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Mazda e lo Skyactiv a 2 tempi

Dall’azienda giapponese un progetto innovativo che porta il motore più semplice ed efficiente nel 2° millennio risovendo però solo parzialmente i suoi problemi di emissione.

Mazda è nota come l’azienda automobilistica più creativa. Non solo per il Wankel, ma anche per la grande serie di progetti innovativi, ultimo dei quali è quello Skyactiv-X che mette assieme accensione a compressione e a scintilla per ridurre consumi e inquinamento senza penalizzare le prestazioni. E quasi a voler mantenere un ruolo divenuto ormai dinastico, dopo il recente brevetto di una sportiva a motore rotativo, il brand ora apre un nuovo campo di sviluppo, quello dei propulsori a due tempi.

Un progetto appena presentato all’ufficio brevetti statunitense mostra infatti un motore a due tempi con aspirazione forzata che può funzionare operando con accensione per compressione a bassi carichi e con accensione a scintilla nei passaggi di regime; lo stesso concetto di combustione alla base del motore Skyactiv-X.

Il due tempi periodicamente torna alla ribalta forte della sua intrinseca semplicità e della potenziale maggiore efficienza dovuta al ciclo privo di fasi passive. Se nella sue veste iniziale è però contraddistinto da insormontabili problemi di emissione, dopo l’affermazione negli anni ’90 dell’iniezione assistita pneumaticamente sviluppata dalla australiana Orbital ha conosciuto una breve stagione di rinascita. Ricordo i motori Fiat a due tempi e tre cilindri del tempo ed ebbi la fortuna di provare in Svizzera un prototipo a 6 cilindri in linea sviluppato direttamente dalla Orbital su base BMW Serie 3 . Era un’auto potente e brillante con una coppia sostenuta sin dal minimo, che suonava però come una moto da gran premio.

La parabola di quello sviluppo è poi terminata con la costruzione in serie dei sistemi di iniezione pneumatica usati anche dalla Aprilia (il Ditech), ma principalmente dalla costruttrice di fuoribordo Evinrude che, poi acquisita dalla canadese Bombardier, ha cessato la produzione solo due anni fa a causa della pandemia. 

Ma torniamo al ripescaggio Mazda. Il problema del due tempi è oggi sostazialmente quello delle emissioni, perché l’evoluzione della metallurgia ha reso la sua durata del tutto comparabile a quella di un 4 tempi. L’osso duro sono gli NOx, poiché l’elevato rendimento si associa a una parimenti alta temperatura di combustione. La domanda di brevetto di Mazda descrive il cilindro tipo di un motore con numero di cilindri non specificato dotato di testata con valvole di aspirazione e scarico poste a un angolo di quasi 90 gradi. Le prime molto vicine alla sommità del cilindro, le seconde più vicine al lato del cilindro. Ciò corrisponde a un condotto di aspirazione quasi verticale che consente il lavaggio spinto dall’aria immessa verso la tubazione di scarico orizzontale. L’iniettore e candela appaiono nella parte superiore della camera di combustione.
Chiave del progetto è però la fasatura variabile delle valvole, che variando le loro apertura e chiusura può ottenere 120 gradi di rotazione dell’albero in compressione e 100 gradi in espansione o viceversa. Aggiungendo a ciò la tecnologia Skyactiv-X, si può far funzionare il motore come un Diesel in condizioni di carico leggero con la fase di compressione allungata e passare invece alla maggiore espansione con l’uso della candela.

Tale strategia dovrebbe migliorare l’efficienza senza il pericolo di preaccensioni e detonazioni.  Il problema è però ancora quello delle emissioni, perché il brevetto menziona un catalizzatore ossidante e un filtro antiparticolato, ma afferma altresì che attualmente il motore non include un catalizzatore DeNOx poiché con l’ampia fase in cui le valvole di aspirazione e scarico sono entrambe aperte non c’è modo di controllare il rapporto aria/carburante e di garantire quindi un flusso di scarico povero di ossigeno come richiesto dai normali dispositivi per abbattere gli ossidi di azoto.

Sarà un nuovo stallo? Tutto dipende da come evolveranno le crisi climatiche e quella economica; a tale proposito ricordo però che anche la fusione termonucleare è rimasta in stallo per 30 anni e solo ora, grazie proprio alla crisi energetica, ottiene grandi risultati.

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