Prima di tutto, però, vogliamo farvi capire chi c’è dietro questa nuova tecnologia e come funziona.
Chi è Mazda?
Mazda Motor Corporation è un’azienda giapponese che si occupa di produzione di automobili a livello internazionale (16^ posizione a livello mondiale con più di 1.500.000 di auto prodotte nel 2016, vedi la classifica qui).
L’ultima tecnologia: Mazda SKYACTIV-X
In un mercato sempre più competitivo che si sta dirigendo verso una direzione del tutto elettrica e automatica, la casa automobilistica giapponese, Mazda, propone una via di mezzo tra futuro e attualità.
L’amministratore delegato di Mazda è convinto che, prima di puntare tutte le sue risorse sull’auto elettrica, è necessario sviluppare al massimo l’efficienza del motore a benzina.
I tecnici giapponesi stanno infatti lavorando ad una nuovo motore chiamato SKYACTIV-X, presentato lo scorso 08/08/2017 nell’ultima conferenza stampa.
Per capire bene cos’è, bisogna innanzitutto approfondire come funzionano i motori che sono presenti sul mercato oggi.
Come funzionano i diversi motori
La differenza tra motori a benzina e motori a diesel sta nel come il combustibile viene acceso e fornito.
- Diesel (non si mischia facilmente con l’aria): la miscela di aria e carburante viene effettuata solo durante la combustione (non prima, come avviene nel motore a benzina). Questo è il motivo della presenza degli iniettori. Le fasi di creazione del movimento sono:
- Prima fase: aspirazione dell’aria che serve per far accendere il carburante;
- Seconda fase: compressione la quale riceve carburante da parte dell’iniettore;
- Terza fase: esplosione dovuta alla compressione della miscela all’interno della camera di combustione (può accadere in qualsiasi momento durante la compressione);
- Quarta fase: rilascio di fumi.
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- Benzina (evapora facilmente, si mischia con l’aria).
- Prima fase: aspirazione di aria, vapore e benzina, creando così la miscela necessaria e adatta;
- Seconda fase: compressione della miscela all’interno del cilindro da parte del pistone, aumentando così la pressione e causando un aumento della temperatura;
- Terza fase: quando il pistone raggiunge il massimo movimento, la candela emette una scintilla da 40.000 V incendiando la miscela di benzina. In questo modo, si provoca un’esplosione che spinge il pistone e muove, di conseguenza, l’albero motore;
- Quarta fase: scarico di fumi.
Adesso che abbiamo appreso come funzionano le due tipologie di motore, è fondamentale capire il rapporto di compressione: nel diesel si ha un rapporto di compressione più alto data l’immissione successiva del combustibile, mentre per il motore a benzina è minore per il semplice motivo che si ha già la miscela prima della compressione.
Più alto è il rapporto di compressione, migliore è l’efficienza del ciclo di movimento. Ecco perché il diesel ha un risparmio di combustibile maggiore rispetto ai motori a benzina (si consuma meno carburante per produrre energia necessaria per il movimento).
L’idea di Mazda è quella di migliorare il motore HCCI, (acronimo anglosassone per homogeneus charge compression ignition – accensione per compressione di una carica omogenea), un’alternativa ai due motori presentati in precedenza.
Affinché si possa avere tale processo di combustione nel nuovo motore, è necessario che combustibile e comburente siano nello stesso momento ben miscelati e compressi all’interno della camera di combustione. In questo modo, la carica energetica sprigionata, al raggiungimento delle dovute condizioni di pressione e temperatura, li accende.
Questo prototipo, però, presenta una grande problematica: il controllo della temperatura interna della camera di combustione.
Mazda ha pensato risolvere il problema sviluppando un nuovo modello di motore in grado di aumentare il rapporto di compressione e, di conseguenza, l’efficienza (incremento del 20/30%). Inoltre, questo permette di produrre meno quantità di ossidi di azoto (NOx) e CO2, diminuendo così l’emissione di gas serra all’interno dell’aria.
L’innovazione: Mazda SKYACTIV-X
La vera difficoltà che Mazda vuole risolvere con questo motore è riuscire a identificare il momento in cui usare l’accensione a candela o a compressione, dato che il motore Mazda SKYACTIV-X si presenta come un mix tra motori diesel e benzina.
La soluzione ideata dagli ingegneri di Mazda è l’introduzione della candela all’interno del motore HCCI. Questa aggiunta permette, tramite dei sensori, di individuare il giusto momento per rilasciare la scarica elettrica o lasciare che l’esplosione parta per compressione. Questo funzionamento è chiamato SPCCI.
Questo processo funziona tramite una modalità particolare: quando il pistone inizia ad esercitare la compressione, la candela fa partire la scintilla che dà vita ad una fiamma (vedi figura 2). La vampata va a espandersi, aumentando la pressione e aiutando il pistone. La temperatura interna sale al punto tale che, simultaneamente, si verifica la combustione all’interno di tutto il cilindro (partito sia dalla fiamma sia dalla compressione). Successivamente, parte il movimento del pistone, dell’albero motore e di tutto il sistema di avviamento dell’auto. In questo modo la candela ha il controllo del tempo di compressione – accensione.
L’uscita di questo motore è prevista per il 2019.
Il futuro secondo Mazda
Il CEO dell’azienda ha promesso che farà di tutto per rendere la Mazda la numero uno nella produzione di auto con una maggiore efficienza nei motori a benzina, uno step ulteriore nell’industria verso l’auto elettrica.
Ad affiancare l’azienda in questa avventura nel mondo delle auto elettriche vi è Toyota che, grazie alla partnership con Mazda, collabora al progetto.
