Novo Mazda3 já rolou em estradas portuguesas

Foi em Portugal, na região de Ílhavo, que Mazda revelou à imprensa os seus planos até 2035, e permitiu conduzir, na via pública, os protótipos da próxima geração do Mazda3, para mais equipados com o motor a gasolina Skyactiv-X, que promete revolucionar o sector, ao reunir as vantagens da gasolina e do Diesel. Solução que integra no plano “Zoom-Zoom Sustentável 2030”, que prevê uma redução das emissões de gases com efeito de estufa da Mazda de 50% entre 2010 e 2035, e de 90% até 2050.

À conversa com Jeffrey Guyton, começamos por abordar um dos temas incontornáveis do momento, os eléctricos e a electrificação, com o presidente e CEO da Mazda Europa a avançar com a previsão da Agência Internacional de Energia, que refere que, em 2035, menos de 5% da produção automóvel mundial será assegurada por veículos a fuel cells (FCEV), com os eléctricos a baterias (BEV) representando cerca de 11%, o que significa que, dentro de década e meia, 84% dos automóveis ainda deverá montar um motor de combustão interna (MCI), mesmo que sendo híbridos (HEV) ou híbridos plug-in (PHEV). O que levou a Mazda a preferit centrar esforços no desenvolvimento dos MCI, assumindo o Skyactiv-X natural protagonismo neste capítulo.

Mas sem descurar outras soluções, inclusive a electrificação, já comercialmente incontornável, seja nas grandes cidades e regiões do globo com elevada densidade populacional, ou em mercados como o da Noruega ou da Califórnia. Para Jeffrey Guyton, em 2035, serão raros, ou até inexistentes, os automóveis equipados com MCI desprovidos de uma qualquer vertente eléctrica – alternador/gerador integrado, travagem regenerativa, ou uma solução híbrida ou híbrida plug-in (mas sendo sempre fundamental tornar esses mesmos MCI tão eficientes quanto possível). Por isso,  a Mazda prepara já o lançamento da microhibridização para 2019, do seu primeiro modelo totalmente eléctrico para 2020 (por saber sestá se com ou sem extensor de autonomia), e de um PHEV para 2021 – além de ter estabelecido uma joint-venture em partes iguais com a Toyota, para o desenvolvimento dos eléctricos do futuro de ambas as marcas.

Contudo, o presidente da Mazda Europa deixa alguns avisos: estudos há que comprovam que um BEV familiar que consuma 20 kWh de electricidade por cada 100 km percorridos representa uma emissão de CO2 de 200 g/km se esta tiver sido produzida a partir de carvão, de 156 g/km se recorrendo a petróleo ou seus derivados, ou de 100 g/km se decorrer do gás natural. Convertendo os valores para um registo Well-to-Wheel (do produtor ao consumidor, contabilizando as emissões relacionadas com a extracção, a produção e o transporte do combustível utilizado), a média seria de 128 g/km, pelo que bastia uma melhoria de eficiência de não mais do que 10% dos MCI para que estes ficassem em pé de igualdade com os eléctricos em termos ambientais, mas sem as limitações que ainda lhes são inerentes em termos de autonomia, tempos de carregamento e mineração exaustiva de materiais raros para as baterias, entre outros.

São, por isso, múltiplas as áreas em que os técnicos da Mazda desenvolvem esforços para criar soluções que tornem os seus modelos mais apelativos e compatíveis com as novas e futuras exigências do mercado. Não sendo poucas as novidades para conhecer nos anos mais próximos: em 2019, o motor Skyactiv-X, as motorizações microhíbridas, a nova plataforma Skyactiv-Vehicle Architecture e a evolução da linguagem visual Kodo Design. Em 2020, a nova geração de motores Diesel Skyactiv-D (provavelmente integrando tecnologias desenvolvidas para o Skyactiv-X) e o sistema de condução semi-autónoma Co-Pilot Concept. Em 2021, o primeiro híbrido plug-in.

Algumas delas foi possível conhecer, ou antever, neste fórum de design e tecnologia que a Mazda promoveu em Portugal. Por exemplo, para bem ilustrar a evolução do Kodo Design (“A alma do Movimento”), e permitir antever quais as suas ambições futuras nesta matéria, a Mazda trouxe até nós três protótipos: RX Vision Concept (estreado em Tóquio em 2015, conta com um motor rotativo do tipo Wankel e tracção traseira), RX Vision Coupé e Kai – estes dois estreados na edição de 2017 do certame nipónico.

Assumindo particular interesse o Kai (pioneiro), por antecipar o futuro Mazda3, a lançar já em 2019. Mesmo integrando elementos típicos de um protótipo (câmaras nos lugares dos retrovisores exteriores, puxadores das portas retrácteis ou a “pála” existente sobre as ópticas dianteiras), na essência, é deste hatchback de cinco portas, já equipado com o motor Skyactiv-X e a nova plataforma da marca, que sairá o novo compacto da Mazda. Anunciado como um “condensado de potência”, o Kai conta com um interior dominado pela linha horizontal do tablier, e promete ser um dos raros tracção à frente em que o centro do painel de instrumentos, o centro do volante e o centro do banco do condutor estão perfeitamente alinhados.

Implementada nos protótipos de desenvolvimento do futuro Mazda3 está a nova plataforma Skyactiv-Vehicle Architecture, de novo desenvolvida respeitando o conceito japonês Jinba Ittai (a ligação entre cavalo e cavaleiro. Para aumentar a ligação das diversas áreas (bancos, carroçaria, châssis, pneus), a Mazda centrou aqui atenções em três pontos: suave transição da energia entre massas suspensas e não suspensas; alinhamento da direccionalidade das forças; reduzção das variações de rigidez entre as extremidades diagonalmente opostas.

Os bancos redesenhados contam com pontos de ancoragem mais firmes e que reduzem o seu movimento relativamente às massas suspensas, bem como com uma estrutura interna em espuma de uretano com elevada capacidade amortecimento, assegurando que a carga é transmitida mais directamente das massas suspensas para o corpo dos ocupantes. Nos bancos dianteiros foi instalado um novo apoio elevatório manual das pernas, destinado a garantir que estas estão sempre em contacto com o banco, especialmente mesmo no caso dos passageiros de maior estatura.

A carroçaria é composta em boa parte por aço de alta resistência, e recebeu reforços substanciais, com as estruturas anelares que ligam a estrutura na vertical e na horizontal a serem complementadas por ligações longitudinais dianteiras e traseiras, dando origem a elementos multidireccionais destinados a aumentar a rigidez diagonal e a reduzir em 30% o desfasamento na transmissão da energia para as linhas diagonais (da frente para trás). Já a suspensão garante que o ângulo do braço está sempre virado para baixo, para que a inércia da massa suspensa empurre os pneus contra o piso, com os pneus, ao contrário do habitual, a contarem com flancos mais macios, que aumentam a sua capacidade de amortecimento e absorção de impactos e irregularidades, solução só possível de adoptar devido ao aumento de eficácia da própria suspensão. Desde a sua fase inicial de desenvolvimento, esta plataforma previu a integração do sistema G-Vectoring Control, com que se poderá contar de série no futuro Mazda3.

Estrela maior deste fórum foi o novo motor Skyactiv-X, o que se compreende quando é anunciado como o primeiro a combinar, numa mesma unidade, (quase todas) as vantagens dos propulsores Diesel e a gasolina – consumindo gasolina, mas funciona praticamente como um Diesel, com ignição por compressão (mas não exclusivamente). Mas, para bem entender as vantagens desta pioneira unidade motriz, convém relembrar alguns pressupostos: se a grande vantagem principal de um motor a gasolina será a sua capacidade para fazer regime, permitindo-lhes debitar mais potência, já os motores Diesel destacam-se por queimar um combustível que lhes permite funcionar com ignição por compressão, ou seja, com uma mistura pobre (com excesso de ar), logo, com taxas de compressão mais elevadas, que garantem uma explosão mais rápida e violenta que torna o processo mais eficiente, garantindo mais força (binário) e menor consumo.

Por outro lado, numa mistura pobre, a temperatura de combustão é mais baixa, daí resultando menores emissões dos nefastos óxidos de azoto (NOx) e menores perdas calor, em especial na fase de aquecimento do motor. Sendo que o ar em “excesso” absorve o calor da combustão, transformando-o em pressão, com a energia daí resultante a ser utilizada para empurrar o pistão para baixo, isto, é, gerando rendimento. E como a combustão é mais rápida, da mesma quantidade de energia resulta um maior rendimento.

Porém, esta mistura não só não é estável, como não pode ser tão pobre que as moléculas de combustível estejam tão distantes ao ponto de não garantirem a reacção em cadeia que torne efectiva a combustão, nem demasiado rica, pois, excessivamente comprimida, levaria à chamada auto-detonação, isto é, à combustão espontânea da mistura em condições extremas de calor e temperatura, algo especialmente prejudicial para a saúde dos pistons e bielas.

A Mazda consegiu aqui a “quadratura do círculo” criando um motor que pode funcionar como um motor a gasolina convencional, com uma mistura estequiométrica de 14,7 partes de ar para cada uma de combustível, quando a frio ou a rodar a alto regime. E que, sem que o condutor se aperceba, em 80% dos casos admite uma mistura muito mais pobre, queimada por ignição por compressão, mas com o processo a ser sempre iniciado pela vela. A isto a Mazda chama SPCCI (SPark-Controlled Compression Ignition – ignição por compressão controlada por faísca numa tradução livre).

Essa mistura mais pobre começa por ser comprimida quase até às condições ideais de ignição por compressão, altura em que a vela inicia uma frente de chama, inflamando uma reduzida quantidade de mistura mais rica, que se expande para aumentar a temperatura e a pressão no interior cilindro até que as tais condições sejam atingidas, acabando a maioria da mistura por ser inflamada por compressão (a ambicionada HCCI – Homogenous Charge Compression Ignition, ou ignição por compressão de carga homogénea). O momento em que a faísca é emitida pela vela define quando a ignição por compressão se inicia, enquanto que a circulação do ar dentro do cilindro cria um efeito de vórtice que faz aumentar a pressão criada por essa frente de chama, assim garantindo que a ignição por compressão tem início pouco depois do ponto morto superior nas zonas em que a mistura é mais pobre.

Desafios maiores enfrentados pelos engenheiros da Mazda foram a precisão absoluta no controlo do tempo de ignição e necessidade de contar com diferentes relações de ar/gasolina num mesmo ciclo de funcionamento (a tal pequena quantidade de mistura um pouco mais rica junto à vela, e a restante, mais pobre). Daí o recurso a um sistema de injecção directa de alta pressão; a pequenas velas especiais de elevada potência (montadas na periferia do cilindro, já que no centro das válvulas está o injector e o espaço não é abundante, devido à elevada taxa de compressão); a um compressor volumétrico de baixa pressão (ainda não divulgada) com intercooler, que assegura o fornecimento da quantidade necessária de ar; e a um sensor de pressão (não um vulgar sensor de detonação) integrado em cada cilindro, que mede a pressão efectiva para ajustar os tempos de injecção e ignição, variáveis em função de alterações no índice de Octano da gasolina, da presença de combustíveis com etanol, ou das próprias condições ambiente (temperatura e altitude, entre outras).

Na prática, o Skyactiv-X é um motor modular totalmente em alumínio, com uma cilindrada unitária de 500 cc, que nesta sua primeira versão conta com quatro cilindros (no futuro, poderá ter mais ou menos), 2,0 litros de capacidade, quatro válvulas por cilindro e injecção directa. Quando terminado o seu desenvolvimento, pretende oferecer uma resposta sem precedentes na classe, 190 cv de potência e 230 Nm de binário máximo – o rendimento, nesta fase, situar-se-á entre estes valores e os 165 cv e 210 Nm oferecidos pelo mais convencional motor 2.0 Skyactiv-G a gasolina da Mazda.

Única num motor a gasolina de aplicação alargada é a taxa de compressão de 16,0:1 utilizada nesta versão destinada a consumir gasolina com índice de Octano 95, devendo ser de 15,0:1 na variante destinada aos mercados onde ainda existe gasolina de 91 “octanas”, ou mesmo de 87, como o Japão e os EUA. É que, ao contrário do habitual, um índice de Octano muito elevado, em que é maior a resistência da gasolina à auto-detonação, nem sequer é aqui uma vantagem, quando o objectivo é, justamente, facilitar a ignição por compressão, e não evitá-la.

Para cumprir com os actuais limites de emissões, o Skyactiv-X não necessita de recorrer a filtro de partículas, mas poderá montá-lo facilemete legislação futura a isso obrigue. Mas monta já uma solução microhíbrida, no caso um alternador/gerador integrado a 24 Volt, embora desligado nos protótipos de desenvolvimento. Protótipos esses que conseguem já garantir uma redução do consumo de 15-20% em condições reais de utilização, face ao Skyactiv-G de 165 cv, aspirando a Mazda a que, terminado o seu desenvolvimento, e estando instalado num veículo mais leve e aerodinamicamente mais eficaz, a melhoria seja da ordem dos 30%.

E se o aumento de 10% do binário face ao 2.0 Skyactiv-G não permitirá ao Skyactiv-X ser tão poderoso a baixo regime quanto um Diesel, não deixa de ser mais potente, pelo menos tão económico, e decerto mais limpo em termos de emissões de NOx e partículas. E, também, mais barato, por dispensar os onerosos sistemas de “limpeza” a que os motores a gasóleo são obrigados a recorrer para conseguirem cumprir normas anti-poluição cada dia mais rigorosas.

A este propósito, importa referir que não é isso que impede a Mazda de continuar a investir dos Diesel, que tanto peso têm nas vendas de automóveis novos na Europa, Austrália e Japão. Assim, dentro de cerca de dois anos, será lançada a segunda geração dos motores Skyactiv-D, que até pode integrar alguns conceitos aplicados no Skyactiv-X, como a combustão de baixa temperatura, para baixar os níveis de NOx ao ponto de dispensar o recurso ao AdBlue –para o que também irá contribuir, com o mesmo intento, o aumento inevitável, e transversal a toda a indústria, da cilindrada unitária dos motores Diesel. Seja como for, os engenheiros da Mazda mantêm a esperança de que, para aplicações em que os motores eléctricos não se antevêem como exequíveis, nem a longo prazo (aviação, marinha mercante, transporte ferroviário, transporte rodoviário pesado), seja alcançada uma das metas para o futuro da mobilidade: a criação de um combustível liquido (sintético ou biológico) neutro em termos de CO2, que até poderá vir a ser utilizado em motores com tecnologia Diesel.

Momento especial, o percurso de aproximadamente trinta quilómetros ao volante, repartidos entre um Mazda3 Skyactiv-G de 165 cv da actual geração, e dois protótipos que combinam a nova plataforma Skyactiv-Vehicle Architecture com o também novo motor Skyactiv-G, um com caixa manual de seis velocidades, o outro com transmissão automática – ambos revestidos com os painéis de carroçaria do actual Mazda3. A bordo, um tablet com um software que indicava, em tempo real, o estágio em que o motor funcionava, e em que a numeração de 1 a 3 ilustrava, por ordem crescente, a eficiência da condução, correspondendo o 1 aos tempos em que este trabalhava recorrendo a uma mistura estequiométrica.

Tratando-se de protótipos, e sendo o tempo e a distância de condução escassos, não foi possível retirar conclusões muito profundas, mas, ainda assim, ficou patente que o funcionamento mais suave e silencioso do novo Skyactiv-X face ao Skyactiv-G, e a sua boa capacidade de resposta na generalidade das situações. À excepção dos arranques, manter aceso o indicador de eficiência 2 não foi tarefa muito complicada, o 1 iluminava-se sempre que o regime ou a carga sobre o acelerador aumentavam substantivamente, enquanto que o 3 apenas se conseguiu obter com uma muito reduzida pressão sobre o pedal da direita, a isso correspondendo ritmos de condução muito pouco exequíveis.

Por se tratarem de motores cujo desenvolvimento ainda se não completou, a transição entre os modos de funcionamento convencional e de mistura pobre também não foi imperceptível, ao contrário do que se pretende. Em especial quando se passava do primeiro para o segundo, ficando patentes não só alguns “soluços”, com um certo “grilar” do motor.

Quanto à nova plataforma, menção para o pisar sólido e para o elevado conforto de marcha, mesmo em pisos menos regulares. A análise ao comportamento dinâmica, essa, terá de dicar para outra altura, pois era imprescindível garantir a manutenção da integridade dos seis únicos protótipos existentes no mundo com esta combinação mecânica…