Novos motores da Mazda terão taxa de compressão altíssima

A Mazda parece viver em um mundo à parte quando o assunto é tecnologia de motores. Enquanto todos os fabricantes apostaram na redução do volume de seus motores compensado pela sobrealimentação e injeção direta, a japonesa concentrou esforços na redução de perdas energéticas e taxas de compressão mais altas.

O próximo passo, de acordo com o jornal japonês Nikkei, é levar esta busca por eficiência a um nível nunca antes visto. A proposta soa megalomaníaca: a próxima geração dos motores SKYACTIV usaria a tecnologia HCCI, sigla para “Homogenous Charge Compression Ignition”, ou “ignição por compressão com carga homogênea”.

Isso quer dizer, basicamente, que a ignição se daria pela alta taxa de compressão do motor, dispensando velas de ignição para iniciar o tempo de explosão do motor.

É mais ou menos o que acontece em motores diesel, que são mais eficientes em aproveitamento de energia (mas não em emissões de poluentes). A diferença é que com o HCCI o motor não utiliza sistema de injeção direta ou common rail: o combustível seria pulverizado em menor quantidade nos dutos de admissão para formar uma mistura bastante homogênea com o ar, algo fundamental para que haja detonação do combustível por igual.

Com o HCCI a queima da gasolina acontece em temperaturas mais baixas e a uma taxa de compressão extrema: 18:1. A tava de compressão diz respeito ao número de vezes que o volume da mistura ar-combustível do cilindro é comprimido antes da compressão.

Para efeito de comparação, a média entre os motores diesel é de 16,5:1, enquanto a taxa de compressão ideal para gasolina em motores convencionais (seja aspirado ou turbo) varia entre 9:1 e 10,5:1. Já para o etanol, a taxa mais eficiente seria de 12:1.

Trabalhar com a detonação por alta compressão em vez da ignição por vela reduziria as emissões de NOx em 30%, com a vantagem de formar menos partículas do que em motores diesel. Além disso, seria possível chegar a uma média de consumo de 30 km/l.

Pode parecer uma tecnologia simples de ser aplicada, mas está bem longe disso. Para que um motor HCCI funcione corretamente é necessário controlar calor, rotações, abertura de válvulas e injeção de combustível em tempo real para que a queima seja perfeita – ao contrário do que acontece com os motores diesel. Um sistema de recirculação de gases da queima (comum nos diesel e também em alguns motores de ciclo Miller) também seria necessário. 

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Outros desafios são permitir que o motor “pegue” fácil quando frio e que ele consiga lidar com uma curva de potência menos linear (concentrada em uma estreita faixa de rotação mais elevada), devido à possibilidade de pré-detonação do combustível.

Engenheiros de Nissan, GM, Daimler e Hyundai já tentaram aplicar o HCCI em seus motores. De acordo com o Nikkei, os engenheiros da Mazda estão confiantes no projeto. O objetivo é adotar o HCCI na nova família de motores SKYACTIV, que fará sua estreia na próxima geração do Mazda3, que tem lançamento previsto para 2018.

Nadando contra a corrente

Os atuais motores da família SKYACTIV são 2.0, 1.6 e 1.5 de quatro cilindros relativamente convencionais, mas com redução de atrito e taxa de compressão de 14:1 (acima da média de 10:1 da indústria).  Assim, além de reduzir consumo e emissões de CO2 (como fizeram outros fabricantes ao apostarem na diminuição de seus motores e nos turbocompressores) também reduziram a liberação de NOx e das partículas emitidas – no caso das versões a diesel.

A Mazda também surpreende por apostar em motores de combustão interna tradicionais sem apostar em grandes projetos de veículos híbridos e elétricos. Mas isso tende a mudar: de acordo com o Nikkei, a marca produzirá veículos elétricos em massa a partir de 2019.