11 août 2017

Mazda annonce le premier moteur essence à allumage par compression pour 2019

Le motoriste japonais continue de surprendre : après sa gamme SKYACTIV-G à l’opposé de la tendance quasi mondiale au downsizing, le SKYACTIV-X sera probablement le premier 4 temps en fonctionnement HCCI dans un véhicule de série !

Les projets de moteur essence à allumage par compression, concept généralisé sous l’appellation HCCI (Homogeneous charge compression ignition) et nombreux dérivés (CAI, HCCE, PCCI), jouent l’arlésienne tant ils ont été nombreux depuis une quinzaine d’années sans jamais aboutir à une production. Seuls quelques moteurs 2 temps HCCI Honda et Yamaha ont été produits sur une courte période, le cycle 2 temps permettant un EGR interne élevé et facilement pilotable pour contrôler l’allumage. Mazda sera-t-il le premier constructeur automobile à commercialiser un moteur HCCI ?

Multiples intérêts du HCCI

La combustion de type HCCI est amorcée lorsque le mélange est monté en température par les gaz recyclés (EGR) et quand la pression devient très élevée en fin de compression, le rapport volumétrique étant généralement équivalent à celui des diesels. Le mélange s’enflamme spontanément plutôt qu’en front de flamme partant de la bougie. Ce concept ne fonctionne pour le moment que sous les faibles charges et le moteur doit passer en allumage par bougie au-delà de cette plage.

Le HCCI offre deux avantages. Le premier est la possibilité de brûler des mélanges très pauvres en carburant, ce qui évite ainsi la production de particules et tout en générant un rendement nettement supérieur (meilleure combustion et réduction des pertes par pompage). Le second avantage est la relative basse température de combustion qui prévient la formation de NOx malgré l’emploi de mélange pauvres.

Le concept du moteur Mazda

Le SKYACTIV-X utilise un principe nommé SPCCI (Spark Controlled Compression Ignition) qui a permis d’étendre le fonctionnement en allumage par compression sur une plus large plage charge-régime. Les motoristes ont également résolu le problème des transitions avec le fonctionnement en allumage par bougies pour les plus fortes puissances. Le mélange devient dans ce cas stœchiométrique. Mazda annonce une amélioration du rendement de 20 à 30 % par rapport au moteur SKYACTIV-G actuel.

Le constructeur d’Hiroshima précise qu’une suralimentation par compresseur permet notamment une hausse du couple par rapport au moteur essence SKYACTIV-G actuel, une augmentation annoncée de 10 à 30 % selon l’état des développements encore en cours.

Début 2014, le constructeur nous avait déjà présenté ce projet que nous avions détaillé dans notre « brève tech » Moteur essence Mazda SKYACTIV-G de 2ème génération : plein feu sur le HCCI. Les chiffres de l’époque étaient un rapport volumétrique de 18 :1 et un coefficient d’excès d’air approchant 6 permettant un rendement maxi de 48 % (180 g/kWh) à 2000 tr/min sous 2 bars de PME ! Un coefficient d’excès d’air de 2,5, une valeur peut-être plus applicable, donnait déjà un rendement 46 %.

NB : Nous détaillerons prochainement le fonctionnement du concept prometteur d’allumage par compression GDCI de Delphi.


  Yvonnick Gazeau

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