Parce que le sujet est complexe, expliquons d'abord brièvement le concept de taux de compression pour comprendre pourquoi le moteur à compression variable VC-T de Nissan est si extraordinaire ? Je vais donc essayer de simplifier, au risque de commettre une inexactitude – si cela arrive vous pouvez toujours passer par notre Facebook et nous laisser un commentaire.
Noter quoi ?
Le taux de compression est le nombre de fois qu'un volume donné est comprimé à l'intérieur du cylindre. Exemple pratique : un moteur quatre cylindres de 1,0 litre avec un rapport de 10:1 a des cylindres de 250 cm³ qui, à leur point mort haut, compriment le mélange à un volume de seulement 25 cm³, c'est-à-dire au dixième de son volume ( 10 :1). La version complexe de l'explication du taux de compression peut être vue ici.Et pourquoi est-ce si important ?
Car plus le taux de compression du moteur est élevé, plus son efficacité est grande. Plus la compression du moteur est élevée, plus la détente des gaz résultant de l'explosion est rapide et par conséquent plus la descente du piston et de la bielle est rapide, et donc plus rapide le déplacement du vilebrequin - résultant finalement en plus de mouvement transmis au véhicule roues. C'est pourquoi les voitures de sport ont des taux de compression plus élevés - par exemple, le moteur V10 de l'Audi R8 compresse 12,7 fois son volume.
Alors pourquoi toutes les voitures n'ont-elles pas des taux de compression élevés ?
Pour deux raisons : la première raison est que le mélange pré-explose et la deuxième raison est qu'il est coûteux de fabriquer un moteur avec un taux de compression élevé. Mais passons d'abord à la première raison. À mesure que le taux de compression augmente, la température du mélange air-carburant à l'intérieur de la chambre de combustion augmente également et cette augmentation de température peut entraîner un allumage avant que le piston n'atteigne le point mort haut. Le nom de ce phénomène est pré-détonation et c'est à cause de cet effet que les marques automobiles sont obligées de produire des moteurs avec des taux de compression conservateurs, avec des cartographies d'allumage et d'injection conçues pour protéger le moteur de ce phénomène au détriment d'un rendement maximal.D'autre part, produire des moteurs avec des taux de compression élevés est également coûteux (pour les marques et donc pour les clients…). Car pour éviter la pré-détonation dans les moteurs à fort taux de compression, les marques doivent recourir à des matériaux plus nobles et plus résistants qui dissipent plus efficacement la chaleur générée dans le moteur.
Nissan trouve (enfin !) la solution
Au cours des 25 dernières années, plusieurs marques ont tenté en vain de dépasser les limites des moteurs à ce niveau. Saab a été l'une des marques qui se sont rapprochées, présentant même un moteur révolutionnaire qui, grâce au mouvement latéral de la culasse, réussissait à augmenter ou à diminuer la cylindrée de la chambre de combustion. et donc le taux de compression. Problème? Le système présentait des défauts de fiabilité et n'a jamais été mis en production. Heureusement…
La première marque à avoir trouvé une solution a été, comme nous l'avons dit, Nissan. Une marque qui présentera le premier moteur à compression variable au monde en septembre au Mondial de l'Auto de Paris. Il s'agit d'un moteur 2.0 Turbo avec 274 ch et 390 Nm de couple maximal. Ce moteur ne sera initialement lancé qu'aux États-Unis, remplaçant le moteur 3.5 V6 qui équipe actuellement les modèles Infiniti (la division des modèles haut de gamme de Nissan).
Comment Nissan y est-il parvenu ?
C'était de la sorcellerie. Je plaisante… c'était de l'ingénierie pure. Dans les moteurs conventionnels, les bielles (ce bras qui "attrape" le piston) sont directement attachées au vilebrequin, dans le moteur VC-T de Nissan, cela ne se produit pas. Comme vous pouvez le voir sur l'image ci-dessous :
Dans ce moteur Nissan révolutionnaire, la longueur de la bielle principale était réduite et reliée à un levier intermédiaire pivotant sur le vilebrequin et relié à une deuxième bielle mobile opposée à la bielle qui fait varier l'étendue du mouvement du piston. Lorsque l'unité de contrôle du moteur détermine qu'il est nécessaire d'augmenter ou de réduire le taux de compression, l'actionneur modifie l'angle du levier intermédiaire, soulevant ou abaissant la bielle et faisant ainsi varier la compression entre 8:1 et 14:1. Ainsi, le moteur Nissan parvient à combiner le meilleur des deux mondes : une efficacité maximale à bas régime et plus de puissance à haut régime, évitant l'effet de pré-détonation.
Cette variation du taux de compression du moteur n'est possible efficacement et dans n'importe quelle plage de régime, grâce à une myriade de capteurs répartis dans tout le moteur. Ceux-ci envoient des centaines de milliers d'informations par seconde au calculateur en temps réel (température de l'air, chambre de combustion, admission, turbo, quantité d'oxygène dans le mélange, etc.), permettant de modifier le taux de compression en fonction des besoins. du véhicule. Ce moteur est également équipé d'un système de calage variable des soupapes pour simuler le cycle Atkinson, dans lequel les soupapes d'admission restent ouvertes plus longtemps pour permettre à l'air de s'échapper à travers elles, réduisant ainsi la résistance aérodynamique du moteur en phase de compression.
Ceux qui annoncent à plusieurs reprises la fin du moteur à combustion interne doivent revenir en arrière pour « garder la guitare dans le sac » . Les « vieux » moteurs à combustion interne ont déjà plus de 120 ans et semblent être là pour rester. Reste à savoir si cette solution sera fiable.
Un peu plus d'histoire ?
Les premières études sur les effets du taux de compression sur l'efficacité du cycle de service des moteurs à combustion interne remontent à 1920, lorsque l'ingénieur britannique Harry Ricardo dirigeait le département de développement aéronautique de la Royal Air Force (RAF). L'une de ses missions les plus importantes était de trouver une solution à la forte consommation de carburant des avions de la RAF et par conséquent à leur faible rayon d'action. Pour étudier les causes et les solutions à ce problème, Harry Ricardo a développé un moteur expérimental à compression variable où il a trouvé (entre autres) que certains carburants étaient plus résistants à la détonation. Cette étude a abouti à la création du premier système d'indice d'octane des carburants.
C'est grâce à ces études que, pour la première fois, il a été conclu que des taux de compression plus élevés sont plus efficaces et nécessitent moins de carburant pour produire la même énergie mécanique. C'est à partir de cette époque que les gigantesques moteurs de 25 litres de cylindrée - que l'on connaît des avions de la Première Guerre mondiale - commencèrent à céder la place à des unités plus petites et plus efficaces. Les voyages transatlantiques sont devenus une réalité et les limitations tactiques pendant la guerre (en raison de la gamme de moteurs) ont été atténuées.
