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Paris, le 26 Avril 2001 Moteur HDi 1,4 litre : le moteur poids-plume Une coopér

Paris, le 26 Avril 2001 Moteur HDi 1,4 litre : le moteur poids-plume Une coopération exemplaire entre PSA Peugeot Citroën et Ford Motor Company Le nouveau moteur 1,4 l diesel common rail, dénommé HDi 1,4 l pour PSA Peugeot Citroën, et Duratorq TDCi 1,4l chez Ford Motor Company, constitue le premier résultat des accords de coopération signés entre les deux groupes le 29 septembre 1998 et élargis une année plus tard, le 8 octobre 1999, par la signature d’un vaste programme de coopération sur les moteurs diesel. Cette coopération prévoit l’étude et la production en commun de quatre familles de moteurs diesel injection directe common rail : Moteur 1,4 litre et 1,6 litre Moteur 2 litres 2ème génération Moteur V6 de 2,7 litres Nouvelle famille de moteurs pour véhicules utilitaires légers Cette coopération amènera à court terme les deux groupes à la première place des constructeurs mondiaux de moteurs diesel. Elle portera en 2005 sur la production en commun de plus de 9000 moteurs par jour et aura nécessité au total des dépenses de développement et d’industrialisation de 1,22 milliard d’euros. Le common rail pour tous Lancé dès 1998, le concept HDi (High Pressure Direct Injection) développé par PSA Peugeot Citroën a connu un important succès commercial fondé sur : - une économie de consommation de 20% par rapport à un moteur diesel à pré- chambre, induisant une diminution équivalente des émissions de CO2 - un agrément de conduite obtenu par un couple disponible à bas régime, dans un environnement sonore et vibratoire feutré qui n’a plus rien à envier au moteur essence - un excellent bilan environnemental obtenu par la maîtrise précise de la combustion que permet le common rail et par l’utilisation de systèmes de dépollution très performants. Petit mais performant Les moteurs 1,4l diesel common rail reprennent tous ces acquis et associent une taille et un poids réduits à des prestations et des performances inédites à ce niveau de cylindrée. L’accroissement de performances sur des moteurs diesel de faible cylindrée apporté par un common rail de nouvelle génération, par une meilleure maîtrise de la combustion et par l’allègement, permet, à prestations véhicule équivalentes, d’offrir au client un gain significatif en consommation et en émission de CO2. Cette ambition de « downsizing », a guidé l’ensemble des concepteurs de ces moteurs performants qui équiperont des voitures de taille petite et moyenne des deux groupes Ainsi, désormais l’ensemble des voitures Peugeot et Citroën pourront bénéficier de la technologie HDi, poursuivant le mouvement de généralisation des moteurs diesel injection directe turbo compressés entamé il y a trois ans. Ford disposera, pour sa part, d’une offre de petits moteurs diesel common rail modernes complétant ses récents moteurs TDCi qui équipent déjà les véhicules de gammes moyenne et haute. Un moteur « plug and play » Une interface moteur - véhicule unique La famille de moteurs à laquelle appartient le moteur 1,4l diesel common rail équipera des véhicules des plates-formes 1 et 2 de PSA Peugeot Citroën et des véhicules de taille petite et moyenne de Ford Motor Company. Il s’agit donc bien d’un premier moteur authentiquement inter plates-formes et multi-constructeurs. Cette coopération débouchera sur des volumes de production très importants de l’ordre de 6000 moteurs/ jour à terme pour l’ensemble de cette famille. Dans les dix-huit mois suivant le premier lancement en série, ce sont au total 23 applications de cette nouvelle famille de moteurs qui verront le jour sur des véhicules des deux groupes. Pour ce faire, l’équipe projet a conçu une architecture de moteur facilement adaptable à différents types de véhicules reposant sur un principe de conception et de production de type « plug & play ». Il s’agissait, pour des véhicules différents, de développer des interfaces moteur - véhicule uniques. Ainsi, l’alimentation en air, en eau, en carburant, la connexion électrique et les liaisons mécaniques sont identiques quels que soient le véhicule hôte et la version de moteur montée. Une conception modulaire Pour concevoir des interfaces uniques une forte communauté de pièces (plus de 60 % des pièces sont communes) a été recherchée entre les différentes versions des moteurs. Ainsi, l’ensemble des moteurs de la famille utilise une seule et même base (carter cylindre, vilebrequin, bielle, coussinets, pompe à huile, pompe à eau…). Par ailleurs, l’équipe projet a travaillé sur une conception modulaire en constituant des sous-ensembles homogènes. A titre d’exemple, l’ admission est constituée d’un seul ensemble multifonctions réunissant : le filtre à air, le débit mètre d’air, le silencieux du turbo compresseur, le répartiteur d’air d’admission, le système de traitement des gaz de carter, le couvre culasse et la filtration du gazole. Une démarche similaire a été appliquée à l’alimentation en eau, en carburant, à la connexion électrique et aux liaisons mécaniques. Une conception nouvelle au service de trois priorités Le cahier des charges de cette nouvelle famille de moteurs fixait trois priorités : - réduire les consommations - atteindre un agrément de conduite exceptionnel - contribuer notablement à la sécurité passive des véhicules Réduire les consommations Les moteurs HDI 1.4 et Duratorq TDCi 1.4 seront déclinés selon plusieurs niveaux de puissance (60 à 92 Ch) et de couple (150 à 200 mN). Avec ces moteurs, les petites voitures des deux groupes auront des consommations moyennes mesurées sur le cycle réglementaire MVEG (cycle Europe urbain + extra urbain) comprises entre 3,4 l aux 100 km (90 gr CO2 / km) et 4,1 aux 100 km (110 gr CO2 / km). Les voitures de taille moyenne atteindront 4,5 litres aux 100 km (120 gr CO2/ km). Un moteur « poids plume » Maîtriser les consommations, c’est avant tout réduire la masse du véhicule et de ses organes. Avec une masse totale de 98 kg, soit 50 kg de moins que le moteur de cylindrée 1,9l à préchambre, le plus comparable en performances, ce moteur est un véritable « poids plume ». Cette performance a été atteinte grâce à la généralisation de l’utilisation d’alliages d’aluminium et de matériaux composites. Le carter cylindre et son carter chapeau en aluminium sont coulés sous pression, avec des paliers et des chemises en fonte insérés à la coulée. La culasse également en aluminium est en deux parties : une partie inférieure coulée par gravité et une partie supérieure portant l’arbre à cames réalisées en coulée sous pression. L’arbre à cames réalisé par emmanchement de cames frittées sur un tube permettra un gain de 1,3 kg soit de 30 %. D’autres pièces telles que le silencieux du turbo compresseur, le répartiteur d’air d’admission, le système de traitement des gaz de carter, le couvre culasse sont entièrement réalisées en matériaux composites. Les pièces essentielles du circuit d’eau et d’huile ont également été réalisées avec la même technologie : couvercle de pompe à eau, boîtier d’entrée et de sortie d’eau et crépine de pompe à huile. L’ensemble des pièces mobiles a été spécialement étudié afin d’en réduire la taille et la masse. A titre d’exemple, Les tiges de soupapes ont un diamètre de 5,5 millimètres, une taille rencontrée plus communément dans les moteurs essence de faible cylindrée à haute performance ou dans les moteurs de moto. Cet allègement des pièces mobiles contribue également au brio du moteur en ce qu’elles permettent une montée en régime rapide à l’instar d’un moteur essence. Des frottements réduits La réduction des pertes par frottement est un autre facteur majeur de la diminution des consommations. Le recours à des linguets à rouleaux pour la commande des soupapes permet un gain de consommation de 1,5 à 2 % selon le régime moteur. Un agrément de conduite exceptionnel Une technologie utile pour davantage de plaisir de conduite Les choix technologiques effectués (conception des culasses, de la suralimentation et de l’injection directe) offrent un brio du moteur à bas régime et un silence de fonctionnement jusqu’alors réservés aux véhicules haut de gamme. Deux culasses disponibles : 8 et 16 soupapes Dès l’origine du projet, deux culasses 8 et 16 soupapes sont disponibles pour permettre à ce moteur d’une cylindrée de 1,4l de couvrir une plage de performances très étendue, de 60 à 92 ch (43 à 66 kW) et de 150 à 200 mN. Deux turbocompresseurs Les turbocompresseurs de petite taille et de faible inertie participent également à l’agrément de conduite par leur faible temps de réponse. Deux types de turbo équipent les moteurs : Le moteur 8 soupapes est équipé d’un turbocompresseur à géométrie fixe, le moteur 16 soupapes est équipé d’un turbocompresseur à géométrie variable et de technologie multi-vannes. Ce dernier bénéficie de lois de commande adaptatives permettant d’optimiser sa réponse en fonction de la sollicitation de la pédale d’accélérateur. Ces turbos de nouvelle génération atteignent des vitesses de rotation de 280.000 tours- minutes qui permettent un excellent remplissage en air du moteur. Des systèmes common rail de nouvelle génération Les systèmes d’injection installés sur ce nouveau moteur permettent une amélioration notable de la précision du moment et volumes d’injection, plus particulièrement de l’injection pilote (clé de la maîtrise des émissions sonores). Par ailleurs, l’augmentation des pressions d’injection contribuent à l’amélioration uploads/Management/ moteur-hdi-2001-04-261017847603.pdf