Le moteur à essence expérimental de Hyundai fonctionne sans bougies d'allumage – Caractéristique – Voiture et chauffeur

Aug 16, 2023

Les ingénieurs de la combustion dressant un dernier rempart contre la propulsion électrique nourrissent d'étranges fantasmes. Les gars de l'essence rêvent des puissantes courbes de couple du diesel et d'une efficacité thermique exemplaire. Les passionnés de diesel aspirent à un carburant moins cher et à un soulagement des systèmes d'injection coûteux et des contrôles d'émissions complexes.

Et si les deux camps collaboraient sur un super moteur combinant le meilleur des deux technologies ? Vous obtiendrez ce que Hyundai et Delphi appellent l'allumage par compression à injection directe d'essence (GDCI) : un moteur à essence ne nécessitant pas de bougies d'allumage.

Les ingénieurs étudient cette alternative depuis plus d'une décennie. GM et Honda ont tous deux présenté des voitures propulsées par des moteurs à allumage par compression à charge homogène fonctionnant à l'essence. Plus récemment, Hyundai et Delphi ont fait avancer la cause en passant à la charge stratifiée (un mélange riche dans une partie du cylindre) dans un quatre cylindres de 1,8 litre de 180 chevaux utilisant l'allumage automatique du ralenti à une ligne rouge de 4500 tr/min. Lorsque l'étude sortira du laboratoire dans deux voitures d'essai plus tard cette année, il devrait être clair si la combinaison de l'efficacité du diesel et de la commodité de l'essence est à portée de main.

Le moteur expérimental de Hyundai - équipé d'une injection directe, d'un calage variable des soupapes, d'un turbo, d'un compresseur et d'une recirculation des gaz d'échappement - semble assez normal à l'extérieur. Ce qui est bizarre, ce sont les pistons avec des bols à soupe coulés dans leurs couronnes. Sans bougies d'allumage, les injecteurs peuvent injecter du carburant au centre exact de chaque bol. Le GDCI réalise l'allumage automatique en chauffant l'air d'admission avec des quantités soigneusement contrôlées de gaz d'échappement, puis en pressant les bites hors du mélange avec un taux de compression de 14,8:1. L'injection d'une petite dose de gaz juste avant le point mort haut, et le jet de carburant principal juste après ce point, donne des pressions de cylindre qui augmentent beaucoup plus doucement que celles trouvées dans n'importe quel diesel. Cela améliore l'efficacité, car la pression de combustion agit contre un piston descendant. Selon l'expert GDCI de Hyundai, le bien nommé Nayan Engineer, les mélanges air-carburant pauvres, la chaleur minimale perdue à travers les parois des cylindres, l'absence d'étranglement et le grand taux d'expansion (le revers du taux de compression) offrent un rendement énergétique comparable à celui d'un diesel. (Mark Sellnau a occupé le poste de directeur technique de Delphi sur ce projet.) Les meilleurs résultats proviennent d'un tourbillon minimal dans la cuve du piston. Les pressions d'injection de carburant se situent dans la plage des moteurs à essence, soit seulement un cinquième de ce qui est requis dans un diesel, ce qui permet de réaliser d'importantes économies de coûts, de réduire les pertes parasites et un fonctionnement plus silencieux par rapport aux diesels. Le compresseur fournit de l'air d'admission à basse vitesse et charge lorsque l'énergie d'échappement est insuffisante pour faire tourner le turbo.

Le nettoyage de ce qui sort des chambres de combustion ne pose aucun problème majeur. Les bugaboos diesel typiques - particules et émissions élevées de NOx - ne sont pas un problème en raison des basses températures de combustion du GDCI. Les mélanges pauvres réduisent l'efficacité du catalyseur à trois voies standard, une préoccupation résolue par l'installation d'un deuxième catalyseur d'oxydation pour réduire les émissions de monoxyde de carbone et d'hydrocarbures.

Tout cela représente une amélioration de l'efficacité de 10 à 15 % sans passer à un carburant gênant. Des progrès comme celui-ci permettront au moteur à combustion interne d'être éligible à des fonctions de propulsion autonome ou hybride pour les décennies à venir.

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