Come funziona il motore Skyactiv?
Molti si chiederanno, come funziona il motore Skyactiv della casa giapponese. Mazda appunto, ci ha abituato negli anni a scelte tecniche molto particolari e controtendenza, che fanno della casa nipponica il suo biglietto da visita. Basti pensare al motore Wankel a pistoni rotanti della R8, recentemente anche usato come generatore per la Mazda MX 30 R-EV, o al fatto che non ha voluto saperne del downsizing dei motori, così, come dei 3 cilindri (eccezion fatta per la Mazda 2 Hybrid, frutto di una collaborazione con Toyota).
Il progetto Skyactiv di Mazda riscrive la storia dei motori! Il benzina che “copia dal diesel” (Skyactiv G), il diesel che “copia dal benzina” (Skyactiv D) ed infine, il connubio perfetto dato dall’unione della tecnologia diesel con quella benzina (Skyactiv X). Si, avete capito bene…
Cosa vuol dire Skyactiv G?
La piattaforma Skyactiv è declinata in tre tipologie di motori come avete letto in apertura di articolo. Lo Skyactiv G è il primo progetto! Ma vediamo quali sono le caratteristiche.
La tecnologia Skyactiv G, prevede per i motori a benzina, un rapporto di compressione elevato, ecco perché “copia dal diesel”… e una miscela molto magra, quindi con una quantità di aria maggiore rispetto a quella indicata dalla solita formula usata per i motori a benzina. Un rapporto di compressione elevato è sinonimo di rendimento termico elevato ed efficienza, quindi, buone prestazioni e bassi consumi di carburante. Avere un motore con rapporto di compressione elevato, soprattutto se parliamo di un motore alimentato a benzina, è un rischio. Si, perché si rischia la detonazione ed il “battito in testa”. Ma Mazda ha trovato la soluzione!
Rapporto di compressione: rapporto tra il primo ed il secondo volume
Agendo opportunamente sull’apertura delle valvole, soprattutto di quelle di scarico, i tecnici Mazda, sono riusciti ad abbassare la temperatura all’interno del cilindro, riducendo i gas di scarico residui nel momento in cui il pistone è nella fase di compressione.
Quindi temperature più basse, allontanano il rischio detonazione e “battito in testa”. Questo è lo Skyactiv G!
Skyactiv D
Veniamo alla seconda declinazione: Skyactiv D! In Mazda, per abbassare l’emissione, soprattutto degli ossidi d’azoto e del particolato dei motori diesel, si sono affidati alla tecnologia Skyactiv D, che prevede stavolta, un drastico abbassamento del rapporto di compressione, pensate, 14:1, che è un valore bassissimo per un motore diesel. Ecco perché il diesel che “copia il benzina”…
Il motore diesel è un motore endotermico a combustione spontanea, ovvero non ha bisogno di candele per accendere la miscela aria/carburante, ma lo fa grazie all’elevata compressione dell’aria (che aumenta di temperatura) all’interno del cilindro. Quando il pistone si trova nel punto più alto (punto morto superiore), viene immesso il carburante dagli iniettori, attraverso iniezione diretta. Il carburante grazie all’elevata temperatura dell’aria, subito s’incendia e da luogo alla combustione che spinge il pistone verso il basso.
Mazda però ha abbassato notevolmente il rapporto di compressione del suo motore diesel Skyactiv D. Quindi come può funzionare? I tecnici Mazda hanno lavorato sul sistema di iniezione, prevedendolo, in modo che ci sia più tempo per la combustione, vista la temperatura inferiore dell’aria a causa del rapporto di compressione più basso.
Skyactiv X, l’unione tra le tecnologie G e D
Proprio così, lo Skyactiv X, ovvero la terza ed ultima declinazione della piattaforma Skyactiv, unisce le due tecnologie. Il risultato è straordinario! Un motore alimentato a benzina, che funziona come un diesel.
In pratica, il motore Skyactiv X, funziona grazie all’accensione per compressione, ma va a benzina. Il rapporto di compressione è elevatissimo per un motore a benzina, 16:1. Questo garantisce un elevato rendimento. Ma alla luce di quanto scritto e spiegato sopra, come si è potuto evitare la detonazione?
Gli ingegneri Mazda, hanno curato ad hoc la fasatura delle valvole e reso la miscela molto magra, ovvero, con una percentuale di aria superiore, rispetto alle percentuali canoniche del rapporto stechiometrico dei motori a benzina. L’accensione per compressione che di norma avviene in particolari e ristrette fasi di funzionamento del motore (a seconda del numero di giri e della posizione del pedale dell’acceleratore), nello Skyactiv X, è stata estesa al massimo. Infatti l’accensione della miscela, che abbiamo detto è magrissima e non si accenderebbe in un motore a benzina tradizionale con candele tradizionali, qui si accende per compressione, ma grazie, anche ad una piccola scintilla, che accende solo una piccola parte di carburante vicino alla candela. Si, perché le iniezioni sono due. Una nella fase di aspirazione e l’altra nella fase di compressione.
Chiaramente il tutto è orchestrato da un controllo specifico di tutte le fasi del motore. Tutte le declinazioni dello Skyactiv, possono avere un grado qualsiasi di ibridizzazione. (Tipi di motori ibridi)