Num momento em que quase toda a indústria parece empenhada em mandar o motor de combustão interna direto para os livros de história, a Mazda faz justamente o contrário - e com gosto.
E não é a primeira vez. Da última, a marca acabou se mostrando certa. A pergunta agora é: vai acontecer de novo? Para os japoneses, a resposta é sim.
Essa aposta em seguir evoluindo a combustão foi anunciada no ano passado, junto da nova geração de motores SKYACTIV-X. E nós tivemos a chance de ver esse novo SKYACTIV-X de perto, em funcionamento, antes da chegada oficial ao mercado em 2019.
Preparem-se: o texto é longo e técnico. Se você chegar até o fim, tem recompensa…
Motor de combustão? E os elétricos?
O futuro é elétrico - e a própria Mazda concorda com isso. Onde ela diverge é na pressa de decretar o motor de combustão como “morto”… desde ontem.
A palavra que muda tudo aqui é “futuro”. Até o carro 100% elétrico virar o novo padrão, a mudança para uma mobilidade elétrica global tende a se estender por décadas.
Além disso, a geração de energia elétrica a partir de fontes renováveis também precisa crescer, para que a promessa de zero emissões dos carros elétricos não seja um engodo.
Enquanto isso, o “velho” motor de combustão interna continua com um papel importante: reduzir emissões de CO2 no curto e médio prazo. Ele deve seguir como o tipo de motorização mais comum nas próximas décadas - e, por isso, ainda há muito a evoluir. A Mazda assumiu como missão extrair o máximo de eficiência possível do motor a combustão, mirando emissões mais baixas.
“Comprometida com o princípio da solução correcta na hora certa”, como a Mazda refere, a marca se mantém em busca da melhor resposta - não a que fica melhor no papel, mas a que entrega resultado no mundo real. É nesse cenário que aparece o SKYACTIV-X, o motor a combustão interna inovador (e, para alguns, revolucionário) da marca.
Revolucionário, por quê?
Porque o SKYACTIV-X é o primeiro motor a gasolina capaz de trabalhar com ignição por compressão - como nos motores Diesel… bem, quase como num Diesel, mas já chegamos lá.
A ignição por compressão - isto é, quando a mistura ar/combustível inflama instantaneamente sem vela de ignição ao ser comprimida pelo pistão - sempre foi um dos “santos graais” da engenharia quando o assunto são motores a gasolina.
O motivo é simples: trata-se de um tipo de ignição mais desejável. Ela é muito mais rápida, queimando praticamente todo o combustível de uma vez na câmara de combustão, o que permite extrair mais trabalho da mesma quantidade de energia e, no fim, aumenta a eficiência.
Com a combustão mais rápida, também dá para operar com uma mistura ar/combustível mais pobre - ou seja, muito mais ar do que combustível. As vantagens são diretas: a combustão acontece em temperaturas menores, gerando menos NOx (óxidos de nitrogênio), e também há menos energia desperdiçada no aquecimento do motor.
Os problemas
Só que levar ignição por compressão para a gasolina não é nada trivial. Outras fabricantes tentaram ao longo das últimas décadas, mas nenhuma chegou a uma solução viável para colocar à venda.
A Carga Homogénea na Ignição por Compressão (HCCI), base do conceito de ignição por compressão, até aqui só foi alcançada em baixas rotações e com pouca carga. Na prática, isso torna a ignição por faísca (vela) indispensável quando se exige mais do motor, seja em rotações altas, seja sob carga elevada. O outro grande problema é controlar quando a ignição por compressão acontece.
O desafio, portanto, é alternar entre os dois modos de ignição de forma suave - o que obrigou a Mazda a refinar e controlar os vários fatores que permitem a ignição por compressão a gasolina e com mistura pobre.
A solução
O “momento eureca” - ou o momento em que rolou uma faísca? ba dum tss… - veio quando os engenheiros da Mazda decidiram questionar a ideia tradicional de que, para haver combustão por compressão, não se pode usar vela de ignição: “se a transição entre diferentes modos de combustão é difícil, será que, antes de mais, precisamos mesmo de fazer essa transição?” Daí nasce o sistema SPCCI - SPark-Controlled Compression Ignition (Ignição por Compressão Controlada por Faísca).
Em outras palavras: mesmo quando a combustão acontece por compressão, a Mazda mantém a vela como parte do processo - e, com isso, consegue uma passagem mais natural entre combustão por compressão e combustão por faísca. Mas, se tem vela, ainda dá para chamar de ignição por compressão?
Dá, sim. A vela entra principalmente como ferramenta de controle do instante em que a ignição por compressão ocorre. Ou seja, o pulo do gato do SPCCI é unir a forma de queimar de um Diesel com a lógica de temporização de um motor a gasolina com vela. Podemos aplaudir? Podemos.
O objetivo
O motor foi projetado para criar as condições certas de temperatura e pressão na câmara de combustão, até o ponto em que a mistura ar/combustível - bem pobre, de 37:1, cerca de 2,5 vezes mais do que num motor a gasolina convencional - fique no limite da ignição no ponto morto superior. Só que quem dá o “start” do processo é a centelha da vela.
Essa faísca inflama uma pequena porção de mistura mais rica (29:1), injetada mais tarde, formando uma bola de fogo. Com isso, pressão e temperatura sobem ainda mais dentro do cilindro; então, a mistura pobre (que já estava pronta para detonar) finalmente cede e inflama 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…
O resultado parece óbvio em retrospecto, mas exigiu uma série de novos “truques”:
- o combustível precisa ser injetado em dois momentos diferentes: um para formar a mistura pobre que será comprimida e outro para a mistura um pouco mais rica, que a vela vai inflamar
- o sistema de injeção tem de trabalhar com pressão extremamente alta, para acelerar vaporização e atomização do combustível, espalhando-o rapidamente pelo cilindro e reduzindo o tempo necessário de compressão
- cada cilindro traz um sensor de pressão, acompanhando continuamente os controles citados e corrigindo, em tempo real, qualquer desvio em relação ao efeito desejado
- uso de um compressor - o ingrediente essencial para manter a compressão elevada, já que o SKYACTIV-X utiliza o ciclo Miller, que reduz a compressão e viabiliza a mistura pobre pretendida. A potência e o torque adicionais são uma consequência bem-vinda
Vantagens
Com o SPCCI, a Mazda consegue ampliar a faixa de rotações em que a combustão por compressão acontece, o que significa mais eficiência em mais situações de uso. Em relação ao SKYACTIV-G atual, a marca promete consumo menor entre 20% e 30%, dependendo da utilização. E vai além: diz que o SKYACTIV-X pode igualar - e até superar - a economia do seu próprio Diesel SKYACTIV-D.
O compressor aumenta a pressão de admissão, melhorando desempenho e resposta. E, como a eficiência se mantém em uma faixa mais ampla, também fica mais viável rodar em regimes mais altos, onde há mais potência disponível e o motor responde melhor.
Mesmo com um funcionamento complexo, o uso constante da vela acabou permitindo (curiosamente) um projeto mais simples: não há necessidade de comando de válvulas variável nem de taxa de compressão variável. E tem mais: esse motor funciona com gasolina 95, já que menos octanas favorece a ignição por compressão.
Finalmente, ao volante
O texto já está bem longo - mas é importante para entender por que existe tanto “burburinho” em torno desse motor. Em termos de evolução da combustão interna, trata-se mesmo de um salto relevante. Vai ser preciso esperar por 2019 para conferir, na rua, todas as promessas da Mazda, mas considerando o que a marca já entregou e demonstrou com os SKYACTIV-G, a expectativa é de que o SKYACTIV-X cumpra o que anuncia.
Ainda assim, já tivemos a chance de um primeiro contato. Estava previsto um teste dinâmico com protótipos equipados com o SKYACTIV-X, escondidos sob a carroceria conhecida do Mazda3 - embora, na prática, quase nada ali fosse realmente o Mazda3 que conhecemos. Até a arquitetura sob a carroceria já era de segunda geração.
Guiamos dois protótipos - um com câmbio manual e outro com câmbio automático, ambos de seis marchas - e também pudemos comparar com o Mazda3 2.0 atual, de 165 cv e câmbio manual, para deixar as diferenças mais claras. Por sorte, esse Mazda3 “atual” foi o primeiro que dirigi, o que ajudou a confirmar o bom acerto do conjunto motor/câmbio (manual).
A distância entre o SKYACTIV-X (o motor do “amanhã”) e o SKYACTIV-G (o motor de “hoje”) aparece imediatamente. O novo motor da Mazda é bem mais vigoroso em qualquer faixa de rotação - e o torque extra fica evidente. Assim como o “G”, o “X” também tem 2.0 litros, mas trabalha com números mais generosos. A Mazda aponta para uma potência na casa dos 190 cv, e isso aparece com clareza na estrada.
A rapidez de resposta surpreende já em baixas rotações. E talvez o melhor elogio seja este: mesmo sendo uma unidade ainda em desenvolvimento, ele já soa mais convincente do que muitos motores que estão atualmente à venda.
O receio de que a ignição por compressão, por lembrar um Diesel, trouxesse características típicas desse tipo de motor - mais inércia, faixa útil curta ou até um som menos agradável - se mostrou completamente sem fundamento. Se este for o futuro dos motores a combustão, que venha.
Por dentro, o protótipo deixava claro que era um carro em desenvolvimento. Havia uma tela acima do console central com três círculos numerados, que acendiam ou apagavam conforme o tipo de ignição ou mistura em uso:
- 1 - ignição por faísca
- 2 - ignição por compressão
- 3 - mistura ar/combustível mais pobre, quando se atingia o máximo de eficiência
Chamou atenção a quantidade de situações em que a ignição por compressão acontecia - praticamente só voltando para ignição por faísca quando levávamos o motor a rotações mais altas ou quando pisávamos fundo no acelerador.
Já o modo 3 exigia um estilo de condução bem mais disciplinado, sobretudo no câmbio manual, em que foi difícil - ou culpa da falta de sensibilidade do pé direito - fazer o círculo 3 aparecer na tela. O câmbio automático, com escalonamento voltado ao mercado norte-americano, apesar de menos agradável de usar, facilitou bastante “acender” o círculo número 3.
Consumos? Não sabemos!
Eu perguntei, mas ninguém deu números concretos. O computador de bordo estava “estrategicamente” coberto com fita adesiva, então, por enquanto, só dá para se apoiar no que a marca declara.
Vale registrar ainda que os protótipos já traziam a nova arquitetura - mais rígida e com potencial para elevar o refinamento interno. É bom lembrar que eram carros de desenvolvimento; ainda assim, surpreendeu o fato de parecerem 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 SKYACTIV-X, então só em algum momento de 2019 será possível medir, de fato, os ganhos de eficiência.
No design, Kevin Rice, responsável pelo centro europeu de design da Mazda, nos disse que o visual geral do Kai Concept é viável para produção - ou seja, não está muito distante da versão final do futuro Mazda3. Só não esperem as rodas gigantes, os retrovisores minúsculos ou as ópticas 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. Então aqui vai uma espécie de compensação: um épico kamehameha que ajuda a imaginar o que acontece dentro das câmaras de combustão do SKYACTIV-X.
https://youtu.be/GdOlTsRHVdI?t=35s
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