Alfa Romeo livre les secrets de son « MultiAir »
Par le 11 mars 2010
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Alfa Romeo fait faire ses débuts au niveau mondial à la technologie MultiAir sur sa dernière création, l’Alfa MiTo animée par un 1,4 litre proposé en 3 niveaux de puissance : 105 ch, 135 ch et 170 ch.
Il s'agit d'un important « saut de génération » par rapport aux moteurs essence actuels, exactement comme en 1997 avec la technologie Common Rail appliquée aux propulseurs diesel et présentée en première mondiale sur l’Alfa Romeo 156. Les brevets de cette technologie ont été vendus à des équipementiers d'où sa prolifération chez d'autres constructeurs, ce qui ne sera pas le cas de celle du MultiAir qui voit le jour sur l'Alfa MiTo, pour témoigner d'un véritable saut en avant technologique. En effet, le système MultiAir porte le moteur à allumage commandé à des limites d'efficacité largement supérieure. Tout le mérite en revient au principe de base de cette nouvelle technologie : la possibilité de réglage permanent des principaux éléments pour garantir une combustion optimale à n'importe quel régime et dans n'importe quelles conditions de conduite.
Par rapport au moteur traditionnel Turbo essence de 120 ch, le même propulseur avec technologie MultiAir enregistre une augmentation de puissance maximale la portant à 135 ch, sans pénaliser le couple et la capacité de réponse en bas régime, tout en permettant une réduction sensible de la consommation. En règle général, par rapport à un moteur traditionnel essence de même cylindrée, les propulseurs MultiAir assurent une augmentation de puissance (jusqu'à 10%) et un couple (jusqu'à 15%), en plus d'une réduction sensible de la consommation (jusqu'à 10%), des émissions de CO2 (jusqu'à 10%), des particules (jusqu'à 40%) et des NOx (jusqu'à 60%).
En plus, le MultiAir est une technologie polyvalente facilement applicable à tous les moteurs essence, avec possibilité d'adaptation aux moteurs diesel dans le futur.
Le moteur à allumage commandé a connu, ces dernières années, une évolution continue, pour récupérer une position de compétitivité par rapport aux moteurs turbo diesel modernes, qui grâce à la technologie Common Rail ont révolutionné le panorama de l'offre mondiale.
Jusqu'à ce jour, deux contraintes devaient encore être éliminées pour garantir un saut de qualité nécessaire en terme d'efficacité. Tout d'abord, l'« étranglement » du papillon : un système simple de dosage de la puissance demandée au conducteur, mais aussi peu efficace à cause des pertes de charge qui en dérivent, surtout aux régimes où la soupape est faiblement ouverte, c'est à dire sur la plage d'utilisation typique d'une conduite normale.
La deuxième contrainte concerne la liberté limitée d'actionnement des soupapes d'admission, qui souvent poussaient les techniciens à configurer le propulseur en choisissant entre un réglage sportif ou une mise au point orientée à la baisse de consommation de carburant, ou encore, entre le confort et le couple aux régimes moyens et une disponibilité de puissance aux hauts régimes et à l'allongement plus typique d'une utilisation brillante.
La technologie MultiAir a finalement éliminé ces deux limitations.
L’objectif du projet était très ambitieux : commander les soupapes d'admission en les libérant de leur dépendance vis à vis de l'arbre à cames, qui en plus de cent ans d'évolution technologique a presque toujours représenté le seul moyen d'en garantir l'actionnement. Il a été possible d'atteindre ce but uniquement grâce au potentiel technologique et humain accumulé au fil des ans par la marque Alfa Romeo et par Fiat Powertrain Technologies sur les routes de tous les jours et sur les circuits de compétition automobile.
Il n'est donc pas exagéré d'affirmer que la technologie MultiAir est une sorte de synthèse du formidable parcours technologique ayant permis à l'industrie automobile italienne de s'affirmer sur les marchés et dans les compétitions du monde entier. Il suffit de rappeler quelques unes des innovations qui ont marqué l'histoire de l'automobile : la production du premier double arbre en aluminium pour une voiture de grande production (Alfa Romeo Giulia), l’utilisation du double variateur de phase et du système Twin Spark (Alfa Romeo 75), le premier moteur modulaire (Alfetta) et le système Common Rail (Alfa Romeo 156). Aujourd'hui, Alfa Romeo MiTo ajoute à ce merveilleux palmarès le système révolutionnaire MultiAir, une technologie polyvalente facilement applicable à tous les moteurs essence, avec possibilité d'adaptation aux moteurs diesel dans le futur.
Sur les moteurs essence traditionnels le contrôle de la charge se produit en modulant la densité de l'air introduit dans les cylindres par l'intermédiaire du papillon. Ceci entraîne une chute d'efficacité correspondant au « travail de pompage ». Le système MultiAir élimine cette perte. Le contrôle de la charge se produit en faisant varier le volume d'air introduit à une densité constante, grâce à un contrôle direct et extrêmement flexible des soupapes d'admission.
Le système prévoit la commande des soupapes d'admission par l'intermédiaire d'un système électro-hydraulique : un piston actionné par une came mécanique est relié à une soupape d'admission par une chambre hydraulique, contrôlée par une électrovanne normalement ouverte.
Deux situations peuvent alors se vérifier : quand l'électrovanne est fermée, l'huile de la chambre hydraulique se comporte comme un corps solide et transmet la loi de levée imposée par la came d'admission mécanique aux soupapes d'admission. Dans le deuxième cas par contre, quand l'électrovanne est ouverte, l'huile de la chambre hydraulique peut s'écouler dans le circuit de basse pression : par conséquent, les soupapes d'admission ne suivent plus le profil mécanique de la came et se referment par l'effet de la force des ressorts d'admission. La partie finale de la course de fermeture de la soupape est gérée au moyen d'un frein hydraulique dédié qui assure une phase de rapprochement contrôlé, en toute situation de fonctionnement. En contrôlant les instants d'ouverture et de fermeture de l'électrovanne, il est possible d'obtenir facilement de nombreux profils d'ouverture des soupapes d'admission. De cette façon, la charge du moteur est contrôlée directement par l'intermédiaire des soupapes d'admission et non plus par le papillon.
1) En phase de fourniture de la puissance maximum : l'électrovanne est toujours fermée et la pleine ouverture des soupapes se produit en suivant complètement le profil de la came mécanique, optimisé spécialement pour la puissance à des régimes élevés (intervalles longs d'ouverture des soupapes d'admission).
2) A bas régime et pleine charge : l’électrovanne s'ouvre à l'avance par rapport au profil théorique de la came, réalisant une fermeture anticipée de la soupape d'admission. Un reflux non désiré est ainsi éliminé du collecteur en maximisant la masse d'air piégée dans les cylindres.
3) En conditions de charge partielle du moteur : l’électrovanne s'ouvre pendant la course d'admission et réalise une ouverture partielle des soupapes de contrôle de la masse d'air introduite selon le couple demandé. L'alternative possible est d'obtenir une ouverture partielle des soupapes en fermant l'électrovanne en retard par rapport au début du profil théorique garanti par la came mécanique. De ce cas, le flux d'air en entrée dans les cylindres a une vitesse supérieure et génère un niveau de turbulence particulièrement élevé à l'intérieur des cylindres. Il faut souligner qu'il est possible d'associer ces deux modalités d'actionnement pour un même évènement d'admission : c'est alors le « Multilift » qui intervient en augmentant la turbulence et la vitesse de combustion pour des charges et des régimes très bas.