Mazda Skyactiv-X, i segreti del motore dalle due anime

Sono decenni che il mondo dell’auto sogna un motore in grado di funzionare sia a benzina sia a gasolio.

Una vera e propria ibridazione tra i carburanti è tuttora impossibile per mille motivi tuttavia, negli ultimi anni, qualche costruttore ha provato a realizzarne uno che unisca i pregi del Ciclo Otto a quelli del Ciclo Diesel, ovvero un benzina capace di “imitare” un propulsore a gasolio nelle sue caratteristiche migliori, ossia la maggior coppia e il minor consumo.

I primi esperimenti col DiesOtto

L’esperimento più affascinante, rimasto tale, è il DiesOtto che Mercedes presentò sulla concept F700 del 2007. Si basava su un dispositivo meccanico che poteva cambiare il rapporto di compressione modificando la posizione dell’albero motore e “rifinendo” l’operazione con una diversa modalità di iniezione.

Stando ai dati permetteva di “spremere” 238 CV e ben 400 Nm di coppia da un 1.8 con turbo a doppio stadio con consumo medio di 6 litri ogni 100 km ma aveva molti problemi di messa punto e irregolarità di funzionamento.

Mazda torna sul tema

L’idea sembrava essere stata abbandonata fino a che Mazda, meno di due anni fa, ha annunciato lo Skyactiv-X. Un motore che riprende l’idea di fondo ma la realizza in modo più raffinato lavorando di fino sull’iniezione per ottenere fasi di funzionamento a regimi medio-bassi in cui la miscela è accesa per compressione, come sui Diesel, e non tramite la scintilla della candela, o quantomeno non del tutto.

E non si tratta di un semplice studio perché la Casa giapponese è anche la prima a portarlo sulle strade con la versione di punta del 2.0 montato sulle ultime Mazda 3 e CX-30. Ma come funziona?

Un aiutino dalla candela

Il processo brevettato da Mazda ha una sigla propria: SPCCI o SPark Controlled Compression Ignition) ossia “Accensione per compressione controllata tramite candela” ed è realizzata attraverso specifici iniettori multifase (simili a quelli dei Diesel common rail) uniti ad uno specifico controllo dell’aspirazione e della turbolenza nei cilindri.

In sostanza, il sistema genera una piccola combustione indotta accendendo una minima quantità di benzina spruzzata in prossimità della candela che serve a creare un’onda di pressione dall’alto verso il basso. Questa, sommata al naturale movimento del pistone, aumenta la compressione nel cilindro. A questo punto avviene l"iniezione vera e propria che è però di tipo “diffuso”, ovvero con le particelle di carburante distribuite in modo omogeneo nel cilindro come accade appunto nei Diesel.

Questa vaporizzazione fine, unita alla maggior pressione generata con l’espediente di cui sopra, fa sì che le particelle si accendano senza bisogno di altre scintille e soprattutto che brucino simultaneamente e non in modo progressivo (dalla candela propagandosi verso il basso) come succede solitamente ai benzina. Ciò consente di utilizzare quella che si chiama una miscela “magra”, vale a dire con meno benzina.

Il risultato è una coppia maggiore a regimi più bassi e un risparmio medio di carburante che Mazda stima addirittura in un 30% rispetto ad un analogo motore con funzionamento tradizionale, senza però far venir meno i pregi del motore a benzina come il maggior allungo (ai regimi più elevati il motore funziona normalmente) e il miglior comfort.

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Effetti collaterali

Per il momento, i maggiori benefici si hanno nel controllo delle emissioni, visto che i 2 litri aspirati di Mazda sono omologati Euro 6D-temp (Euro 6D nel caso dello Skyactiv-X) senza bisogno di complessi sistemi di depurazione come il filtro antiparticolato a benzina: ad analizzare i dati, confrontandoli con la versione da 122 CV dello stesso motore (riportati nella tabella più in basso), che funziona in modo tradizionale, si nota un valore di coppia modestamente incrementato anche se raggiunto ad un regime minore, 3.000 giri contro 4.000.

Occorre però fare i conti anche con un aumento di peso di una cinquantina scarsa di kg dovuto alle particolari soluzioni adottate per rendere efficace l’SPCCI, tra cui un piccolo compressore volumetrico che senza spingere troppo assicuri però un afflusso adeguato all’aspirazione per non perdere efficienza con l’aumentare dei giri. Insomma, sotto sotto non proprio una vera sovralimentazione ma quasi…

*Versioni a trazione anteriore

Quali prospettive

La tecnologia è interessante soprattutto perché promette buoni margini di sviluppo: per ora è stata applicata ai motori aspirati in quanto Mazda è uno dei pochi marchi che non ha ancora convertito i propri benzina al turbo anche se non si esclude di farlo nel prossimo futuro traendo ulteriori benefici (come il controllo delle emissioni) dalla soluzione dell’SPCCI.

Quanto ai consumi, abbiamo accennato che la Casa dichiara una riduzione addirittura del 30% nel ciclo di omologazione, ridimensionati ad un 10% sui modelli di serie a causa della differenza prestazionale tra i due benzina a listino. Oltre alla tecnologia in sé, al risultato concorrerebbe anche la disponibilità della coppia massima a regimi inferiori, più che il suo valore assoluto (che ribadiamo, supera di poco quello della versione base) che dovrebbe consentire l’utilizzo di marce più alte e rapporti più “lunghi” a parità di andatura.

Finora tuttavia, i test effettuati sui primi esemplari pre-serie della Mazda3 e della Mazda CX-30 Skyactiv-X, il benzina che si crede Diesel non hanno offerto l’opportunità di mettere alla prova l’efficienza di questa soluzione su lunghe percorrenze.