Mazda s'attaque à la source

Chez Mazda, pas moins de 1 000 personnes planchent sur le projet baptisé Skyactiv. Au delà d’un objectif d’une réduction de poids de 100 kg entre chaque nouvelle génération, grâce notamment au travail réalisé sur les châssis et trains roulants, les ingénieurs s’attaquent à la source des émissions polluantes : le rendement du moteur. Et, ici,  certaines solutions vont à l’inverse de celles proposés par la plupart des constructeurs, comme l’augmentation du taux de compression. Loin d’être révolutionnaire, c’est une mise au point minutieuse du moteur qui permet d’obtenir de bons résultats.

Des hybrides pour 2013
Le premier à bénéficier sera le prochain SUV compact CX-5 qui sortira début 2012. Pour les autres modèles de la gamme, il faudra attendre leur remplacement puisqu’il n’est pas prévu d’intégrer l’une de ces technologies lors d’un restylage. Mazda va généraliser l’i-stop (stop & start) sur tous ses nouveaux moteurs, mais aussi la récupération d’énergie au freinage. Grâce à l’accord conclu en 2010 avec Toyota sur la fourniture par licence de la technologie hybride de la Prius, Mazda compte coupler le système électrique à ses futurs moteurs pour une commercialisation de modèles à partir de 2013 au Japon.


Les nouvelles technologies à la loupe
 
Qu’est ce que le taux de compression ?
Aussi appelé rapport volumétrique, c’est un rapport théorique de comparaison entre le volume de la chambre de combustion lorsque le piston est au point mort haut (PMH) et le volume du cylindre lorsque le piston est au point mort bas (PMB). Pour les moteurs à essence, il se situe généralement entre 10 :1et 13 :1. Concernant les blocs diesels, il varie entre 16 :1 et 20 :1 pour les injections directes, et entre 19 :1 et 23 :1 pour les injections indirectes.


Moteur à essence (Skyactiv G)
2.0 / 165 ch / 210 Nm
Alors que la plupart des constructeurs s’oriente vers le downsizing (réduction de la cylindrée compensée par un turbo) et abaissent les taux de compression, Mazda augmente ce dernier à 14 :1. Ce choix pose un problème : la présence de cliquetis. Cela correspond à une auto-inflammation non contrôlée due à la température et à la pression très élevée.

Pour contrecarrer ce phénomène, Mazda réduit la quantité et la pression des gaz résiduels chauds dans la chambre de combustion, grâce à l’emploi d’un collecteur d’échappement 4-2-1. C’est surtout sa longueur qui empêche les gaz d’échappement en sortie de cylindre d’entrer dans la chambre de combustion. La mise en place d’un nouveau piston, muni d’une cavité en son centre, éradique ce phénomène et améliore la combustion.

Levée des soupapes variable
Mazda a également travaillé pour réduire l’effet de pompage qui se produit, notamment, à faible charge lorsque le cylindre se remplit d’air. La dépression qui se créé à ce moment est néfaste au rendement énergétique. Un système de calage variable en continu de la distribution SV-T (côté admission et échappement) modifie l’ouverture et de la fermeture des soupapes. Par rapport à l’ancien 2.0 MZR, ce moteur est plus léger de 10 %, ses émissions de CO2 baissent d’environ 15 % et les frottements internes diminuent de 30 %. En revanche le couple augmente de 15 % à bas et mi-régimes.


Moteur diesel (Skyactiv D)
2.2 / 175 ch / 420 Nm
Le faible taux de compression (14 :1) influe directement sur la réduction du dioxyde d’azote (NOx). Le temps avant l’allumage est plus long lorsque le carburant est injecté, obtenant un meilleur mélange de l’air et du carburant. La formation de NOx et de suie s’en trouve diminuée. En revanche, le faible taux de compression engendre des problèmes de démarrage à froid.

Pour y palier, le moteur est doté de bougies de préchauffage en céramique, d’injecteurs piezo pulvérisant à 2 000 bars et d’un système de levée variable des soupapes d’échappement. Après le premier cycle de combustion obtenu grâce aux bougies, les soupapes restent légèrement ouvertes afin que les gaz d’échappement chauds pénètrent dans la chambre de combustion.

Moteur plus léger
Le moteur est plus léger de 10 % par rapport à l’actuel 2.2 MZR-CD et les frottements internes diminuent de 20 %. La consommation et les rejets de CO2 sont inférieurs de 20 %. Ce moteur répond à la norme Euro 6 sans avoir recourt à un système de post-traitement des émissions.


Boîte mécanique (Skyactiv MT)
Ici, l’objectif est une réduction de poids entre 7 et 16 % selon le modèle, deux versions sont prévues jusqu’à 279 et 469 Nm.

Afin de gagner du poids et de la compacité, le pignon d’entrée de la première et de la marche arrière est commun, même chose pour le pignon d’entrée de la 2e et la 3e.

Les frottements internes sont moindres, mais aucun gain de consommation n’est annoncé. Enfin, cette transmission n’équipera que les versions à deux roues motrices.


Boîte automatique (Skyactiv Drive)
Mazda a choisi de développer une boîte automatique et non une version à double embrayage, plus lourde.

Le constructeur apporte une nouveauté sur le lock-up. Il s’agit d’un blocage de convertisseur présent sur les six rapports afin de limiter le patinage.

Deux variantes de cette transmission ont été développées suivant le couple du moteur (270 et 460 Nm). Par rapport à l’actuelle transmission automatique à cinq rapports, le gain en consommation varie entre 4 et 7 %.