Moteur Atkinson à compression variable
Dévoilé par Infiniti mais réfléchi depuis longtemps par de nombreux autres constructeurs, le moteur à compression variable existe désormais sur le marché automobile.
Compression ?
Tout d'abord il est important de connaître ce qu'est un taux de compression pour un moteur. C'est tout simplement le ratio entre le volume d'air quand il n'est pas compressé (quand le piston est en bas : point mort bas) et quand il est compressé (quand le piston est en position haute : point mort haut). Ce taux n'est pas variable car la position du piston en bas ou en haut reste toujours la même, les allers-retours se font donc bêtement du point A (PMB) au point B (PMH).
Sur ce moteur en V classique on peut voir en même temps un PMH et un PMB. A gauche l'air comprimé et à droite non comprimé
PMB : le piston est tout en bas
PMH : le piston est tout en haut
Avantage d'un taux de compression élevé ?
Sachez que plus on augmente le taux de compression plus on augmente le rendement d'un moteur, il devient donc alors moins énergivore. Le but des constructeur est donc de l'amener le plus haut possible. Toutefois, il est logique que plus il y a de pression plus il y a de contraintes sur les éléments mécaniques, il faut donc veiller à ne pas y aller trop fort. De plus, compresser un gaz augmente sa température, c'est d'ailleurs le grâce à ce principe physique que les moteurs diesel fonctionnent. A un certain stade, si on comprime trop l'essence dans un gaz (l'air donc) la température va être si élevée que l'essence va brûler d'elle-même avant même que la bougie n'y mette le feu ... La combustion va alors se produire trop tôt, ce qui va endommager les cylindres (mais aussi soupapes) et provoquer un cliquetis.
Le phénomène de cliquetis va alors s'accentuer quand il y aura beaucoup de carburant, c'est à dire quand vous monterez en charge (plus vous appuyez sur la pédale plus l'injection envoie du carburant).
L'idéal serait alors d'avoir un taux de compression important quand la charge est faible et un taux qui se"calme" un peu quand on appuie franchement.
Taux de compression variable : mais comment ?
Sachant que le taux de compression dépend de la hauteur à laquelle peut aller le piston (PMH) il suffit alors de pouvoir faire varier la longueur des bielles (ce sont les "barres" qui tiennent les pistons et qui les relient au vilebrequin). Le système inventé par Infiniti fait donc varier cette hauteur grâce à un système électromagnétique, les bielles sont donc désormais extensibles ! Les deux ratios possibles vont alors de 8:1 à 14:1, le mélange gaz/carburant peut alors être compressé jusqu'à un facteur de 8 ou encore de 14, ce qui fait une jolie différence !
Voici l'embiellage mobile en question, les connaisseurs remarqueront rapidement que ça ne ressemble pas à ce que l'on a l'habitude de voir
Voici la différence avec un moteur classique dont les bielles sont de simples barres reliées au vilebrequin
Voici les deux repères indiqués par Infiniti pour indiquer les deux PMH possibles
En faible charge le taux sera maximal soit 14:1 alors qu'en charge élevée on descendra à 8:1 afin d'éviter l'auto-combustion avant que la bougie ne fasse le travail. Il faut donc s'attendre à voir les économies se réaliser quand on a le pied léger, en conduite sportive rien ne change finalement puisque la compression redevient "normale". Reste maintenant à savoir si ce type de bielles mobiles sera fiable sur le long terme, car ajouter des éléments mobiles est toujours risqué ...
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Dernier commentaire posté :
Par jeffel78 (Date : 2022-01-15 16:22:44)
Les moteurs a cycle atkinson utilisent un embiellage à double articulation permettant de dissymétriser les courses de compression avant allumage et d'expansion après explosion.
En un tour de villebrequin chaque piston à effectué un aller-retour complet correspondant à un cycle thermodynamique entier.
Dans le cycle otto habituel ce n'est pas le cas car en un tour de villebrequin chaque piston n'effectue qu'un seul aller-retour.
Ma question est la suivante: sur les moteurs 4 cylindres en ligne à cycle atkinson (comme ceux de Toyota ou ford) comment est géré l'allumage ? Seulement 2 allumages (soit à 180) par tour de villebrequin ou bien 4 allumages (soit à 90°) par tour de villebrequin ?
La seconde solution permet de gagner en couple au prix d'une consommation multipliée par 2
Merci d'avance pour le retour des connaisseurs.
- Par taurus
TOP CONTRIBUTEUR (2022-01-17 09:14:58) : Beaucoup d'incohérence, Un vilebrequin de n'importe quel moteur ne pourra faire qu'un aller-retour d'un piston, ou il faudrait un multiplicateur. Le moteur a compression variable et Français, celui-ci a la particularité de faire varier la hauteur du piston et donc la compression gère par le calculateur suivant les signaux envoyer par les différant capteur+ la pédale d'accélérateur. - Par jeffel78 (2022-01-17 09:42:05) : D'abord merci pour le retour,
Je ne suis pas un habitué du site et de ce fait j'ai sans doute eu tord de poser ma question relative à la motorisation atkinson sur une page dédiée au moteur à compression variable mais je ne savais pas comment commencer une discussion.
Pour revenir sur le fond de ma question il me semble qu'il y a bien un multiplicateur dans une architecture de type atkinson car le villebrequin en un tour génère bien 2 aller-retour de chaque piston et c'est bien le fond de ma question: sur un moteur 4 cylindres enligne comme sur le toyota 2.5 litres du RAV4 par exemple comment est géré l'allumage car on pourrait le faire fonctionner comme un 8 cylindres en allumant tous les 90° mais au détriment d'une consommation accrue contraire à la recherche d'économie du atkinson.
Je n'ai pas trouvé sur le web une architecture de moteur atkinson qui ne présente pas cette particularité (1 tour de villebrequin pour 2 aller-retour des pistons).
Merci d'avance
Bien cordialement - Par taurus TOP CONTRIBUTEUR (2022-01-18 08:53:00) : Impossible de faire 2 allers retours par un seul vilebrequin. Il faudrait un deuxième vilebrequin faisant de tours pour un du premier, totalement aberrant comme principe. L'Allumage peut-être 2x2 comme la 605, mais 4x4 cela me semble pas possible Celui-ci aurai un allumage au moment de la fin échappement début d'amission pouvant allumer les gaz restant dans l'admission, au moment ou s'ouvre la soupape d'admission.
- Par Admin
ADMINISTRATEUR DU SITE (2022-01-18 16:11:14) : Ce type de cycle peut être obtenu aussi par une admission variable au passage. - Par Fred (2022-02-12 08:19:44) : Bonjour à tous,
Étant interpellé et curieux, j'ai fait une rapide recherche sur notre amis Google, et je suis surpris de voir qu'un top contributeur ne prenne pas cette peine , en deux minutes, je peux confirmer qu'en un tour de vilbrequin, le moteur fait un cycle complet!
Je vous propose donc de ne répondre que si vous savez ou vous que vous fassiez une recherche et de ne pas dénigrer des personnes qui n'y connaissent peut être rien, mais qui prennent la peine de faire un effort pour améliorer leurs connaissance.
Sinon, super site, plein d'informations ! - Par jeffel78 (2022-02-12 10:28:24) : Merci à Fred pour son retour
Sur le fond j'ai maintenant compris que l'embiellage articulé n'était pas une architecture utilisée sur les moteurs Toyota actuels et que c'est le VVT (variable valve timing à l'admission et à l'échappement) qui permettait la dissymetrisation des cycles et la realisation d'un cycle "pseudo Atkinson"
Ce type de mise en oeuvre devrait permettre de gagner aussi bien en charge faible qu'en charge forte du moteur et donc d'être plus éfficient que l'Atkinson a embiellage double.
Les moteurs downsizé puretech de peugeot ou Tce de renault utilise cette technique du VVT
La question que je me pose maintenant est de statuer sur la meilleure éfficience globale entre un "gros" atmosphérique toyota de 2l par exemple et un "petit" 1.2l downsizé français.
Merci de vos commentaires.
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