Focus motore: l’innovativo Mazda Skyactiv-X | Prima parte

Alla base dell’attuale filosofia progettuale Mazda c’è una mission ben precisa: proteggere il benessere del pianeta, senza però privare le persone della pura "gioia di guidare". Ed è per questo, che è incessante l’impegno dell’azienda giapponese nello sviluppo tecnico del motore a scoppio ideale. Concetto ad oggi incarnato dall’ultimo Skyactiv-X, propulsore innovativo, disponibile per Mazda3 e CX-30, che si basa sull’esclusivo sistema di accensione per compressione controllata da candela SCCI (Spark-Controlled Compression Ignition).

IN COSA CONSISTE - Attraverso questa tecnologia, la candela d’accensione - la classica “scintilla” del motore a benzina -  viene impiegata per controllare l’accensione per compressione tipica dei motori diesel. In questo modo, si ottiene un motore “crossover” capace di cumulare i benefici di entrambi i sistemi: erogazione agli alti regimi e pulizia delle emissioni di scarico, delle unità a benzina; una maggiore risposta ai bassi regimi e risparmio di carburante, dei diesel. 

APPROFONDIAMO - A beneficio degli appassionati di meccanica, e per apprezzarne a pieno la raffinatezza tecnica, analizziamo la questione dal punto di vista tecnico, provando a semplificarne i passaggi. Tutto parte dall’idea di aumentare il rapporto aria-benzina, rendendo possibile la combustione magra in cui viene bruciata una maggiore quantità di aria. Un sistema, questo, che riduce le perdite con la chiusura della valvola a farfalla, con conseguente risparmio di carburante. Se però si gestisce questo tipo di miscela magra di aria e benzina con la classica candela, la combustione tende a diventare instabile. Per questo, si è deciso di utilizzare la combustione per compressione in condizioni di alta temperatura e di alta pressione, sistema tipico dei motori diesel. Nello sviluppare il motore Skyactiv-X, Mazda ha migliorato il controllo di sette fattori che hanno un’influenza primaria sull’efficienza di un motore a combustione interna, compresi il rapporto di compressione (che deve essere aumentato per realizzare le necessarie condizioni di temperatura e pressione elevate), la fasatura di combustione prossima al punto morto superiore (tipica dell’accensione per compressione), e un periodo di combustione in cui tutta la benzina bruci simultaneamente.
Rimaneva, però, un problema legato all’accensione per compressione a carica omogenea utilizzato con motori a benzina (HCCI - Homogenous Charge Compression Ignition), un sistema ancora non sfruttabile proficuamente, se non attraverso un notevole aumento del rapporto di compressione, una struttura più complessa e l’aggiunta di sistemi di controllo di alta precisione.

L’INTUIZIONE DI MAZDA E LA SVOLTA - Certe volte, per progredire, è fondamentale avere il coraggio di mettere in discussione le idee convenzionali. E così è stato. I tecnici Mazda hanno ribaltato il concetto per il quale non serve la candela per l’accensione per compressione, suggerendo invece un approccio diverso: questo concetto è la base dell’accensione per compressione controllata da candela (SPCCI), l’esclusivo metodo di combustione Mazda alla base dello Skyactiv-X. Grazie a questo sistema, l’intervallo in cui può avvenire l’accensione per compressione in termini di carico e regimi del motore risulta ora drasticamente più ampio, consentendo l’impiego di questa tecnologia in quasi tutte le condizioni di marcia. Inoltre, dato che viene ora usata una candela d’accensione in ogni momento, il motore può commutare facilmente fra combustione con accensione per compressione e combustione con accensione per scintilla.

MIGLIORARE QUEL CHE ESISTE GIÀ - La tecnologia SPCCI alla base dello Skiactiv-X, cioè l’accensione per  compressione controllata da candela (che vi abbiamo spiegato QUI nel dettaglio), pur essendo un metodo di combustione nuovo, si basa su due funzioni già esistenti, accensione e iniezione, che Mazda ha provveduto ad ottimizzare per fornire maggiori quantità d’aria e controllare in maniera efficiente l’intero processo della combustione in ogni condizione di marcia. Per evitare che si verifichi una combustione anomala nella miscela aria benzina, vengono adottate diverse tecnologie, come l’iniezione frazionata del carburante, un sistema di iniezione ad altissima pressione e un un sensore di pressione interno al cilindro, come monitoraggio di controllo.

RIMANETE CONNESSI - Questa la genesi della tecnologia che ha ispirato l’innovativo Skyactiv-X di Mazda. Nella prossima parte del nostro approfondimento, ne scopriremo insieme le principali implicazioni tecniche e, soprattutto, i molteplici benefici nell’esperienza d’uso, a partire dalle prestazioni brillanti su strada fino ai consumi, grazie anche al supporto del sistema M Hybrid. Rimanete connessi...