Allumage par compression à charge homogène (HCCI) . Un acronyme qui n'a cessé d'apparaître dans Autopédia da Razão Automóvel ces derniers mois. Quelques exemples:
- Mazda travaille sur un nouveau moteur qui n'a pas besoin de bougies d'allumage
- Comment fonctionnera le moteur HCCI de Mazda sans bougies d'allumage ?
- Mazda révolutionne à nouveau. Découvrez les nouveaux moteurs SKYACTIV-X
En 2018 nous changerons l'acronyme HCCI en un autre : SPCCI. Pourquoi? La réponse apparaîtra plus tard dans le texte.
Revoyons l'article
Comme nous l'avons écrit précédemment, la technologie HCCI (allumage par compression à charge homogène) permet un moteur à essence cycle la combustion sans bougies . La fameuse litanie (déjà centenaire…) : admission, compression, explosion et échappement.
Tout comme un moteur diesel, les moteurs à essence avec technologie HCCI la pression dans le mélange est telle que la combustion est déclenchée sans l'utilisation de bougies d'allumage.
De nombreux constructeurs ont essayé de rendre les moteurs à essence possibles avec cette technologie, qui combine le meilleur du diesel (couple, réponse à bas régime et économie de carburant) avec le meilleur des moteurs à essence à cycle Otto (puissance, efficacité et émissions), mais personne ne le fait. . atteint en raison des problèmes inhérents à cette solution - que j'expliquerai plus tard.
Personne, sauf quelques messieurs très têtus qui y travaillent du côté d'Hiroshima. Ces messieurs qui continuent d'investir dans les moteurs Wankel, refusent de réduire la cylindrée des moteurs et affirment avec conviction qu'avant l'électrification de la voiture, il y a encore beaucoup de « jus » à extraire de l'ancien moteur à combustion. Ces messieurs (comme vous l'avez déjà deviné…) sont des ingénieurs Mazda.
Dis bonjour! à SPCCI (allumage à compression contrôlé par étincelle)
Au fur et à mesure que la nouvelle sort, nous en apprenons davantage sur cette nouvelle technologie qui sera présente dans la deuxième génération de moteurs Mazda SKYACTIV – à partir de 2019.
Cette deuxième génération de moteurs Mazda s'appellera SKYACTIV-X et promet d'offrir le meilleur des moteurs Diesel et le meilleur des moteurs essence dans un seul moteur :
Comme cela a été la coutume ces dernières années, les ingénieurs de la marque Hiroshima restent convaincus de leurs options. Et de cet investissement, la technologie est née SPCCI (Spark Controled Compression Ignition), qui en portugais signifie quelque chose comme « système d'allumage par compression à étincelles ».
Mais ne s'appelait-il pas HCCI ?
Oui, cela s'appelait HCCI, mais cette technologie ne servait pas les objectifs de Mazda. La technologie HCCI a un sérieux problème : il ne fonctionne que dans des conditions idéales d'utilisation (bas régime, basses températures et pression atmosphérique constante). Dans le cas contraire, un phénomène appelé « pré-détonation » se produit, ce qui réduit drastiquement l'efficacité de la combustion et compromet la fiabilité du moteur.C'est pourquoi la marque a développé la technologie SPCCI, qui se distingue du HCCI en ce qu'elle parvient à contourner ses limites, lors du recours aux bougies d'allumage et à d'autres systèmes (dont nous parlerons plus tard…) pour contrôler le moment de l'allumage, même si le principe de fonctionnement est le même.
Par conséquent, contrairement à ce qui a été rapporté au cours des derniers mois, par nous, Les moteurs SKYACTIV-X auront des bougies d'allumage. Le fonctionnement de la technologie SPCCI est bien illustré dans cette vidéo :
Comme vous pouvez le voir, le principe de fonctionnement est simple. Cependant, l'exécution est plus complexe qu'il n'y paraît.
En bref, la technologie SPCCI fonctionne comme suit : Une première vague d'air/essence très pauvre est injectée à l'admission, afin de subir une compression plus importante que dans les moteurs classiques sans pré-allumage (lorsque le mélange explose avant le point idéal).
Dans un second temps, une seconde vague de carburant avec un mélange plus riche est injectée à côté de la bougie, et l'ECU donne l'allumage de la bougie par les paramètres vérifiés à cet instant précis (température, pression, mélange air/essence, etc.). A ce moment, le mélange air/carburant est soumis à une pression si élevée que le mélange s'enflamme, non seulement près de la bougie, mais instantanément dans toute la chambre de combustion.
C'est ici que réside la différence. Cette succession d'événements déclenche une combustion plus homogène, plus rapide et plus efficace de l'ensemble du mélange. En d'autres termes, une combustion beaucoup plus rapide est obtenue, où plus de travail est effectué avec moins de carburant et avec moins de formation de gaz d'échappement nocifs tels que les NOx (oxydes d'azote).
Dans un moteur à essence qui ne dépend que de la bougie, l'explosion est plus lente, se produisant uniquement à proximité de la bougie, la flamme se propageant à travers la chambre de combustion restante.
Cela semble simple, mais tout ce processus résulte d'une étude intensive du comportement des gaz dans la chambre de combustion et du développement d'une électronique très avancée. Le contrôle des événements lors de la combustion est si grand que Mazda est capable de faire varier le taux de compression du moteur en fonction du moment d'allumage de la bougie. Comme? Création d'ondes de pression dans la direction opposée au piston à travers le moment d'allumage par étincelle.
Correction du problème avec la commande d'allumage...
… Mazda avait besoin de trouver une solution pour maintenir le mélange air/carburant dans le moteur constant et suffisant, quelle que soit la pression atmosphérique extérieure. C'est la seule façon dont la technologie SPCCI, contrairement à ce qui se passe avec la technologie HCCI, peut fonctionner à tous les régimes de rotation et dans une multitude d'environnements différents.
Pour résoudre ce problème, Mazda équipera les moteurs SKYACTIV-X d'un compresseur volumétrique « pauvre » (type Roots) qui maintiendra la pression d'admission constante. À son tour, le contrôle de la température dans la chambre de combustion sera effectué par une vanne EGR à commande électronique. De cette façon, Mazda est capable de contrôler tous les paramètres qui interfèrent avec le calage de l'allumage du moteur grâce à une unité de contrôle qui contrôle ces derniers et d'autres périphériques du moteur (capteurs, injecteurs, etc.).
Le contrôle de tir ultime ?
Avec cette source technologique, Mazda est en mesure de contrôler comment, quand et dans quelles conditions est que la combustion (énergie thermique) se transforme en mouvement (énergie cinétique). C'est sans aucun doute une prouesse technologique remarquable, à plus de 6000 tours par minute ! Et là, j'ai l'impression d'être en 3000 avant JC, ayant encore du mal à allumer une cheminée...
Nous sommes impatients d'essayer les premiers modèles équipés de moteurs SKYACTIV-X. Le candidat au lancement de ce moteur doté de la technologie SPCCI est le Mazda3 de la future génération , qui arrivera sur le marché en 2019.
