Dossiers-Conseils > Fonctionnement d'une auto > Skyactiv-X : l'essence qui fonctionne comme un diesel ? 06/02/2018

Moteur Skyactiv-X : l'essence qui fonctionne comme un diesel ?


Vous avez certainement du entendre parler du fameux moteur essence Mazda censé fonctionner comme un diesel. Voyons ce qu'il en est sachant que tous les autres constructeurs se sont cassés les dents sur le principe.
Je vous invite aussi à consulter la page sur les différences entre essence et diesel afin que vous soyez un peu plus dans le bain.
Nous allons donc voir les grands principes du Skyactiv-X avec les informations distillées par Mazda.

Différences essence / diesel : les grandes lignes


L'une des principales différences entre essence et diesel est qu'un moteur essence a besoin d'une étincelle pour enflammer le combustible tandis qu'un diesel le fait grâce à la compression de l'air. Cette compression induit tellement de chaleur que le combustible s'enflamme de lui-même (enfin pas vraiment si on veut être précis, c'est bel et bien l'échauffement du gaz dans le cylindre qui enflamme le gazole).

Le diesel consomme moins en raison d'un mélange plus pauvre (fonctionne en excès d'air) et d'un taux de compression élevé (qui permet aussi d'avoir une compression importante qui mène à une forte chaleur : auto-allumage).
Mazda a donc recherché à obtenir la même chose avec un moteur essence.

Fonctionnement du skactiv-X

Alors Mazda aurait-il réussi son tour de magie en grillant la priorité aux autres marques ? Oui et non en réalité, car le moteur essence Skyactiv-X Mazda ne fonctionne pas tout à fait comme un diesel malgré ce que l'on entend. Il exploite juste l'une de ses caractéristique : pouvoir faire des combustions en mélange pauvre et tenter l'auto-allumage pour améliorer le rendement de la combustion.



A gauche on admet l'air et le carburant, tout ce qu'il y a de plus classique. A droite on comprime, rien de bien nouveau non plus ...



C'est à l'allumage que les choses sont différentes. On provoque une petite étincelles qui n'est pas suffisante pour enflammer le tout (bien trop petite !). Mais elle brûle un tout petit peu de carburant ce qui a pour effet une dilatation localisée. Celle-ci s'ajoute à la compression déjà bien élevée dans le reste de la chambre. Résultat, la pression est si importante qu'elle induit suffisamment de chaleur pour tout brûler (comme sur un diesel donc).

On a donc affaire à un moteur qui fonctionne comme un essence très classique quand il fait froid et quand on est haut dans les tours. Le reste du temps, il fonctionne donc d'une manière particulière qui se rapproche un peu du diesel mais sans le devenir.

Dans cette phase de fonctionnement, on va tout d'abord injecter un petit peu de carburant (mélange très pauvre, soit la moitié afin d'économiser) dans la phase d'admission (quand le piston descend, que la soupape d'admission est ouverte et donc quand l'air entre. En gros quand le moteur pompe/aspire de l'air). L'air et le carburant injectés vont alors parfaitement se mélanger pendant cette phase, le fait que ce soit homogène est crucial pour optimiser la combustion/rendement et réduire la formation de NOx.
A ce stade là on va normalement voir se produire une auto-combustion comme sur un diesel puisque la compression chauffe le comburant (l'air admis) mais ce n'est pas le cas. En effet, les ingénieurs ont conçu le moteur pour ne pas qu'il puisse s'auto-enflammer, contrairement à un un diesel ! Le but est d'éviter toute détonation précoce (donc en phase de compression) qui peut aussi arriver sur un moteur essence classique (quand l'allumage se fait trop tôt, il y a d'ailleurs un capteur de cliquetis pour éviter cela est aider la calculateur à gérer l'allumage commandé au mieux).



Alors comment tout cela va-t-il s'enflammer puisqu'on a pas assez de pression comme sur un diesel ? Et bien le calculateur va généré le petit manque de pression par la bougie ... En effet, à ce stade il suffit juste que la bougie produise une toute petite étincelle pour que la pression devienne suffisante (la petite "explosion" rajoute de la pression au total dans le cylindre puisque ce qui est brûlé se dilate) : c'est la goûte d'eau qui fait déborder le vase et qui va donc rendre la pression suffisamment grande pour que le tout (mélange comburant / carburant) s'auto-enflamme. C'est donc une auto-combustion par allumage commandé (une expression totalement paradoxale au final, un peu comme dire un "grand petit"). Cela est appelé SPCCI  pour Spark-Controlled Compression Ignition.
Bref, tout ça pour dire que Mazda a réussi là où les autres ont échoué : éviter tout problème d'allumage précoce (menant à un cliquetis destructeur) en contrôlant parfaitement le moment où il va y avoir l'auto-combustion par pression.
Cette manière de brûler le mélange dans le cylindre rend la chose plus optimale en terme de rendement. Tout le mélange carburant / comburant s'enflamme tout d'un coup tandis que c'est progressif sur un essence : l'inflammation se propage à partir de l'étincelle de la bougie. Résultat l'impulsion envoyée sur le piston (pour qu'il aille vers le bas) est plus nette et franche tout en réduisant au maximum les particules.


Notez aussi que la compression moteur peut varier (selon le mode de fonctionnement, allumage commandé ou "auto"-allumage) grâce au pilotage variable des soupapes d'admission (compression de 18:1 à 12:1).

Le moteur nécessite pour bine fonctionner d'un compresseur mécanique pour l'admission et d'une injection dont la pression est plus importante que sur les moteurs essence classiques.

Quel gain ?

Selon Mazda on gagnerait en couple par rapport à un essence classique (comme avec un diesel, soit ici de 10 à 30%) et on réduira la pollution et la consommation à hauteur de 15 à 20% environ.

Pour quand ?

Pas tout de suite, la technologie est encore en phase de mise en point et on devrait le voir débarquer en 2020 sur nos routes.

Parallèle avec le mode stratifié ?

Enfin on peut faire un petit parallèle avec le mode stratifié des moteurs essence modernes à injection directe (comme le TSI, le S est pour Stratified) qui consiste à réduire la dose de carburant envoyée dans le moteur. La différence est que le mode stratifié consiste à ne surtout pas mélanger le carburant à l'air dans le cylindre mais plutôt à le garder concentré au maximum dans un espace réduit. En fait le but est de ne pas remplir la chambre pour justement avoir moins de carburant à injecter. Hélas, cela produit des particules très fines en grande quantité, d'où la nécessité d'installer des FAP sur les moteurs essence modernes.

Tous les commentaires et réactions



Dernier commentaire posté


Par (Date : 2018-02-07 19:15:13)

Enfin un constructeur qui s'occupe de ses moteurs et qui cherche à innover.

Mazda définitivement une marque à part et d'ingénieur.

Bravo Mazda

Il y a 2 réaction(s) sur ce commentaire :

  • Par Admin ADMINISTRATEUR DU SITE (2018-02-08 10:06:36) : En effet, et ils n'hésitent pas à aller à contre courant des autres constructeurs (et avec succès en plus !). Ca montre donc surtout un certain courage ...
  • Par steelbrother TOP CONTRIBUTEUR (2018-02-12 19:05:44) : Curieux de voir ce que cela pourra donner sur une version MPS! bravo aux ingénieurs Mazda

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