En un momento en el que prácticamente toda la industria parece decidida a limitar el motor de combustión interna a los libros de historia, Mazda va ... ¡contra la corriente! Con alegría.
No es la primera vez que Mazda lo hace, y la última vez que estuvo bien. ¿Volverá a pasar lo mismo? Los japoneses creen que sí.
La decisión de seguir apostando por los motores de combustión se anunció el año pasado, a través de la nueva generación de motores SKYACTIV-X. Y tuvimos la oportunidad de experimentar este nuevo motor SKYACTIV-X, en vivo y en color, antes de su llegada oficial al mercado en 2019.
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¿Motor de combustión? ¿Y los eléctricos?
El futuro es eléctrico y los funcionarios de Mazda también están de acuerdo con esa afirmación. Pero no están de acuerdo con las predicciones que dan al motor de combustión como "muerto" ... ¡ayer!
La palabra clave aquí es "futuro". Hasta que el coche 100% eléctrico sea la nueva "normalidad", la transición a la movilidad eléctrica mundial llevará décadas. Además, la producción de electricidad a partir de fuentes renovables también tendrá que crecer, de modo que la promesa de cero emisiones de los coches eléctricos no sea una farsa.
Mientras tanto, dependerá del "viejo" motor de combustión interna ser uno de los principales impulsores de la reducción de las emisiones de CO2 a corto y medio plazo; seguirá siendo el tipo de motor más común durante las próximas décadas. Y por eso debemos seguir mejorando. Mazda ha asumido como misión extraer la mayor eficiencia posible del motor de combustión en busca de menores emisiones.
“Comprometidos con el principio de la solución correcta en el momento adecuado”, como dice Mazda, impulsa a la marca en una búsqueda constante de la mejor solución, no la que se ve mejor en el papel, sino la que funciona en el mundo real. . Es en este contexto que surge el SKYACTIV-X, su innovador e incluso revolucionario motor de combustión interna.
¿Por qué revolucionario?
Simplemente porque el SKYACTIV-X es el primer motor de gasolina capaz de encendido por compresión, al igual que los motores diésel ... bueno, casi como los motores diésel, pero nos vamos.
El encendido por compresión, es decir, la mezcla de aire / combustible significa instantáneamente, sin bujía, cuando el pistón lo comprime, en los motores de gasolina ha sido uno de los "santos griales" perseguidos por los ingenieros. Esto se debe a que el encendido por compresión es más deseable: es mucho más rápido, quema instantáneamente todo el combustible en la cámara de combustión, lo que le permite hacer más trabajo con la misma cantidad de energía, lo que resulta en una mayor eficiencia.
La combustión más rápida también permite una mezcla de aire / combustible más pobre en la cámara de combustión, es decir, una cantidad de aire mucho mayor que la del combustible. Las ventajas son fáciles de entender: la combustión tiene lugar a temperaturas más bajas, lo que produce menos NOx (óxidos de nitrógeno) y se desperdicia menos energía durante el calentamiento del motor.
Los problemas
Pero el encendido por compresión en la gasolina no es fácil, no es que otros constructores no lo hayan probado en las últimas décadas, pero ninguno ha encontrado una solución viable que pueda comercializarse.La carga de encendido por compresión homogénea (HCCI), el concepto subyacente del encendido por compresión, hasta ahora solo se ha logrado a bajas velocidades del motor y con poca carga, por lo que, por razones prácticas, el encendido por chispa (bujía) sigue siendo necesario. Para regímenes y cargas elevadas . El otro gran problema es controlar cuando ocurre el encendido por compresión.
El desafío es, por lo tanto, poder hacer la transición entre los dos tipos de encendido de manera armoniosa, lo que obligó a Mazda a mejorar y controlar los diversos factores que permiten el encendido por compresión de gasolina y mezcla pobre.
La solución
El momento “eureka”, ¿o es el momento en el que hubo una chispa? ba dum tss… - que hizo posible resolver estos problemas, ocurrió cuando los ingenieros de Mazda desafiaron la idea convencional de que la combustión por compresión no requiere bujías: “si la transición entre diferentes modos de combustión es difícil, primero que nada, ¿realmente necesitamos hacer esa transición? " Aquí radica la base del sistema SPCCI: encendido por compresión controlado por chispas.
En otras palabras, incluso para la combustión por compresión, Mazda utiliza bujías, lo que permite una transición suave entre la combustión por compresión y la combustión por chispa. Pero si usa una bujía, ¿todavía se puede llamar combustión por compresión?
¡Por supuesto! Esto se debe a que la bujía sirve, sobre todo, como mecanismo de control cuando se produce la combustión por compresión. En otras palabras, la belleza de SPCCI es que utiliza la metodología de combustión de un motor diesel con la metodología de sincronización de un motor de gasolina con bujía. ¿Podemos aplaudir? ¡Podemos!
El objetivo
El motor fue diseñado de tal manera que creara las condiciones necesarias de temperatura y presión en la cámara de combustión, hasta el punto en que la mezcla de aire / combustible - muy pobre, 37: 1, aproximadamente 2.5 veces más que en un motor de gasolina convencional - permanezca al borde de la ignición en el punto muerto superior. Pero es la chispa de la bujía la que inicia el proceso.
Esto significa una mezcla de aire / combustible pequeña y más rica (29: 1), inyectada en una etapa posterior, que da lugar a una bola de fuego. Esto aumenta aún más la presión y la temperatura en la cámara de combustión, de modo que la mezcla pobre, ya cerca del punto donde está lista para detonar, no resiste y se enciende casi instantáneamente.
Este control de encendido me avergüenza. Mazda es capaz de hacer esto a más de 5000 rpm y ni siquiera puedo encender la barbacoa al principio ...
Una solución que ahora parece tan obvia, pero que requería nuevos "trucos":
- el combustible debe inyectarse en dos momentos diferentes, uno para la mezcla pobre que se comprimirá y el otro para la mezcla ligeramente más rica que se encenderá con la bujía.
- El sistema de inyección de combustible debe tener una presión súper alta, para permitir una rápida vaporización y atomización del combustible, dispersándolo inmediatamente por todo el cilindro, minimizando el tiempo de compresión.
- todos los cilindros tienen un sensor de presión, que monitorea constantemente los controles antes mencionados, compensando, en tiempo real, las desviaciones de los efectos previstos.
- uso de un compresor: es el ingrediente esencial para mantener alta la compresión, ya que SKYACTIV-X usa el ciclo Miller, que reduce la compresión, lo que permite la mezcla magra deseada. La potencia y el par adicionales son una consecuencia bienvenida.
Parte de atrás
Beneficios
El sistema SPCCI permite la expansión de la combustión por compresión en un rango mucho más amplio de regímenes, por lo tanto, más eficiencia en más escenarios de uso. En comparación con el SKYACTIV-G actual, la marca promete un menor consumo entre el 20 y el 30% según el uso . La marca dice que el SKYACTIV-X puede igualar e incluso superar la economía de combustible de su propio motor diésel SKYACTIV-D.
El compresor permite una mayor presión de admisión, lo que garantiza un mejor rendimiento y capacidad de respuesta del motor. La mayor eficiencia en un rango más amplio de revoluciones también le permite funcionar a revoluciones más altas, donde hay más potencia disponible y la respuesta del motor es superior.
A pesar de la complejidad de la operación, el uso constante de la vela ha permitido, curiosamente, un diseño más simple (no se necesita distribución variable o tasa de compresión variable) y mejor, este motor funciona con gasolina 95 , ya que menos octanaje es mejor para el encendido por compresión.
Finalmente, al volante
El texto ya es muy extenso, pero es necesario. Es importante entender por qué tanto "zumbido" alrededor de este motor - realmente es un avance notable cuando se trata de motores de combustión. Tendremos que esperar hasta 2019 para verificar todas las afirmaciones de Mazda al respecto, pero considerando lo prometido y demostrado con SKYACTIV-G, las expectativas son altas para que SKYACTIV-X cumpla con todo lo que promete hacer.
Afortunadamente, ya tuvimos la oportunidad de realizar una prueba temprana. Se preveía un contacto dinámico con los prototipos equipados con SKYACTIV-X, ocultos bajo la conocida carrocería Mazda3, aunque poco o nada tenía que ver con el familiar Mazda3; además, la arquitectura básica debajo de la carrocería es ahora de segunda generación.
SKYACTIV también es sinónimo de nuevas soluciones de plataforma / estructura / carrocería. Esta nueva generación promete mayor rigidez torsional, menores niveles de ruido, vibración y aspereza (NVH - ruido, vibración y aspereza) e incluso se desarrollaron nuevos asientos, prometiendo una postura más natural, que permitirá mayores niveles de confort.
Condujimos dos versiones de los prototipos, una con caja de cambios manual y la otra con caja de cambios automática, ambas con seis velocidades, e incluso pudimos comparar la diferencia con el actual Mazda3 2.0 de 165 CV con caja de cambios manual, para discernir mejor la diferencia. diferencias. Afortunadamente, fue el primer automóvil que conduje, lo que me permitió verificar el buen motor / caja (manual).
La diferencia entre SKYACTIV-X (motor del futuro) y SKYACTIV-G (motor de hoy) no podría ser más clara. El nuevo motor de Mazda es mucho más enérgico independientemente del rango de revoluciones; el par adicional disponible es bastante obvio. Como la “G”, la “X” es una unidad de 2.0 litros, pero con números más jugosos. Mazda apunta a una potencia de alrededor de 190 CV - que se notan, y bueno, en el camino.
Sorprende por su capacidad de respuesta, desde los regímenes más bajos, pero el mejor cumplido que se le puede hacer al motor, es que a pesar de ser una unidad en desarrollo, ya convence a más de muchos motores del mercado.
Los temores de que, como hay encendido por compresión como un Diesel, traería algunas de las características de este tipo de motores, como mayor inercia, corto rango de uso, o incluso sonido, eran completamente infundados. Si este es el futuro de los motores de combustión, ¡vamos!
El interior del prototipo, claramente el interior de un automóvil en desarrollo, venía con una pantalla colocada sobre la consola central con tres círculos numerados. Estos se apagaron o se encendieron, según el tipo de ignición o mezcla que ocurrió:
- 1 - encendido por chispa
- 2 - encendido por compresión
- 3 - mezcla de aire / combustible más pobre donde se obtiene la máxima eficiencia
¿Motores "pequeños" para Portugal?
La fiscalidad portuguesa aberrante hará de este motor una elección marginal. La capacidad de 2.0 litros es ideal por varias razones, entre otras, porque es una capacidad bien aceptada en la mayoría de los mercados mundiales. Los ingenieros responsables del SKYACTIV-X mencionaron que son posibles otras capacidades, pero por ahora no está en los planes de la marca desarrollar motores con una capacidad por debajo de los 2.0 litros.
La variedad de situaciones en las que se produjo el encendido por compresión, prácticamente simplemente cambiando a encendido por chispa, cuando exploramos velocidades más altas del motor o cuando pisamos el acelerador de golpe, fue impresionante.
En cuanto al modo 3, claramente requería una conducción más controlada, especialmente con la caja de cambios manual, donde resultó difícil -o falta de sensibilidad en el pie derecho- que apareciera en pantalla. El cajero automático - escala para el mercado norteamericano -, aunque menos agradable de usar, resultó ser mucho más fácil de “iluminar” el círculo número 3.
Consumos? ¡No sabemos!
Pregunté, pero a nadie se le ocurrieron números concretos. La computadora de a bordo estaba cubierta "estratégicamente" con cinta adhesiva, por lo que por ahora solo podemos confiar en las declaraciones de la marca.Una nota final para los prototipos que ya formaban parte de la nueva arquitectura: más rígidos y que permiten mayores niveles de refinamiento interior. Es importante no olvidar que estos eran prototipos de desarrollo, por lo que fue sorprendente que fueran más refinados e insonorizados que el Mazda3 de producción actual: la próxima generación promete ...
El nuevo Mazda3 será el primer SKYACTIV-X
Lo más probable es que el Mazda3 sea el primer modelo en recibir el innovador SKYACTIV-X, por lo que no será hasta algún momento de 2019 que realmente podremos ver las ganancias de eficiencia del motor.
En cuanto al diseño, Kevin Rice, director del centro de diseño europeo de Mazda, nos dijo que el aspecto general del Kai Concept se puede producir, lo que significa que no está muy lejos de la versión final del futuro Mazda3; olvídese de sus mega ruedas, mini espejos retrovisores u ópticas expuestas ...
85-90% de las soluciones de diseño de Kai Concept podrían entrar en producción.
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La promesa es debida, ya dijo Rui Veloso. Entonces aquí hay una especie de compensación. Un kamehameha épico que recuerda los eventos dentro de las cámaras de combustión del motor SKYACTIV-X.