Le moteur VCR MCE-5 à taux de compression variable
15/04/2008
La plupart des constructeurs automobile partagent le même avis : le taux de compression variable (en anglais Variable Compression ratio ou VCR), est la solution la plus efficace pour réduire la consommation des moteurs essence, tout en ouvrant la voie à un ensemble de stratégies décisives pour le futur.
En mars 2000, Saab a présenté au motorshow de Genève un premier véhicule prototype à Taux de Compression Variable (VCR). Ce véhicule est équipé d’un moteur VCR suralimenté de 1.6 L appelé SVC (pour Saab Variable Compression), dont la puissance est de 168 kW (228 ch), le couple de 305 Nm, et qui présente une consommation réduite de 30% par rapport à un moteur atmosphérique conventionnel aux performances identiques.
Quelques mois plus tard, c’est FEV Motorentechnik qui présenta une autre application du Taux de Compression Variable sur une Audi impressionnante dont le moteur VCR de 1.8 L offre les mêmes performances qu’un moteur de 3.0 L, tout en réduisant la consommation de 27%.
SAAB et FEV ont ainsi démontré l’efficacité exceptionnelle du VCR à réduire la consommation des moteurs à allumage commandé (moteurs essence), sans concession sur les performances.
Mais le VCR n’est pas une révolution, c’est une évolution technique majeure. Dans un futur proche, le VCR sera aux moteurs à allumage commandé ce que l’injection directe multiple est aux moteurs Diesel : une stratégie incontournable pour répondre aux principaux enjeux environnementaux et énergétiques de l’automobile.
Le VCR fournira à l’industrie automobile les stratégies nécessaires pour produire des véhicules à la fois attractifs, puissants, et économes en carburants. Ces véhicules répondront à la fois aux objectifs européens et mondiaux de réduction des émissions de gaz à effet de serre, et aux réglementations d’émissions polluantes grâce aux seuls dispositifs de dépollution classiques (catalyseur 3-voies).
On peut alors légitimement se poser la question suivante : tenant compte du contexte environnemental et énergétique actuel, pourquoi les constructeurs automobile ne produisent-ils pas déjà des moteurs à Taux de Compression Variable ?
En réalité, tous les constructeurs automobile ne partagent pas le même avis sur l’opportunité de planifier dès aujourd’hui la fabrication de moteurs à taux variable. En effet, même si le taux variable est un rêve de motoriste qui remonte aux origines du moteur à combustion interne, le Taux de Compression Variable représente un défi technologique et des changements fondamentaux dans la définition mécanique des moteurs.
Si différents prototypes de moteurs VCR ont démontré le potentiel exceptionnel de la stratégie du taux variable, ils ont aussi révélé que la conception d’un moteur VCR répondant à l’ensemble du cahier des charges d’un moteur de grande série constitue un véritable défi technologique.
Dans ce contexte, l’étape suivante est donc d’identifier et d’étudier une solution mécanique qui confère aux moteur VCR produits en grande série les qualités recherchées. De tels moteurs devront offrir toutes les fonctionnalités nécessaires à l’implémentation des stratégies VCR sans dénoncer les fondamentaux des moteurs classiques, et tout en restant robustes, fiables et durables.
En outre, le coût de production de tels moteurs doit répondre aux critères de rentabilité recherchés dans l’industrie automobile.
Ceci est exactement l’objet du bloc moteur VCR MCE-5 qui est destiné à remplacer les blocs moteur traditionnels à taux de compression fixe.
Le MCE-5 est un agencement hybride entre un mécanisme bielle-manivelle et des engrenages à longue durée de vie. Technologie VCR unique, le MCE-5 est un bloc moteur tout-en-un qui intègre à la fois la transmission de la puissance et le contrôle du taux de compression.
La chambre de combustion inchangée et la cinématique invariable et conventionnelle du piston du MCE-5 permettent de valoriser les savoir-faire des motoristes relatifs à la maîtrise de la combustion et des performances.
Le MCE-5 assure un contrôle continu et réactif du taux de compression de chaque cylindre du moteur. Sa large plage de contrôle du taux de compression comprise entre 7:1 et 20:1 peut servir sans aucune limitation toutes les stratégies VCR.
Grâce à ses engrenages à longue durée de vie et à son piston guidé sur roulement qui ne subit plus ni slap ni effort radial, le MCE-5 garantit une solidité et une fiabilité exceptionnelle aux moteurs VCR fortement chargés sur des kilométrages élevés. De ce fait, le MCE-5 répond à l’un des plus grands défis des moteurs à forte densité de puissance et de couple : la durabilité. La robustesse élevée du bloc moteur VCR MCE-5 provient également de la rigidité de son vilebrequin et de sa structure, qui offrent aux paliers hydrodynamiques un environnement géométrique optimal, garant d’une longue durée de vie.Le bloc moteur VCR MCE-5 ne présente pas d’impact négatif sur les autres composants du moteur ou du véhicule : son raccordement au conduit d’échappement ou à la transmission s’effectue exactement comme s’il s’agissait d’un moteur classique.
Etudié et testé depuis 1997, le bloc moteur VCR MCE-5 a été amélioré par des étapes successives. La nouvelle génération du MCE-5 est déjà représentative d’une version commercialisable, et ses composants sont réalisés selon des procédés de grande série. Les coûts de production maîtrisés et les caractéristiques exclusives du MCE-5 vont permettre de donner naissance à des véhicules puissants, attractifs et à faible consommation. Par là même, la technologie VCR MCE-5 ouvre la voie à un ensemble de stratégies décisives utiles à l’industrie automobile pour faire face à ses futurs enjeux.
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