HCCI, SPCCI e tutto quello che dovete sapere sui motori Skyactiv-X di Mazda

Nell’era di efficienza, auto ibride ed elettriche rappresentano il futuro. Tuttavia, i motori a combustione interna non hanno avuto la loro ultima parola e hanno ancora molta strada da fare. Gli ultimi progressi lo rendono chiaro e Mazda è uno dei marchi che ha messo più impegno nello sviluppo dei motori del futuro, e presto li vedremo sulle strade con il nome di Skyactiv-X.

Mazda e il suo dimensionamento hanno capito bene, e la prossima cosa è destinata ad essere rivoluzionaria

I giapponesi hanno perseguito un’idea che, anche se non nuova, sono stati in grado di portare a compimento. Altri produttori, come Nissan e General Motors, hanno già pensato di sviluppare un motore a benzina con l’efficienza di un diesel, una premessa facile da dire ma estremamente complicata da realizzare. Ma Mazda ha trovato la strada giusta, e considerando che hanno rifiutato il downsizing – e giustamente – meritano un voto di fiducia.

HCCI, diesel o benzina?

Come abbiamo detto, benzina per consumo diesel. Questo è lo slogan che titola la tecnologia Skyactiv-X, ma cosa significa veramente? Prima di rispondere a questa domanda, è necessario conoscere le particolarità dei due blocchi per capire la complessità della loro unione.

Da un lato abbiamo i motori a benzina, originariamente sviluppati da Nikolaus Otto nel 1876. Il cilindro del motore riceve una miscela di aria e benzina, che viene fatta detonare da una scintilla fornita da una candela. Questo significa che ha bisogno dell’aiuto della scintilla perché la benzina bruci. Il rapporto di compressione di un motore a benzina è tipicamente intorno a 10:1, e nel migliore dei casi 12:1.

La forma di un motore Skyactiv-X sarà molto simile a quella di qualsiasi altro motore

Dall’altra parte ci sono i blocchi diesel, concepiti da Rudolf Diesel nel 1883. La loro principale attrattiva è la maggiore precisione della loro combustione, che a differenza dei motori a benzina non ha bisogno di una candela per produrre un’esplosione. Questo è generato dalla semplice compressione della miscela da parte del cilindro, facendo così un uso migliore di ogni goccia di carburante, da cui il suo rapporto di compressione più elevato fino a 22:1.

Ora, fino ad ora, non c’è stata una sola auto commerciale con i cosiddetti motori HCCI, Homogeneus Charge Compression Ignition. Questi blocchi a benzina usano la compressione per il loro funzionamento, per così dire, per unire due mondi che in teoria non dovrebbero essere collegati, ed è da qui che viene il già citato slogan del motore a benzina con l’economia di un diesel. Ovviamente il loro rapporto di compressione è da qualche parte nel mezzo, circa 19:1.

Svantaggi e svantaggi del motore HCCI

Niente a questo mondo è perfetto, e i motori HCCI ne sono un chiaro esempio. Inoltre, si può dire che i motori HCCI hanno un enorme vantaggio ma uno svantaggio ancora più grande, che ha fatto sì che non siano mai arrivati alla fase di produzione. E qual è il vantaggio e qual è lo svantaggio?

Finora i motori HCCI hanno avuto un campo di utilizzo troppo limitato per essere praticabili

Partiamo dalle cose buone, l’efficienza. Iniettando il carburante in modo più omogeneo e preciso, ogni goccia di carburante viene utilizzata meglio. Inoltre, date le alte pressioni a cui lavora, la combustione avviene a temperature più basse, il che aiuta enormemente a produrre meno gas ed emissioni inquinanti, cioè meno CO2 e meno NOx, le cause principali degli attuali protocolli anti-inquinamento nelle grandi città.

Il maggiore svantaggio degli HCCI non è altro che il loro campo di utilizzo ottimale. Questa gamma si verifica ad alti o bassi giri del motore e con un carico del motore principalmente alto. Questo significa che a basso e alto carico il motore HCCI perde tutti i suoi benefici, cosa che fino ad ora era irrimediabile.

La tecnologia SPCCI alla riscossa

Mazda è venuta in soccorso, e con essa arriva la sua tecnologia SPCCI, Spark Controlled Compression Ignition, che sta per accensione a compressione controllata da scintilla. Questo significa che al motore HCCI tradizionale si aggiunge una candela che non agirà costantemente, ma solo in quegli episodi che abbiamo menzionato prima, a bassi e alti carichi di lavoro. Questo programma elettronico è stato brevettato dai giapponesi e promette di risolvere il problema senza che il conducente e i passeggeri siano consapevoli di quando e come entrano in una zona o in un’altra.

Ora, probabilmente state pensando che se include la scintilla nella combustione abbiamo a che fare con un motore a benzina convenzionale, ma no. Mazda non usa la scintilla nella combustione. Mazda non usa la scintilla come innesco dell’esplosione, come il ciclo Otto, ma come generatore di pressione che accelera il processo e omogeneizza la combustione anche quando si usa una miscela magra di carburante, come i diesel, il che a sua volta si traduce in migliori prestazioni con minori consumi e un processo molto più pulito.

Svantaggi della tecnologia Skyactiv-X

Come è già stato chiarito, i vantaggi sono molti e molto buoni. Non ci sono ancora dati ufficiali per confermare la buona notizia, ma Mazda sostiene che la tecnologia Skyactiv-X sarà il 20-30 per cento più efficiente dei suoi attuali motori a benzina, che sono già abbastanza economici. Tanto che ci si aspetta che uno Skyactiv-X sia in grado di eguagliare il consumo di carburante diesel a parità di potenza erogata.

Non possiamo nemmeno dimenticare le prestazioni. Anche qui ci si aspetta un notevole miglioramento. Se c’è una cosa che manca sempre in un piccolo motore a benzina, è la coppia. Ebbene, lo Skyactiv-X sarà in grado di fornire il 10-30% di coppia in più rispetto alle attuali unità a benzina grazie al suo rapporto di compressione più elevato e naturalmente il sempre prezioso aiuto dei turbo.

Confronto tra il consumo di un motore tradizionale e uno Skyactiv-X. La zona gialla è la parte più efficiente

Quanto tempo dovremo aspettare per la tecnologia Skyactiv-X?

Meno di quanto si pensi. La strada non è stata facile, con più di cinque anni di sviluppo e miliardi di euro di investimenti per arrivarci. Come Mazda ha delineato nel suo piano strategico immediato, i motori Skyactiv-X dovrebbero arrivare nel 2019. La prima auto ad utilizzare la tecnologia sarà la Mazda3 del 2019, che abbiamo già visto in alcuni punti della sua fase di sviluppo.

Il resto della gamma giapponese beneficerà di una tale svolta meccanica, compresa la sua gamma di SUV e l’amata Mazda MX-5. Il futuro è ancora da determinare, ma molte voci cominciano ad annunciare il ritorno del motore rotativo Wankel. È troppo presto per determinare se questi commenti sono veri, ma se lo sono siamo sicuri che la tecnologia Skyactiv-X avrà qualcosa da dire al riguardo.

Nel piano strategico è stata annunciata anche una nuova generazione di motori Skyactiv-D, così come l’emergere di alternative ibride e 100% elettriche. Anche quest’ultimo potrà beneficiare della tecnologia Skyactiv-X, poiché le realtà del mercato e la possibile combinazione con i motori elettrici nei veicoli ibridi e ibridi plug-in sono state attentamente considerate durante tutto lo sviluppo.

Mazda3 sarà la prima a beneficiare della tecnologia Skyactiv-X

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