Tecnologías Mazda SKYACTIV, apostando por la combustión interna (I)

 |  @sergioalvarez88  | 

Recientemente hemos sido invitados por Mazda a conocer más de las tecnologías SKYACTIV. Tras ese nombre se esconde una nueva forma de entender la movilidad eficiente, desarrollada a través de motores de cuatro cilindros muy eficientes, chasis más ligeros, nuevas transmisiones manuales y automáticas y nuevos métodos para la reducción de peso. En resumen, Mazda apuesta abiertamente por la combustión interna, ya que en 2020 aún el 80% de los vehículos serán puramente térmicos.

No obstante, sobre el papel está la creciente microhibridación – Stop&Start – e incorporación de frenada regenerativa en más motores de la gama así como un tanteo del terreno en vehículos eléctricos (lanzamiento a finales de 2011 del Mazda Demio EV en Japón) y prosigue la investigación en motores alimentados por hidrógeno. El objeto de las tecnologías SKYACTIV (motores, transmisiones, carrocerías y chasis) es lograr un decremento de emisiones y consumos del 25% con respecto al nivel actual. En 2001-2008 se logró un decremento del 19% con respecto a niveles anteriores.

La reducción de peso es capital en esta estrategia, y se espera que por ejemplo, el Mazda 2/Demio que se ponga a la venta tras la próxima generación, pese unos 800 kg. Sin las tecnologías SKYACTIV, lograr este objetivo requeriría vender hasta un 25% de vehículos híbridos o eléctricos, lo que no será necesario. Al mismo tiempo, se está buscando una reducción de costes muy importante al aplicar una optimización de producción mediante la estandarización de piezas y procesos: innovación Monotsukuri.

Con plataformas compartidas y una producción ágil aún más flexible se espera que durante los próximos años los costes de producción se reduzcan en un 60%, del que una parte seguro terminará repercutiendo en el bolsillo de los clientes, además de mejorar la rentabilidad de la empresa. El Mazda CX-5 es el primer vehículo diseñado íntegramente con tecnologías SKYACTIV en mente, y nos han comunicado que toda la gama Mazda tendrá propulsores SKYACTIV en 2012, aunque no tengan chasis o carrocería SKYACTIV.

Un selecto grupo de periodistas y catedráticos del mundo del motor y la ingeniería ya han probado prototipos equipados con esta tecnología, y en un vídeo que se nos mostró parecían muy impresionados, llegando algunos docentes universitarios a tener que plantearse de nuevo algunos principios de ingeniería. En cualquier caso, es hora de que vosotros conozcáis en detalle de qué constan estas tecnologías, que os podemos asegurar marcan un liderazgo claro de Mazda en motores de combustión interna.

SKYACTIV a fondo

Primera parte: SKYACTIV-G

Tras el nombre SKYACTIV-G se esconde una familia de propulsores de gasolina, atmosféricos de cuatro cilindros. Un ejemplar de 1.3 litros ya está a la venta en Japón, montado en el Mazda Demio (nuestro pequeño Mazda 2), que ha duplicado sus expectativas de venta tras el lavado de cara. En los motores de gasolina se estudiaron seis aspectos clave muy ligados a la eficiencia: la relación de compresión, la relación aire-combustible, la duración de la combustión, la sincronización de la combustión, las pérdidas de bombeo y las pérdidas por fricción mecánica.

Tras este estudio se determinó que uno de los factores clave es la relación de compresión, que en el caso de estos motores alcanza 14:1. Para los no familiarizados con el concepto, esta relación mide la proporación en la que la mezcla aire-combustible se ha comprimido durante el ciclo de compresión en los motores de cuatro tiempos. En turismos de calle ronda un valor de 10-11:1, mientras que coches de altísimo rendimiento como el Ferrari 458 Italia tienen una relación de 12,5:1.

Hasta la fecha sólo en competición se habían alcanzado los 14:1 en motores de gasolina. El problema de una alta compresión en motores de gasolina es el autoencendido. Es una combustión parásita de la mezcla aire-gasolina causada por la alta presión en la cámara de combustión, lo que ocurre en los motores diésel como principio normal de funcionamiento, pero en un motor de gasolina. Elevar la relación de compresión en un motor convencional puede dar bastantes problemas de autoencendido, que son muy perjudiciales para la mecánica.

El caso es que para evitar el autoencendido se retrasaría el encendido o aumentaría la riqueza de la mezcla air-combustible, alejándonos del principio teórico de “más relación de compresión = más eficiencia”. Además, perderíamos par motor y sería casi imprescindible el uso de gasolina de competición, con más de 100 octanos. Tenemos un problema, pero Mazda ha logrado una relación altísima de 14,0:1 en un motor convencional, que además funcionará con gasolina convencional SP95. ¿Cómo se ha conseguido?

Vamos al grano: pistones de diámetro corto, con precámaras de combustión muy marcadas, y un bloque de carrera larga. La forma del pistón es similar a la de los motores diésel, y su principal ventaja es que la combustión de la mezcla es mucho más controlada y homogénea, sin dar lugar a autoencedidos o dañar el bloque con explosiones muy fuertes. El resultado es un motor muy eficiente, con más par motor (carrera larga), menos consumos y alto régimen de giro, gracias a que los pistones son más ligeros.

Para lograr un régimen de giro alegre también se ha requerido que el material de las camisas de los cilindros reduzca al máximo la fricción. El resultado es que el bloque es más ligero, hasta un 10% menos pesado que un bloque equivalente como el 2.0 DISI. Esto no es todo, la incorporación de la précamara de combustión requiere forzosamente un sistema de inyección directa con alto pulverizado del combustible (nuevos inyectores), que también está apoyado por distribución variable de válvulas S-VT tanto en admisión como en escape.

La presión en el segmento superior del pistón sigue siendo la adecuada, porque si la presión no va acorde a la relación de compresión no podríamos disfrutar de estas ventajas en la combustión. Otra manera adicional empleada para eliminar el autoencendido es una disposición de competición para los colectores de escape. Un diseño denominado 4-2-1, más enrevesado y costoso de producir que los colectores lineales de la mayor parte de motores comerciales, pero más efectivo y en este caso, favorecedor de bajos consumos.

Más innovaciones de este motor son un encendido retrasado un 25% con el motor frío para alcanzar antes una temperatura de funcionamiento óptima y una reducción de perdidas por bombeo en la fase de admisión, con un ligero retardo de la válvula de admisión (sincronización variable S-VT) en baja carga necesario a causa de la alta relación de compresión. El resultado de todo esto es que además de un motor ligero, tenemos un motor más alegre, con más potencia que el MZR 2.0 y con más par motor.

Los datos exactos de potencia y prestaciones son aún desconocidos, pero fuentes de la marca estiman una potencia de entre 150 y 170 CV para el SKY-G 2.0, y un par motor superior a los 200 Nm, con unos consumos que se reducirán en más de un 15% con respecto al motor saliente (en el caso del 2.0). Mañana os hablaremos del SKYACTIV-D turbodiésel y otras innovaciones consistentes en mejoras en las transmisiones, chasis y construcción de las carrocerías. Estad atentos, será interesante.

Tecnologías Mazda SKYACTIV, apostando por la combustión interna (II)

En Diariomotor: Mazda CX-5, compacto, desenfadado y menos de 120 g/km de CO2 | Mazda SKYACTIV-G 1.3, modesto y muy eficiente | SKY-G y SKY-D, los nuevos motores más eficientes de Mazda

Lee a continuación: BMW 550d xDrive, los rumores triturbo empiezan a disolverse

  • Otro Jesus

    170 CV y 200 N·m en un 1300cc atmosferico???

  • Urbyle

    Pues que quieres que te diga tiene una pinta estupenda, mazda ahora mismo con estos motores esta en la cima de tecnologia, mas su “nueva” filosofia de hacer todo un poco mas ligero, entonces tendran menos consumo con mejores prestaciones, por cierto pedazo de articulo sergio muy currado enhorabuena, espero con ganas la 2º parte.

  • Athmospheric

    Una duda… esas potencias de entre 150 y 170 CV…. ¿Corresponden al bloque 1.3 atmosferico mencionado?

    Madre de dios bendito, si esto es cierto, quien coj**** quiere/necesita un hibrido? Son 130 CV / litro en caso que diera 170 CV, el actual Mazda 2 pesa 1000 kg exactos y el siguiente se estima en 800 kg? Son 200 kg de diferencia ! ! !

    El otro dia me quite el sombrero con lo que habia conseguido Audi con el 1.8 tsi nuevo, y ahora me lo quito, me lo pongo y me lo vuelvo a quitar viendo esto con Mazda

    IMPRESIONANTE, avances como éstos demuestran que al motor termico aún se le puede sacar muchisimo más jugo del que nos quieren hacer creer.

    Bravo por Mazda y por sus ingenieros si señor

    • No no, esas cifras son para el SKY-G de 2.0 litros. Si fuesen del 1.3 sí que sería la megabomba jejeje

      El Mazda 2 actual pesa 1.000 kg, la siguiente generación pesará 900 y la siguiente 800.

  • no creo que esas cifras que has mencionado sean para un 2.0 litros puesto que de ser así estaríamos ante mas de lo mismo, 150cv para esa cilindrada es poco, el Ford fiesta st de la anterior generación lo sacaba ya, el clio rs viene con 200cv… no se yo suena un poco arcaico, no pongo en duda los consumos que seguramente serán de escanda aparte que doy un 10 a mazda por estas nuevas tecnologías e investigaciones.

    • justo estaba pensando yo lo mismo… si con un 2.0 sacan 150-160 caballos… sigue saliendo mejor poner un turbo a un 1.4 y que te proporcione la misma potencia, porque digan lo que digan, un 1.4 siempre consumira menos que un 2.0 por mucho turbo que lleve… 

      se me iba haciendo la boca agua leyendo los avances del motor hasta que vi que tampoco habian avanzado tanto y que los consumos tampoco se habian reducido mucho… aun asi, me parece bien que en estos tiempos de crisis algunas empresas sigan investigando en mejorar sus motores

      • No se los precios que tendrán estos nuevos avances, pero eso hay que pagarlo y que digamos, mazda no es que sea una marca barata así que presupongo que los precios serán los mismos. Solo con decir que esos pistones que salen en la foto son algo mas complejos puesto que la cámara que tienen en su interior tiene que ser muy precisa en su fabricación y eso hay que pagarlo. Pero aun así Mike destaco lo que tu dices, que aun en tiempos de crisis y sobre todo una empresa japonesa que ha sufrido con todo lo ocurrido, sigan investigando. Así que un aplauso por Mazda.
        P.D. espero que no dejen de fabricar el motor RENESIS en un futuro

        • Urbyle

          Lo siento, pero mazda no es cara si no una simple comparacion: Mazda 2 Sportive 102 CV 13.200€ y VW Polo Sport 105 CV 15.415€ y aun asi el mazda esta mejor equipado ya que sin mirar apenas, el airbag de cabeza y delantero en el mazda es de serie, en el polo cuesta 540€.

          • Athmospheric

            Tu en tu cruzada personal con todo lo que venga de alemania, en fin, de que me sorprendo. Para empezar el motor del polo es mas pequeño (1.2 frente a 1.5) y en el consumo gana el Polo (5.3 frente a 5.8) al igual que en el maletero (280 L frente a 250 L).

            Pero donde hay mayor diferencia es el TREMENDO espacio para las piernas que tienen los asientos traseros el Polo y es que en un Polo pueden ir 2 adultos de +1,’75 m de altura y cuerpos tirando a corpulentos (voluminosos) detrás en un viaje largo sin resentirse demasiado, es lo que tiene una gran batalla,  mientras que el Mazda… parece una lata de sardinas (batalla tirando a corta). Y eso por no hablar del diseño del salpicadero que el Mazda 2 no es feo, pero el del Polo desde mi punto de vista está más conseguido, asi como mayor sensacion de amplitud y sensación de llevar un coche de gama más alta en general

            Que me dijeras del Yaris… el Yaris se peude conseguir un espacio para las piernas considerable pero a costa de sacrificar maletero.

            Con el Golf / Mazda 3 pasa lo mismo, sino, cojete cualquier revista del mundo del motor y mira una prueba del mazda 3 y otra Golf, verás los pros y contras de cada uno, y eso sin mencionar que Mazda no ha aplicado aún el downsizing, lo que para tener unos 150 CV tienes que irte a un 2.0 cuando en VAG te lo ofrecen con un 1.4. La diferencia de consumo puede hacerselo pensar a más de uno, te lo aseguro

            Volkswagen no se caracteriza por unos precios bajos no nos vamos a engañar, y para tener un coche de VAG en condiciones hay que aflojar la guita, cierto, ahora, algo tendrán que la competencia no tiene para que se vendan tantos.

            Haz tu mismo la prueba, como la he hecho yo que estoy harto de subirme en Golfs, Minis, A1s, Astras etc y entonces habla con conocimiento de causa

          • Urbyle

            pero para que me montas todo este tocho?no te digo que no tengas razon, pero yo solo le dije al amigo que dijo que los mazda son caros les puse un ejemplo facil de que no son caros.

          • oye pues el Yaris de maletero no esta nada mal, mi madre tiene un Yaris 3p y yo mido 1.90 y cuando voy sentado atras voy perfectamente, no rozo ni en el techo, las piernas no las llevo encogidas y el asiento de delante esta normal, no pegado al salpicadero… el Yaris la verdad que es un coche super espacioso para el tamaño que tiene, bastante mas espacioso que un Clio o cualquier otro coche de su categoria que me haya subido, me recuerda mucho al primer Twingo en cuestion de tamaño/espacio interior

          • Athmospheric

            xd un poco tocho si ha quedao si xddd

          • Athmospheric

            Cierto Mike, en casa tambien hay un Yaris y como sabrás los asientos traseros se pueden regular y hechar hacia delante o hacia atrás para ganar espacio en las piernas, pero entonces pierdes maletero y a la inversa (pierdes espacio para pierdas ganando maletero), a eso me referia

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  • manuel

    Si no tardan mucho en sacar el MAZDA 6 sky espero para cambiar mi Laguna 2 pues ya tiene 9 años,estaba mirando el insignia el avensi el mondeo,pero voy a esperar al mazda.

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  • Anibal

    me gusta mucho los carros soy mecanico
    y mucho gusto compartir con ustedes
    tambien soy chofer calificado corro duro a 160
    y solo tengo 18
    años de edad

    ella es mi esposa

  • francisco peña

    cual es el consumo de combustible del Mazda 3 gran touring

  • francisco peña

    el consumo real en ciudad y carretera