Des consommations et des émissions de CO2 en forte baisse

Le paramètre essentiel pour contrôler la combustion d'un moteur essence, améliorer ses prestations et limiter ses émissions de CO2 et ses consommations de carburant repose sur la quantité et les caractéristiques de la masse d'air admise dans ses cylindres.

Dans les moteurs traditionnels, cette masse d'air est contrôlée en maintenant une ouverture des soupapes d'admission constante tout en ajustant la pression en amont par l'intermédiaire du papillon. Ce simple contrôle mécanique traditionnel fait perdre environ 10% de l'énergie utilisée du fait des déperditions liées au pompage de l'air frais.

La technologie électro-hydraulique d'actuation variable marque une avancée dans le contrôle de la masse d'air. Elle se base sur le contrôle de la charge directement à l'entrée des cylindres au moyen d'un système avancé d'actuation électronique et de contrôle des soupapes d'admission, tout en maintenant une pression constante en amont des conduits d'admission.

Fiat a choisi la technologie électro-hydraulique d'actuation variable pour sa relative simplicité, sa faible demande de puissance, sa fiabilité intrinsèque et son faible coût potentiel.

Le principe de fonctionnement de la technologie MultiAir appliquée aux soupapes d'admission est le suivant.

Un piston actionné par une came mécanique est connecté à la soupape d'admission par une chambre hydraulique, laquelle est contrôlée par une valve solénoïde à ouverture/fermeture classique.

Quand la valve solénoïde est fermée, l'huile présente dans la chambre hydraulique, se comporte comme un corps solide et transmet à la soupape d'admission le programme d'ouverture imposé par la came d'admission.

Quand la valve solénoïde est ouverte, la chambre hydraulique et la soupape sont désaccouplées, la soupape d'admission ne suit pas la came d'admission et se ferme sous l'action du ressort. La phase finale de fermeture de la soupape est contrôlée au moyen d'un frein hydraulique dédié destiné à garantir douceur et régularité quelle que soit l'utilisation du moteur. Par le contrôle des temps d'ouverture et de fermeture de la valve solénoïde, un large choix de programmes d'ouverture des soupapes d'admission peut être obtenu.

Pour la puissance maximale, la valve solénoïde est toujours fermée et les soupapes d'admission complètement ouvertes par l'action de la came mécanique spécialement optimisée pour garantir la meilleure puissance à haut régime.

A bas régime et pleine charge, la valve solénoïde s'ouvre près de l'extrémité du profil de la came, permettant une fermeture anticipée de la soupape d'admission, ce qui élimine un reflux indésirable dans le collecteur et maximise la masse d'air piégée dans les cylindres.

Dans les conditions de charge moyenne, la valve solénoïde est ouverte plus tôt offrant une ouverture partielle pour contrôler la masse d'air en fonction du couple requis. Alternativement, il est possible d'obtenir une ouverture partielle des soupapes en fermant la valve solénoïde une fois l'action de la came commencée. Dans ce cas, le flux d'air entre dans les cylindres avec une vitesse plus élevée et génère des turbulences nettement importantes à l'intérieur du cylindre.

Les bénéfices de la technologie MultiAir peuvent être résumés ainsi:

- la puissance maximale est accrue jusqu'à 10 %

- le couple à bas régime est accru de 15 %

- la réduction de la consommation de carburant de 10 % pour des moteurs de même cylindrée

- la diminution de 25 % des consommations de carburant à performances équivalentes

- la réduction de 40 % des émissions de CO2 et jusqu'à 60 % des émissions de NOx

La première application de la technologie MultiAir concernera les moteurs Fire 1400 cm3 16 soupapes atmosphériques et turbocompressés. La seconde application est destinée au futur moteur essence Fiat bicylindre de 900 cm3.