Les Moteurs Essence HPi (Haute Pression d'Injection)
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De nouvelles stratégies et de
nouveaux composants de contrôle moteur
Comme pour le moteur HDI, c’est le contrôle moteur qui gère le fonctionnement du
moteur HPi et le système de dépollution associé.
Le moteur HPi bénéficie d’un contrôle moteur entièrement nouveau qui a été
développé
en coopération avec Siemens.
Le résultat est un rendement du moteur fortement amélioré et des émissions à
l’échappement bien maîtrisées.
La pompe d’injection haute pression
La pompe d’injection est totalement nouvelle. Elle repose sur un concept
original et unique
développé au sein d’une joint venture Siemens - PSA PEUGEOT CITROËN. Elle est
fabriquée
à l’usine d’Asnières en région parisienne.
Il s’agit d’une pompe à double étage : le premier étage est constitué d’une
pompe
hydraulique placée dans de l’huile ; le deuxième correspond à l’étage de
distribution,
il aspire et refoule l’essence.
La conception de cette pompe d’injection haute pression à double étage
constitue une
véritable innovation.
Par rapport aux technologies existantes, elle offre les avantages suivants :
- Toutes les pièces mécaniques en mouvement sont dans l’huile, sans contact avec
l’essence ce qui assure une durée de vie plus élevée, un bon fonctionnement à
haute
pression et permet d’utiliser des matériaux standards.
- Le pompage est effectué par trois pistons qui sont mis en mouvement par un
plateau
tournant incliné. Ce plateau est placé sur un palier hydrostatique et est
entraîné par
l’arbre à cames.
Cette disposition limite les frottements internes et le couple d’entraînement.
- L’architecture à pistons axiaux retenue a permis de concevoir la pompe la plus
compacte
et la plus légère du marché. Avec une masse de 900 grammes, elle est deux fois
plus
légère que les pompes existantes.
La pompe
Le calculateur pour piloter l’ensemble des stratégies
moteur
Il gère la combustion en mode stratifié, les stratégies moteur lors des
changements
de mode de fonctionnement, le système de dépollution, les fonctions de
diagnostic
(EOBD - European On Board Diagnosis) et la sécurité de fonctionnement.
De plus, il pilote l’ensemble des stratégies moteur et les composants qui lui
sont associés :
Les injecteurs
Les injecteurs ont un angle de cône
de jet de 70°. L’essence est mise en rotation (swirl)
autour de l’axe de l’injecteur.
Ils fonctionnent sous une pression variable de 30 à 100 bars (dans un moteur
essence
classique les injecteurs fonctionnent sous une pression de 3,5 bars) . La durée
et la
pression d’injection sont régulées et adaptées à chaque point de fonctionnement
du
moteur par le calculateur.
L’essence est finement pulvérisée (70 bars pour le ralenti, 100 bars à pleine
charge) pour
obtenir sur toute la plage de fonctionnement le meilleur rendement de
combustion.
La pression d’essence est également ajustée pour obtenir plus de douceur dans la
conduite (30 bars dans les phases transitoires).
Ce fin pilotage de l’injection permet ainsi d’avoir tout à la fois une faible
consommation et
un agrément de conduite amélioré.
L’ allumage
Le contrôle moteur pilote la bobine d’allumage qui fournit à la bougie trois
niveaux
d’énergie, adaptés aux différents modes de fonctionnement du moteur.
- Un niveau d’énergie forte (100 mJoules) pour le fonctionnement en charge
stratifiée.
- Deux niveaux d’énergie graduellement plus faible pour les modes de
fonctionnement
en mélange homogène (70 mJoules pour les charges intermédiaires et 50 mJoules
pour
la pleine charge).
Le boîtier papillon motorisé
Le boîtier papillon motorisé gère les quantités d’air admises dans la chambre de
combustion lors des changements de mode de fonctionnement du moteur imposés
par l’agrément de conduite ou le système de dépollution.
L’ouverture du papillon est pilotée en fonction du mode de combustion et du
besoin en air
du moteur.
Ainsi, en mode stratifié, le papillon est largement ouvert pour que la
combustion se fasse
avec un excès air.
Par exemple au ralenti, il s’ouvre déjà à 20° alors que sur un moteur à
injection indirecte il
ne s’ouvre que de 8 à 10°.
Lors du passage de la charge stratifiée à un mode homogène, dans les phases
d’accélération ou de déstockage des NOx, le calculateur actionne le papillon de
façon à
ce que ces différentes opérations s’effectuent de manière transparente pour le
conducteur.