ГБЦ. Это возможно во время перекрытия фаз, когда одновременно открыты впускные и выпускные клапаны. Конструктивно в стоке, когда муфта закрыта на штифт, если мне не изменяет память, перекрытие составляет всего 4 градуса. Это не много, это нормально для устойчивого ХХ и малых нагрузок. У нас стоит муфта VVT (или как там ее маздовцы назвали…), она позволяет сдвигать фазы впускного вала на 35 градусов, т.е увеличить перекрытие с 4 до 39 градусов. И вот тут пришло время посмотреть, что там у нас нарисовано с завода в карте управления муфтой VVT.

И видим мы в карте офигительные перекрытия на небольшой круизной нагрузке. Для чего это сделано? Предполагаю это преследует две цели: 1) прогревать катализатор (я ранее всегда думал, что кат греют более поздними УОЗ, но как оказалось ни фига подобного) и 2) быстрый спул турбины (все восхищаются как мазда быстро спулится, ещё бы ей не спулиться если 1/6 смеси тупо улетает в трубу).
Ну всё, нужен эксперимент!

Суть эксперимента в том, чтобы посмотреть как меняется расход топлива на одной и той же нагрузке в зависимости от угла поворота муфты VVT. Точная настройка, конечно же, должна проводиться на стенде, но для определения общих трендов пойдет и кусок ровной дороги без трафика, чтобы исключить влияние впереди идущих машин (слипстрим). Встречку, к сожалению, исключить в нынешних условиях практически невозможно, воздушный поток от встречной фуры влияет очень сильно. Пришлось несколько раз заезжать, чтобы было минимум воздушных возмущений, но избежать полностью их не получилось.

Данные по цикловому расходу топлива по двум заездам на одном и том же отрезке дороги наглядны. Очевидно, что в моём случае уменьшение перекрытия ведет к снижению расхода топлива. Далее нужно уже будет разбираться в ньюансах: закрыть полностью или, скажем, приоткрыть на 5 градусов и т.п.

На практике, в эти выходные меня не миновала участь сельхоз работ на даче. За пробег в 620 км с 250 кг картошки в багажнике, двумя пассажирами (200 кг вместе) и двумя велосипедами на крыше средний расход получился 10,3 литра на 100 км. Ещё я прикрыл перекрытия на ячейках, приходящихся на WOT (тапок во весь пол) со стоковых 30 до 10 градусов. Улучшился разгон и расход при этом (расход на разгоне стал измеряться двузначными числами), но это уже субъективно. Изменился звук работы двигателя под нагрузкой и исчез мычащий звук. Как понимаю, такой звук давала горящая в выпуске смесь. Увеличился на два сантиметра (нет, к сожалению). Ранее по этой дороге и в таких же условиях у меня менее 11,5-13 литров не получалось. При коротком путешествии на 300 км с двумя пассажирами я легко уложился в 9,7 литров на 100 км, при этом я часто обгонял и среднюю скорость стремился поддерживать на свободных участках 100-110 км/ч. Это обнадеживает, что с Маздой я не расстанусь в ближайшее время.

Далее некоторые мысли:
1) В инете и в частности на драйве принято строчить посты в стиле "выбил кат, ласточка побежала". Если у вас целый катализатор, то ни в коем случае его нельзя выбивать без правки прошивки, это полностью рушит всю логику работы ЭБУ и быстро убьет даже целую турбину. Если сразу не поломаете шатуны или вкладыши на передувах, то… Прихода вы не получите, потеряете около 1 секунды в разгоне до 100 км/ч. Подозреваю, что через год будут сквозные трещины в горячке между отверстием вейстгейта и отверстием крыльчатки, именно там будет пылать адское пламя несгоревшей смеси. Малиновый выпускной коллектор будет вам верным спутником.
2) Интересно было узнать, что ЭБУ обманывает по поводу скорости: то что показывает приборка, на 5 км/ч выше чем фактическая скорость (чтобы было 90 км/ч на приборке должно быть 95 км/ч). Я об этом знал и раньше, замеряя данные по GPS, но не знал, что ЭБУ на самом деле знает истинную скорость и Версе отдает именно её, но на приборке завышает её.
3) При обучении в институте нам рассказывали, что примерно до 50-60% нагрузки на двигатель значения оптимальных УОЗ лежат ранее чем УОЗ, на котором приходит детонация (т.е. настройка как на бусте по детонации не имеет смысла). Понятно, что это говорилось очень условно и обобщенно, но судя по логике работы ЭБУ Мазды, оптимальный УОЗ у нее более ранний чем детонация. Может быть обращали внимание, что при работе на сток прошивке в зоне нагрузки около 0,5 появляется сильная детонация с постоянными откатами до 5 единиц. Там это интересно сделано, в картах Open Loop и Close Loop значение базового УОЗ завалено, а вот при равномерном движении Overload на этой нагрузке позволяется добавить до 10 градусов УОЗ, вместо 4 для других зон. Теоретически, можно попробовать улучшить расход добавив углов, но на стенде и следя за моментом на валу при этом.
4) Я покупал Versa больше для борьбы с расходом, но просьба к ребятам, кто ради буста и скорости. Попробуйте прикрыть углы VVT на WOT, не улучшиться ли у вас время разгона?
5) Также расход чуть-чуть можно будет снизить если кое где забеднить смесь до 1,07 и повысить лимиты для богатых смесей хотя бы до 0,72 (уже сделал, но пока не тестировал, даунпайп прогорел и бухтит как жига с прямотоком, гаишники смотрят с недоумением и укором). Плюс покрутить УОЗ (по настоящему ещё не делал, но пытался). Если кто делал, напишите результат.