SKYACTIV-X (disponible entre 2019 y 2021)

SKYACTIV-X es el nombre con el que Mazda denomina a uno de sus motores de gasolina. Lo estrenó la cuarta generación del Mazda3, a principios de 2019, pero también estuvo presente en la gama CX-30 desde finales de ese mismo año.

Se trata de un motor de cuatro cilindros con inyección directa, de dos litros de cilindrada y que puede funcionar mediante encendido por compresión, con mezcla muy pobre homogénea y con encendido por chispa, con mezcla cercana a la estequiométrica

Con mezcla pobre, la temperatura de la cámara de combustión es más reducida y el producto de la combustión produce menos óxidos de nitrógeno que un motor de gasolina de inyección directa convencional o uno Diesel. Se trata, por lo tanto, de un motor de tipo HCCI (más información), aunque con una serie de modificaciones que detallamos más adelante.

En este tipo de motores (HCCI), los principales problemas técnicos a los que un fabricante se tiene que enfrentar son la gestión del momento exacto de autoencendido (que ocurre de forma espontánea) y la transición entre el modo de funcionamiento por compresión y el modo de funcionamiento por chispa (que suele ser inestable y provocar tirones). Para tratar de solucionar estos dos inconvenientes, Mazda ha utilizado dos técnicas: un sistema al que ha llamado «SPCCI» (Spark Controlled Compression Ignition; del inglés: Ignición de la compresión controlada mediante bujía) y la sobrealimentación mediante un compresor de tipo Roots.

El primero de los elementos, el sistema «SPCCI», controla el momento de encendido realizando una inyección piloto de mezcla rica cerca de la bujía (efectivamente, el motor SKYACTIV-X tiene bujías) durante la carrera de compresión del pistón. Esta primera combustión localizada provoca una onda de presión que es aprovechada para comprimir aún más la mezcla pobre que hay en el resto del cilindro. Esto sucede cuando el pistón alcanza el punto muerto superior (PMS), momento en que la mezcla está al borde de la ignición por compresión, que se desencadena como fruto de la propagación del frente de llama inicial. La presión dentro de la cámara de combustión es controlada en todo momento por un sensor de presión en cada cilindro (que hace prescindible el uso de un sensor de detonación).

El segundo elemento, un compresor, es un sistema de sobrealimentación que Mazda dice que ha instalado para introducir más aire en el motor (necesario para mantener una mezcla pobre y evitar que se aproxime a la estequiométrica), no para mejorar el nivel de prestaciones. Este sistema también incluye un intercooler para reducir la temperatura del aire de admsión.

Con estos dos sistemas, Mazda dice haber solucionado los problemas inherentes a los motores de tipo HCCI, pero además también dice haber ampliado mucho el rango de funcionamiento en modo de encendido por compresión (es decir, con mezcla pobre homogénea), que se produce a cargas bajas y medias. A cargas altas, el funcionamiento del motor es exactamente igual al de un motor de gasolina de inyección directa, con encendido por chispa y mezcla estequiométrica estratificada (Mazda lo denomina «SI»: Spark Ignition).

Otro de los aspectos más característicos de este motor, como el de cualquier otro de tipo HCCI, es que la relación de compresión es muy elevada para poder conseguir el encendido de una mezcla muy pobre. En este caso es de 16,3 a 1, un valor excepcionalmente elevado para un motor de gasolina y que supera incluso al del motor SKYACTIV-G actual (13,0 a 1), que ya sobresale por ser alto. A pesar de ello, Mazda dice que el motor SKYACTIV-X puede funcionar de manera óptima con gasolina de 95 octanos o incluso con una de menor octanaje.

Para evitar problemas de autoencendido no controlado a alto régimen de revoluciones, la distribución mantiene abiertas las válvulas de admisión o durante la fase de compresión y el compresor volumétrico se desconecta, de forma que se reduce la presión en el cilindro.

El motor SKYACTIV-X emplea un sistema de inyección directa de gasolina que funciona a 700 bar de presión máxima, una cifra extremandamente alta para tratarse de un motor de gasolina (lo normal es que estén en torno a 250-300 bar). La presión de sobrealimentación es de 1,5 bar absolutos (es decir, 0,5 bar relativos).

Desarrolla 179 CV de potencia a 6000 rpm y 224 Nm de par a 3000 rpm. Al igual que en el motor SKYACTIV-G de 122 CV, el SKYACTIV-X tiene un sistema de hibridación ligera (conocido habitualmente como «mild hybrid») en el que una máquina eléctrica conectada al motor mediante una correa, hace las funciones de motor de arranque y de alternador. A diferencia de lo que ocurre en un híbrido «de verdad», este sistema no está ideado para impulsar el coche sin la aportación del motor de combustión, sino que lo puede asistir en momentos muy puntuales y con poca potencia (en este caso, un máximo de 6 kW).

A diferencia de lo que hacen otras marcas, Mazda ha implementado esta solución con una red de 24 V en vez de 48 V. La explicación que nos han dado es que es suficiente y más barata.

La gama de motores SKYACTIV-X no sustituye a la gama actual SKYACTIV-G, sino que convive con ella. Mazda también está trabajando en una segunda generación de motores Diesel SKYACTIV-D.

e-SKYACTIV-X (disponible desde mediados de 2021)

En abril de 2021, Mazda presenta la primera actualización del motor SKYACTIV-X, que pasa a denominarse e-SKYACTIV-X (con una «e» inicial). Desde esa misma fecha, dicho motor está disponible en los Mazda3 y CX-30.

Las modificaciones realizadas están encaminadas a reducir el consumo de combustible (y por lo tanto también el nivel de emisiones contaminantes), pero también a mejorar la respuesta del motor en algunas situaciones. Para ello, Mazda ha trabajado en cuatro áreas: la relación de compresión, la gestión electrónica, las válvulas de admisión y el sistema de hibridación ligera.

La relación de compresión del motor e-SKYACTIV-X es de 15,0 a 1, un valor muy elevado para un motor de gasolina pero inferior al que tenía el SKYACTIV-X original, en el que era de 16,3 a 1. Dicho cambio viene dado por el diseño de la cabeza de los pistones, que es distinto. Este cambio, junto con un ajuste de la gestión electrónica del motor, permite un mejor control del encendido y amplía el rango de funcionamiento en modo de encendido por compresión (es decir, con mezcla pobre homogénea).

Las válvulas de admisión también han sido rediseñadas y, según Mazda, han permitido reducir las pérdidas por bombeo (un mayor solapamiento entre válvulas reduce las pérdidas por intercambio de gases) y por lo tanto, también el consumo de combustible.

El sistema de hibridación ligera es el mismo que Mazda incluía en el motor SKYACTIV-X, pero ahora tiene una nueva gestión electrónica que le permite actuar de manera más rápida y suave y además permite «aplanar» la curva de potencia mediante pequeños aportes de par en momentos muy determinados (Mazda cita como ejemplo el momento en el que se activa o desactiva el compresor Roots que se encarga de proporcionar aire a la mezcla pobre de combustión). 

Algunos de estos cambios han dado como resultado una mejora en el rendimiento del motor. El e-SKYACTIV-X desarrolla 186 CV a 6000 rpm y 240 Nm de par a 4000 rpm (7 CV y 16 Nm más que en el motor SKYACTIV-X; ficha comparativa). El consumo de combustible homologado es inferior, con unas reducciones que van desde los 0,3 l/100 km entre las versiones Origin del Mazda3 5 puertas (ficha comparativa), hasta los 0,5 l/100 km de las versiones Evolution y Zenith del mismo coche (ficha comparativa).