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Mazda Skyactiv-X, il trait-d’union tra diesel e benzina

27 febbraio 2018

Nei nuovi motori a benzina Mazda Skyactiv-X, la combustione avviene, come nei diesel,  per compressione. Abbiamo provato un prototipo del 2.0 su una Mazda 3.

Mazda Skyactiv-X, il trait-d’union tra diesel e benzina

ANCORA FUTURO - Nonostante la Mazda abbia allo studio sistemi ibridi leggeri (microibridi), motori elettrici (verranno introdotti su modelli di serie nel 2019, anche abbinati a un motore termico, probabilmente un wankel, in funzione di range extender) e ibridi plug-in (previsti per il 2021), la casa giapponese crede ancora molto nel motore a combustione interna che, pensa, contribuirà per parecchio tempo a muovere la maggior parte dei veicoli nel mondo e a fornire il contributo maggiore alla riduzione delle emissioni di CO2. Anche perché, secondo i tecnici giapponesi, le auto elettriche oggi non sono ancora “pulite” al 100% (e quindi non del tutto a “emissioni zero”), perché i due terzi dell’elettricità viene prodotta utilizzando combustibili fossili che inquinano. 

MAGGIORE EFFICIENZA - Ecco perché la Mazda crede molto nel motore Skyactiv-X, in cui la miscela aria/benzina si accende spontaneamente quando viene compressa dal pistone. La tecnologia messa a punto dalla casa giapponese impiega il sistema di combustione SPCCI (SPark-Controlled Compression Ignition), che combina l’accensione per scintilla di un motore a benzina con quella per compressione di un diesel. Un sistema che, assieme alla tecnologia mild-hybrid di cui tutti i motori Skyactiv-X sono dotati, migliora l’efficienza del motore, riduce i consumi (per i tecnici giapponesi, di un 30%) e incrementa la prontezza di risposta (ne abbiamo parlato qui).

CON L’AIUTO DI UN COMPRESSORE - Ciò che secondo la Mazda rende efficiente il funzionamento del sistema di combustione SPCCI del motore Skyactiv-X è anzitutto la capacità di passare dal rapporto ideale (14,7:1) della miscela aria-benzina di un convenzionale motore a benzina a una miscela povera (“magra”), cioè con maggiore quantità di aria. Questo in un ampio intervallo di utilizzo (cioè per l’80% del tempo in condizioni di guida normali). Particolare, però la soluzione che innesca lo scoppio. Infatti, se nei normali motori a benzina la scintilla provoca lo scoppio dell’intera miscela (con la fiamma che si propaga a partire dalla candela), nel nuovo Skyactiv-X nella zona intorno agli elettrodi si verifica una prima microesplosione che fa aumentare localmente la pressione, comprimendo di conseguenza il mix aria-carburante tutto intorno: in queste condizioni, ha luogo la combustione per compressione, proprio come nei motori diesel. Così facendo, il sistema SPCCI combina i vantaggi dei motori a benzina con quelli dei diesel, ma con minori emissioni nocive e migliori prestazioni. Abbinata a un compressore posto vicino alla testata per aumentare la pressione d’aspirazione (e non per dare più potenza, come nei turbo), l’accensione per compressione offre una risposta più pronta del motore e un aumento della coppia del 10-30% rispetto al normale motore a benzina Skyacitv-G; per la Mazda la combustione super magra migliora l’efficienza del propulsore sino al 20-30% rispetto all’attuale Skyacitv-G. Inoltre, dicono i giapponesi, lo Skyactiv-X eguaglia o supera il più recente motore a gasolio Skyacitv-D quanto a efficienza nei consumi (la seconda generazione dei diesel Skyactiv-D, più puliti, arriverà nel 2020). 

INIEZIONE AD ALTTISSIMA PRESSIONE - Per ridurre al minimo il tempo di compressione e rendere l’accensione per compressione il più efficiente possibile, il carburante deve essere vaporizzato molto velocemente e poi immediatamente disperso in tutto l’intero cilindro. Per questo il motore Skyactiv-X dispone di un sistema in grado di iniettare benzina ad altissima pressione attraverso iniettori multiforo, posti al centro della camera di combustione, che portano all’atomizzazione istantanea del carburante, creando contemporaneamente una potente turbolenza che migliora la stabilità dell’accensione e la velocità di combustione. Per prevenire lo scoppio anomalo della miscela, è stato anche introdotto un sensore interno al cilindro che garantisce una combustione controllata. 

L’ABBIAMO PROVATO - La tecnologia del motore Skyactiv-X è ancora in fase di sviluppo: il lancio sul mercato è previsto per il 2019. Per mostrarci come funziona, però, la Mazda ci ha messo a disposizione alcuni prototipi del nuovo propulsore 2.0, montati su delle Mazda 3, abbinati al cambio automatico e al manuale; poi, per apprezzare le differenze, siamo stati al volante di una Mazda 3 col “normale” 2.0 a benzina Skyactiv-G e il cambio manuale. Abbiamo guidato le vetture su strade extraurbane, in Portogallo, con poco traffico. 

SULLA BUONA STRADA - Il rumore del motore Mazda Skyactiv-X al minimo è quasi impercettibile. Poi, una volta in movimento ci si rende conto che la prontezza ai bassi giri è maggiore rispetto al 2.0 “normale”: la coppia più corposa si sente, specie con il cambio manuale, che non costringe a scalare marcia per recuperare velocità in fretta: la sensazione, in effetti, è quasi da diesel. E il rumore è decisamente più contenuto. Certo, a velocità costante e in certe situazioni a bassa andatura, ai medi regimi, è possibile percepire il passaggio tra la modalità di funzionamento per compressione e quella tradizionale, con una lieve irregolarità nell’erogazione. Bisogna tenere conto, però, che il motore che abbiamo provato è lontano dalla sua calibrazione finale, e i tecnici ci hanno detto che questi piccoli problemi saranno risolti prima che il modello di produzione venga lanciato. Nell’abitacolo delle Mazda 3 in prova spinte dal motore Skyactiv-X (nelle foto) c’era un tablet, collegato con il motore, che indicava la modalità di funzionamento istantanea: sul display compariva un quadrato verde quando il 2.0 era in modalità tradizionale, due quadrati quando l’accensione avveniva per compressione, e tre riquadri verdi quando raggiungeva il massimo grado di efficienza, con la miscela ultramagra. Durante il nostro test abbiamo visto che l’accensione per compressione è molto frequente, mentre la condizione di massima efficienza è ancora abbastanza rara (bisogna andare a circa 80 km/h, a velocità costante, con un filo di gas). Il motore funziona in maniera convenzionale, invece, nelle forti accelerazioni e quando si superano i 130-140 km/h. Le differenze di funzionamento, comunque, sono minime, o almeno, non tali da risultare fastidiose. Un buon auspicio per la riuscita del progetto nel 2019. Ci aspettiamo che la Mazda 3 di prossima generazione, molto probabilmente basata sulla concept Mazda Kai presentata a Tokyo lo scorso anno, faccia il suo debutto nel corso del 2019, proprio con il motore Skyactiv-X. Per il 2.0 Skyactiv-X, l’obiettivo dei tecnici giapponesi è quello di arrivare a una potenza di 190 CV (adesso è ancora un po’ inferiore) e a una coppia massima di 230 Nm.

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Ritratto di Agl75
27 febbraio 2018 - 17:37
A legger l’articolo, sembra tutto semplice e ovvio. Mi pare strano che altri importanti gruppi non siano propensi a soluzioni simili, visto che non si tratta di un’idea così incredibile. Sarebbe interessante vedere simulazioni o risultati su costi di manutenzione e dati veri di emissioni.
Ritratto di UnAltroFiattaro
27 febbraio 2018 - 21:56
Peccato per la coppia di "soli" 230 Nm, da un 2.0 diesel ormai ne tirano fuori quasi il doppio... la mia 6 2.2 D ne ha 420 e devo dire che sono molto ben spalmati in tutto l'arco (da 1.500 a 5.000 rpm) sembra quasi un benzina
Ritratto di Mark R
28 febbraio 2018 - 00:17
.... spero per te che la geometria variabile del gruppo turbocompressore non si blocchi mai.... Sennò addio alla tua coppia spalmata..... P.S. la coppia di 420Nm è quella massima sviluppata a 2.000rpm.... A 1.500rpm ne avrai l'80-85% circa di quei 420... e a 5.000rpm la metà circa... Quando si ha la massima potenza (nel 2.2D a 4.500giri) la coppia è già abbastanza bassa e man mano aumentano i giri la coppia cala ancora. Solo per precisare la questione.
Ritratto di UnAltroFiattaro
28 febbraio 2018 - 22:24
E' ovvio che non ho 420Nm per tutto l'arco! Con "ben spalmata" Intendevo che a differenza della maggior parte dei diesel in circolazione, l'erogazione è molto fluida e non ha l'effetto calcio alla schiena solo per un breve istante, al di fuori del quale il motore "muore"... Tra l'altro la mia ha il cambio manuale e quindi l'effetto non è mascherato dalla selezione dei rapporti in automatico.
Ritratto di UnAltroFiattaro
28 febbraio 2018 - 22:38
P.S.: se non sbaglio il 2.2 Skyactiv-D della Mazda non ha la turbina a geometria variabile perché è un bi-turbo
Ritratto di Mark R
3 marzo 2018 - 14:25
... Vero... per essere precisi è un twin stage turbo... Ovvero ha un turbo piccolo ed uno grande. Sta di fatto che ha almeno e sottolineo almeno 1 EGR.... quando questa si bloccherà addio all'erogazione fluida e costante... Poi al giorno d'oggi trovare auto che hanno il turbo lag (o come dici tu il calcio alla schiena) è quasi impossibile data la gestione elettronica del gruppo turbocompressore...
Ritratto di andrea999
1 marzo 2018 - 01:03
400Nm da un 2000 diesel TURBO, aspirato torni a cessi di 20 anni fa... Qui si stà parlando di un 2000 aspirato a benzina e 230Nm sono valori record...
Ritratto di Mark R
3 marzo 2018 - 14:33
E aggiungo che la differenza tra diesel e benzina moderni non è più così marcata come anni fa (tipo Euro 2 o max Euro 3).... causa doppia EGR, dispositivi di post-trattamento dei gas di scarico e riduzione della compressione dei diesel (old diesel 20:1 vs new diesel 16.5:1 o quelli più bassi 14:1). Il benzina ha ancora margini di sviluppo... il diesel è arrivato a fine vita (causa norme anti-inquinamento)
Ritratto di Mark R
28 febbraio 2018 - 00:02
altri gruppi stanno provando un altro tipo di accensione sui benzina (sempre con la spark plug.... ma diversa) .... https:// www. youtube.com/watch?v=mhVyvMYCA2I&t=31s
Ritratto di ilpellegrino
28 febbraio 2018 - 08:41
Io so che Infiniti sta sviluppando una nuova tecnologia per motori a benzina, ma è diversa da questa di Mazda
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