Enquanto boa parte do setor parece correr para decretar o fim do motor a combustão, a Mazda resolveu fazer o contrário - e sem pedir desculpa por isso. Em vez de tratar o motor térmico como peça de museu, a marca insiste em espremer mais eficiência dele, como se ainda houvesse muito para ganhar.
E não é a primeira vez que os japoneses nadam contra a maré. Da última, a aposta acabou por se justificar. A pergunta agora é se vão repetir o feito. Para a Mazda, a resposta é um “sim” bem confiante.
A decisão de continuar a apostar nos motores de combustão foi anunciada o ano passado, através da nova nova geração de motores SKYACTIV-X. E nós tivemos oportunidade de experimentar este novo motor SKYACTIV-X, ao vivo e a cores, antes da sua chegada oficial ao mercado, em 2019.
Preparem-se! O artigo será longo e técnico. Se chegares ao fim terás uma compensação…
Motor de combustão? E os elétricos?
O futuro é elétrico, e os responsáveis da Mazda também concordam com esta afirmação. Mas discordam quanto às previsões que dão o motor de combustão como «morto»… ontem!
A palavra chave aqui é “futuro”. Até o automóvel 100% elétrico se tornar o novo “normal”, a transição para uma mobilidade elétrica global vai estender-se por décadas.
Além do mais, a produção de energia elétrica proveniente de fontes renováveis também terá de crescer, para que a promessa de zero emissões dos carros elétricos não seja um logro.
Até lá, o “velho” motor de combustão interna continuará a ter um papel central na redução das emissões de CO2 a curto e médio prazo - e deverá manter-se como o tipo de motor mais comum durante as próximas décadas. Por isso, é preciso continuar a evoluí-lo. A Mazda assumiu como missão extrair o máximo de eficiência possível do motor de combustão, na perseguição de menores emissões.
“Comprometida com o princípio da solução correcta na hora certa”, como a Mazda refere, a marca procura constantemente a melhor solução - não a que fica melhor no papel, mas a que funciona no mundo real. É neste contexto que nasce o SKYACTIV-X, o seu motor de combustão interna inovador e, em muitos aspetos, revolucionário.
Revolucionário, porquê?
Basicamente porque o SKYACTIV-X é o primeiro motor a gasolina com capacidade de ignição por compressão - tal como os motores Diesel… bem, quase como os motores Diesel, mas já lá vamos.
A ignição por compressão - isto é, a mistura ar/combustível ignifica instantaneamente, sem vela de ignição, quando comprimida pelo pistão - em motores a gasolina, tem sido um dos “santos graais” perseguidos pelos engenheiros.
Isto porque a ignição por compressão é, à partida, mais desejável: é muito mais rápida, queimando instantaneamente todo o combustível na câmara de combustão, o que permite efetuar mais trabalho com a mesma quantidade de energia, resultando em mais eficiência.
A combustão mais rápida permite igualmente uma mistura de ar/combustível mais pobre na câmara de combustão, ou seja, uma quantidade de ar bastante superior à de combustível. As vantagens são fáceis de perceber: a combustão acontece a temperaturas mais baixas, resultando em menos NOx (óxidos de azoto), e há menos desperdício de energia durante o aquecimento do motor.
Os problemas
Só que obter ignição por compressão em gasolina não é nada simples - não que não tenha sido tentado por outros construtores nas últimas décadas, mas nenhum chegou a uma solução viável e comercializável.
A Carga Homogénea na Ignição por Compressão (HCCI), conceito subjacente à ignição por compressão, até agora só foi alcançada em regimes baixos do motor e com baixa carga, pelo que, por razões práticas, a ignição por faísca (vela) continua a ser necessária em regimes e cargas elevadas. O outro grande problema é controlar quando a ignição por compressão acontece.
O desafio passa, portanto, por conseguir alternar entre os dois tipos de ignição de forma harmoniosa, o que obrigou a Mazda a melhorar e controlar os vários fatores que permitem a ignição por compressão a gasolina e com mistura pobre.
A solução
O momento “eureka” - ou será o momento em que se fez faísca? ba dum tss… - que permitiu destravar estes problemas aconteceu quando os engenheiros da Mazda questionaram a ideia convencional de que, para haver combustão por compressão, não são necessárias velas de ignição: “se a transição entre diferentes modos de combustão é difícil, será que, antes de mais, precisamos mesmo de fazer essa transição?” É aqui que está a base do sistema SPCCI - SPark-Controlled Compression Ignition (Ignição por Compressão Controlada por Faísca).
Ou seja, mesmo para a combustão por compressão a Mazda recorre às velas de ignição, o que garante uma transição suave entre combustão por compressão e combustão por faísca. Mas se usa uma vela, ainda faz sentido chamar-lhe combustão por compressão?
Claro! Isto porque a vela de ignição funciona, acima de tudo, como mecanismo de controlo do momento em que acontece a combustão por compressão. A graça do SPCCI está em usar a metodologia de combustão de um motor Diesel com a metodologia de temporização de um motor a gasolina com vela de ignição. Podemos bater palmas? Podemos!
O objetivo
O motor foi concebido para criar as condições necessárias de temperatura e pressão na câmara de combustão, até ao ponto em que a mistura ar/combustível - muito pobre, de 37:1, cerca de 2,5 vezes mais do que num motor a gasolina convencional - fique à beira da ignificação no ponto morto superior. Mas é a faísca da vela que dá o “clique” inicial.
Essa faísca ignifica uma pequena mistura ar/combustível mais rica (29:1), injetada mais tarde, formando uma bola de fogo. Ela eleva ainda mais a pressão e a temperatura na câmara de combustão e, como a mistura pobre já estava quase pronta a detonar, acaba por ignificar quase instantaneamente.
Este controlo sobre a ignição envergonha-me. A Mazda é capaz de fazer isto a mais de 5000 rpm e eu nem o churrasco consigo acender à primeira…
Uma solução que agora parece tão óbvia, mas que requereu novos “truques”:
- o combustível tem de ser injetado em dois momentos distintos, um para a mistura pobre que será comprimida e outro para a mistura um pouco mais rica que será ignificada pela vela
- o sistema de injeção de combustível tem de ter uma pressão super elevada, para permitir uma rápida vaporização e atomização do combustível, dispersando-o de forma imediata por todo o cilindro, minimizando o tempo de compressão
- todos os cilindros têm um sensor de pressão, que monitoriza constantemente os controlos acima mencionados, compensando, em tempo real, quaisquer desvios aos efeitos pretendidos
- recurso a um compressor - é o ingrediente essencial para manter a compressão elevada, já que o SKYACTIV-X recorre ao ciclo Miller, que baixa a compressão, permitindo a mistura pobre desejada. A potência e binário extra são uma bem vinda consequência
Vantagens
O sistema SPCCI permite alargar a combustão por compressão a uma faixa de regimes muito mais ampla, garantindo mais eficiência em mais cenários de utilização. Em comparação com o atual SKYACTIV-G, a marca promete consumos inferiores entre 20% a 30% dependendo da utilização. A Mazda afirma ainda que o SKYACTIV-X pode inclusive igualar e até superar a economia de combustível do seu próprio motor Diesel SKYACTIV-D.
O compressor aumenta a pressão de admissão, assegurando melhor desempenho e resposta do motor. A maior eficiência numa faixa mais larga de regimes também permite rolar em regimes mais elevados, onde há mais potência disponível e a resposta do motor é superior.
Apesar da complexidade do princípio, o uso constante da vela permitiu, curiosamente, uma conceção mais simples - não é necessário distribuição variável nem taxa de compressão variável - e, melhor ainda, este motor funciona com gasolina 95, pois menos octanas favorece a ignição por compressão.
Finalmente, ao volante
O texto já vai longo, mas é por um bom motivo. É importante entender a razão de tanto “burburinho” em torno deste motor - trata-se mesmo de um avanço notável nos motores de combustão. Teremos de esperar por 2019 para confirmar todas as reivindicações da Mazda, mas, tendo em conta o que a marca prometeu e entregou com os SKYACTIV-G, as expectativas são altas para que o SKYACTIV-X cumpra tudo o que anuncia.
Felizmente, já tivemos oportunidade de um teste antecipado. Estava previsto um contacto dinâmico com protótipos equipados com o SKYACTIV-X, escondidos sob a carroçaria familiar do Mazda3, apesar de pouco ou nada terem a ver com o Mazda3 que conhecemos - até a arquitetura por baixo da carroçaria já era de segunda geração.
Conduzimos duas versões dos protótipos - um com caixa manual e outro com caixa automática, ambas com seis velocidades - e ainda pudemos comparar com o atual Mazda3 2.0 de 165 cv e caixa manual, para perceber melhor as diferenças. Por sorte, foi o primeiro carro que conduzi, permitindo confirmar o bom casamento motor/caixa (manual).
A diferença entre o SKYACTIV-X (motor do futuro) e o SKYACTIV-G (motor atual) não podia ser mais evidente. O novo motor da Mazda é bem mais enérgico, seja qual for o regime - o binário extra disponível nota-se de imediato. Tal como o “G”, o “X” é um 2.0 litros, mas com números mais generosos. A Mazda aponta para uma potência a rondar os 190 cv - que se fazem sentir, e bem, na estrada.
Surpreendeu pela rapidez de resposta, desde os regimes mais baixos, mas o maior elogio que se pode fazer é que, apesar de ainda ser uma unidade em desenvolvimento, já convence mais do que muitos propulsores existentes no mercado.
Os receios de que, por haver ignição por compressão como num Diesel, viessem algumas características típicas desse tipo de motor - como maior inércia, faixa útil curta ou até sonoridade - revelaram-se totalmente infundados. Se isto é o futuro dos motores de combustão, que venha ele!
O interior do protótipo - claramente o interior de um carro em desenvolvimento - trazia um ecrã acima da consola central com três círculos numerados. Eles apagavam ou acendiam conforme o tipo de ignição ou mistura em uso:
- 1 - ignição por faísca
- 2 - ignição por compressão
- 3 - mistura mais pobre ar/combustível onde se obtinha o máximo de eficiência
Impressionou a variedade de situações em que a ignição por compressão acontecia - praticamente só mudando para a ignição por faísca quando explorávamos regimes mais elevados do motor ou quando calcávamos o acelerador a fundo.
Quanto ao modo 3, exigia claramente uma condução mais regrada, sobretudo com a caixa manual, onde se revelou difícil - ou falta de sensibilidade do pé direito - fazer com que ele aparecesse no ecrã. A caixa automática - com escalonamento para o mercado norte-americano -, apesar de menos agradável de usar, mostrou ser bem mais fácil de “acender” o círculo número 3.
Consumos? Não sabemos!
Até perguntei, mas ninguém adiantou números concretos. O computador de bordo estava “estrategicamente” coberto com fita adesiva, por isso, por enquanto, só podemos apoiar-nos nas declarações da marca.
Uma nota final para os protótipos que já integravam a nova arquitetura - mais rígida e capaz de permitir maiores níveis de refinamento interior. Convém não esquecer que eram protótipos de desenvolvimento; ainda assim, surpreendeu ver que já eram mais refinados e com melhor isolamento acústico do que o Mazda3 atual de produção - a próxima geração promete…
Novo Mazda3 deverá ser o primeiro SKYACTIV-X
Muito provavelmente, o Mazda3 será o primeiro modelo a receber o inovador SKYACTIV-X, pelo que só algures em 2019 poderemos avaliar, de facto, os ganhos de eficácia do motor.
Quanto ao design, Kevin Rice, responsável pelo centro europeu de design da Mazda, disse-nos que o aspeto geral do Kai Concept é produzível, ou seja, não está muito distante da versão final do futuro Mazda3 - esqueçam é as mega-rodas, os mini-retrovisores ou as óticas expostas…
85 a 90% das soluções de design do Kai Concept poderão passar à produção.
Chegaste ao fim do artigo… finalmente!
O prometido é devido, já dizia o Rui Veloso. Portanto, aqui fica uma espécie de compensação. Um épico kamehameha a fazer recordar os acontecimentos dentro das câmaras de combustão do motor SKYACTIV-X.
https://youtu.be/GdOlTsRHVdI?t=35s
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