Todo sobre SKYACTIV-G 2 y 3: la revolución de Mazda para la próxima década

 |  @davidvillarreal  | 

Ninguna marca se libra del reto medioambiental al que se enfrenta la industria, alcanzar una mayor eficiencia energética y, sobre todo, lograr una neutralización de los gases contaminantes, cada vez más perseguidos por las normativas de emisiones. En Mazda se propusieron un reto sin precedentes, desafiar las bases de la industria para alcanzar esos objetivos dirigiendo el punto de mira hacia los aspectos que creyeron más importantes.

Mientras todo hijo de vecino trabaja en motores cada vez más pequeños, en la búsqueda de una relación óptima entre prestaciones y consumos en base a la sobrealimentación, en híbridos y en eléctricos y en alcanzar los compromisos de la Euro VI mediante catalizadores adicionales, Mazda sigue trabajando para alcanzar la excelencia en el dominio de la combustión. Y eso significa que su visión del motor del futuro o, mejor dicho, del presente, pasa por lograr la máxima eficiencia energética a corto plazo, estar muy cerca del 50% en apenas unos cinco años; y en conseguir un motor cuasi adiabático, sin apenas pérdidas energéticas por transferencia de calor, en diez años.

Dominando la combustión, porque aún nos acompañará durante bastantes años

En 2020, según Mazda, el 90% de los coches que se comercialicen seguirán contando con motor de combustión interna.

En su día definimos la estrategia de Mazda como nadar contracorriente, pero a toro pasado, a posteriori, parece que eran los únicos que no estaban equivocados en sus predicciones. Los eléctricos siguen sin ser coches para las masas y los híbridos, aunque ya están plenamente integrados en nuestra sociedad, siguen representando cuotas marginales respecto a los que de verdad dominan los mercados internacionales, los motores térmicos de toda la vida.

En Mazda están convencidos de que en 2020 el 90% de los automóviles que se comercialicen seguirán empleando motores de combustión interna, aunque para entonces los híbridos habrán aumentado considerablemente su cuota y la gran mayoría de los coches empleará medidas de ahorro como la regeneración de energía de las frenadas y, prácticamente como estándar, los sistemas de parada y arranque automático del motor. En esa línea, Mazda ya se ha cubierto las espaldas con un sistema de parada y arranque que nos demostró ser muy rápido (i-stop) y un sistema de recuperación de energía muy eficiente (i-eloop).

Mazda no quiere hablar aún de híbridos, abordarán el tema cuando lo crean oportuno, cuando los avances alcanzados en sus motores térmicos faciliten dar el salto y permitan que la dependencia de unas baterías, aún demasiado caras y pesadas, sea mínima. Pero es cierto que en Japón ya han estrenado un híbrido de transición, el Mazda 3 HEV, equipado con un motor térmico SKYACTIV.

En lo práctico, Mazda es la única marca que comercializa un diésel Euro VI sin utilizar un catalizador de NOx adicional.

Lo que está por llegar debería despertar, como mínimo, vuestra curiosidad. Los actuales SKYACTIV han conseguido ciertos hitos, como comercializar un motor de gasolina con una relación de compresión altísima, de 14:1, comparable a la ofrecida por un superdeportivo como el Ferrari 458 Speciale. Eso supuso el primer reto para Mazda, conseguir mayor control sobre la combustión, evitar el problema del autoencendido, picar bielas por la altísima compresión sin utilizar gasolina de mayor octanaje que 95, empleando un sistema de inyección en spray y un sistema de escape 4-2-1, con una línea más larga que facilita la refrigeración de los gases de escape.

También lograron comercializar un diésel con una relación de compresión inusitadamente baja (también 14:1). La consecuencia directa de esta relación de compresión es que hoy por hoy Mazda es la única marca que ya ha logrado vencer al NOx, al menos para superar las restricciones de la normativa Euro VI, sin recurrir a catalizadores adicionales (tipo AdBlue). El resto de motores diésel, de otras marcas, que se comercializan actualmente cumpliendo la Euro VI siempre incluyen algún catalizador, como hiciera el antiguo Mazda CX-7 antes de la llegada de los motores SKYACTIV-D.

El nuevo motor SKYACTIV-G de segunda generación contará con ignición por carga y compresión, así como una relación de compresión realmente alta, de 18:1.

Para los próximos años, para la segunda generación de SKYACTIV-G, ya estaríamos hablando de un motor de gasolina que, ahí es nada, alcanzaría una relación de compresión de 18:1, superior incluso a la de los Fórmula 1 de temporadas pasadas. Esto no se debería, ni mucho menos, a un capricho de los ingenieros de Mazda, sino a la necesidad que implicaría el hecho de dotar a sus coches con un motor de gasolina de ignición por compresión y carga, lo que los anglosajones denominan homogeneous charge compression ignition (HCCI).

La idea que perseguiría Mazda sería la de ofrecer un motor de gasolina en la que el encendido se produce por la compresión de la mezcla, una aproximación que lograría reducir notablemente las pérdidas por bombeo y también una combustión más limpia, que generé menos “deshechos” en forma de partículas sólidas y gases NOx. No os estamos hablando de sueños o utopías, sino de una tecnología en proceso de desarrollo que Mazda considera podrán poner a la venta en tan solo unos años.

El reto que afronta Mazda en estos momentos pasa por ensanchar el régimen de revoluciones en el que sus motores pueden y deben trabajar en modo HCCI (que será en baja y media carga) y ofrecer una transición suave y transparente para el conductor entre este modo y la ignición estándar, por chispa, a un régimen alto.

La segunda generación de SKYACTIV-G apunta a un rendimiento energético cercano al 50%. Actualmente los motores de inyección directa están en torno al 35%.

Mazda asegura que esta segunda generación de SKYACTIV-G estará muy cerca de lograr el objetivo de alcanzar un aprovechamiento energético en torno al 50%, una barbaridad, si tenemos en cuenta que actualmente las cifras más realistas en motores de inyección directa giran en torno al 35%. La mejora que alcanzaría esta segunda generación de SKYACTIV-G en ahorro real de combustible estaría en torno al 30% respecto a los actuales SKYACTIV-G.

Aunque no es algo que ciertamente hayamos demostrado de manera empírica, Mazda asegura que la desviación entre los consumos homologados y los consumos reales de sus motores de gasolina respecto al downsizing de sus rivales, es menor. En nuestra última prueba logramos un consumo en carretera, con puertos de montaña, nacionales y más de 500 km, de 6,0 litros/100 km para un Mazda 3 SKYACTIV-G 1.5 100 CV, que no está nada mal en un motor sin turbo.

Otra de las consecuencias a las que apunta Mazda de su control sobre la combustión y la búsqueda de la máxima eficiencia en diferentes regímenes, es que sus motores no necesitarán cambios muy complejos, transmisiones de doble embrague o variadores continuos (CVT) para alcanzar su máxima eficiencia.

Cerca del motor adiabático, con mínimas pérdidas por transferencia de calor

Mazda incluye en su hoja de ruta, de aquí a diez años, reducir las pérdidas energéticas por transferencia de calor hasta prácticamente eliminarlas.

El tercer paso, hablamos de lo que sucederá de aquí a diez años, llegará con la presentación de una tercera generación de SKYACTIV-G que habría alcanzado la excelencia en muchos aspectos. Mazda considera que para entonces habrán mejorado considerablemente la combustión, que la relación de compresión habrá crecido (aún más) y que gracias a diferentes medidas habrán logrado comercializar un motor cuasi-adiabático.

¿Y eso qué significa? Que las perdidas energéticas por la transferencia de calor entre la cámara de combustión y el exterior se habrán minimizado hasta prácticamente anularse. Ya estaríamos hablando de un motor con una eficiencia energética superior al 50%.

Y es que en ese momento en que el margen de mejora teórico de un motor térmico se ha reducido tanto, el máximo control del rendimiento térmico de los componentes será imprescindible para alcanzar el objetivo final.

¿Y cuál es el objetivo final? Os habíamos dicho que Mazda no insiste en el tema de los híbridos, aunque están muy presentes en la hoja de ruta de SKYACTIV. En esta tercera generación de SKYACTIV-G estaremos hablando de motores de gasolina muy cercanos a unas emisiones de CO2 – una métrica muy ilustrativa para analizar la eficiencia de un motor térmico – de 50 g/km.

Para rebajar esos 50 g/km de CO2, Mazda optaría – por fin – por un sistema híbrido, aunque no por una solución enchufable o eléctrica de autonomía extendida, sino aquella en la que el empleo del motor eléctrico se reduzca a su mínima expresión, únicamente en baja carga. La eficiencia de los motores térmicos habrá alcanzado tales cifras que para entonces no será necesario lastrar al coche con una batería cara y pesada, por no hablar de que para entonces muy probablemente se habrán producido avances importantes en el desarrollo de baterías más eficientes y económicas.

Y en definitiva, esta es la pequeña revolución que ha planteado Mazda. Interesante, ¿no crees?

Fuente: Mazda
En Diariomotor: Entrevista a Ichiro Hirose de Mazda: Presente y futuro de SKYACTIV. ¿Habrá un híbrido? ¿Hasta dónde puede llegar la eficiencia de un motor térmico?

Lee a continuación: El próximo Toyota Yaris contará con motores Mazda Skyactiv

  • Juli

    Hace unos meses he leído sobre un motor térmico con eficiencia del 70% (trabajando con aire de admisión a temperaturas por debajo de 0ºC)
    http://www.rtugroup.com/animation
    http://www.rtugroup.com/revolutionary-technologies/efone-pseudo-adiabatic-engine
    Hay muy pocos datos técnicos del motor (me gustaría saber como funciona la unidad de enfriamiento por ejemplo), sólo encontré un esquema sencillo del principio de funcionamiento y las prestaciones del motor que cuesta creer que sean verídicas, pero de ser así es increíble que a día de hoy se haya llegado tan lejos.

    De todas maneras rozar el 50% de eficiencia en un motor accesible no es mucho menos increíble.

    • NEMO

      Sí, un proto para Le Mans basado en un bloque boxer de Subaru.

      Un saludo.

    • Roberto

      El sistema probablemente funcione así,quieren lograr el mayor peso molecular por unidad de volumen,esto se logra con turbocompresores o bien con mezclas frías,pero una mezcla fría no gasifica ni la nafta,ni otros combustibles,ni genera una ruptura de las moleculas de combustible como para emulsionarse correctamente,probablemente (porque no lo conozco)introducirían gran cantidad de aire fría ,altísimo peso específico,y luego inyectar mezcla muy rica en precamara adjunta de mezcla estratificada.(Es tan solo una respuesta sobre algo que no se conoce,y opino sobre hipótesis de teoría)ESPERO QUE TE HALLA SIDO ÚTIL.

  • Advan

    Bien por Mazda! porque están consiguiendo desmarcarse del resto y crear así una nueva imágen tecnológica que les diferencia y que puede atraer al público que no comulga con el downsizing. Y también muy bien por el hecho de centrarse en mejorar el motor de combustión haciendolo más eficiente y más limpio. Todo esto junto con el trabajo en diseño que están haciendo les va a asegurar mantenerse como una marca con una personalidad y carácter bien diferenciado.

  • trulli

    Según tenía entendido, a mayor relación de compresión mayor es la cantidad de emisiones por NOx………