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7 juillet 2020
Nouveau Maserati V6 3.0 doté d’un allumage en préchambres


Cette technologie allume le mélange en envoyant des jets de flamme dans la chambre de combustion et permet d’amorcer la combustion d’un mélange très pauvre (et/ou à taux d’EGR élevé) et de repousser le risque de cliquetis. Ce second avantage a motivé la marque italienne à adopter un tel procédé pour son nouveau V6 3.0 bi-turbo équipant la nouvelle supercar MC20.


Ce nouveau V6 3.0 ouvert à 90° a été entièrement conçu dans les installations du « Maserati Innovation Lab » à Modène. Il délivre 463 kW (630 ch) à 7500 tr/min – régime maxi à 8000 tr/min – et 730 Nm entre 3000 et 5500 tr/min. La charge d’air est assurée par 2 turbocompresseurs – un par rangée de cylindres – et la pression de suralimentation est contrôlée par des soupapes de décharge à commande électromécanique.

La grande particularité du moteur de la MC20 est bien sûr l’emploi d’un allumage en préchambre. Actuellement utilisé sur des gros moteurs industriels à gaz naturel, il fait désormais l’unanimité dans les moteurs de Formule 1 grâce à sa capacité à allumer un mélange souvent très pauvre, le coefficient lambda dépassant parfois 2,5.

Le V6 Maserati, tout comme ceux des F1, emploie des préchambres passives : une chambre est rapportée dans la culasse à la place conventionnelle de la bougie. Cette préchambre équipée d’une bougie communique avec la chambre de combustion principale via 5 trous qui permettent son remplissage en mélange. Lorsque la bougie amorce la combustion dans la préchambre, l’inflammation générée crée une surpression différentielle et des torches (jets de flamme) sortent par les trous, pénètrent profondément dans la chambre principale et allument le mélange en formant une multitude de fronts de flamme. (Voir une explication détaillée dans notre dossier « L’allumage commandé en préchambre sur les moteurs de série ? ».

Si le 3,0 l super carré (88 x 82 mm) fonctionne en mélange qui s’éloigne peu de la valeur stœchiométrique (coefficient lambda de 1), contrairement aux moteurs de F1, il peut bénéficier d’une meilleure résistance au cliquetis car les torches réduisent fortement les distances à parcourir par les fronts de flamme. Le moteur italien peut ainsi accepter un rapport volumétrique élevé de 11 :1 mais la consommation spécifique annoncée de 289 g/kWh (rendement de 29,7 %) est un peu décevante. Maserati ne parle pas de fonctionnement en mélange ultra-pauvre qui est la principale raison du rendement élevé (50 à 55 %) des moteurs de Formule 1.

Matteo Valentini, ingénieur en chef GMP chez Maserati, explique : « Le moteur utilise l’allumage en préchambre dans les situations où il est nécessaire de repousser le risque de cliquetis et passe en allumage conventionnel dans les autres situations. » L’allumage en préchambre est probablement employé à bas régime pleine charge, les canaux de préchambre paraissant trop longs pour un remplissage à haut régime.

Matteo Valentini ajoute : « Nous avons résolu les problèmes d’instabilité et de bruit de combustion à bas régime par de multiples itérations en simulation et de nombreux essais au banc. »

La seconde bougie est placée sur le côté de la culasse, parallèlement à l’axe du cylindre, entre une soupape d’admission et une d’échappement. Son décentrage impose un long parcours du front de flamme. Le moteur dispose d’une double injection – injecteurs directs latéraux alimentés sous 350 bars et injecteurs indirects sous 6 bars – et de déphaseurs hydrauliques d’arbres à cames.

Le moteur est également déjà adapté pour un usage en compétition avec un circuit de lubrification à carter sec et réservoir externe. L’introduction de l’allumage en préchambre semble avoir été motivée pour des raisons de marketing dans cette application mais il pourrait également donner un avantage dans une version adaptée à une compétition, notamment aux 24 h du Mans dans la future catégorie Hypercar. Nommé Nettuno, ce moteur sera présenté en première mondiale en septembre prochain.





  Yvonnick Gazeau