¿Qué es Skyactiv-X? Concepto de funcionamiento, ventajas e inconvenientes

Simplificando mucho, la tecnología Skyactiv-X de Mazda combina losbeneficios de un motor de gasolina con los que ofrece un motor diésel, eliminando las deficiencias de cada uno para ofrecer una alternativa real y competitiva a las tendencias actuales del sector, muy centradas en la electrificación.

Combinando la chispa y la compresión

Antes de comenzar a describir el funcionamiento de un motor con esta tecnología desarrollada por Mazda, debemos recordar que los motores de gasolina se sirven de una chispa generada por la bujía para detonar la mezcla de aire y combustible presente en los cilindros. Ello, a su vez, propicia que la explosión empuje el pistón hacia abajo, haciendo posible el movimiento del motor.

En cambio, en los motores diésel dicho proceso se realiza sin la presencia de chispa generada por la bujía, sino gracias a la extrema compresión y aumento de temperatura de la mezcla en el cilindro, que acaba prendiendo espontáneamente y de un modo más enérgico y homogéneo.

Didáctico vídeo en el que podemos observar cómo funciona un motor Skyactiv-X de Mazda.

Mazda lo que hace es combinar ambos conceptos para aunar las mejores cualidades de cada sistema. Para ello, se sirve del sistema SPCCI (Spark Controlled Compresion Ignition), que traducido significa «sistema de encendido por compresión controlado por chispa».

Cómo funciona un motor Skyactiv-X

Los ingenieros japoneses idearon un sistema brillante, que tiene como principio básico la utilización de una mezcla más pobre de lo normal para reducir el consumo. Mientras que en un motor de gasolina convencional la proporción estequiométrica es de 14,7:1 (es decir, 14,7 gramos de aire por cada gramo de gasolina), en un motor Skyactiv-X esta es mayor 8por encima de 30:1), por lo que la presencia de oxígeno es también mayor en relación a la de combustible.

Esto, en teoría, impide que la mezcla prenda por acción de la chispa al ser insuficiente la cantidad de combustible presente en el cilindro… a no ser que aumente la presión y la temperatura en la cámara de combustión.

Para conseguir esto, Mazda lo primero que hizo fue trabajar en aumentar la relación de compresión del motor, lo que permite un aumento de presión y temperatura en el mismo. Mientras que en un motor gasolina convencional esta suele rondar una relación de 12:1, en el Skyactiv-X llega a 16,3:1.

Así, la mezcla llega a un punto en el que casi detona espontáneamente por compresión, pero a Mazda no le interesa que eso ocurra, por lo que combina esto con un control de la chispa a través de la bujía, garantizando así que esta se produce cuando el pistón ha llegado al punto muerto superior (PMI). De lo contrario, se produciría una autodetonación brusca e incontrolada que provocaría pérdida de rendimiento y averías.

Para conseguir que la chispa prenda en el momento adecuado, Mazda crea dos zonas diferenciadas en la cámara de combustión a través de una inyección estratificada de combustible. Por un lado se inyecta combustible durante el proceso de admisión del aire y, por otro, durante el proceso de compresión.

¿Ello que provoca? que al principio la cámara de combustión tenga una mezcla pobre en su interior, esta se comprima y, posteriormente, se inyecte más combustible junto a la bujía para encender la mezcla con ayuda de la chispa generada por esta. En este momento, la mezcla de combustible ya es rica y la presión de la cámara aumenta, propiciando la combustión de la mezcla pobre presente en la otra zona no enriquecida.

Particularidades del motor Skyactiv-X

Todo ello conlleva una serie de efectos colaterales que diferencian a los motores Skyactiv-X del resto de propulsores a gasolina o diésel. Por un lado, ya hemos mencionado que la relación de compresión es mayor. Por otro, la mezcla puede ser entre dos y tres veces más pobre que la de un motor de gasolina convencional.

Además, este tipo de motor lleva asociado un pequeño motor eléctrico que brinda par adicional en la primera mitad del rango de revoluciones del motor, permitiendo mover mejor el vehículo a bajas vueltas. También incorpora una batería de 24 V para abastecer a todo el sistema, que funciona como alternador y motor de arranque. Ello permite recuperar energía en desaceleraciones y frenadas, ofreciendo por tanto la posibilidad de adquirir la etiqueta ECO.

También cabe destacar que el motor Skyactiv-X emplea un sistema de inyección directa que llega hasta los 700 bares de presión, una cifra récord para un propulsor de gasolina. Además, el diseño de la cámara de combustión y la cabeza de los pistones es específico de este tipo de motor, que incluye también compresor volumétrico y un sensor de control de presión y temperatura integrado en el cilindro.

El motor Skyactiv-X cuenta con un sistema de gestión que determina en qué momento se puede utilizar el concepto dual SPCCI, que es cuando demandamos al motor una carga parcial. Como esa es la carga que solemos solicitar cuando conducimos, el funcionamiento práctica del sistema ronda el 80% del total de uso del vehículo.

Cuando demandamos potencia máxima al coche o arrancamos en frío, el motor trabaja según el método tradicional, adaptándose a una proporción estequiométrica de 14,7:1 y una relación de compresión de 14,3:1, la estándar para los motores de gasolina. Todo ello sólo es perceptible por el conductor a través de una pantalla informativa presente en el interior del vehículo.

Características de un motor Skyactiv-X

A consecuencia de todo ello, este ingenio creado por Mazda ofrece diversas cualidades, entre las que destacan las siguientes:

• Menor consumo (hasta un 20% menos)
• Mayor par motor (hasta un 30% menos)
• Mayor eficiencia (especialmente en conducción tranquila o convencional, mayor aprovechamiento térmico)
• Menor contaminación (menos emisiones de CO2 y emisiones casi nulas de NOx)
• Menor sonoridad (suena a motor de gasolina o incluso menos a alto régimen)
• Mayor suavidad (es ideal para conducción tranquila y eficiente)
• Entrega de potencia muy lineal (no ofrece las sensaciones de un turbocompresor)
• Rango de vueltas más corto (la potencia se «termina» antes»)
• Falta de nervio (no es apto para conducción deportiva, le falta «punch»)

Resumiendo, el camino abierto por Mazda puede suponer no sólo una tabla de salvación para el motor de combustión interna, sino una etapa de nueva prosperidad en un concepto que ha comenzado su camino y promete aún más alegrías en el futuro. La electrificación tiene aún mucho terreno que recuperar.