17 février 2015

Moteur turbosuralimenté avec injection d’eau sur la BMW M4 « Safety Car » des MotoGP

Le coupé BMW M4 utilisé en tant que « safety car » lors des Grands Prix motos utilisera cette année un moteur modifié intégrant un refroidissement de l’air d’admission par injection d’eau.

L’injection d’eau pour refroidir la masse d’air à l’admission des moteurs suralimentés n’est pas une nouveauté puisque cette technique fût dans un premier temps employé dans l’aviation. Elle s’est aussi retrouvée en automobile sur les moteurs de rallye et de Formule 1 des années 80s lorsqu’ils étaient également suralimentés.

L’injection d’eau vient en complément de l’échangeur intercooler et est utilisée lors du fonctionnement sous pleine charge. Lorsqu’elles sont pulvérisées en aval de l’intercooler, les gouttelettes passent de l’état liquide à l’état gazeux en absorbant de la chaleur. En conséquence, l’air admis est plus dense et le moteur reçoit un plus d’oxygène, ce qui permet d’augmenter la puissance. 3 injecteurs d’eau sont disposés dans le collecteur d’admission, chacun étant en face de deux cylindres. La pompe qui alimente ces injecteurs sous 10 bars est pilotée par le calculateur moteur selon les données de charge, régime et température moteur.

Le 6 cylindres TwinPower Turbo technology de la BMW M4 de série développe 317 kW (431 ch) de 5500 à 7300 tr/min et 550 Nm entre 1850 et 5500 tr/min. L’air d’admission est refroidi par un échangeur air-eau grâce à un circuit d’eau basse température dédié comprenant un radiateur frontal et d’une pompe électrique. L’injection d’eau sous pleine charge supprime la nécessité de retarder l’allumage pour éviter le cliquetis tout en prévenant une charge thermique excessive qui endommagerait les pistons, soupapes, turbocompresseur et pot catalytique. Le motoriste n’indique pas la valeur du supplément de puissance mais précise que cette solution permet de garantir des performances élevées en cas de haute température ambiante (> 20°C) et même avec des carburants d’indice d’octane inférieur – RON 95 E10 (au lieu de RON 98) rencontré dans certains pays où auront lieu les courses de MotoGP. Il ajoute que la consommation est abaissée de 8%, de même que les émissions de NOx grâce à une température de combustion inférieure, sans pour cela indiquer la norme de mesure employée.

Le constructeur révèle que cette technologie pourrait être reprise sur des véhicules de production. Elle pourrait permettre d’augmenter le taux de compression et ainsi améliorer le rendement plutôt que de chercher à augmenter la puissance. Ces dernières décennies, aucune application automobile de série n’a vu le jour en raison de la contrainte du remplissage et du poids du réservoir d’eau. On se souvient que le première voiture turbosuralimentée de production, l’Oldsmobile F85 Jetfire comportait un système d’injection d’eau-méthanol dont la fonction était identique. Selon BMW, même en cas de roulage à haute vitesse sur autoroute, il ne serait nécessaire de remplir le réservoir d’eau que tous les 5 pleins d’essence. Le système ne demande aucun entretien. Le réservoir situé dans le coffre est protégé contre le gel et l’eau dans la canalisation allant au moteur est retournée au réservoir après chaque arrêt. En cas de défaut de fonctionnement du système, le moteur ne pourra pas délivrer sa pleine puissance.



  Yvonnick Gazeau - François Dovat

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