Les secrets des motorisations Toyota
Les motorisations Toyota 2,2 litres D-4D (1/3)
Par le 26 janvier 2006
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La dernière génération de motorisations diesel Toyota met les techniques les plus évoluées au service de la puissance et de la propreté, d'où le nom de « Clean Power » (Puissance Propre), que se soit dans sa version la plus sophistiquée et la plus puissante (2,2 litres de 177 ch sur Avensis et Corolla Verso) ou dans sa variante plus économique (2,2 litres 150 ch sur Avensis et 2,2 litres 136 ch sur Corolla Verso).
Les nouveaux 2,2 litres D-4D et 2,2 litres D-4D « Clean Power » ouvrent un nouveau chapitre dans l'histoire des moteurs diesel Toyota. Ils offrent en effet davantage de puissance tout en sachant se montrer plus propres, plus légers et moins bruyants.
Ce bilan extrêmement positif est le fruit d'un intense travail de recherche et développement mené par Toyota dans ce domaine. À titre d'exemple, les ingénieurs ont eu recours à l'aluminium pour diminuer le poids du bloc, tandis que la combustion a été retravaillée pour diminuer le bruit et les rejets d'oxydes d'azote, via un abaissement du taux de compression (jusqu'à 15,8:1 sur la version « Clean Power » 177 ch).
Et pour augmenter la puissance, c'est l'injection qui a été réétudiée et offre désormais une pression de fonctionnement de 1.800 bars via des injecteurs piézoélectriques à dix buses (version « Clean Power »). Enfin, ces groupes se distinguent par leur propreté, la version « Clean Power » adoptant le catalyseur DPNR qui élimine simultanément les oxydes d'azote (NOx) et les particules.
Avant d'entrer dans le détail, soulignons que si la version 2,2 litres D-4D « Clean Power » 177 ch cumule l'ensemble des nouveaux systèmes développés par Toyota, les deux autres versions (2,2 litres 136 ch et 150 ch) en retiennent déjà l'essentiel. Et elles apportent toutes aux nouvelles gammes Avensis et Corolla Verso un véritable plus sur le plan des performances, mais aussi de la propreté.
L'un des secrets du rendement élevé et de l'excellent comportement en termes de caractéristiques NVH (bruits, vibrations et stridence) des nouveaux moteurs 2,2 litres réside dans leur faible taux de compression.
Avec un rapport volumétrique de 15,8:1, le 177 ch présente ainsi le taux de compression le plus faible au monde pour un moteur diesel de production, tandis que les versions 136 ch et 150 ch ne dépassent pas la valeur déjà extrêmement basse de 16,8:1. Rappelons que le taux de compression (ou rapport volumétrique) correspond à la pression appliquée au mélange air/carburant par rapport au volume du cylindre et de la chambre de combustion.
Plus le taux de compression est faible et moins le moteur doit fournir d'efforts pour comprimer le mélange, ce qui se traduit naturellement par un meilleur rendement, c'est-à-dire des performances supérieures pour une consommation inférieure.
Les moteurs à mélange pauvre (qui adoptent un mélange air/carburant contenant peu de carburant, comme les diesels) tendent à produire des niveaux élevés de NOx (oxydes d'azote), car ils ne peuvent utiliser une quantité complémentaire de carburant pour réduire l'accumulation de chaleur sur la tête du piston.
La réduction du taux de compression entraîne l'abaissement de la température de combustion, et donc de la production de NOx. Sur le plan du confort, cette moindre pression permet de réduire les bruits et vibrations causés par chaque explosion.
Ce choix a permis aux ingénieurs Toyota de développer des pièces mobiles plus légères ainsi qu'un bloc-moteur en aluminium léger sans nuire pour autant à la longévité et à la fiabilité de l'ensemble.
Les moteurs 2,2 litres ont été conçus pour se montrer légers et compacts dans le but de réduire la consommation et les émissions, mais aussi de réduire leur impact sur le comportement dynamique du véhicule. Pour atteindre cet objectif, l'adoption d'un bloc tout aluminium s'est tout naturellement imposée.
Le développement du premier diesel au monde entièrement produit en aluminium, en l'occurrence le 1,4 litre D-4D monté dans Yaris, avait déjà permis à Toyota de se forger une expérience considérable dans le remplacement de la fonte par l'aluminium pour les blocs moteurs diesel.
Pour leur part, les alésages de cylindres adoptent des chemises en fonte présentant une grande résistance à l'usure.
Par ailleurs, l'intégration est un exercice essentiel lorsqu'il s'agit de réduire le poids d'un moteur. Concrètement, l'équipe chargée du développement est ainsi parvenue à rendre la pompe à eau et la pompe à huile - des composants normalement indépendants - directement solidaires du bloc, à l'intérieur du carter de chaîne de distribution. La pompe à huile, par exemple, gagne ainsi 5% en poids et 20% en compacité.
Résultat : les 2,2 litres D-4D sont sensiblement plus légers que d'autres moteurs concurrents à bloc classique en fonte. À noter que le radiateur d'huile est lui aussi entièrement réalisé en aluminium.