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#1 10-09-2016 15:49:06

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Le moteur M 270 4 cylindres essence

Présentation de la nouvelle génération de moteurs en ligne 4 cylindres M 270

moteur-M270_20160910-1600.jpg

Vue d'ensemble
Description abrégée

Le moteur M 270 est utilisé à partir de novembre 2011 dans les modèles BlueEFFICIENCY pour l'introduction sur le marché de la nouvelle Classe B (type 246). La série de moteurs M 270 dispose d'une cylindrée de 1.6 l et a été conçue pour un montage transversal.
Il existe deux versions de puissance : 90 kW et 115 kW. Cette nouvelle famille de moteurs remplace les organes très réussis de la série de moteurs M 266.
La nouvelle injection directe combine un injecteur très rapide et précis avec un nouveau procédé de combustion assistée par jet dirigé.

La série de moteurs M 270 permet d'une part de respecter les valeurs limites de C02 de plus en plus sévères et d'autre part d'obtenir des puissances et couples élevés ainsi que des niveaux de vibrations et d'émissions sonores particulièrement confortables.
L'utilisation de modules technologiques d'utilisation flexible permet de réduire la consommation et les émissions brutes. Ceci permet aussi bien de satisfaire aux différentes exigences légales et commerciales dans le monde entier que de garantir l'adéquation future de cette famille de moteurs.

Ce portefeuille technique est complété par une gestion thermique du liquide de refroidissement en vue de la régulation du circuit de liquide de refroidissement pendant la phase de mise en température. La pompe à huile à ailettes régulée avec pression de régulation sur deux niveaux, commandée en fonction d'une courbe caractéristique, permet l'alimentation des points de lubrification et de refroidissement du moteur avec une puissance d'entraînement nettement plus faible que celle d'une pompe non régulée.

Le faible poids du moteur par rapport aux autres moteurs à explosion 4 cylindres sur ce segment, le coefficient de friction réduit et une régulation des organes auxiliaires en fonction des besoins ainsi qu'une fonction démarrage-arrêt ECO de série contribuent à une bonne efficacité énergétique.



Aperçu des caractéristiques particulières du M 270 :

• Respect de la norme de pollution EURO 5 avec potentiel futur
• Injection directe d'essence avec piézoinjecteurs de la dernière génération pour la combustion assistée par jet dirigé Mercedes-Benz
• Piézoinjecteurs à commutation rapide pour injection multiple du carburant
• Combinaison de l'injection directe avec une suralimentation par turbocompresseur
• Régulation de la pression de suralimentation par dépression
• Variateur d'arbre à cames amélioré afin d'optimiser le calage de la distribution
• Régulation améliorée et optimisation du circuit d'huile et du circuit de refroidissement grâce à une pompe à liquide de refroidissement régulée et à une pompe à huile moteur régulée
• Fonction démarrage-arrêt ECO grâce au démarrage direct assisté par un démarreur
• Allumage à étincelle multiple en fonction des besoins
• Carter moteur en fonte d'aluminium coulée sous pression

cylindre-16.jpg

description-abregee_20160910-1606.png

couple-de-puissance.jpg

Vues du moteur

vue-avant_20160910-1608.jpg

Vue du moteur de l'avant

1  Boîtier de filtre à air
19  Pompe à haute pression
50 Turbocompresseur
50/2 Capsule à pression volet de régulation de pression de suralimentation
50/3 Silencieux
158 Catalyseur
A9 Compresseur frigorifique
G2 Alternateur
G3/1  Sonde lambda après catalyseur
G3/2  Sonde lambda avant catalyseur
M16/6  Actuateur de papillon des gaz
N3/10 Calculateur ME
R39/2  Élément chauffant conduite de purge fonctionnement à pleine charge
Y94 Valve de régulation de débit
Y101  Valve de commutation air pulsé en poussée


vue-arriere_20160910-1608.jpg

Vue du moteur de l'arrière

A16/1  Capteur de cliquetis 1
A16/2  Capteur de cliquetis 2
B70 Capteur Hall vilebrequin (avec détection du sens de rotation)
S43 Contacteur contrôle du niveau d'huile
Y58/2  Valve purge du bloc-cylindres fonctionnement en charge partielle
Y130 Valve pompe à huile moteur


vue-de-droite_20160910-1612.jpg

Vue du moteur de la droite

B4/25 Transmetteur de pression et de température de carburant
B6/15  Capteur Hall arbre à cames d'admission
B6/16  Capteur Hall arbre à cames d'échappement
B28/7 Capteur de pression après papillon des gaz
T1/1  Bobine d'allumage cylindre 1
T1/2  Bobine d'allumage cylindre 2
T1/3  Bobine d'allumage cylindre 3
T1/4  Bobine d'allumage cylindre 4
Y49/1  Électro-aimant arbre à cames d'admission
Y49/2 Électro-aimant arbre à cames d'échappement
Y76/1  Injecteur de carburant cylindre 1
Y76/2  Injecteur de carburant cylindre 2
Y76/3  Injecteur de carburant cylindre 3
Y76/4  Injecteur de carburant cylindre 4



vue-arriere-gauche.jpg

Vue du moteur de l'arrière gauche

B11/4  Capteur de température de liquide de refroidissement
B17/9  Capteur de température d'air de suralimentation après papillon des gaz
R48  Élément chauffant thermostat de liquide de refroidissement
Y77/1 Convertisseur de pression régulation de la pression de suralimentation
Y133 Vanne de commutation pompe à liquide de refroidissement


vue-gauche_20160910-1614.jpg

Vue du moteur de la gauche

B17/7 Capteur de température d'air de suralimentation avant papillon des gaz
B28/6  Capteur de pression avant papillon des gaz


Caractéristiques du moteur - Comparaison avec les moteurs

comparaison-moteur.png

comparaison-moteur-2.png

Mesures CO2

Gestion thermique

La gestion thermique commandée par le calculateur ME permet de réguler la température du liquide de refroidissement du moteur. Grâce à l'obtention plus rapide de la température de service optimale, les émissions de gaz d'échappement sont réduites et le confort de chauffage est amélioré.

Phase de postdémarrage

Pendant la phase de postdémarrage, le calculateur ME envoie un signal à la vanne de commutation de la pompe à liquide de refroidissement. La pompe à liquide de refroidissement est alors coupée. L'interruption de la circulation du liquide de refroidissement permet d'obtenir une mise en température plus rapide du moteur et par conséquent une réduction des émissions de gaz d'échappement.

Chauffage du thermostat de liquide de refroidissement

La température du liquide de refroidissement dans le moteur est commandée de façon variable par le thermostat de liquide de refroidissement chauffant. Le thermostat de liquide de refroidissement contient un élément chauffant et un élément de dilatation en cire.
L'élément chauffant est actionné avec un signal de masse par le calculateur ME et règle à l'aide de l'élément de dilatation en cire les positions d'un tiroir rotatif à bille en fonction des besoins.

Commande de ventilateur

Le calculateur ME actionne le moteur de ventilateur. Le régime théorique du ventilateur est prescrit au moyen d'un signal modulé en largeur d'impulsion (signal PWM) par le calculateur ME. Le rapport cyclique du signal PWM est de 10  % à 90  %.

À savoir, par exemple :

•10  % moteur de ventilateur "ARRÊT"
•20  % moteur de ventilateur "MARCHE", régime minimal
•90  % moteur de ventilateur "MARCHE", régime maximal

En cas de commande défectueuse, le moteur de ventilateur tourne au régime maximal (fonctionnement de secours du ventilateur). Le calculateur et clavier du climatiseur automatique transmet via le CAN habitacle et le CAN train de roulement l'état du climatiseur au calculateur ME.

Inertie de ventilateur

Le moteur de ventilateur continue à tourner par inertie jusqu'à 5 min après la "coupure du contact" si la température du liquide de refroidissement ou la température d'huile moteur ont dépassé les valeurs maximales prescrites.
Le rapport cyclique du signal PWM est de 40 % maximum en cas d'inertie du ventilateur. Si la tension de batterie diminue trop, l'inertie de ventilateur est supprimée.

Volet de radiateur

La nouvelle Classe B est dotée, en liaison avec le moteur 270, d'un volet de radiateur réglable permettant de réguler le flux d'air à travers le module de refroidissement ou à travers le compartiment moteur. Les lamelles radiales réparties sur le pourtour circulaire du volet de radiateur sont disposées devant la roue de ventilateur et intégrées dans la virole de ventilateur. L'ouverture et la fermeture des lamelles est assurée par un actionneur fixé sur le module de refroidissement.


Le volet de radiateur est fermé afin d'abaisser la consommation de carburant (par une résistance d'air plus faible). Le refroidissement du compartiment moteur est en outre réduit et le bruit extérieur du moteur est amorti.
L'actionneur du volet de radiateur est commandé par un signal de masse par le calculateur ME après le démarrage du moteur. Une dépression s'établit alors dans la capsule à pression et le volet de radiateur est fermé par l'actionneur et la tringlerie correspondante. Lorsqu'une température du liquide de refroidissement de 111 °C est atteinte, le volet de radiateur s'ouvre. Il se referme à 99 °C.

Un avantage particulier du volet de radiateur réglable est son influence positive sur l'aérodynamique et le potentiel de réduction qui en résulte pour la consommation de carburant.

Le volet de radiateur réglable permet en outre à l'état fermé

• Une obtention rapide de la température de service,
• Une augmentation du confort de chauffage et
• Une réduction supplémentaire du bruit du moteur.


Protection de surchauffe

En cas de surcharge thermique, la protection de surchauffe assure une protection contre tous dommages du moteur et dommages de surchauffe sur le catalyseur.
En cas de température de liquide de refroidissement ou de température d'air de suralimentation trop élevée, le point d'allumage est corrigé dans le sens "retard" en fonction du régime et de la charge du moteur. La correction dans le sens "retard" est commandée en fonction d'une courbe caractéristique par le calculateur ME.

La correction du point d'allumage commence à une température de liquide de refroidissement d'environ 90 °C et à une température d'air de suralimentation d'environ 20 °C.
La correction du point d'allumage dans le sens "retard" s'élève à par exemple :
•2 ° vil. à 100 °C de liquide de refroidissement, 20 °C d'air de suralimentation et pleine charge
•8 ° vil. à 100 °C de liquide de refroidissement, 60 °C d'air de suralimentation et pleine charge
•11 ° vil. à 125 °C de liquide de refroidissement, 60 °C d'air de suralimentation et pleine charge

Le calculateur ME actionne en outre l'élément chauffant dans le thermostat de liquide de refroidissement afin que ce dernier s'ouvre complètement et que tout
le liquide de refroidissement soit refroidi par le radiateur moteur.


Partie mécanique
Carter moteur

Le bloc-cylindres du moteur 270 est en fonte d'aluminium coulée sous pression et présente une construction du type open deck (à tablature ouverte). Grâce à
plusieurs barres transversales et tirants longitudinaux, il présente une rigidité élevée. Les chapeaux de palier de vilebrequin et les chemises sont en fonte grise.


carter-moteur_20160910-1622.jpg

1  Carter moteur
2  Couvercle de carter de distribution
3  Chapeau de palier de vilebrequin
4  Pompe à huile moteur
5  Déflecteur
6  Vis chapeau de palier de vilebrequin
7  Filtre à huile



Ventilation et purge

La ventilation et la purge du moteur 270 sont assurées par un séparateur d'huile, une purge à charge partielle et une purge à pleine charge. Le carter moteur est ventilé par la conduite de la tubulure d'admission d'air.

À charge partielle, la purge s'effectue du séparateur d'huile vers le répartiteur d'air de suralimentation.
À pleine charge, la purge se fait du séparateur d'huile vers la tubulure d'admission d'air. Dans la conduite de purge à pleine charge se trouve un élément chauffant
qui empêche le système de purge du carter moteur de geler.

Le prélèvement des gaz de fuite s'effectue par la conduite de purge du séparateur d'huile, de la tubulure de remplissage d'huile au séparateur d'huile. La
conduite de purge est reliée au séparateur d'huile par un canal dans le carter moteur.



carter-moteur-2.jpg

1  Conduite ventilation du moteur
2  Séparateur d'huile
3  Valve de purge
4  Conduite de régénération
5  Raccord purge du réservoir
6  Conduite de purge séparateur d'huile

R39/2  Élément chauffant conduite de purge fonctionnement à pleine charge
Y58/2 Valve purge du bloc-cylindres fonctionnement en charge partielle

A Conduite de purge à charge partielle
B Conduite de purge à pleine charge



Le carter d'huile est fabriqué en fonte d'aluminium coulée sous pression et bénéficie d'une rigidité élevée. Les nervures du carter d'huile sont conçues de manière à réduire les émissions sonores. Le tube de jauge à huile est disposé sur le moteur 270, à l'arrière à droite. Le contacteur de contrôle du niveau d'huile est placé
côté moteur.

L'alimentation en huile du moteur est assurée par une pompe à huile moteur régulée de conception nouvelle, qui est entraînée par le vilebrequin via une chaîne à
dents. La pression d'huile moteur est régulée par la vanne de la pompe à huile moteur. Cette vanne est commutée par le calculateur ME selon une courbe caractéristique en fonction des besoins.


carter-d-huile_20160910-1624.jpg

Carter d'huile

1 Carter d'huile
2 Pompe à huile moteur
3 Tube de jauge à huile
S43 Contacteur contrôle du niveau d'huile
Y130 Valve pompe à huile moteur


Embiellage

Les cavités des pistons coulés sont adaptées au procédé de combustion et à la disposition des injecteurs. Le vilebrequin est moulé en creux pour diminuer le poids et est doté de quatre contrepoids.

embeillage.jpg

Culasse

La culasse est en alliage d'aluminium extrêmement rigide. Les canaux d'admission de construction spéciale génèrent dans la chambre de combustion le mouvement de charge nécessaire pour un moteur à injection directe.

Chaque cylindre possède quatre soupapes. La commande des soupapes est assurée par deux arbres à cames. Deux étriers de maintien sont posés pour chaque arbre à cames.

La conception de l'alternance de charge et le mouvement de la charge du moteur 270 entraînent

• Un couple élevé sur une large plage de régime,
• Une consommation de carburant réduite et
• De faibles émissions de gaz d'échappement.

De plus, une conception correspondante de la culasse génère une turbulence suffisamment importante qui améliore encore le procédé de combustion.


culasse_20160910-1626.jpg

Culasse

A Étrier de maintien pour arbre à cames avec tenon


Transmission par courroie

Via la transmission par courroie, la poulie du vilebrequin entraîne la pompe à liquide de refroidissement, l'alternateur et le compresseur frigorifique. L'entraînement est assuré par une courroie trapézoïdale à nervures à maintenance réduite, qui est tendue par un tendeur de courroie automatique avec galet tendeur.


transmission-par-courroie.jpg

Transmission par courroie

1  Pompe à liquide de refroidissement
2  Galet de renvoi
3  Poulie vilebrequin
4  Tendeur de courroie
A9 Compresseur frigorifique
G2 Alternateur



Entraînement par chaîne et calage des arbres à cames

Les arbres à cames sont entraînés via une chaîne à dents par le vilebrequin. Le logement des glissières et du guide-tendeur est conçu entièrement sans contact
avec le couvercle de carter de distribution. Ceci permet d'obtenir une nette réduction des bruits.
La pompe à huile moteur est entraînée via une chaîne à dents par le vilebrequin.


entrainement-par-chaine.jpg

Entraînement par chaîne

1   Pignon arbre à cames d'admission
2   Pignon arbre à cames d'échappement
3   Chaîne à dents arbres à cames
4   Glissière chaîne à dents supérieure
5   Guide-tendeur
6   Tendeur de chaîne hydraulique
7   Pignon vilebrequin
8   Chaîne à dents pompe à huile moteur
9   Pompe à huile moteur
10 Glissière chaîne à dents pompe à huile moteur
11 Glissière chaîne à dents

Y49/1  Électro-aimant arbre à cames d'admission
Y49/2  Électro-aimant arbre à cames d'échappement



Le calage des arbres à cames permet de corriger l'arbre à cames d'admission jusqu'à 30 ° vil. (angle de vilebrequin) dans le sens "avance" et l'arbre à cames d'échappement jusqu'à 40 ° vil. dans le sens "retard". Ceci permet de faire varier dans une large mesure le chevauchement des soupapes lors de l'alternance de charge. La courbe du couple moteur est ainsi optimisée, la consommation de carburant est réduite et les caractéristiques d'émission des gaz d'échappement sont améliorées.

Pour le calage des arbres à cames, l'électro-aimant de l'arbre à cames d'admission et l'électro-aimant de l'arbre à cames d'échappement sont actionnés par le calculateur ME avec des signaux modulés en largeur d'impulsion de 150 Hz. L'actionnement s'effectue en fonction d'une courbe caractéristique à charge partielle et à pleine charge et permet, selon le rapport cyclique des signaux modulés en largeur d'impulsion, le calage en continu des arbres à cames.

La position de l'arbre à cames d'admission est détectée parle capteur Hall d'arbre à cames d'admission et la position de l'arbre à cames d'échappement par le capteur Hall d'arbre à cames d'échappement. Elles sont communiquées au calculateur ME sous forme de signal de tension.


arbres-a-cames.jpg

Schéma fonctionnel calage des arbres à cames
B6/15  Capteur Hall arbre à cames d'admission
B6/16  Capteur Hall arbre à cames d'échappement
B11/4  Capteur de température de liquide de refroidissement
B28/7  Capteur de pression après papillon des gaz
B70     Capteur Hall vilebrequin (avec détection du sens de rotation)
N3/10  Calculateur ME
Y49/1  Électro-aimant arbre à cames d'admission
Y49/2  Électro-aimant arbre à cames d'échappement


Combustion
Alimentation en air

Un des objectifs essentiels de l'alimentation en air est de concevoir les voies d'écoulement avec le moins de résistance possible et d'obtenir des rapports d'écoulement favorables dans toutes les conditions données.


air-d-admission.jpg

Guidage d'air d'admission

1  Boîtier de filtre à air
A  Air d'admission non filtré
B  Air d'admission filtré



Système à dépression

La pompe à dépression alimente l'accumulateur de dépression en dépression. Les capsules de la pompe à liquide de refroidissement et le volet de régulation de pression de suralimentation sont alimentés en dépression par l'accumulateur de dépression.


systeme-a-depression.jpg

Système à dépression, représenté de façon schématique

1 Pompe à dépression
2 Pompe à liquide de refroidissement
3 Capsule à pression pompe à liquide de refroidissement

12 Tube de répartition d'air de suralimentation
12/1 Accumulateur de dépression

50 Turbocompresseur
50/2 Capsule à pression volet de régulation de pression de suralimentation

Y77/1 Convertisseur de pression régulation de la pression de suralimentation
Y133 Valve de commutation pompe à liquide de refroidissement

A Alimentation à dépression
B  Dépression pour la commande du volet de régulation de pression de suralimentation
C Dépression pour la commande de la pompe à liquide de refroidissement



Suralimentation

La suralimentation permet d'améliorer le taux de remplissage des cylindres. Cela entraîne une augmentation du couple moteur et de la puissance du moteur.
La quantité de carburant correspondant à la masse d'air accrue est dosée par le calculateur ME. Le composant principal de la suralimentation est un turbocompresseur monoétagé, résistant aux sollicitations jusqu'à 1 050 °C. Les différentes puissances du moteur de 90 kW ou. 115 kW sont obtenues par des
programmations logiciel correspondantes du calculateur ME.

Le turbocompresseur est soudé en tant que module du côté échappement du moteur sur le collecteur d'échappement.
La régulation de la pression dans le turbocompresseur est assurée par un volet de régulation de pression de suralimentation ainsi qu'une fonction de circulation d'air.


turbocompresseur_20160910-1632.jpg

Turbocompresseur

50/1  Volet de régulation de pression de suralimentation
50/2  Capsule à pression volet de régulation de pression de suralimentation
50/3 Silencieux
50/4 Collecteur d'échappement

Y101  Valve de commutation air pulsé en poussée

A  Conduite d'arrivée liquide de refroidissement
B  Conduite de retour liquide de refroidissement
C  Conduite d'arrivée huile moteur
D  Conduite de retour huile moteur


Le turbocompresseur aspire de l'air frais par le filtre à air à l'entrée du compresseur et l'amène par la sortie du compresseur dans le tube d'air de suralimentation avant le refroidisseur d'air de suralimentation. Le régime élevé de la roue de compresseur et le débit volumique important en résultant entraînent une compression de l'air dans le tube d'air de suralimentation à une pression de suralimentation de 0,7 bar maximum.

Un silencieux amortit les variations de la pression de suralimentation et les bruits de pulsation. L'air de suralimentation s'écoule par une conduite d'air de suralimentation vers le refroidisseur d'air de suralimentation. Ce dernier refroidit ensuite l'air de suralimentation réchauffé, comprimé et l'amène par une conduite d'air de suralimentation vers le tube de répartition d'air de suralimentation.


trajet-d-ecoulement.jpg

Trajet d'écoulement air d'admission/air de suralimentation

12  Tube de répartition d'air de suralimentation

50 Turbocompresseur
50/1  Volet de régulation de pression de suralimentation
50/2  Capsule à pression volet de régulation de pression de suralimentation
50/3 Silencieux

110/1 Conduite d'aspiration
110/2  Conduite d'air de suralimentation allant au refroidisseur d'air de suralimentation
110/3  Refroidisseur d'air de suralimentation
110/4  Conduite d'air de suralimentation allant au papillon des gaz

B17/7 Capteur de température d'air de suralimentation avant papillon des gaz
B17/9  Capteur de température d'air de suralimentation après papillon des gaz
B28/5  Capteur de pression après filtre à air
B28/6  Capteur de pression avant papillon des gaz
B28/7  Capteur de pression après papillon des gaz

M16/6  Actuateur de papillon des gaz

Y77/1  Convertisseur de pression régulation de la pression de suralimentation
Y101  Valve de commutation air pulsé en poussée

A Gaz d'échappement
B Air d'admission
C  Air de suralimentation (non refroidi)
D  Air de suralimentation (refroidi)



Régulation de la pression de suralimentation

Sur le moteur 270, la régulation de la pression de suralimentation est assurée de façon électropneumatique par le convertisseur de pression de la régulation de pression de suralimentation. La dépression est générée par la pompe à dépression mécanique montée sur le moteur.

Le convertisseur de pression est commandé par le calculateur ME, en fonction de la courbe caractéristique et de la charge, pour la régulation de la pression de suralimentation. Pour cela, le calculateur ME analyse les données suivantes de la gestion moteur :

• Capteur de température d'air de suralimentation après papillon des gaz
• Capteur de pression avant papillon des gaz, pression de suralimentation
• Capteur de pression après papillon des gaz, pression de suralimentation
• Capteur de pression après filtre à air
• Capteur de pédale d'accélérateur, demande de charge en provenance du conducteur
• Capteur Hall vilebrequin (avec détection du sens de rotation), régime moteur
• Protection contre les surcharges, protection de surchauffe de la boîte de vitesses


systeme-a-depression-2.jpg

Système à dépression régulation de la pression de suralimentation

1 Pompe à dépression

12 Tube de répartition d'air de suralimentation
12/1 Accumulateur de dépression

50 Turbocompresseur
50/2 Capsule à pression volet de régulation de pression de suralimentation

Y77/1 Convertisseur de pression régulation de la pression de suralimentation

A Alimentation à dépression
B  Dépression pour la commande du volet de régulation de pression de suralimentation




Dans la plage de pleine charge, la pression de suralimentation maximale est établie. Afin de diminuer la pression de suralimentation, le flux des gaz d'échappement est dérivé pour l'entraînement de la turbine de compresseur, grâce à l'ouverture du volet de régulation de pression de suralimentation, via un by-pass.
L'accumulateur de dépression alimente la valve régulatrice de pression de suralimentation en dépression.

La valve régulatrice de pression de suralimentation actionne à son tour la capsule à pression du volet de régulation de pression de suralimentation. La capsule à pression ouvre alors via une tringlerie le volet de régulation de pression de suralimentation, qui obture le by-pass. Le volet de régulation de pression de suralimentation permet au flux des gaz d'échappement de contourner la roue de turbine (by-pass), d'où une régulation de la pression de suralimentation et une limitation du régime de turbine.

La pression de suralimentation de 0,7 bar maximum peut ainsi être adaptée à la demande de charge momentanée du moteur. Pour la surveillance de la pression de suralimentation actuelle, le capteur de pression en amont du papillon des gaz envoie un signal de tension correspondant au calculateur ME. Le capteur de pression en aval du filtre à air, qui se trouve dans la conduite d'aspiration avant le turbocompresseur, sert au calculateur ME à la surveillance de la suralimentation.

La température d'air de suralimentation est détectée dans le tube de répartition d'air de suralimentation par le capteur de température d'air d'admission en aval du papillon des gaz et communiquée au calculateur ME sous la forme d'un signal de tension.

Air pulsé en poussée

Le turbocompresseur tourne encore quelque temps après le début de la poussée du fait de l'inertie de masse de l'arbre, de la roue de compresseur et de la roue de turbine. En cas de fermeture rapide de l'actuateur de papillon des gaz, un arbre de pression de suralimentation revient pour cette raison vers le turbocompresseur. Cet arbre de pression de suralimentation provoquerait au niveau de la roue de compresseur un état avec faible débit volumique et rapports de pression élevés, ce qui entraînerait un "effet de pompage" du compresseur (court sifflement et sollicitation mécanique). L'ouverture de la valve de commutation d'air pulsé en poussée empêche cela par une diminution rapide de la pression dans la conduite d'aspiration.

Lorsque le calculateur ME détecte le passage de la charge en poussée, la valve de commutation d'air pulsé en poussée est actionnée. La valve de commutation d'air pulsé en poussée ouvre alors le by-pass qui passe le long de la roue de compresseur et par lequel la pression de suralimentation diminue.
En charge, la valve de commutation d'air pulsé en poussée ferme le by-pass par un ressort intégré.




Système d'injection

Injection directe

Pour la génération de la haute pression, on utilise une pompe à haute pression (pompe à plongeur unique) avec une vanne de régulation de débit intégrée au module de pompes. Le carburant est amené via un rail haute pression aux injecteurs de carburant qui, disposés de façon centrale, conduisent à la chambre de combustion. Les injecteurs haute pression de conception nouvelle avec actuateurs piézo sont à même de délivrer jusqu'à cinq injections très précises par cycle.



Pompe à haute pression

La pompe à haute pression est disposé en haut sur la culasse. La pression de refoulement maximale de la pompe à haute pression est de 200 bar. L'entraînement de la pompe à haute pression est assuré mécaniquement par l'entraîneur de l'arbre à cames d'admission. Le débit de la pompe à haute pression est donc fonction du régime. Lors du mouvement d'élévation de l'unité de pompe, le volume de carburant est comprimé dans le cylindre de la pompe.

Lorsque la pression du système est atteinte, la soupape d'échappement s'ouvre et le carburant est alimenté via la conduite haute pression vers le rail.
Une vanne de limitation de pression protège la pompe à haute pression contre une montée en pression trop élevée.


pompe-haute-pression.jpg

Pompe à haute pression

19  Pompe à haute pression
19/1 Entraîneur (entraînement)
19/2  Tubulure de raccordement basse pression
19/3  Vanne de limitation de pression
19/4  Amortisseur de pulsations basse pression
19/5  Aiguille de soupape
19/6 Piston
19/7 Joint torique
19/8  Soupape d'échappement haute pression
19/9  Tubulure de raccordement haute pression

Y94 Vanne de régulation de débit

A Zone à haute pression
B Zone à basse pression




Rail

Sur le moteur 270, un rail soudé en acier inoxydable est posé. Il sert d'accumulateur haute pression pour le carburant. La fonction d'accumulation du rail permet
d'amortir les vibrations qui apparaissent lors du processus d'injection.


rail.jpg

Système de carburant haute pression

19  Pompe à haute pression
19/1 Entraîneur (entraînement)
20 Rail

B4/25 Transmetteur de pression et de température de carburant
Y76/1  Injecteur de carburant cylindre 1
Y76/2  Injecteur de carburant cylindre 2
Y76/3  Injecteur de carburant cylindre 3
Y76/4  Injecteur de carburant cylindre 4
Y94 Vanne de régulation de débit

A  Basse pression de carburant (en provenance du réservoir de carburant)
B  Haute pression de carburant (vers le rail)


Régulation de la pression de rail

La vanne de régulation de débit est disposée sur la pompe à haute pression et est actionnée en fonction des besoins par le calculateur ME avec un signal PWM.
La quantité de carburant qui arrive à l'unité de pompe est ainsi régulée et la pompe à haute pression ne comprime que le carburant nécessaire au moteur. Il se
produit par conséquent selon l'état de marche du moteur une régulation de la pression de rail de 130 bar à 200 bar.

La pression de rail instantanée et la température de carburant sont détectées par le transmetteur de pression et de température de carburant et envoyées sous
forme de signaux de tension au calculateur ME. En cas d'arrêt du moteur, la vanne de régulation de débit n'est plus alimentée, aucune pression ne peut alors
plus s'établir dans la chambre haute pression de la pompe. La pression de rail existante est conservée pendant très longtemps, même après la coupure du moteur.



Injecteurs de carburant

Les injecteurs de carburant injectent sous forme de fine pulvérisation à un moment déterminé une quantité de carburant calculée dans la chambre de combustion du cylindre correspondant.

Dans l'injecteur de carburant, un module coupleur assure l'absence de jeu du module injecteur et du module actuateur piézo dans le sens longitudinal. Les injecteurs de carburant ne comportent pas de retour de carburant. L'arrivée de carburant est étanchéifiée, côté haute pression, par un joint torique sur le rail. L'étanchéité de l'injecteur de carburant côté culasse est assurée par une bague en Teflon.

Les injecteurs de carburant commutent extrêmement vite et peuvent aussi injecter d'infimes quantités de carburant. Du fait de la pression élevée du carburant de 130 bar à 200 bar, l'injecteur s'ouvrant vers l'extérieur émet un jet en forme de cône creux stable, quelles que soient les conditions de service.
Le calculateur ME génère grâce à un étage final intégré la tension de service de 125 V à 160 V pour les injecteurs de carburant et actionne ces derniers avec un signal de masse. La course de l'aiguille d'injecteur est d'environ 35 μm.

Le module actuateur piézo constitue une charge capacitive pour le calculateur ME. Lors de l'ouverture, un courant d'environ 8 A circule pendant quelques microsecondes. Pour l'ouverture et la fermeture, la polarité est inversée par le calculateur ME.
Les courts temps d'enclenchement des piézo-injecteurs permettent des injections multiples avec de brèves pauses au sein d'un cycle de combustion.



* Remarque relative au diagnostic :

Une résistance de décharge de 220 kΩ est disposée en parallèle du module actuateur piézo. Cette valeur est mesurable aux raccords électriques des injecteurs de carburant. Chaque injecteur de carburant comporte deux câbles reliés directement au calculateur ME. Les mesures de courant et de tension sur ces câbles ne doivent être effectuées qu'avec une pince de mesure (sans potentiel).

* Avertissement :

En cas d'inversion de polarité des câbles allant de l'injecteur de carburant au calculateur ME, l'injecteur de carburant est endommagé ! Si les câbles présentent un court-circuit avec la masse, le calculateur ME est endommagé !
À chaque dépose, les deux extrémités de l'injecteur de carburant doivent être munies de capuchons de protection propres car tout contact du bout d'injecteur posé dans la chambre de combustion avec d'autres composants peut entraîner un endommagement.


injecteur-de-carburant.jpg

Conception injecteur de carburant (vue en coupe)

1  Bague en Teflon
2  Groupe de valves
3  Module actuateur piézo
4  Coupleur
5  Joint torique
6  Haute pression de carburant
7  Raccord électrique



* Remarque :

Après un démontage des injecteurs de carburant, tous les joints sur l'injecteur de carburant et dans le rail doivent être remplacés, ainsi que les ressorts de maintien, lors de la pose. Pour le montage ou le démontage des injecteurs de carburant, il faut utiliser l'outil spécial correspondant (W278 589 00 33 00).
Ne pas utiliser d'extracteur à percussion car le rail est soudé !


* Remarque relative à la propreté :

Il faut nettoyer soigneusement la zone située autour de la conduite de carburant devant être ouverte. Aucune saleté ne doit pénétrer dans le système d'injection, car cela entraînerait une défaillance.



Alimentation en carburant

L'alimentation en carburant met dans toutes les conditions de service du carburant filtré provenant du réservoir de carburant en quantité suffisante et à une pression suffisante à la disposition de la pompe à haute pression. La pompe à haute pression dirige ensuite le carburant vers les injecteurs de carburant.



Système de carburant basse pression

L'enclenchement de la pompe à carburant a lieu lorsqu'un signal "pompe à carburant MARCHE" est reçu par le calculateur pompe à carburant. Ce signal est envoyé de façon redondante aussi bien par le calculateur ME sous forme de signal CAN via le CAN transmission que directement. Le calculateur pompe à carburant reçoit en outre le signal CAN "pression de carburant théorique" en provenance du calculateur ME.

Le calculateur pompe à carburant détecte la pression actuelle du carburant grâce à un signal de tension du capteur de pression de carburant et envoie cette information via le CAN transmission au calculateur ME.
Le calculateur pompe à carburant analyse la pression actuelle du carburant, la compare avec la pression de carburant théorique et actionne en conséquence la pompe à carburant avec un signal PWM de manière à ce que la valeur réelle corresponde à la valeur théorique.

Pour la détermination de la pression de carburant théorique (besoins en carburant), le calculateur ME analyse la pression de carburant et la demande de charge. Selon les besoins en carburant, le débit de carburant maximal de 130 l/h est régulé pour une pression de carburant de 4,0 bar à 6,7 bar.

En cas d'actionnement, la pompe à carburant aspire le carburant hors du module d'alimentation en carburant et le pompe vers la pompe à haute pression (système à une conduite, sans conduite de retour). La pression de carburant est limitée par le régulateur de pression de carburant à 4,0 bar – 6,7 bar. Le filtre à carburant se trouve également dans le module d'alimentation en carburant dans le réservoir. Pour remplacer le filtre à carburant, une dépose du réservoir de carburant est nécessaire. À l'arrivée du filtre à carburant se trouve une vanne antiretour qui empêche la diminution de la pression de carburant lorsque la pompe à carburant est coupée.



Système de carburant haute pression

La haute pression de carburant pouvant aller jusqu'à 200 bar, nécessaire pour l'injection directe, est générée et régulée dans le circuit de carburant haute pression puis accumulée dans le rail. Le rail est doté d'un transmetteur de pression et de température de carburant, qui détecte la pression de carburant et surveille la température de carburant.

Le calculateur ME reçoit pour la régulation de la haute pression de carburant les signaux du transmetteur de pression et de température de carburant.
Une vanne de régulation de débit se trouve sur la pompe à haute pression. Elle régule en fonction de la pression de carburant théorique la quantité de carburant qui est amenée à l'élément de pompe pour la compression.

La pompe à haute pression comprime le carburant jusqu'à 200 bar maximum et l'alimente via une conduite haute pression dans le rail. La pression ne peut pas être réduite activement dans le système haute pression. C'est la raison pour laquelle une pression pouvant aller jusqu'à 270 bar peut s'établir en poussée et après la coupure du moteur par échauffement du système haute pression. L'amortisseur de pression de carburant permet de diminuer les pulsations de la pression de carburant (par exemple lors d'une très faible ou très forte accélération). Le carburant est accumulé dans le rail et injecté sous forme de pulvérisation fine par les injecteurs de carburant dans la chambre de combustion correspondante.


* Remarque :

Les conduites de carburant haute pression en acier inoxydable peuvent être réutilisées. Des instructions de contrôle correspondantes se trouvent dans le WIS.



Coupure de sécurité du carburant

Afin de garantir la sécurité routière et la sécurité des occupants, une coupure de sécurité du carburant a lieu dans certaines conditions.

Le calculateur ME commande la coupure de sécurité du carburant en tenant compte des capteurs et signaux suivants :

• Capteur Hall vilebrequin (avec détection du sens de rotation),
• Régime moteur
• Actuateur de papillon des gaz, position du papillon des gaz
• Calculateur système de retenue, signal d'accident direct et signal d'accident indirect via le CAN train de roulement

La coupure de sécurité du carburant est activée par le calculateur ME en cas de défauts mécaniques de l'actuateur de papillon des gaz, en cas d'absence de signal de régime moteur et en cas de signal d'accident.



Défauts mécaniques dans l'actuateur de papillon des gaz

Si le calculateur ME détecte un défaut mécanique dans l'actuateur de papillon des gaz par analyse de la position du papillon des gaz, le régime moteur est limité par coupure partielle des injecteurs de carburant à environ 1 400 1/min au ralenti et à environ 1 800 1/min pendant la marche.



Absence de signal de régime moteur

Si le signal de régime moteur généré par le calculateur ME fait défaut, la pompe à carburant est coupée par le calculateur pompe à carburant.



Signal d'accident

Si le calculateur ME reçoit un signal d'accident indirectement via le CAN train de roulement ou directement en provenance du calculateur système de retenue, il coupe la pompe à carburant par l'intermédiaire du calculateur pompe à carburant (directement et via le CAN transmission) et la vanne de régulation de débit et actionne brièvement les injecteurs de carburant afin de faire chuter la pression dans le système d'alimentation en carburant.



Régénération

Lors de la purge du réservoir de carburant, aucune vapeur de carburant ne soit s'échapper à l'air libre.
Lorsque le moteur tourne, les vapeurs de carburant accumulées dans le réservoir de charbon actif sont aspirées par la valve de commutation de régénération et brûlées dans le moteur.

Pour la régulation de la quantité de régénération, la valve de commutation de régénération est actionnée par le calculateur ME côté masse au moyen d'un signal PWM à une fréquence de 10 Hz à 30 Hz.
L'ouverture et la fermeture en permanence de la valve de commutation de régénération avec des durées d'enclenchement plus ou moins longues permet de définir la quantité de régénération.

* Remarque :

La régulation du régime de ralenti empêche les variations de régime dues à la régénération au ralenti. Le mélange air-carburant est appauvri en fonction de la charge du réservoir de charbon actif en vapeurs de carburant.


regeneration.jpg

Schéma fonctionnel régénération

B11/4  Capteur de température de liquide de refroidissement
B17/7  Capteur de température d'air de suralimentation avant papillon des gaz
B17/9  Capteur de température d'air de suralimentation après papillon des gaz
B28/7  Capteur de pression après papillon des gaz
B70     Capteur Hall vilebrequin (avec détection du sens de rotation)
G3/1   Sonde lambda après catalyseur
G3/2   Sonde lambda avant catalyseur
N3/10 Calculateur ME
Y58/1 Valve de commutation de régénération


Dépollution des gaz d'échappement

Le rôle de la dépollution des gaz d'échappement est la réduction des émissions de gaz d'échappement :

• Oxyde d'azote (NOx)
• Hydrocarbure (HC)
• Oxyde de carbone (CO)

Pour cela, il faut entre autres amener le catalyseur rapidement à la température de service afin de réduire les émissions de gaz d'échappement lors du démarrage à froid.

Le système d'échappement comprend :

• Catalyseur
• Élément de découplage
• Silencieux de prédétente
• Silencieux arrière

Grâce à ce système d'échappement de conception nouvelle, la norme de pollution EURO 5 exigée pour le lancement de la série est respectée. Le respect de la
norme de pollution EURO 6 est pris en compte au niveau de la conception.


systeme-echappement_20160910-1640.jpg

Système d'échappement

158 Catalyseur
159 Élément de découplage
160 Silencieux de prédétente
161 Silencieux arrière
G3/1 Sonde lambda après catalyseur
G3/2  Sonde lambda avant catalyseur



Les sous-systèmes suivants participent à la dépollution des gaz d'échappement :
• Catalyseur
• Élévation du point de passage des rapports (avec boîte de vitesses à double embrayage)
• Surveillance du rendement du catalyseur


Catalyseur

Les substances nocives rejetées par le moteur dans les gaz d'échappement sont converties par le catalyseur (catalyseur à trois voies).
Par oxydation, l'oxyde de carbone est converti en dioxyde de carbone (CO2) et l'hydrocarbure en eau (H2O) + dioxyde de carbone.
Par réduction, les oxydes d'azote sont convertis en azote (N2) + dioxyde de carbone.


Élévation du point de passage des rapports (avec boîte de vitesses à double embrayage)

L'élévation du point de passage des rapports amène le catalyseur plus rapidement à la température de service après le démarrage du moteur. Le calculateur ME commande l'élévation du point de passage des rapports en invitant via le CAN transmission le calculateur commande de boîte de vitesses complètement intégrée boîte de vitesses à double embrayage à décaler la caractéristique de passage de rapports. L'élévation du point de passage des rapports est active pendant 160 s maximum et s'effectue de façon exclusivement électronique.


Surveillance du rendement du catalyseur

Selon les exigences légales, les émissions d'hydrocarbures (HC) ne doivent pas dépasser une limite prescrite. Le rôle de la surveillance du rendement du catalyseur est d'évaluer à partir de la capacité d'accumulation d'oxygène du catalyseur son vieillissement et par conséquent la conversion HC.

L'oxygène accumulé pendant une phase de mélange pauvre est complètement ou partiellement dégradé pendant une phase de mélange riche. Le vieillissement entraîne une diminution de la capacité d'accumulation d'oxygène et de la conversion HC du catalyseur.
Une importante capacité d'accumulation d'oxygène du catalyseur permet d'amortir presque complètement la modification de la teneur en oxygène en aval du catalyseur. Ceci a pour conséquence que le signal de la sonde lambda en aval du catalyseur possède une faible amplitude et est presque constant.

Lorsque le catalyseur est à température de service et que la régulation lambda est validée, les valeurs d'amplitude des signaux de la sonde lambda avant et après le catalyseur sont comparées. Lorsque le catalyseur n'est plus prêt à fonctionner, les signaux de la sonde lambda avant et après le catalyseur sont de même importance.

Au sein de la plage de régime moteur préconisée, plusieurs mesures sont effectuées dans la plage de charge partielle inférieure. Les résultats sont comparés avec une courbe caractéristique dans le calculateur ME. En cas de détection d'un défaut, le témoin de contrôle du diagnostic moteur dans le combiné d'instruments est actionné par le calculateur ME via le CAN train de roulement.

combustion.jpg

systeme-fonctionnel.png

Refroidissement et lubrification
Refroidissement du moteur

Circuit de refroidissement

Le refroidissement du moteur est assuré par un refroidissement à flux transversal. Un thermostat à commande électronique assure une régulation de la mise en température, commandée par une courbe caractéristique. Cette régulation permet un réchauffement rapide des chambres de combustion pendant la phase de mise en température. Les températures du liquide de refroidissement sont réglables en fonction du style de conduite et des conditions environnantes.
La régulation de la pompe à liquide de refroidissement est conçue de manière à pouvoir réchauffer l'intérieur du véhicule le plus tôt possible.

Thermostat de liquide de refroidissement

Le thermostat de liquide de refroidissement régule pour la gestion thermique la température du liquide de refroidissement dans la plage de 98 °C à 108 °C en
fonction de la sollicitation du moteur. L'actionnement de l'élément chauffant est assuré côté masse par le calculateur ME. À partir d'environ 108 °C, le thermostat de liquide de refroidissement est toujours complètement ouvert, indépendamment de la régulation. Afin de minimiser les pertes de pression qui apparaissent, le thermostat de liquide de refroidissement a été conçu avec un tiroir rotatif à bille pour la régulation des débits volumiques.


thermostat-1.jpg

Thermostat de liquide de refroidissement fermé

48 Boîtier thermostat de liquide de refroidissement
48a Élément de dilatation en cire
48b Tiroir rotatif à bille
R48  Élément chauffant thermostat de liquide de refroidissement


thermostat-2.jpg

Thermostat de liquide de refroidissement ouvert

48 Boîtier thermostat de liquide de refroidissement
48a Élément de dilatation en cire
48b Tiroir rotatif à bille
R48 Élément chauffant thermostat de liquide de refroidissement



Pompe à liquide de refroidissement

Pendant la mise en température, la pompe à liquide de refroidissement est coupée par un tiroir rotatif à bille, alimenté en dépression, de manière à ce que le liquide de refroidissement reste dans le moteur. Ceci permet de réaliser un réchauffement accéléré du moteur et donc une activation plus rapide des stratégies de
marche visant à économiser l'énergie (par exemple système de démarrage-arrêt ECO).
En présence de demandes de chauffage ou de climatisation, la pompe à liquide de refroidissement est activée en fonction des besoins.


pompe-liquide.jpg

Pompe à liquide de refroidissement

1  Carter de pompe à liquide de refroidissement
2  Capsule à pression pompe à liquide de refroidissement
3  Poulie
4  Tiroir rotatif à bille


circuit-de-liquide.jpg

Circuit de liquide de refroidissement, représenté de façon schématique

1 Radiateur moteur
2 Réservoir d'expansion liquide de refroidissement
3  Refroidisseur de liquide de refroidissement/d'huile de boîte de vitesses (avec code (429) Boîte de vitesses à double embrayage)
4 Turbocompresseur
5 Pompe à liquide de refroidissement
6 Moteur 270
7 Échangeur thermique huile moteur/liquide de refroidissement
8 Thermostat
9 Échangeur thermique de chauffage
M13/5 Pompe de circulation liquide de refroidissement (avec code (581) Climatiseur automatique confort)
M13/7 Pompe de circulation liquide de refroidissement pour refroidissement d'huile de boîte de vitesses (avec code (429) Boîte de vitesses à double embrayage)

A Retour de liquide de refroidissement circuit de refroidissement basse température
B Retour de liquide de refroidissement vers le moteur
C Arrivée du liquide de refroidissement
D Purge du circuit de liquide de refroidissement


systeme-a-depression-3.jpg

Système à dépression commande pompe à liquide de refroidissement

1 Pompe à dépression
2 Pompe à liquide de refroidissement
3 Capsule à pression pompe à liquide de refroidissement
12 Tube de répartition d'air de suralimentation
12/1 Accumulateur de dépression
Y133 Valve de commutation pompe à liquide de refroidissement
A Alimentation à dépression
C  Dépression pour la commande de la pompe à liquide de refroidissement


reparation-du-liq-1.jpg

reparation-du-liq-2.jpg


Répartition du liquide de refroidissement
A  Carter moteur gauche
B  Carter moteur arrière


guidage-de-liquide.jpg

Guidage de liquide de refroidissement culasse

A  Écoulement rapide (à froid)
B  Écoulement lent (à chaud)


Lubrification du moteur

Pompe à huile moteur régulée

La pression d'huile moteur est régulée par la vanne de pompe à huile moteur sur la pompe à huile moteur. Le calculateur ME actionne la vanne de la pompe à huile
moteur. Cette vanne assure une commutation en fonction des besoins de la pression d'huile de 3,9 bar à 1,7 bar. Elle permet ainsi une adaptation optimale
de l'alimentation en huile moteur dans le circuit d'huile du moteur aux besoins correspondants. Ceci entraîne simultanément une diminution de la puissance dissipée par la pompe à huile moteur et donc de la puissance dissipée par le moteur. Dès que le niveau d'huile moteur minimal est atteint, ceci est détecté par le contacteur de contrôle du niveau d'huile dans le carter d'huile et envoyé au calculateur ME.


La pression d'huile moteur confirmée via le conduit de régulation est modulée au niveau de la vanne de commande pilote et agit en conséquence sur la bague
de positionnement contre la force du ressort de réglage opposé. La position de la bague de positionnement résulte en une excentricité correspondante par
rapport à l'axe de rotation du rotor, le débit s'élevant au fur et à mesure que l'excentricité augmente.


lubrification_20160910-1651.jpg

Pompe à huile moteur

1 Roue motrice
2 Ressort de réglage
3 Couvercle de pompe à huile
4 Tube d'aspiration d'huile
5 Tamis d'huile
6 Carter de pompe à huile
7 Rotor avec ailette
8 Bague de positionnement
9 Conduit de régulation
10 Vanne de commande pilote
Y130 Valve pompe à huile moteur


schema-circuit-d-huile.jpg

Schéma du circuit d'huile M 270

1 Carter d'huile
2 Carter moteur
3 Culasse
A Filtre à huile
B Échangeur thermique huile moteur/liquide de refroidissement
C Pompe à huile moteur
D Tendeur de chaîne
E Compensation hydraulique du jeu des soupapes
F Gicleur d'huile
G Turbocompresseur
H Variateur d'arbre à cames



Partie électrique et partie électronique
Gestion moteur

Calculateur électronique moteur (ME)

Le moteur est équipé d'un calculateur ME de conception nouvelle. Le calculateur ME est fixé sur le côté aspiration du boîtier de filtre à air afin d'utiliser l'effet de refroidissement de l'air d'admission. Le calculateur ME contient l'ensemble de la gestion moteur. Le calculateur ME associé aux capteurs et actuateurs électriques du moteur 270 forme la gestion moteur.
La gestion moteur reçoit les données des capteurs directement ou via le réseau CAN et actionne les actuateurs correspondants.
La gestion moteur repose sur un concept à calculateur unique avec un calculateur de surveillance séparé. Elle fonctionne à une fréquence de 150 MHz.

Les principales caractéristiques de la gestion moteur sont les suivantes :

• Régulation anti-cliquetis adaptative, cylindre par cylindre
• Régulation du couple
• Régulation lambda
• Commande des injecteurs de carburant à injection directe
• Commande de l'actuateur de papillon des gaz
• Capteur de vilebrequin avec détection du sens de rotation

En fonction des signaux d'entrée, les fonctions et systèmes suivants sont commandés et coordonnés par le calculateur ME :

• Système d'allumage
• Alimentation en carburant
• Injection d'essence à haute pression
• Accélérateur électronique
• Diagnostic et mémorisation des défauts
• Gestion moteur fonction démarrage-arrêt
• Système d'autorisation à la conduite et dispositif d'immobilisation
• Calage de l'arbre à cames en continu pour admission et échappement
• Régulation de la pression de suralimentation
• Interface de couple vers ESP, boîte de vitesses et climatiseur
• Interface d'alternateur
• Gestion thermique pour réduction de la phase de mise en température
• Dépollution des gaz d'échappement
• Régulation de la pompe à huile moteur



* Remarque :

Les défauts détectés sont enregistrés dans la mémoire de défauts du calculateur ME. Ils peuvent être lus avec le Xentry Diagnostics.


gestion-moteur.jpg

gestion-moteur-2.jpg

gestion-moteur-3.jpg

Système d'allumage

Les bobines d'allumage sont à une étincelle et sont enfichées avec de courts câbles d'allumage ("boot") directement sur les bougies d'allumage. Les bobines d'allumage fournissent dans toutes les conditions de service une énergie d'allumage suffisante pour les cylindres correspondants.

Le calculateur ME actionne la bobine d'allumage avec un signal de 5 V. La bobine d'allumage interrompt le circuit primaire côté masse à l'instant du point d'allumage. De la bobine d'allumage, la tension d'allumage arrive à la bougie d'allumage et provoque le claquage dans l'entrefer entre l'électrode centrale et l'électrode de masse. La détermination de l'angle d'allumage est assurée selon les signaux d'entrée par le calculateur ME en fonction de la courbe caractéristique.


Modes de fonctionnement de la bobine d'allumage

Singlespark – Allumage à étincelle unique

Dans ce mode de fonctionnement, la bobine d'allumage est chargée une fois par cycle d'allumage et une seule étincelle est générée.
Avec les nouveaux procédés de combustion, les exigences portant sur l'allumage augmentent également. Sur les moteurs suralimentés, la bobine d'allumage doit fournir une tension secondaire plus élevée afin de pouvoir générer une étincelle. Afin de pouvoir enflammer le mélange de façon plus fiable, il est possible d'utiliser des bobines d'allumage à énergies élevées permettant une longue durée de combustion de l'étincelle. Il est également possible d'utiliser au lieu d'une seule étincelle plusieurs étincelles par cycle d'allumage. Ce mode de fonctionnement est appelé mode multispark.


Multispark – Allumage à étincelle multiple

Contrairement au mode singlespark, plusieurs étincelles sont utilisées en mode multispark. Un allumage à étincelle multiple commence comme un allumage à étincelle unique. La bobine d'allumage est chargée au début jusqu'à un courant primaire cible souhaité. Au point d'allumage, le courant de charge est coupé, d'où l'apparition de l'étincelle.La bobine n'est pas complètement déchargée en mode à étincelle multiple, mais est rechargée entre temps afin de fournir à nouveau assez d'énergie pour les étincelles.

Le courant secondaire s'écoulant, qui dépend directement de l'état de charge de la bobine d'allumage, est mesuré dans cette dernière. S'il descend en dessous du seuil du courant secondaire, l'électronique de la bobine d'allumage enclenche l'étage de puissance par lequel le courant de charge peut alors s'écouler.

L'importance du courant primaire s'écoulant est également surveillé. Si le seuil du courant primaire est atteint, l'étage de puissance ferme le circuit primaire et une haute tension est de nouveau générée. Une autre étincelle est ainsi produite. Les étincelles suivantes sont générées selon le même schéma.



* Remarque :

Les angles d'allumage ne peuvent être contrôlés qu'avec le Xentry Diagnostics.


systeme-d-allumage.jpg

Courbes idéales pour le courant primaire et le courant secondaire d'un allumage à étincelle multiple

A Temps de fermeture
B Durée d'étincelle
C Seuil de recharge
D Seuil de décharge
E Point d'allumage
i1 Courant de charge primaire
i2 Courant secondaire
V Tension de service


Diagnostic embarqué OBD

Sur le moteur 270, un système de diagnostic embarqué de la deuxième génération (OBD II) est utilisé. En Europe, l'OBD II, avec les adaptations correspondantes pour le marché européen, est appelé diagnostic embarqué européen (EOBD).
Le système OBD est intégré dans le calculateur ME et surveille en permanence tous les composants et systèmes du véhicule agissant sur les gaz d'échappement.

L'OBD a les rôles suivants :

• Surveiller les composants et les systèmes agissant sur les gaz d'échappement pendant la marche
• Constater et mémoriser les défauts de fonctionnement
• Afficher les défauts de fonctionnement par le témoin de contrôle du diagnostic moteur
• Transférer les défauts déterminés via une interface unifiée (prise de diagnostic) à un appareil de diagnostic (par exemple Xentry Diagnostics)

L'OBD a pour objectif de garantir de façon durable de faibles émissions de gaz d'échappement et de protéger les composants à risque (comme par exemple le catalyseur) contre les ratés d'allumage.

Les composants et systèmes suivants sont surveillés :

• Sondes lambda
• Rendement du catalyseur (fonctionnement du catalyseur)
• Chauffage du catalyseur
• Régénération
• Évaluation de la régularité de marche (détection des ratés de combustion)
• D'autres composants agissant sur les émissions ou des composants dont la défaillance empêche le diagnostic d'un autre composant


systeme-embarque.jpg

Schéma fonctionnel diagnostic embarqué (OBD)

A1 Combiné d'instruments
A1e58 Témoin de contrôle diagnostic moteur
N3/10 Calculateur ME
N73 Calculateur contacteur antivol électronique
X11/4 Prise de diagnostic
CAN D CAN diagnostic
CAN E CAN train de roulement

1  Diagnostic gestion moteur, communication
2  Témoin de contrôle diagnostic moteur, commande



Système démarrage-arrêt ECO

Le nouveau moteur 270 est équipé d'une fonction démarrage direct interne au moteur, assistée par un démarreur. Cette fonction constitue avec la fonction arrêt moteur une fonction démarrage-arrêt. La fonction démarrage direct fait que, pour l'injecteur de carburant sélectionné, la toute première course de compression d'un cylindre peut déjà être utilisée pour une combustion contrôlée. En cas de coupure du moteur sur les véhicules avec boîte de vitesses à double embrayage en mode démarrage-arrêt ECO, l'alimentation en huile par la pompe primaire tombe en panne avec le moteur à l'arrêt.

Tous les éléments de commande et les actuateurs commutent par conséquent dans l'état de base sans charge et la boîte de vitesses à double embrayage ne permet plus de couplage cinétique. La pompe à huile additionnelle électrique est actionnée au démarrage et lors de l'arrêt du moteur par le calculateur commande de boîte de vitesses entièrement intégrée boîte de vitesses à double embrayage. Lorsque le moteur est à l'arrêt, la pompe à huile additionnelle électrique assure l'alimentation en huile des éléments de commande et des actuateurs de la boîte de vitesses à double embrayage. Elle réduit en outre la perte de temps survenant entre le souhait de démarrage et le moment du démarrage.

L'utilisation d'une batterie additionnelle de 12 Ah pour la fonction démarrage-arrêt ECO permet de compenser la chute de tension pendant un démarrage du moteur. La batterie additionnelle assure l'alimentation en tension de tous les consommateurs actifs lorsque la batterie du réseau de bord est découplée du réseau de bord et qu'elle est exclusivement disponible pour le démarreur.

Le calculateur ME effectue en permanence un diagnostic du système et évalue les états du système pour la fonction démarrage-arrêt ECO.
Tous les systèmes participant à la fonction démarrage-arrêt ECO contrôlent en permanence leur état et envoie ce dernier via le CAN train de roulement ou le CAN transmission au calculateur ME. La disponibilité de la fonction démarrage-arrêt est signalée au conducteur par un symbole "ECO" à l'écran multifonction dans le combiné d'instruments.

Lorsque le véhicule est à l'arrêt, la fonction démarrage-arrêt coupe automatiquement le moteur et le redémarre dès que le conducteur souhaite démarrer.
La coupure du moteur à l'arrêt du véhicule permet de réduire la consommation de carburant et par conséquent les émissions de gaz d'échappement.

La coupure ou le démarrage conventionnel du véhicule avec la clé-émetteur ou avec la touche démarrage-arrêt KEYLESS GO (avec code (889) Keyless Go) est toujours possible. Un capteur Hall de vilebrequin avec détection du sens de rotation est posé sur le moteur 270. Le capteur Hall détecte sans contact via la roue à incrémentation (tôle perforée) sur la couronne de démarreur la position et le régime du vilebrequin et envoie les signaux au calculateur ME.

Avec le signal du capteur Hall de l'arbre à cames d'admission, le signal du capteur Hall du vilebrequin sert à la détection du cylindre 1. Si le calculateur ME ne dispose pas du signal du capteur Hall de vilebrequin, il utilise le signal du capteur Hall d'arbre à cames d'admission en tant que valeur de rechange pour le démarrage du moteur.

systeme-demarrage-arret.jpg

demarrage-arret.png

La fabrication du moteur M 270

Mercedes-Benz plant Unterturkheim, engine mounting, new four-cylinder engine


forum-mercedes-2.png
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#2 10-09-2016 21:25:23

DaddyKool
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Re : Le moteur M 270 4 cylindres essence

Merci pour ce magnifique sujet sur le moteur M 270 smile


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#3 10-09-2016 21:38:07

Labetenoir
Moderateur
Inscription : 13-10-2012
Messages : 12 214

Re : Le moteur M 270 4 cylindres essence

Impressionnant !

Les pistons (section "embiellage") paraissent très courts à mes vieux yeux  - c'est normal dans un moteur moderne ?

Hors Ligne

#4 10-09-2016 22:02:14

DaddyKool
Admin
Inscription : 11-02-2012
Messages : 4 817
Site Web

Re : Le moteur M 270 4 cylindres essence

Oui, le but est de réduire les frottements donc meilleur rendement, moins de consommation et moins de pollution: Piston technology for modern combustion engines. C'est particulièrement flagrant sur un moteur essence, car le taux de compression moins élevé que sur un diesel permet d'utiliser ce type de piston bien spécifique.


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