Moteurs TFSI de 1,8l et 2,0l Audi de la ligne EA888 (3ème génération) (Page 1) / Moteur Audi / Forum-audi.com

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#1 31-01-2017 02:12:34

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Moteurs TFSI de 1,8l et 2,0l Audi de la ligne EA888 (3ème génération)

Moteurs TFSI de 1,8l et 2,0l Audi de la ligne EA888 (3ème génération)


Couverture-document-Moteurs-TFSI-de-18l-et-20l-Audi-de-la-ligne-EA888-3eme-generation.jpg




Audi passe à la troisième génération de sa ligne de moteurs quatre cylindres à succès EA888. Les raisons de la nouvelle phase de développement sont les normes antipollution de plus en plus sévères (Euro6) ainsi que, bien entendu, les exigences de réduction de la consommation, s'accompagnant d'une réduction des rejets de CO2. Le groupe motopropulseur a été à tous égard remanié de fond en comble. En plus du Downsizing, le Downspeeding* joue un rôle croissant. Le « global engine » est fabriqué à l'usine de moteurs Audi de Györ, à Silao (Mexique) ainsi qu'en République populaire de Chine. Ici, la ligne de moteurs EA888 est produite à Shanghai et Dalian et sera également produite ultérieurement à Changchun. Comme son prédécesseur, le moteur est proposé avec une cylindrée de 1,8 l et une cylindrée de 2,0 l. Il est utilisé sur les plateformes automobiles et les marques du Groupe les plus diverses. L'éventail de performances du moteur est très large.

Les ingénieurs d'Ingolstadt ont, lors du développement, prêté une attention particulière aux points suivants :


• Nombre important de pièces identiques pour toutes les versions de moteur

• Réduction du poids du moteur

• Réduction de la friction interne du moteur

• Augmentation de la puissance et du couple s'accompagnant d'une réduction de la consommation

• Amélioration des caractéristiques de confort. De plus, les moteurs doivent être mis en œuvre sur tous les marchés, y compris ceux dont la qualité de carburant est moins bonne. Le « global engine » joue également un rôle important pour l'hybridisation croissante.


Moteur-TFSI-de-18l-Audi.jpg





Les nouvelles technologies innovantes mises en œuvre sont :

• collecteur d'échappement intégré dans la culasse

• double système d'injection avec injection directe et dans la tubulure d'admission

• nouveau module de turbocompresseur compact avec carter de turbine en fonte d'acier, actionneur de wastegate électrique et sonde lambda en amont de la turbine

• gestion thermique innovante avec régulation électronique intégrale du liquide de refroidissement



Objectifs pédagogiques du présent dossier technique :

Ce dossier a pour objectif de vous familiariser avec la technique des moteurs TFSI 4 cylindres de la ligne de moteurs EA888 (3ème génération). Il porte essentiellement sur la technique du moteur TFSI de 1,8l. Après avoir traité ce dossier, vous saurez répondre aux questions suivantes :

• Quelles sont les principales mesures techniques réalisées lors du perfectionnement de la ligne de moteurs EA888 ?

• Comment fonctionnent les nouvelles technologies innovantes ?

• Quelles sont les nouveautés dans le domaine SAV et Service ?






Sommaire




1  Introduction


1.1  Objectifs de conception

1.2  Description technique succincte

1.3  Particularités techniques



2  Mécanique moteur


2.1  Vue d'ensemble

2.2  Bloc-cylindres

2.3  Carter d'huile

2.4  Equipage mobile (moteur T FSI de 1,8l)

2.5  Commande par chaîne

2.6  Arbres d'équilibrage 

2.7  Support d'organes auxiliaires

2.8  Culasse

2.9  Collecteur d'échappement intégré (IAGK)

2.10  Dégazage du carter et recyclage des gaz de carter 



3  Alimentation en huile


3.1  Synoptique du système

3.2  Alimentation en huile

3.3  Bouchon de remplissage d'huile

3.4  Injecteurs de refroidissement de piston commutables




4  Système de refroidissement


4.1  Synoptique du système

4.2  Gestion thermique innovante (ITM)




5  Alimentation en air et suralimentation


5.1  Synoptique du système

5.2  Guidage d'air sur les moteurs en position transversale

5.3  Guidage d'air sur les moteurs en position longitudinale

5.4  Tubulure d'admission

5.5   Turbocompresseur




6  Système d'alimentation en carburant


6.1  Synoptique du système

6.2  Conditionnement du mélange / double système d'injection

6.3  Modes de fonctionnement 




7  Gestion du moteur


7.1  Synoptique du système Moteur T FSI de 1,8 l CJEB (Audi A5 12)




8  Différenciation des versions de moteur


8.1  Différences entre 1,8 l / 2,0 l, ainsi qu'entre position longitudinale et transversale

8.2  Différences des composants entre position longitudinale et transversale

8.3  Différences des composants entre cylindrée de 1,8 l et de 2,0 l

8.4  Différences au niveau des turbocompresseurs

8.5  Différences de processus de combustion



Annexe


Service

Glossaire

























1  Introduction



1.1  Objectifs de conception


Lors du développement de la 3ème génération de la ligne de moteurs EA888, la réalisation des valeurs limites d'échappement préconisées par la norme Euro6 ainsi que l'aptitude à l'utilisation dans les plateformes modulaires étaient les principaux points à l'ordre du jour. Lors de l'optimisation du moteur de base, la réduction du poids et le frottement devaient être pris en compte.



Adaptation à la plateforme modulaire

Pour pouvoir utiliser la 3ème génération de la ligne de moteurs EA888 comme « global engine » dans la plateforme modulaire longitudinale (MLB) et la plateforme modulaire transversale (MQB), il a fallu revisiter ses cotes ainsi que ses points de fixation et de raccordement. Lorsque le moteur est utilisé en position transversale, il est fait appel à un support de moteur et à une jauge d'huile. Lorsque le moteur est monté en position longitudinale, il est fait appel à des appuis pour le moteur et à un capuchon d'obturation à la place de la jauge d'huile.




Réduction du CO2

Pour respecter les valeurs limites de gaz d'échappement définies par la norme Euro6 et réduire les émissions de CO2, il a fallu procéder aux optimisations et modifications suivantes.



Downsizing/Downspeeding

• Variateur d'arbres à cames d'admission et d'échappement

• Audi valvelift system (AVS)


Réduction du frottement et du poids

• Arbres d'équilibrage dotés en partie de paliers antifriction

• Diamètres de palier de vilebrequin plus petits

• Niveau de pression d'huile abaissé

• Réduction de la force du tendeur dans la commande auxiliaire



Culasse


• Culasse avec collecteur d'échappement intégré

• Carter de turbocompresseur allégé

• Actionneur de wastegate électrique



Injection

• Injecteurs FSI et MPI



Gestion thermique

• Commande par tiroirs rotatifs




Réduction du frottement


Les tendeurs de chaîne sont optimisés pour la pression d'huile réduite. La force de serrage a également pu être réduite. Une réduction de la consommation par frottement a ainsi pu être réalisée. Par ailleurs, les vilebrequins ont été exécutés avec des diamètres de palier plus petit, générant moins de frottement. La conception de la commande par courroie est identique dans le cas de la position longitudinale comme transversale. Les alternateurs et compresseurs de climatiseurs restent toutefois dédiés au véhicule.





1.2  Description technique succincte


Type de moteur


• Moteur à essence à quatre cylindres en ligne à injection directe

• Suralimentation par turbocompresseur avec refroidissement de l'air de suralimentation

• Commande par chaîne

• Arbres d'équilibrage



Commande des soupapes


• Quatre soupapes par cylindre, deux arbres à cames en tête (DOHC)

• Variation continue du calage des arbres à cames d'admission  et d'échappement

• Audi valvelift system (AVS)

• Gestion du moteur Simos 12 (sté Continental)

• Système start-stop et récupération




Conditionnement du mélange


• Gestion du moteur électronique intégrale avec accélérateur électrique

• Injection directe et injection dans la tubulure d'admission combinées

• Régulation adaptative lambda

• Allumage cartographique à distribution statique de la haute tension

• Détection sélective adaptative du cliquetis



Moteur-TFSI-de-18l-Audi.jpg







Moteur TFSI de 1,8l


Courbe de couple et de puissance


Moteur avec lettres-repères du moteur CJEB


Moteur-TFSI-de-18l-courbe-de-couple-et-de-puissance.png






1.3  Particularités techniques


Moteur TFSI de 1,8l





Lettres-repères du moteur                CJEB                         CJSA                             CJSB

Position de montage                      longitudinale                 transversale                    transversale

Cylindrée en cm3                          1798                             1798                             1798

Puissance en kW à tr/min              125 à 3800 – 6200         132 à 5100 – 6200         132 à 4500 – 6200

Couple en Nm à tr/min                 320 à 1400 – 3700          250 à 1250 – 5000         280 à 1350 – 4500

Alésage en mm                            84,1                               84,1                              84,1

Compression                               9,6 : 1                            9,6 : 1                           9,6 : 1

Vilebrequin

Diamètre de palier                         48                                  48                                48
de vilebrequin en mm

Gestion du moteur

Carburant RON                             951), 2)                           951),2)                        952)

Pression d'injection maximale
en bar

Émissions de CO2 en g/km

Norme antipollution                    Euro5                                 Euro5 plus                    Euro5 plus

Ordre d'allumage                        1–3–4–2                              1–3–4–2                       1–3–4–2

Régulation du cliquetis                oui                                      oui                                oui

Suralimentation                         oui                                      oui                               oui

Recyclage des gaz                     interne                                 interne                         interne
d'échappement
                   
                                                                     (système de distribution variable)


Volets de tubulure                     oui                                       oui                              oui


Variation du calage                    oui                                       oui                              oui
de la distribution
côté admission

Variation du calage                    oui                                      oui                               oui
de la distribution
côté échappement

Injecteurs haute                       oui                                      oui                                oui
pression (FSI)

Injecteurs dans                        oui                                      oui                                oui
la tubulure d'admission (MPI)

Système d'air secondaire           non                                    non                               non

Audi valvelift system (AVS)        oui                                     oui                                 oui
dans l'échappement

Tiroirs rotatifs                          oui                                     oui                                 oui

Pompe à huile à régulation         oui                                     oui                                 oui

Tumble                                    oui                                     oui                                 oui

Drumble4)                                non                                    non                               non












Moteur TFSI de 2,0l





Lettres-repères du moteur                CNCB                        CNCD                            CJXC

Position de montage                         longitudinale              longitudinale                   transversale

Cylindrée en cm3                              1984                        1984                             1984

Puissance en kW à tr/min                  132 à 4000 – 6000    165 à 4500 – 6250          221 à 5500 – 6200

Couple en Nm à tr/min                      320 à 1500 – 3800    350 à 1500 – 4500          380 à 1800 – 5500

Alésage en mm                                82,5                         82,5                               82,5

Course en mm                                 92,8                         92,8                               92,8

Compression                                   9,6 : 1                      9,6 : 1                            9,3 : 1

Vilebrequin

Diamètre de palier                            52                            52                                  52
de vilebrequin en mm

Gestion du moteur

Carburant RON                               951), 2)                     951), 2)                          982), 3)

Pression d'injection
maximale en bar

Émissions de CO2 en g/km

Norme antipollution                         Euro5                        Euro5                             Euro6

Ordre d'allumage                             1–3–4–2                    1–3–4–2                         1–3–4–2

Régulation du cliquetis                      oui                            oui                                 oui

Suralimentation                                oui                            oui                                 oui

Recyclage des gaz                            interne                       interne                           interne
d'échappement                                                (système de distribution variable)

Volets de tubulure d'admission         oui                             oui                                oui

Variation du calage                           oui                             oui                                oui
de la distribution côté admission

Variation du calage                           oui                             oui                                oui
de la distribution
côté échappement

Injecteurs haute pression (FSI)         oui                             oui                                oui

Injecteurs dans                               oui                             oui                                oui
la tubulure d'admission (MPI)

Système d'air secondaire                  non                            non                              non

Audi valvelift system (AVS)               oui                             oui                                oui
dans l'échappement

Tiroirs rotatifs                                 oui                             oui                                oui

Pompe à huile à régulation                oui                             oui                                oui

Tumble                                           non                            non                              non

Drumble4)                                       oui                             oui                                oui





1) Essence sans plomb RON 91 autorisée, mais s'accompagnant toutefois d'une perte de puissance

2) compatible E25 (à partir de la date de fabrication sem. 40/2012)

3) Super sans plomb RON 95 autorisé, mais s'accompagnant toutefois d'une perte de puissance

4) Voir section Drumble









2  Mécanique moteur


2.1  Vue d'ensemble



Au niveau du bloc-cylindres, non seulement le poids a été considérablement réduit, mais une deuxième galerie d'huile sous pression a été développée du « côté froid » pour les injecteurs de refroidissement de piston à commutation électrique. Des modifications ont été apportées aux sections du retour de liquide de refroidissement et d'huile et la position des détecteurs de cliquetis a également été optimisée.
Pour que les arbres d'équilibrage soient suffisamment robustes pour la mise en œuvre d'un système start-stop, ils sont en partie exécutés avec des paliers antifriction. Ils sont ainsi dotés en un point d'un palier lisse et en deux points de paliers antifriction. Simultanément, le frottement, le poids et l'inertie de masse des arbres d'équilibrage ont été réduits. Le retour d'huile du côté « chaud » du moteur a été entièrement remanié.


Mesures de réduction du poids (moteur TFSI de 1,8l)

Dans le cas de la 3ème génération de la ligne de moteurs EA888, une réduction du poids totale d'environ 7,8 kg a été réalisée. Pour y parvenir, les composants suivants ont été optimisés ou sont utilisés pour la première fois :

• Bloc-cylindres à parois minces et suppression du séparateur d'huile grossier

• Culasse et turbocompresseur

• Vilebrequin (avec diamètres des paliers de vilebrequin plus petits et quatre contrepoids)

• Partie supérieure du carter d'huile en aluminium coulé sous pression (avec vis aluminium)

• Partie inférieure du carter d'huile en matière plastique

• Vis en aluminium

• Arbres d'équilibrage (dotés en partie de paliers antifriction)






2.2  Bloc-cylindres


Le bloc-cylindres a été fondamentalement remanié. L'objectif principal était de réduire le poids. L'épaisseur de paroi est passée d'env. 3,5 mm à 3,0 mm. En outre, la fonction du séparateur d'huile grossier a été intégrée dans le bloc-cylindres. Au total, il a été possible de gagner 2,4 kg au niveau du bloc-cylindres par rapport au moteur de la 2ème génération. La consommation par frottement interne a également été réduite. Les principales mesures prises pour cela sont la réduction des diamètres de palier de vilebrequin ainsi qu'une fixation améliorée des arbres d'équilibrage.




Autres modifications par rapport au moteur de la 2ème génération :


• deuxième galerie d'huile sous pression dans la zone du « côté froid » pour les injecteurs de refroidissement de piston à commutation électrique

• Modifications des sections du retour de liquide de refroidissement et d'huile

• chemise de liquide de refroidissement longue optimisée

• alimentation du radiateur d'huile via le retour de liquide de refroidissement de la culasse

• position optimisée des détecteurs de cliquetis

• fixation par paliers améliorée des arbres d'équilibrage



Étanchement

L'étanchement côté sortie d'arbre d'entraînement est réalisé par un flasque d'étanchéité. Ce dernier est doté d'un produit d'étanchéité liquide et vissé sur le bloc-cylindres avec des vis en aluminium. Le couvercle du carter de distribution est également étanché avec du produit d'étanchéité liquide.





Vue d'ensemble



Vue-d-ensemble-Bloc-cylindres-moteur-TFSI-Audi.jpeg







2.3  Carter d'huile



Partie supérieure du carter d'huile


Elle est réalisée en aluminium coulé sous pression. La pompe à huile et l'insert en nid d'abeille pour l'aspiration et le retour d'huile y sont vissés. Des canaux d'huile sous pression ainsi que la vanne de commande de la pompe à huile à deux niveaux sont également logés dans la partie supérieure du carter d'huile. L'étanchement vers le bloc-cylindres s'effectue avec du produit d'étanchéité liquide. Des vis en aluminium sont utilisées pour le vissage. Pour améliorer encore plus les propriétés acoustiques du moteur, les chapeaux de palier sont vissés sur la partie supérieure du carter d'huile.



Partie inférieure du carter d'huile

La partie inférieure du carter d'huile est réalisée en matière plastique. Cela a permis d'économiser environ 1,0 kg. L'étanchéité est assurée par un joint moulé en caoutchouc.  Le vissage est réalisé avec des vis en acier. Le transmetteur de niveau d'huile et de température d'huile G266 est monté dans la partie inférieure du carter d'huile. La vis de vidange d'huile est également réalisée en plastique (fermeture à baïonnette)





2.4  Equipage mobile (moteur T FSI de 1,8l)


Dans la zone du vilebrequin, les principaux objectifs du perfectionnement étaient la réduction du poids et celle du frottement.



Equipage-mobile-moteur-TFSI-de-18l-Audi.jpeg



Piston

Ici, le jeu du piston a été augmenté pour réduire le frottement durant la phase de mise en action. Il est également fait appel à un revêtement résistant à l'usure de la jupe du piston.

Segment de piston supérieur = Segment conique / sur les moteurs de 2,0l     
                                             Segment à section rectangulaire, asymétrique convexe

Segment de piston central = Segment conique épaulé

Segment de piston inférieur = Segment racleur (en deux parties,    segment racleur à ressort spiral)



Bielle/axe de piston

Les bielles sont du type fracturées. Dans le pied de bielle inférieur, il est fait appel, comme dans le cas des paliers de vilebrequin, à des paliers bimatière. Une nouveauté essentielle est la suppression de la bague en bronze dans le pied de bielle supérieur. L'ensemble du moteur est ainsi équipé de paliers exempts de plomb. La fixation sans bague de pied de bielle est utilisée pour la première fois sur des moteurs de VL. Il s'agit d'un procédé breveté par Audi. L'axe de piston est relié directement à l'acier dans la bielle et à l'alliage d'aluminium dans le piston. L'axe de piston est pour cela doté d'un revêtement de surface spécial. Il s'agit d'un revêtement DLC*.





Vilebrequin (moteur TFSI de 1,8l)

Par rapport au moteur de la 2ème génération, les diamètres des paliers de vilebrequin ont été réduits de 52 à 48 mm et le nombre de contrepoids ramené de huit à quatre. Cela a permis d'économiser 1,6 kg. Les chapeaux de palier, supérieurs comme inférieurs, sont des paliers bicouche exempts de plomb. L'aptitude au mode start-stop est assurée.



Demi-portée inférieure de palier de vilebrequin

Les chapeaux de palier de vilebrequin sont vissés avec la partie supérieure du carter d'huile. Cette mesure améliore les propriétés de confort du moteur en termes de comportement vibratoire et d'acoustique


Demi-portee-inferieure-de-palier-de-vilebrequin-moteur-TFSI-Audi.png







2.5  Commande par chaîne


L'architecture de base de la commande par chaîne est largement reprise de la 2ème génération. Elle a également été systématiquement perfectionnée. En raison de la réduction de la consommation par frottement et du besoin en huile réduit, la puissance d'entraînement dans la commande par chaîne est elle aussi réduite. C'est pourquoi une adaptation a été effectuée au niveau des tendeurs de chaîne. Ils ont été adaptés pour la pression d'huile plus faible.
Bien que cela ne soit pas décelable à première vue, un certain nombre de choses a changé pour le Service après-vente. Cela concerne les opérations de montage de la chaîne, d'une part et, de l'autre, une série de nouveaux outils est mise en œuvre. En outre, il faut, après des opérations sur la commande par chaîne, procéder à une adaptation avec le testeur de diagnostic du véhicule. Pour des raisons de diagnostic, des tolérances des composants de la commande par chaîne sont enregistrées et prises en compte.





Commande-par-chaine-moteur-TFSI-Audi.jpeg





2.6  Arbres d'équilibrage 

En plus d'une réduction de leur masse, les arbres d'équilibrage sont partiellement dotés de paliers antifriction. Il s'ensuit une nette réduction de la consommation par frottement. Elle est notamment sensible dans le cas de basses températures de l'huile. Cette mesure a une également une répercussion positive sur la robustesse en mode start-stop et hybride.



Arbres-d-equilibrage-Moteur-TFSI-Audi.jpeg




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Nota
En cas d'endommagement, il existe un kit de réparation, se composant des deux arbres d'équilibrage avec les couronnes à aiguilles, proposé dans le catalogue ETKA. Les petits roulements à aiguilles ne sont pas remplaçables actuellement avec les auxiliaires SAV.
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2.7  Support d'organes auxiliaires


La cartouche de filtre à huile est accessible par le haut, ce qui facilite les opérations de SAV. Pour qu'il ne s'écoule pas d'huile lors du remplacement du filtre, un pointeau d'obturation est ouvert lors du desserrage, si bien que l'huile peut retourner dans le carter d'huile.
Les supports de filtre à huile et de radiateur d'huile sont intégrés dans le support des organes auxiliaires. Il renferme les canaux d'huile et les canaux de liquide de refroidissement allant au radiateur d'huile. Les contacteurs de pression d'huile, le clapet électrique de commutation des injecteurs de refroidissement de piston et le dispositif tendeur de la courroie multipistes y sont également montés.






Architecture en prenant pour exemple le moteur TFSI de 1,8l en position transversale



Canaux d'huile



Architecture-moteur-TFSI-de-18l-en-position-transversale.jpeg




Canaux de liquide de refroidissement


Le circuit d'alimentation en liquide de refroidissement du radiateur d'huile est également intégré dans le support des organes auxiliaires.



Canaux-de-liquide-de-refroidissement-moteur-TFSI-Audi.png






2.8  Culasse




Le nouveau composant du moteur que l'on remarque le plus est la culasse. Il s'agit d'un développement complètement inédit. Un refroidissement des gaz d'échappement intégré dans la culasse ainsi qu'un recyclage des gaz (IAGK) sont mis en œuvre pour la première fois sur des moteurs suralimentés par turbocompresseur.


Culasse-moteur-TFSI-Audi.jpeg







Architecture


Architecture-culasse-moteur-TFSI-Audi.jpeg



Légende :


1 Transmetteur de Hall 3 G300

2 Couvre-culasse

3 Actionneurs 1 à 8 de variateur de calage d'arbre à cames F366 – F373

4 Arbre à cames d'admission

5 Variateur d'arbre à cames d'admission

6 Culbuteur à galet

7 Élément d'appui

8 Soupape d'amission

9 Arbre à cames d'échappement

10 Variateur d'arbre à cames d'échappement

11 Soupape d'échappement

12 Transmetteur de Hall G40

13 Cloisons en tôle des canaux

14 Transmetteur de température de liquide de refroidissement G62

15 Culasse

16 Bouchon antigel

17 Goujon du collecteur d'échappement intégré

18 Joint de culasse




2.9  Collecteur d'échappement intégré (IAGK)

2.10  Dégazage du carter et recyclage des gaz de carter 



Étanchement



Des vis en acier sont utilisées pour le vissage du couvre-culasse. L'étanchement vers le couvre-culasse s'effectue avec un produit d'étanchéité liquide. L'étanchement entre le bloc-cylindres et la culasse est assuré par un joint de culasse tricouche en métal. Côté commande, l'étanchement est assuré par un couvercle de carter de chaîne en matière plastique. Le bouchon de remplissage d'huile y est maintenant intégré.


Audi valvelift system (AVS)

Le système Audi valvelift a été mis au point en vue de l'optimisation du renouvellement des gaz. Ce système a été mis en œuvre pour la première fois sur le moteur V6 FSI de 2,8l de l'Audi A6 05, fin 2006. Pour améliorer la caractéristique du couple, le système éprouvé Audi valvelift AVS (commutation des soupapes à deux niveaux) a été repris du moteur TFSI de 2,0l de la 2ème génération (moteur prédécesseur) - voir sujet Audi Valvelift System (AVS)




Variateur de calage d'arbre à cames



Une autre nouveauté importante est la mise en œuvre d'un variateur d'arbre à cames sur l'arbre à cames d'échappement. Cela a permis de réaliser des degrés de liberté maximum pour la commande du renouvellement des gaz. Le système AVS et le variateur de calage d'arbre à cames d'échappement permettent d'adapter les besoins du renouvellement des gaz les plus divers dans la plage de pleine charge et de charge partielle. Le résultat en est un établissement plus rapide du couple. Du fait du couple élevé pouvant atteindre 320 Nm dans une large bande de régime, la démultiplication de boîte peut être adaptée autrement (downspeeding). Cela réduit la consommation de carburant.




Autres modifications :

• Filetage de bougie d'allumage long

• Nouvelles bobines crayon

• Arbres à cames au poids optimisé

• Culbuteurs à galet optimisés (réduction des frictions)

• Diminution des forces de ressort dans la commande des soupapes

• Nouveau bouchon de remplissage d'huile, positionné dans le carter de chaîne supérieur

• Capteur de température de liquide de refroidissement G62 positionné dans la culasse (ITM)

• Nouvelle position de la pompe haute pression

• Séparateur d'huile fin amélioré

• Le carter de turbine du turbocompresseur est directement vissé sur la culasse

• Optimisation des canaux d'admission

• Perfectionnement des composants de l'injection incluant un découplage acoustique



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Nota
Quelques modifications ont été apportées aux travaux de montage au niveau de la culasse également. Par exemple, il faut, lors du démontage de la culasse, démonter préalablement le couvre-culasse. Pour la démarche précise, consulter le Manuel de réparation considéré.
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Collecteur d'échappement intégré (IAGK)


L'une des principales nouveautés est le collecteur d'échappement refroidi avec dissociation de la séquence d'allumage, qui est maintenant intégré directement dans la culasse. En raison de la mise en œuvre d'un collecteur d'échappement intégré, on obtient, en comparaison d'un collecteur classique, une nette réduction de la température des gaz d'échappement en amont de la turbine. Il est par ailleurs fait appel à un turbocompresseur résistant aux hautes températures.

Grâce à cette combinaison, il est possible, à hauts régimes notamment, de renoncer dans une large part à un enrichissement à pleine charge en vue de la protection de la turbine. Ainsi, la consommation peut être sensiblement réduite en mode de conduite normal comme dans le cas d'une conduite sportive. En outre, le collecteur d'échappement intégré supporte le réchauffement rapide du liquide de refroidissement et constitue ainsi un élément constitutif essentiel de la gestion thermique



Canaux d'échappement


Les canaux d'échappement sont positionnés de sorte que le flux de gaz d'échappement du cylindre où a lieu l'échappement n'exerce aucune influence perturbatrice sur le balayage d'un autre cylindre.

L'énergie complète du flux est ainsi disponible pour l'entraînement de la turbine du turbocompresseur. Les canaux de gaz d'échappement des cylindres 1 et 4 ainsi que des cylindres 2 et 3 convergent respectivement au niveau du point de transition vers le turbocompresseur.


Collecteur-d-echappement-integre-IAGK-Moteur-TFSI-Audi-Canaux-d-echappement.jpeg



Refroidissement du collecteur d'échappement intégré



Le collecteur d'échappement intégré supporte le réchauffement rapide du liquide de refroidissement et constitue ainsi un élément essentiel de la gestion thermique. En phase de mise en action, de la chaleur est induite au bout d'un temps très court dans le liquide de refroidissement. Cette chaleur est utilisée immédiatement pour le réchauffage du moteur ainsi que pour le réchauffage de l'habitacle. En raison de la perte thermique plus faible et des courses courtes, les composants situés en aval (sonde lambda, turbocompresseur et catalyseur) peuvent atteindre plus rapidement leur température de service.

Il y a passage en mode refroidissement après une courte phase de mise en action. Cela est nécessaire, car le liquide de refroidissement serait très vite porté à ébullition dans la zone du collecteur d'échappement intégré. C'est pour cette raison que le transmetteur de température de liquide de refroidissement G62 est monté à l'endroit le plus chaud dans la culasse.




Refroidissement-du-collecteur-d-echappement-integre-moteur-TFSI-Audi.jpeg




Dégazage du carter et recyclage des gaz de carter


Le système de dégazage du carter et de recyclage des gaz du carter a lui aussi fait l'objet d'un perfectionnement systématique. Le rapport de pression entre le bloc-cylindres et l'air ambiant est défini pour une différence de pression plus importante. Cela a des répercussions positives sur la consommation d'huile du moteur. Une plus grande attention a également été apportée à la réduction des composants. Ainsi, il n'y a en dehors du moteur plus qu'une conduite pour l'évacuation des gaz de carter épurés.


Le système englobe les éléments suivants :

• Séparateur d'huile grossier dans le bloc-cylindres

• Module de séparateur d'huile fin, vissé dans le couvre-culasse

• Tuyau pour l'évacuation des gaz de carter épurés

• Retour d'huile dans le bloc-cylindres avec vanne de coupure dans l'insert en nid d'abeille du carter d'huile.






Synoptique


Degazage-du-carter-et-recyclage-des-gaz-de-carter-Synoptique.jpeg




Séparation d'huile grossière



La fonction de séparateur d'huile grossier est intégrée dans le bloc-cylindres. Une partie de l'huile est évacuée par changement de direction dans un labyrinthe.
L'huile décantée est réacheminée au carter d'huile via le canal de retour dans le bloc-cylindres. Le canal aboutit en dessous du niveau d'huile.


Séparation d'huile fine

Les gaz de carter grossièrement épurés arrivent du bloc-cylindres, via un canal, dans la culasse, dans le module séparateur d'huile fin. Là, ils sont d'abord épurés dans le séparateur à cyclone. L'huile décantée du séparateur d'huile à cyclone est retournée au carter d'huile via un canal distinct dans le bloc-cylindres. Le canal aboutit en dessous du niveau d'huile. Une vanne de coupure évite ici qu'en cas de conditions de pression défavorables, de l'huile soit aspirée dans le carter. En cas de conduite sportive (forte accélération transversale), le retour d'huile risquerait de ne plus se trouver dans l'huile, en raison des fluctuations transversales de l'huile dans le carter. Ici aussi, la vanne de coupure maintient le retour d'huile fermé. Elle est du type clapet antirotation.

Les gaz de carter épurés sont acheminés à la combustion par la vanne de régulation de pression à un niveau. La vanne de régulation de pression est définie pour une différence de pression de –100 mbar par rapport à l'air extérieur. Le point où s'effectue l'introduction est défini par le rapport de pression du système d'alimentation en air.



Separation-d-huile-fine-moteur-TFSI-Audi.jpeg



Acheminement des gaz de carter épurés à la combustion


Après la séparation fine et le transfert par la vanne de régulation de pression, les gaz de carter épurés sont acheminés à la combustion. Le pilotage des gaz est alors assuré automatiquement par les clapets antiretour automatiques intégrés dans le module séparateur d'huile fin.
Les clapets antiretour reviennent en position de base à l'arrêt du moteur. Le clapet antiretour en direction du turbocompresseur est alors ouvert. Le clapet antiretour en direction de la tubulure d'admission est fermé.

Détection de montage erroné

Dans certains marchés, tels que l'Amérique du Nord, la législation exige un détrompage des composants ayant une incidence sur l'échappement. Si la conduite de recyclage sur le module de recyclage des gaz de carter n'est pas montée ou incorrectement montée, le raccord de détection de montage erroné est ouvert.
Comme ce raccord est directement relié au côté admission d'air de la culasse, le moteur aspire immédiatement de l'air parasite non mesuré. Cela est détecté par la régulation lambda.



Mode pleine charge (mode suralimentation)



Comme il règne une surpression dans tout le circuit d'air de suralimentation, le clapet antiretour 1 se ferme. Sous l'effet de la différence de pression entre la pression interne du carter moteur et le côté admission du turbocompresseur, le clapet antiretour 2 s'ouvre
Les gaz de carter épurés sont aspirés par le compresseur.


Acheminement-des-gaz-de-carter-epures-a-la-combustion-mode-pleine-charge-mode-suralimentation.jpeg



Ralenti et plage inférieure de charge partielle (mode atmosphérique)



En mode atmosphérique, le clapet antiretour 1 dans la tubulure d'admission est ouvert et le clapet antiretour 2 fermé sous l'effet de la dépression.
Les gaz de carter épurés sont directement acheminés à la combustion via la tubulure d'admission.


Acheminement-des-gaz-de-carter-epures-a-la-combustion-Ralenti-et-plage-inferieure-de-charge-partiell.jpeg




Recyclage des gaz de carter (PCV*)


Le recyclage des gaz de carter est, avec le séparateur d'huile fin et la régulation de pression, monté dans un module sur le couvreculasse.

Un recyclage des gaz de carter s'effectue via la conduite de dégazage raccordée en amont de la turbine et un alésage calibré dans le clapet d'aération du carter moteur. Le système est ainsi conçu de sorte à ce que l'aération n'ait lieu qu'en mode atmosphérique.




Recyclage-des-gaz-de-carter-PCV-Audi-TFSI_.png








3  Alimentation en huile


3.1  Synoptique du système



Synoptique-systeme-alimentation-huile-TFSI-Audi.jpeg




Légende :

A   Palier d'arbre à cames

B  Élément d'appui

C Palier d'arbre d'équilibrage

D Arbre d'équilibrage d'échappement, palier 1

E Bielle

F Paliers de vilebrequin 1 – 5

1 Électrovanne 1 de distribution variable dans l'échappement N318

2 Variateur à palettes hydraulique (échappement)

3 Clapet antiretour, intégré dans la rampe de paliers

4 Tamis d'huile

5 Électrovanne 1 de distribution variable N205

6 Variateur à palettes hydraulique (admission)

7 Clapet antiretour, intégré dans la culasse

8 Séparateur d'huile fin

9 Pompe à dépression

10 Étranglement

11 Lubrification de la came pour pompe à carburant haute pression

12 Radiateur d'huile

13 Clapet antiretour, intégré dans le filtre à huile

14 Filtre à huile

15 Vanne de vidange d'huile

16 Contacteur de pression d'huile F22 (2,3 – 3,0 bars)

17 Contacteur de pression d'huile pour contrôle de la pression réduite F378 (0,5 – 0,8 bar)

18 Clapet de commande pour injecteurs de refroidissement de piston N522

19 Clapet de commutation mécanique
20 Tendeur de chaîne, arbres d'équilibrage

21 Tendeur de chaîne, commande par chaîne

22 Turbocompresseur

23 Séparateur d'huile grossier

24 Contacteur de pression d'huile, niveau 3 F447

25 Graissage de l'étage de pignon

26 Transmetteur de niveau et de température d'huile G266

27 Injecteur de départ à froid

28 Clapet antiretour, intégré dans la pompe à huile

29 Pompe à huile à régulation

30 Vanne de régulation de pression d'huile N428








3.2  Alimentation en huile


Des optimisations et perfectionnements systématiques ont également été apportés au niveau du circuit d'huile sous pression.  Les principaux objectifs en étaient :

• Optimisation des canaux sous pression dans le circuit d'huile, d'où réduction des pertes de pression allant de pair avec une augmentation de volume.

• Réduction de pertes de pression dans les circuits d'huile sous pression

• Agrandissement de la plage de régime au niveau de pression bas

• Diminution de la pression d'huile du niveau de pression bas

• Injecteurs de refroidissement de piston commutables

Globalement, ces mesures ont permis de réaliser une nette réduction des frottements dans le moteur. Il a été ainsi possible de réaliser une nouvelle réduction de la consommation de carburant.


Alimentation-en-huile-moteur-TFSI-Audi.jpeg


Modifications apportées à la pompe à huile :


• Niveaux de pression modifiés

• Rendement accru

• Modifications de la commande hydraulique


Pompe à huile à régulation



La fonction fondamentale de la pompe à huile est dérivée de la pompe du moteur de la 2ème génération. Il existe les différences suivantes :


• La régulation hydraulique à l'intérieur de la pompe a été perfectionnée. La pompe peut ainsi procéder à une régulation plus précise.

• La démultiplication de l'entraînement de la pompe a été modifié de façon que la pompe tourne désormais plus lentement, i = 0,96.




Pompe-a-huile-a-regulation-moteur-Audi-TFSI.jpg

Pompe-a-huile-a-regulation-Audi-moteur-TFSI-pieces-internes.jpeg






3.3  Bouchon de remplissage d'huile



Le couvercle est implanté dans le carter de chaîne. Le couvercle se caractérise par son ouverture et sa fermeture aisées ainsi que par une fermeture sûre et étanche à l'eau du compartiment-moteur par rapport à l'environnement. Par rapport à l'ancienne construction, une séparation fonctionnelle a lieu entre le joint et la fermeture à baïonnette. La surface d'étanchéité du joint rectangulaire en élastomère est plus petite. En outre, il n'y a pas de déplacement relatif du joint par rapport au couvercle du carter lors du montage du couvercle sur le moteur. Grâce à la nouvelle construction, les forces d'actionnement ont pu être réduites à un minimum. La fermeture à baïonnette positionne de couvercle de manière imperdable tous les 90°.





Bouchon-de-remplissage-d-huile--Audi-moteur-TFSI.png







3.4  Injecteurs de refroidissement de piston commutables



Un refroidissement des têtes de piston n'est pas nécessaire dans chaque situation de fonctionnement. Une coupure ciblée des injecteurs de refroidissement de piston permet une nouvelle amélioration de l'économie de carburant. Une autre raison de la suppression des injecteurs de refroidissement de piston tarés par ressort est le niveau d'huile sous pression globalement plus faible.

Le système d'injecteurs de refroidissement de piston commutables renferme les composants suivants :

• Canal d'huile sous pression supplémentaire dans le bloc-cylindres

• Nouveaux injecteurs de refroidissement de piston sans vannes à ressort ; il existe des injecteurs de deux diamètres intérieurs différents (les injecteurs de moteurs TFSI de 1,8l ont le plus petit diamètre)

• Contacteur de pression d'huile, niveau 3 F447  (ferme à 0,3 – 0,6 bar)

• Clapet de commande pour injecteurs de refroidissement de piston N522

• Clapet de commutation mécanique








Cartographie des injecteurs de refroidissement de piston


Les injecteurs de refroidissement de piston sont activés selon les besoins. Cela est calculé dans une cartographie spéciale dans le calculateur du moteur. Les injecteurs de refroidissement de piston peuvent être activés au niveau de pression bas ou haut.


Les principaux facteurs du calcul sont :

• Charge du moteur

• Régime moteur

• Température d'huile calculée





Cartographie-des-injecteurs-de-refroidissement-de-piston--Moteur-TFSI-Audi.png




Injecteurs de refroidissement de piston désactivés


Le clapet de commande pour injecteurs de refroidissement de piston N522 est alimenté en courant par le calculateur du moteur. Le clapet de commande pour injecteurs de refroidissement de piston N522 est alors alimenté en tension par la borne 87.  Le calculateur du moteur assure la mise à la masse et donc la fermeture du circuit électrique. Le clapet N522 libère ainsi le canal de commande du clapet de commutation mécanique. L'huile sous pression est maintenant appliquée au piston de commande du clapet de commutation mécanique depuis les deux côtés. Le ressort repousse le clapet de commutation mécanique et ferme ainsi le canal allant à la galerie d'huile des injecteurs de refroidissement de piston.





Injecteurs-de-refroidissement-de-piston-desactives-moteur-TFSI-Audi.jpeg



Injecteurs de refroidissement de piston activés




La mise en circuit des injecteurs de refroidissement de piston s'effectue en mettant N522 hors tension. Le canal de commande vers le clapet de commutation mécanique se ferme alors. Comme la pression d'huile n'agit que d'un côté du clapet de commutation, il se déplace et ouvre le canal vers la galerie d'huile des injecteurs de refroidissement de piston. Le ressort dans le clapet de commutation est alors précontraint. La force du ressort dans le clapet de commutation autorise l'ouverture de la galerie d'huile en direction des injecteurs de refroidissement de piston à partir d'une pression d'huile de 0,9 bar. Pour que le clapet de commutation vienne, après coupure du clapet de commande pour injecteurs de refroidissement de piston N522 sans temporisation en position initiale, l'huile doit s'écouler rapidement du piston de commande. Il existe pour cela un canal séparé, qui assure l'écoulement de l'huile sans pression dans le carter d'huile du moteur. C'est le même canal que celui dans lequel s'écoule l'huile en cas de remplacement du filtre à huile.




Injecteurs-de-refroidissement-de-piston-actives-Moteur-TFSI-Audi.jpeg



Surveillance de la fonction



Lorsque les injecteurs de refroidissement de piston sont activés, le contact dans le contacteur de pression d'huile, niveau 3 F447, se ferme. Le contacteur se trouve à l'extrémité de la galerie d'huile pour les injecteurs de refroidissement de piston .
Le contacteur de pression d'huile permet de détecter les défauts suivants :

• Aucune pression d'huile au niveau des injecteurs de refroidissement de piston malgré demande

• Contacteur de pression d'huile défectueux

• Pression d'huile en dépit de la désactivation des injecteurs de refroidissement de piston




Sur le clapet de commande pour injecteurs de refroidissement de piston, les défauts électriques suivants peuvent être détectés :


• Coupure de câble, injecteurs de refroidissement de piston toujours activés

• Court-circuit à la masse ; refroidissement de piston désactivé

• Court-circuit au + ; refroidissement de piston toujours activé



En cas de défauts faisant que le refroidissement de piston n'a pas lieu, les réactions de sauvegarde suivantes sont déclenchées :

• Limitation de couple et de régime par le calculateur du moteur

• Pas de niveau de pression d'huile bas de la pompe à huile à régulation

• Il y a dans le combiné d'instruments affichage d'un message signalant que le régime est limité à 4000 tr/min, un bip, allumage du témoin EPC.







4  Système de refroidissement



4.1  Synoptique du système


Le système de refroidissement est adapté à l'équipement du véhicule ainsi qu'à sa motorisation. On fait ainsi la différence entre montage longitudinal et transversal, cylindrée, version de boîte de vitesses et si le véhicule est équipé d'un chauffage stationnaire.


Circulation du liquide de refroidissement


Nous avons pris ici pour exemple la version TFSI de 1,8l en position longitudinale, avec boîte mécanique et sans chauffage stationnaire.




Synoptique-du-systeme-de-refroisissement-moteur-TFSI-Audi.jpeg


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Nota
Pour les plans de raccordement spécifiques au véhicule, consulter le Manuel de réparation considéré.

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Moteur TFSI de 1,8l en position longitudinale, avec boîte mécanique et sans chauffage stationnaire



Circulation-liquide-de-refroidissement-moteur-TFSI-18l-position-longitudinale-avec-boite-mecanique-e.jpeg



Légende :


1 Échangeur de chaleur du chauffage

2 Radiateur d'huile de boîte

3 Vanne de coupure de liquide de refroidissement du Climatronic N422

4 Pompe de circulation du liquide de refroidissement V50

5 Vanne de liquide de refroidissement pour boîte de vitesses N488

6 Vase d'expansion du liquide de refroidissement

7 Transmetteur de température de liquide de refroidissement G62

8 Pompe de liquide de refroidissement avec actionneur de régulation de température du moteur N493 (tiroirs rotatifs 1 et 2)

9 Turbocompresseur 10 Collecteur d'échappement intégré (IAGK)

11 Radiateur d'huile moteur

12 Ventilateur de radiateur V7

13 Ventilateur de radiateur 2 V177

14 Transmetteur de température de liquide de refroidissement en sortie de radiateur G83

15 Radiateur de liquide de refroidissement






4.2  Gestion thermique innovante (ITM)



Lors du perfectionnement du moteur, le circuit de liquide de refroidissement complet a été remanié. Le réchauffage rapide du moteur, une réduction de la consommation ainsi qu'une régulation de la température du moteur rapide et optimale sur le plan thermodynamique et, si besoin est, le chauffage de l'habitacle, constituaient les principaux objectifs.

Les deux composants principaux essentiels de la gestion thermique innovante sont le collecteur d'échappement intégré dans la culasse (voir section Culasse) ainsi que, décrit ci-dessous, l'actionneur de régulation de température du moteur N493. Il est monté comme module, avec la pompe de liquide de refroidissement, du côté froid du moteur.


Température du liquide de refroidissement à la température ambiante de 20 °C



Gestion-thermique-innovante-ITM-moteur-TFSI-Audi.png





Module de tiroirs rotatifs et pompe de liquide de refroidissement



Module-de-tiroirs-rotatifs-et-pompe-de-liquide-de-refroidissement-moteur-TFSI-Audi.jpeg







Actionneur de régulation de température du moteur N493 (tiroir rotatif)


L'actionneur de régulation de température du moteur N493 est identique pour les moteurs de 1,8 l et de 2,0 l, en position longitudinale comme transversale. Il régule le flux de liquide de refroidissement via deux tiroirs rotatifs couplés mécaniquement. La régulation de la position angulaire des tiroirs rotatifs a lieu en fonction des consignes de différentes cartographies dans le calculateur du moteur.
Par positionnement correspondant des tiroirs rotatifs, il est possible de réaliser différentes positions de commutation. Cela permet un réchauffage rapide du moteur, ce qui se traduit par une réduction du frottement et donc de la consommation de carburant. En outre, des températures du moteur variables entre 85 °C et 107 °C sont réalisables.



Actionneur-de-regulation-de-temperature-du-moteur-N493-tiroir-rotatif-moteur-TFSI-Audi.png





Légende :


1 Entraînement de l'actionneur de régulation de température du moteur N493 avec capteur

2 Ajutage pour alimentation vers radiateur

3 Ajutage vers raccord du radiateur d'huile moteur

4 Pignon intermédiaire

5 Tiroir rotatif 2

6 Arbre de tiroir rotatif 1

7 Boîtier de tiroir rotatif

8 Thermostat à capsule de cire (thermostat Fail-Safe)

9 Empilage de joints

10 Ajutage pour retour du radiateur

11 Tiroir rotatif 1




Fonction de l'actionneur de régulation de température du moteur N493



Un moteur électrique CC commande le tiroir rotatif. Le pilotage du moteur est assuré via le calculateur du moteur par un signal MLI (12 V). La fréquence de pilotage est de 1000 Hz.  Le signal de pilotage est nouveau. Il s'agit d'un signal numérique, dont l'architecture s'apparente à un signal CAN. Le pilotage a lieu jusqu'à ce que la position déterminée par le calculateur du moteur soit atteinte. Un pilotage positif (valeur de mesure dans le testeur de diagnostic du véhicule) signifie que le tiroir rotatif se déplace en direction de l'ouverture. Le moteur électrique entraîne le tiroir rotatif 1 par l'intermédiaire d'un engrenage à vis sans fin à très forte réduction. Il pilote le flux de liquide de refroidissement du radiateur d'huile, de la culasse et du radiateur d'eau principal. (Le radiateur d'huile de boîte, le turbocompresseur et le retour du chauffage ne sont pas régulés.)

Le tiroir rotatif 2 est relié via une denture en fuseaux au tiroir rotatif 1. La denture est conçue de sorte que le tiroir rotatif 2 soit couplé et découplé dans différentes positions angulaires du tiroir rotatif 1. Le déplacement rotatif du tiroir rotatif 2 (ouverture du flux de liquide de refroidissement traversant le bloc-cylindres) débute à une position d'angle de rotation du tiroir rotatif 1 d'env. 145°. Dans une position d'angle de rotation du tiroir rotatif 1 d'env. 85°, il y a à nouveau découplage. Ici, le tiroir rotatif 2 a atteint son déplacement rotatif maximal et ouvert entièrement le circuit de liquide de refroidissement du bloccylindres. Les déplacements des tiroirs rotatifs sont limités par des butées mécaniques.

Plus le moteur chauffe, plus le tiroir rotatif est tourné. Différents débits sont alors ouverts dans les sections variables. Pour détecter la position exacte des tiroirs rotatifs et reconnaître les dysfonctionnements, un capteur d'angle de rotation est monté sur la platine de commande du tiroir rotatif. Il délivre un signal de tension numérique (SENT*) au calculateur du moteur. La position du tiroir rotatif 1 peut être lue dans les valeurs de mesure à l'aide du testeur de diagnostic du véhicule.



Fonction-de-l-actionneur-de-regulation-de-temperature-du-moteur-N493-moteur-TFSI-Audi.jpeg




Stratégie de pilotage

La présente description porte sur le fonctionnement de l'ensemble du circuit de liquide de refroidissement durant la phase de réchauffement du moteur. La description concerne les moteurs de l'Audi A4 12.


Réchauffement

Pour la mise en action du moteur, le tiroir rotatif 1 est amené en position 160°. Dans cette position, les raccords du radiateur d'huile moteur et du retour-radiateur d'eau principal sont fermés sur le tiroir rotatif 1. Le tiroir rotatif 2 ferme le raccord allant au bloc-cylindres. La vanne de coupure du liquide de refroidissement du Climatronic N422 et la vanne de liquide de refroidissement pour boîte de vitesses N488 sont, dans un premier temps, fermées. La pompe de recirculation du liquide de refroidissement V51 n'est pas pilotée. La circulation du liquide de refroidissement par le bloc-cylindres n'est donc pas possible. La stagnation du liquide de refroidissement est réalisée, en fonction de la charge et du régime, jusqu'à une température maximale de 90 °C.


Actionneur-de-regulation-de-temperature-du-moteur-N493--en-phase-de-rechauffement.jpg


Chauffage autonome

En cas de demande de chauffage, la vanne de coupure de liquide de refroidissement du Climatronic N422 et la pompe de recirculation du liquide de refroidissement V51 sont activées. Le flux de liquide de refroidissement traverse alors la culasse, le turbocompresseur et l'échangeur de chaleur du chauffage



Actionneur-de-regulation-de-temperature-du-moteur-N493--chauffage-autonome.jpg


Mini-flux volumique

Cette fonction sert à la protection contre la surchauffe de la culasse (collecteur d'échappement intégré) et du turbocompresseur, lorsque la stagnation du liquide de refroidissement est réalisée dans la bloc-cylindres. Pour cela, le tiroir rotatif 1 est amené dans une position d'env. 145°. À partir de cette position, la denture en fuseaux pénètre dans le tiroir rotatif 2 et commence à l'ouvrir. Une petite partie du liquide de refroidissement est maintenant refoulée par le bloc-cylindres dans la culasse, traverse le turbocompresseur et est retournée via le module de tiroirs rotatifs à la pompe de liquide de refroidissement. Le deuxième flux partiel s'écoule, si besoin est, via la vanne de coupure de liquide de refroidissement N82 en direction de l'échangeur de chaleur du chauffage. La pompe de recirculation du liquide de refroidissement V51 n'est alors pilotée qu'en cas de « demande de chauffage ». Le frottement du moteur durant la mise en action peut être encore réduit grâce au réchauffement rapide du liquide de refroidissement.



Actionneur-de-regulation-de-temperature-du-moteur-N493--chauffage-autonome-Mini-flux-volumique.jpg



Activation du radiateur d'huile moteur pour mise en action


Au cours du déroulement ultérieur de la phase de réchauffement, le radiateur d'huile moteur est activé à son tour. L'ouverture du raccord du radiateur d'huile moteur débute à partir d'une position du tiroir rotatif 1 de 120°. Parallèlement, le tiroir rotatif 2 continue de s'ouvrir et le flux de liquide de refroidissement traversant le bloc-cylindres augmente. L'huile moteur est également réchauffée par l'activation ciblée du radiateur d'huile moteur.


actionneur-de-regulation-de-temperature-du-moteur-N493-Activation-du-radiateur-d-huile-moteur-pour-m.jpg




Chauffage de l'huile de boîte

Après un réchauffage suffisant du moteur à combustion, la vanne de liquide de refroidissement pour boîte de vitesses N488 est ouverte, pour chauffer aussi l'huile de boîte avec la chaleur excédentaire. L'activation de la fonction de chauffage de l'huile de boîte a lieu à une température du liquide de refroidissement de 80 °C sans chauffage et de 97 °C avec chauffage.


actionneur-de-regulation-de-temperature-du-moteur-N493-Chauffage-de-l-huile-de-boite.jpg





Régulation de la température via le radiateur d'eau principal
Dans le cas de faibles régimes et charges, le liquide de refroidissement est régulé, pour un frottement minimal du moteur, à 107 °C. Lorsque la charge et le régime augmentent, la température du liquide de refroidissement est abaissée jusqu'à 85 °C.
Pour cela, le tiroir rotatif 1 est réglé en fonction du besoin de refroidissement entre 85° et 0°. En position 0° du tiroir rotatif, le raccord retour-radiateur d'eau principal est entièrement ouvert.


Plage de charge partielle


Actionneur-de-regulation-de-temperature-du-moteur-N493-Plage-de-charge-partielle.jpg



Plage de pleine charge



Actionneur-de-regulation-de-temperature-du-moteur-N493-Plage-de-pleine-charge.jpg




Fonction de recirculation après coupure du moteur

Pour éviter l'ébullition du liquide de refroidissement au niveau de la culasse et du turbocompresseur après coupure du moteur ou pour éviter un refroidissement inutile du moteur, la fonction de recirculation est démarrée sur demande de la cartographie. Elle est activée pendant 15 minutes maximum après coupure du moteur. Pour cela, le tiroir rotatif est amené en « position recirculation » (160 – 255°). Une régulation de la température du liquide de refroidissement a également été réalisée dans la recirculation. Dans le cas d'une demande de recirculation maximale (255°) et d'une température basse correspondante du liquide de refroidissement, le raccord retour-radiateur d'eau principal est ouvert, le raccord allant au bloc-cylindres étant toutefois fermé via le tiroir rotatif 2. En outre, la pompe de recirculation du liquide de refroidissement V51 et la vanne de coupure de liquide de refroidissement N82 sont activées.

Le liquide de refroidissement s'écoule alors en deux flux partiels. D'une part via la culasse vers V51, le deuxième flux partiel s'écoule via le turbocompresseur via le tiroir rotatif, puis via le radiateur d'eau principal pour retourner à la pompe de recirculation du liquide de refroidissement V51. En position recirculation, le carter moteur n'est pas traversé. Cette fonction a permis de réduire considérablement le temps de la fonction de recirculation, sans générer de déperdition de chaleur excessive




Actionneur-de-regulation-de-temperature-du-moteur-N493-Fonction-de-recirculation-apres-coupure-du-mo.jpg




Cas de défaut


En cas de défaillance du capteur d'angle de rotation, le tiroir rotatif est entièrement piloté (refroidissement maximal du moteur). Si le moteur CC est défectueux ou si le tiroir rotatif est coincé, une limitation du régime et du couple est activée en fonction de la position du tiroir rotatif.

Autres réactions :

• Il y a dans le combiné d'instruments affichage d'un message signalant que le régime est limité à 4000 tr/min, un bip,  allumage du témoin EPC

• Affichage de la température réelle du liquide de refroidissement dans le combiné d’instruments

• Ouverture de la vanne de coupure du liquide de refroidissement N82

• Activation de la pompe de recirculation du liquide de refroidissement V51 pour garantir le refroidissement de la culasse.


Si la température dans le tiroir rotatif dépasse 113 °C, un thermostat à capsule de cire ouvre dans le tiroir rotatif un by-pass en direction du radiateur d'eau principal, si bien que le liquide de refroidissement peut s'écouler via le radiateur d'eau principal . Cela permet de poursuivre le trajet en cas de défaut.


Schéma fonctionnel de l'actionneur de régulation de température du moteur N493


Raccords sur l'actionneur de régulation de la température du moteur N493 :




Schema-fonctionnel-de-l-actionneur-de-regulation-de-temperature-du-moteur-N493-Moteur-TFSI-Audi.png



1- Capteur – (raccord masse du capteur, câblage du moteur)

2- Signal du capteur

3- Capteur + (raccord 5 V dans le câblage du moteur)

4- Actionneur –

5- Actionneur +




Vanne de liquide de refroidissement pour boîte de vitesses N488


La vanne de liquide de refroidissement pour boîte de vitesse pilote les arrivées du flux de liquide de refroidissement chaud au radiateur d'huile de boîte. Elle est par exemple montée sur l'Audi A5 12 avec boîte mécanique. L'électrovanne est pilotée en cas de besoin par le calculateur du moteur avec la tension de bord. Si elle n'est pas pilotée, elle est ouverte par la force mécanique du ressort.
Lors du démarrage du moteur, elle est fermée. Le flux de liquide de refroidissement vers la boîte est ouvert à une température du liquide de refroidissement de 80 °C et refermé à 90 °C. Cela assiste la boîte mécanique pour atteindre sa température optimale en termes de frottement.




Vanne-de-liquide-de-refroidissement-pour-boite-de-vitesses-N488-moteur-TFSI-Audi.png







Pompe de circulation du liquide de refroidissement V50


Cette pompe sert, sur les véhicules équipés de moteurs en position longitudinale, de pompe de recirculation pour l'échangeur de chaleur du chauffage. Elle est pilotée par le calculateur de Climatronic J255 via un signal MLI. Elle est diagnosticable via le calculateur de Climatronic J255.


Fonctionnement

Lorsque la pompe de recirculation du liquide de refroidissement V50 fonctionne, le liquide de refroidissement est aspiré via le flexible de liquide de refroidissement du moteur, via l'échangeur de chaleur du bloc frigorifique et la vanne de coupure de liquide de refroidissement et réacheminé au moteur via le flexible de liquide de refroidissement. La pompe de circulation du liquide de refroidissement V50 est, avec le contact d'allumage mis, pilotée en fonction de la température du liquide de refroidissement et du réglage effectué sur l'unité de commande et d'affichage du climatiseur.
La version d'équipement du véhicule est sélectionnée dans le codage et l'adaptation (par ex. chauffage stationnaire monté).





Pompe-de-circulation-du-liquide-de-refroidissement-V50-moteur-TFSI-Audi.png



Vanne de coupure du liquide de refroidissement du Climatronic N422



La vanne de coupure de liquide de refroidissement est montée sur les moteurs en position longitudinale et sans chauffage stationnaire.
La vanne ouvre et ferme le flux de liquide de refroidissement allant à l'échangeur de chaleur du chauffage du véhicule.



Fonctionnement

Elle est identique à la vanne de liquide de refroidissement pour la boîte de vitesses N488. Si elle n'est pas pilotée, elle est ouverte (le liquide de refroidissement circule). Lors du pilotage, elle est fermée. L'ouverture est assurée par la force mécanique du ressort.
Après le démarrage du moteur, elle est fermée. Elle est ouverte en cas de souhait de chauffage, de refroidissement par recirculation et de demande start-stop. Le pilotage « noir et blanc » est assuré par le calculateur de Climatronic J255. La vanne de coupure de liquide de refroidissement du Climatronic N422 doit être correctement adaptée dans le calculateur.



Pompe de recirculation du liquide de refroidissement V51

La pompe est montée sur les véhicules avec moteur en position transversale. Elle est identique à la pompe V50 équipant les moteurs en position longitudinale. Le pilotage du calculateur du moteur est assuré par le calculateur au moyen d'un signal MLI. La pompe de recirculation du liquide de refroidissement V51 est pilotée par le calculateur du moteur sur demande de l'unité de commande (calculateur du chauffage J65) ou du calculateur de Climatronic J255.

Elle se charge également de l'assistance de la pompe de liquide de refroidissement du moteur pour l'amélioration du débit de liquide de refroidissement traversant l'échangeur de chaleur du chauffage à des régimes moteur donnés, en vue de l'amélioration de la puissance de chauffage. En outre, la température dans le turbocompresseur peut être réduite plus rapidement. Cela permet d'améliorer la durée de vie de l'huile moteur


Vanne de coupure du liquide de refroidissement N82


La vanne de coupure du liquide de refroidissement N82 est pilotée par le calculateur du moteur. Elle est entre autres montée sur l'Audi A3 13 avec chauffage stationnaire. Elle coupe, dans le cas d'un moteur froid, en fonction du réglage sur l'unité de commande (calculateur du chauffage J65) ou du calculateur de Climatronic J255 le débit de liquide de refroidissement via l'échangeur de chaleur du chauffage, par ex. pour accélérer le réchauffement du moteur.




5  Alimentation en air et suralimentation


5.1  Synoptique du système



Alimentation-en-air-et-suralimentation-Synoptique-du-systeme-moteur-TFSI-Audi.jpeg




Légende :


A Flux de gaz d'échappement

B Turbocompresseur

C Filtre à air

D Flux d'air frais

E Volet wastegate

F Radiateur d'air de suralimentation

G Volets de tubulure d'admission

G31 Transmetteur de pression de suralimentation

G42 Transmetteur de température de l'air d'admission

G71 Transmetteur de pression de tubulure d'admission

G186 Entraînement du papillon (commande d'accélérateur électrique)

G187 Transmetteur d'angle 1 de l'entraînement de papillon (commande d'accélérateur électrique)

G188 Transmetteur d'angle 2 de l'entraînement de papillon (commande d'accélérateur électrique)

G336 Potentiomètre de volet de tubulure d'admission

J338 Unité de commande de papillon

N249 Vanne de recyclage d'air du turbocompresseur

N316 Vanne de volet de tubulure d'admission

V465 Actionneur de pression de suralimentation









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Nota
L'actionneur de pression de suralimentation V465 doit être remplacé après desserrage des contre-écrous de la tringlerie. Après remplacement, l'actionneur de pression de suralimentation doit être réglé avec le testeur de diagnostic du véhicule.
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5.2  Guidage d'air sur les moteurs en position transversale





Guidage-d-air-sur-les-moteurs-TFSI-Audi-en-position-transversale.jpeg



5.3  Guidage d'air sur les moteurs en position longitudinale




Guidage-d-air-sur-les-moteurs-TFSI-Audi-en-position-longitudinale.jpeg







5.4  Tubulure d'admission


En raison des pressions de suralimentation plus élevées, le système de volets de tubulure d'admission intégré dans la tubulure d'admission a été entièrement remanié. L'arbre en inox en une partie, coudé, garantit une résistance à la torsion maximale pour les volets en forme d'auge dans le canal d'admission. La détection du positionnement des volets est assurée par le potentiomètre de volet de tubulure d'admission G336 (capteur d'angle de rotation sans contact).
Les volets en auge sont, à l'état ouvert, précontraints dans le corps de base, de sorte à minimiser les excitations par le flux d'air. L'arbre est commuté électropneumatiquement à l'aide d'une capsule commandée par dépression (commande deux points) par le calculateur via la vanne de volet de tubulure d'admission N316.



Tubulure-d-admission-moteurs-TFSI-Audi.jpeg





5.5   Turbocompresseur



Le système de suralimentation est un turbocompresseur MonoScroll* de conception entièrement nouvelle.
La suralimentation au moyen du turbocompresseur Mono-Scroll améliore le comportement à pleine charge, dans la plage de régime supérieure notamment. Le guidage du canal double flux des gaz d'échappement à la sortie de la culasse est poursuivi dans le turbocompresseur jusqu'à un peu avant la turbine. Il en résulte une dissociation optimale de la séquence d'allumage (quatre en deux en un).

Le turbocompresseur se caractérise par les propriétés suivantes :

• Actionneur wastegate électrique (actionneur de pression de suralimentation V465 avec transmetteur de position de l'actionneur de pression de suralimentation G581)

• Sonde lambda en amont de la turbine (sonde lambda G39)

• Carter de turbine compact en acier moulé avec entrée double flux, directement bridé sur la culasse

• Carter de compresseur avec silencieux à pulsations intégré et électrovanne de recyclage d'air en décélération (vanne de recyclage d'air du turbocompresseur N249)

• Roue de turbine (Inconel*) résistant à la chaleur, conçue pour des températures jusqu'à 980 °C

• Carter de palier avec raccords universels pour huile et liquide de refroidissement

• Roue de compresseur fraisée en vue d'une meilleure stabilité de marche à tous les régimes et d'une acoustique améliorée

• Roue de turbine réalisée comme Mixed Flow Turbine* en Inconel 713 °C




Turbocompresseur-moteurs-TFSI-Audi.jpeg


Capteurs pour enregistrement de la masse d'air et de la  température de l'air :


• Transmetteur de pression de suralimentation G31 (position 3), monté dans la conduite d'air entre le radiateur d'air de suralimentation et le papillon. Son signal est utilisé pour piloter la pression de suralimentation.

• Transmetteur de température de l'air d'admission G42 avec transmetteur de pression de la tubulure d'admission G71, la masse d'air est enregistrée avec les signaux pression et température.




Actionneur de pression de suralimentation V465

Un actionneur de wastegate électrique est mis en œuvre pour la première fois sur un moteur quatre cylindres suralimenté Audi. Cette technologie offre les avantages suivants par rapport aux capsules à dépression utilisées précédemment :

• Réponse plus rapide et plus précise

• Peut être piloté indépendamment de la pression de suralimentation appliquée

• En raison de la force de fermeture plus élevée, le couple maximal du moteur de 320 Nm est atteint dès un faible régime moteur de 1500 tr/min.

• La pression de suralimentation de base peut être abaissée avec une ouverture active du wastegate à charge partielle Cela permet une économie de carburant d'env. 1,2 g de CO2/km en cycle MVEG.

• Du fait de l'ouverture active du wastegate durant le chauffage du catalyseur, on obtient une température des gaz d'échappement augmentée de 10 °C en amont du catalyseur, ce qui se traduit par des émissions de départ à froid plus faibles.

• En raison de la vitesse d'actionnement élevée de l'actionneur du wastegate, une élimination immédiate de la pression de suralimentation en cas d'alternances de charge négatives (décélération) est possible, ce qui a des répercussions positives, notamment au niveau du comportement acoustique du turbo-  compresseur (sifflement, souffle).



Actionneur-de-pression-de-suralimentation-V465-moteur-TFSI-Audi.jpeg




Composants du système de l'actionneur de pression de suralimentation



Le mécanisme de positionnement complet se compose des pièces suivantes :


• Boîtier

• Moteur CC (actionneur de pression de suralimentation V465)

• Transmission

• capteur de position sans contact intégré (transmetteur de position pour actionneur de pression de suralimentation G581)

• butées mécaniques supérieure et inférieure de la transmission

• éléments de compensation du jeu et de la tolérance sur la barre de poussée



Schéma fonctionnel



Raccords sur le transmetteur de pression de suralimentation V465 :




Schema-fonctionnel-raccords-sur-le-transmetteur-de-pression-de-suralimentation-V465-moteur-TFSI-Aud.png






1-  Capteur + (raccord 5 V dans le câblage du moteur)

2-  Actionneur –

3-  Masse

4-  non occupé

5- Signal du capteur

6- Actionneur +




Fonctionnement

Le moteur CC déplace le volet wastegate via l'unité de transmission et la barre de poussée. La limitation du déplacement est réalisée dans le cas de la butée mécanique inférieure par la butée externe du volet wastegate dans son siège et, dans le cas de la butée mécanique supérieure, par la limitation interne de la transmission sur le carter.
La fréquence de pilotage du moteur CC a lieu dans une plage de fréquences de 1000 Hz via le calculateur du moteur. La longueur de la barre de poussée est réglable. Un réglage du volet wastgate est ainsi possible après remplacement de l'actionneur.



Transmetteur de position de l'actionneur de pression de suralimentation G581


Le transmetteur de position de l'actionneur de pression de suralimentation G581 est monté dans le couvercle du carter de la transmission de l'actionneur de pression de suralimentation. Dans le couvercle du carter se trouve également un support d'aimant avec deux aimants permanents. Le support d'aimant est engagé dans le couvercle de carter et repose sur la coupelle de ressort de la transmission. Il exécute donc le même mouvement que la barre de poussée. Lorsque la barre de poussée se déplace, les aimants sont déplacés le long du capteur de Hall, qui se trouve également dans le couvercle du carter, et la valeur réelle de la course de déplacement est enregistrée. La course de déplacement est délivrée sous forme de signal de tension analogique linéaire.




Carter de turbine et roue de turbine


Pour répondre aux exigences de température des gaz d'échappement plus élevée de l'ordre de 980 °C et de la disposition de la sonde lambda en amont de la turbine dans le carter, le carter de turbine est réalisé, à la différence de la deuxième génération, dans un nouveau matériau de fonte d'aluminium dans la configuration du carter. Pour réaliser une dissociation optimale de la séquence d'allumage, un guidage par canaux biflux a été réalisé jusqu'à juste avant la turbine.
Comme le carter de turbine présente des cotes très compactes, le concept de vissage avec la culasse retenu est un vissage standard par goujon et écrou. La roue de turbine est conçue comme turbine Mixed Flow (turbine semi-radiale).


Carter de compresseur et roue de compresseur

Le carter de compresseur a été renforcé en raison des forces d'actionnement élevées de l'actionneur de pression de suralimentation V465. Il est réalisé en fonte d’aluminium. Outre la roue de compresseur, le silencieux à pulsations, la vanne de recyclage d'air du turbocompresseur N249 et le point d'introduction pour les gaz issus du dégazage du carter moteur et du réservoir sont intégrés.

La roue de compresseur est fraisée en une partie. Cela permet de réaliser une meilleure stabilité de marche à tous les régimes et une acoustique améliorée.




Sonde lambda G39

La sonde lambda (en amont du catalyseur) est positionnée au point stratégique où les gaz d'échappement de chaque cylindre sont refoulés devant le carter de turbine et où les températures ne sont quand même pas trop élevées. La sonde lambda G39 est une sonde lambda à large bande LSU 4.2.
Cela permet une fin beaucoup plus précoce du point de rosée et donc une validation rapide de la régulation lambda (six secondes) après lancement du moteur, ainsi qu'une bonne détection des cylindres individuels.



Sonde-lambda-G39-moteur-TFSI-Audi.jpeg




6  Système d'alimentation en carburant


6.1  Synoptique du système






Synoptique-du-systeme-d-alimentation-en-carburant-moteur-TFSI-Audi.jpeg






6.2  Conditionnement du mélange / double système d'injection


Les critiques de plus en plus fréquentes à l'adresse des moteurs à essence à injection directe, selon lesquelles leur rejet de particules de suie très fines est pratiquement dix fois plus élevé que celui des moteurs diesel actuels, a mené à la mise au point du double système d'injection.

Les objectifs suivants ont été atteints :


• Élévation de la pression du système de 150 à 200 bars.

• Amélioration de l'acoustique

• Réalisation des valeurs limites Euro6 pour masse et quantité de particules (nette réduction des émissions de suie, du facteur 10)

• Réduction des émissions polluantes, notamment du CO2, satisfaction et respect des normes antipollution actuelles et futures • Adoption d'un système d'injection à tubulure d'admission supplémentaire

• Réduction de la consommation à charge partielle, l'avantage tient ici à l'utilisation de l'injection MPI




Conditionnement-du-melange---double-systeme-d-injection-moteur-TFSI-Audi.jpeg



Système d'injection MPI


L'alimentation du système MPI s'effectue via le raccord de balayage de la pompe haute pression. La pompe haute pression continue d'être traversée automatiquement par le carburant durant le mode MPI et est donc refroidie. Pour réduire les pulsations que la pompe haute pression induit dans la rampe, un étranglement est intégré dans le raccord de balayage de la pompe haute pression.

Le système MPI possède son propre capteur de pression, le transmetteur de pression de carburant, basse pression G410. L'alimentation en pression en fonction des besoins est assurée par la pompe de préalimentation G6 dans le réservoir à carburant. La pompe de préalimentation G6 est pilotée par le calculateur de pompe à carburant J538 via le calculateur du moteur. La rampe MPI est réalisée en matière plastique. Les injecteurs MPI (N532 – N535) sont montés dans la tubulure d'admission en matière plastique et disposés de manière optimale pour l'orientation du jet.


Système d'injection haute pression


Pour la pression du système pouvant atteindre 200 bars, toutes les pièces de la partie haute pression ont été adaptées. Les injecteurs ont été découplés acoustiquement de la culasse via des rondelles élastiques acier. La rampe haute pression a également été découplée de la tubulure d'admission est vissée sur la culasse. La position des injecteurs haute pression est légèrement en retrait.

Cela a permis d'améliorer l'homogénéisation du mélange et de réduire la sollicitation thermique des soupapes. Pour avoir à l'avenir un concept de régulation identique pour tous les moteurs, ce dernier a été remanié. La règle empirique suivante s'applique pour le concept de régulation : Avec la fiche de la vanne de régulation de pression du carburant N276 débranchée, il n'y a plus d'établissement de pression dans la plage de haute pression.




6.3  Modes de fonctionnement 



Il est systématiquement calculé dans la cartographie si le moteur fonctionne en mode MPI ou FSI. Afin d'atteindre des émissions de suie minimes, une faible dilution de l'huile et une faible tendance au cliquetis, le nombre et le type des injections (MPI ou FSI) sont optimisés sur le plan thermodynamique. Le conditionnement du mélange s'en trouve modifié. Il faut ici adapter le moment et la durée de l'injection.

Dans la plage de fonctionnement la plus vaste possible, on privilégie lambda 1. Ceci est également possible grâce à la mise en œuvre du collecteur d'échappement intégré.

À moteur froid (liquide de refroidissement en dessous d'env. 45 °C et en fonction de la température de l'huile) il est toujours fait appel à l'injection directe. De même, l'injection directe est utilisée à chaque démarrage du moteur.

Pour que le carburant dans les injecteurs haute pression ne puisse pas cokéfier lors d'un fonctionnement prolongé, il est fait appel à une fonction de balayage. Le mode FSI est alors brièvement activé.




Cartographie type d'injection



Cartographie-type-d-injection-moteur-TFSI-Audi.png


Lancement du moteur


Une triple injection a lieu durant le temps de compression.


Mise en action / chauffage du catalyseur

Ici, une double injection a lieu durant le temps d'admission et de compression. Le point d'allumage est décalé en direction du « retard ». Les volets de tubulure d'admission sont fermés.


Moteur chaud (>45 °C) charge partielle


Ici, il y a commutation en mode MPI. Les volets de tubulure d'admission sont également fermés dans la plage de charge partielle, toutefois pas 1 : 1 avec le mode MPI (en fonction des paramètres de la cartographie).





Calculateur-du-moteur-J623--moteurs-TFSI-Audi.jpg

Calculateur du moteur J623



Avantage au niveau consommation

À moteur chaud, une homogénéisation optimale du mélange est réalisée par stockage en amont du mélange. On dispose d'un temps de conditionnement du mélange plus long. Cela se traduit par une combustion rapide, optimisée en termes de rendement.  En outre, il n'est pas nécessaire de fournir de puissance pour l'entraînement de la pompe haute pression.


Charge plus élevée

Ici, une double injection directe est réalisée. Une injection directe dans le temps d'admission et une autre dans le temps de compression.




Fonctionnement en mode dégradé


En cas de défaillance de l'un des deux systèmes, l'autre se charge d'assurer le fonctionnement en mode dégradé. Cela garantit que le véhicule reste opérationnel.






7  Gestion du moteur


7.1  Synoptique du système Moteur T FSI de 1,8 l CJEB (Audi A5 12)



Synoptique-du-systeme-Moteur-TFSI-de-18l-CJEB-Audi.jpeg


Capteurs


1-    Unité de commande de papillon J338 Transmetteurs d'angle 1+2 de l'entraînement de papillon  (commande d'accélérateur électrique) G187, G188

2-    Contacteur de feux stop F

3-    Transmetteur de position de l'embrayage G476 Contacteur de pédale d'embrayage F36 Contacteur de pédale d'embrayage pour démarrage du moteur F194

4-    Transmetteur de position de l'accélérateur G79 Transmetteur 2 de position de l'accélérateur G185

5-    Détecteur de cliquetis 1 G61

6-    Transmetteur de pression de carburant, basse pression G410

7-   Transmetteur de Hall G40 Transmetteur de Hall 3 G300

8-   Transmetteur de température de liquide de refroidissement G62

9-   Transmetteur de température de liquide de refroidissement en sortie de radiateur G83

10- Transmetteur de régime moteur G28

11- Transmetteur de niveau et de température d'huile G266

12- Potentiomètre de volet de tubulure d'admission G336

13- Transmetteur de température de l'air d'admission G42 Transmetteur de pression de tubulure d'admission G71

14- Transmetteur de pression du carburant G247

15- Transmetteur de pression de suralimentation G31

16- Capteur de détection de rapport G604

17- Capteur de pression du servofrein G294

18- Sonde lambda G39 Sonde lambda en aval du catalyseur G130

19- Contacteur de pression d'huile F22 Contacteur de pression d'huile pour contrôle de la pression réduite F378 Contacteur de pression d'huile, niveau 3 F447

20- Transmetteur de position de l'actionneur de pression  de suralimentation G581

21- Transmetteur d'indicateur de niveau de carburant G Transmetteur 2 de niveau de carburant G169


Signaux supplémentaires :

− Régulateur de vitesse

− Signal de vitesse

− Demande de démarrage au calculateur du moteur (Keyless-Start 1 et 2)

− Borne 50

− Signal de collision du calculateur d'airbag




Actionneurs



22- Clapet de commande pour injecteurs de refroidissement de piston N522

23- Bobines 1 à 4 avec étage final de puissance  N70, N127, N291, N292

24- Entraînement du papillon (commande d'accélérateur électrique) G186

25- Injecteurs 2 pour cylindres 1 à 4 N532 – N535

26- Injecteurs pour les cylindres 1 à 4 N30-N33

27- Vanne de liquide de refroidissement pour boîte de vitesses N488

28- Vanne de recyclage d'air du turbocompresseur N249

29- Vanne du volet de tubulure d'admission N316

30- Pompe de circulation du liquide de refroidissement V50

31- Électrovanne 1 de distribution variable N205 Électrovanne 1 de distribution variable dans l'échappement N318

32- Vanne de dosage du carburant N290

33- Vanne de régulation de pression d'huile N428

34- Actionneurs 1 à 8 de variateur de calage d'arbre à cames F366 – F373

35- Électrovanne 1 de réservoir à charbon actif N80

36- Actionneur de régulation de température du moteur N493

37- Chauffage de sonde lambda Z19 Chauffage de la sonde lambda 1, en aval du catalyseur Z29

38- Actionneur de pression de suralimentation V465

39- Électrovanne gauche de palier électrohydraulique du moteur N144 Électrovanne droite de palier électrohydraulique du moteur N145

40- Calculateur de pompe à carburant J538 Pompe à carburant (pompe de préalimentation) G6

41- Calculateur de ventilateur de radiateur J293 Ventilateur de radiateur V7 Ventilateur 2 de radiateur V177




Signaux supplémentaires :


− Calculateur de boîte automatique / régime moteur

− Calculateur d'ABS / position de l'embrayage

− Compresseur de climatiseur

− Pilotage du démarreur






8  Différenciation des versions de moteur


8.1  Différences entre 1,8 l / 2,0 l, ainsi qu'entre position longitudinale et transversale


En fonction de la cylindrée (1,8 l et 2,0 l) et de la position, longitudinale ou transversale, les moteurs présentent des différences au niveau des catégories de puissance, des composants et du processus de combustion.
Ces différences sont présentées aux sections suivantes.


Synoptique des catégories de puissance


Position longitudinale






Synoptique-des-categories-de-puissance-Moteurs-TFSI-Audi.jpeg






8.2  Différences des composants entre position longitudinale et transversale


Les composants suivants ont été adaptés :

• Partie supérieure du carter d'huile

• Insert en nid d'abeille

• Conduite d'aspiration de la pompe à huile

• Carter d'huile

• Turbocompresseur


Les composants partie supérieure et inférieure de carter d'huile, insert en nid d'abeille et conduite d'aspiration de la pompe à huile ont été modifiés de façon à garder une capacité d'huile identique (5,4 l) et à répondre aux critères de fonctionnement requis du circuit d'huile, tels que pression d'huile, moussage de l'huile, dynamique transversale et longitudinale, conduite en montée et en descente.



Differences-des-composants-entre-position-longitudinale-et-transversale-moteurs-TFSI-Audi.jpeg





8.3  Différences des composants entre cylindrée de 1,8 l et de 2,0 l


Pièces différentes :

• Bloc-cylindres (diamètre du palier de vilebrequin 52 mm)

• Vilebrequin (course 92,8 mm, diamètre de palier de vilebrequin 52 mm, huit contrepoids)

• Bielle avec calibre adapté

• Palier de vilebrequin (52 mm, utilisation d'un palier bimatière dans l'ensemble de la plateforme modulaire)

• Arbres d'équilibrage

• Arbre à cames d'échappement (levée de soupape 10 mm, calage de la distribution adapté)

• Soupapes d'échappement (creuses, bimétal)

• Injecteurs haute pression (débit augmenté)

• Tubulure d'admission avec volet de turbulence intégré (volet Drumble)

• Turbocompresseur




Differences-des-composants-entre-cylindree-de-18l-et-de-20l-moteurs-TFSI-Audi.jpeg




Composants différents sur l'Audi S3 13


Les composants suivants ont été adaptés :

• Culasse avec un autre alliage que les autres moteurs de ce groupe, en raison de la sollicitation thermique plus élevée

• Soupapes d'échappement (creuses, teneur en Ni plus élevée, nitrurées)

• Bagues de siège de soupape d'échappement (résistance à la température et à l'usure améliorée)

• Arbre à cames d'échappement (calage de la distribution adapté)

• Taux de compression 9,3 : 1

• Injecteurs de refroidissement de piston (débit augmenté)

• Injecteurs haute pression (débit encore augmenté)

• Turbocompresseur

• Pression de suralimentation pouvant atteindre 1,2 bar

• Radiateur d'eau principale haute performance avec 1 à 2 radiateurs d'eau supplémentaires (suivant la variante nationale)

• Mesures acoustiques supplémentaires pour une sonorité sportive par un actionneur de sonorité (pour l'habitacle) et des volets de gaz d'échappement dans le système d'échappement.



Composants-differents-sur-l-Audi-S3-13-moteurs-TFSI-Audi.jpeg








8.4  Différences au niveau des turbocompresseurs

Pour l'Audi S3 13, des roues de compresseur et de turbine encore plus grandes sont utilisées et les composants du carter ont été adaptés en conséquence. Pour pouvoir réaliser le flux massique élevé de gaz d'échappement de la S3 13, il est fait appel à des matériaux encore plus sophistiqués pour le carter de turbine ainsi que pour la roue de turbine.
L'une des particularités du turbocompresseur de l'Audi S3 13 est sa technologie « abradeable seal » (ICSI GmbH) dans le compresseur. Un insert en matière plastique s'autorodant garantit un interstice nettement plus faible entre la roue et le carter de compresseur. Cela permet d'augmenter le rendement du niveau compresseur de jusqu'à 2 % supplémentaires.


Differences-au-niveau-des-turbocompresseurs-moteurs-TFSI-Audi.jpeg








Légende :


A- Électrovanne de dérivation d'air en décélération

B- Carter de compresseur

C- Roue de compresseur

D- Paliers

E- Turbine

F- Carter de turbine

G- Système wastegate






8.5  Différences de processus de combustion



                                                                                        1,8 l                  2,0 l                2,0 l S3 13

Débit de l'injecteur haute pression                                        15 cm3/s          17,5 cm3/s       20 cm3/s

Injecteur MPI                                                                      Pièce identique   Pièce identique  Pièce identique

Canaux d'admission                                                            Canal Tumble     Canal Tumble    Canal Tumble

Système de volets                                                              Tumble              Drumble           Drumble

Rapport volumétrique                                                          9,6 : 1              9,6 : 1             9,3 : 1

Variateur de calage d'arbre à cames  d'admission                    oui                    oui                  oui

Variateur de calage d'arbre à cames  d'échappement               oui                    oui                  oui

Échappement - Audi valvelift system (AVS)                            oui                    oui                  oui

Collecteur d'échappement intégré                                          oui                    oui                  oui









Volet Drumble

Le niveau du mouvement de la charge avec tubulure d'admission fermée diffère en fonction des cylindrées (1,8 l par rapport à 2,0 l). Pour obtenir un résultat équivalent, il faudrait également utiliser des tubulures d'admission différentes pour les cylindrées différentes. Pour éviter cela, il est fait appel à des volets de turbulence différents.
C'est pourquoi les moteurs TFSI de 2,0l sont dotés de volets Drumble. Dans le cas de cette conception, il y a fermeture asymétrique du canal Tumble. Il en résulte un chevauchement du mouvement de charge « Drall » (turbulence) et « Tumble » (tambour).



Volet-Drumble-Moteur-TFSI-Audi.jpeg




Annexe


Service


Outils spéciaux / Équipements d'atelier


T10133/16 A Outil de démontage

T1013316-A-Outil-de-demontage-des-injecteurs-haute-pression-Audi.jpg

Démontage des injecteurs haute pression
L'outil spécial T10133/16 A remplace l'ancien outil de démontage
T10133/16.
(Groupe d'équipement : A1)




T10133/18 Douille

T1013318-Douille.jpg

Démontage des injecteurs haute pression
(Groupe d'équipement : A1)





T40243 Levier

T40243-Levier.jpg


Pour mise en place du tendeur de vilebrequin
(Groupe d'équipement : A1)





T40267 Outil de calage

T40267-Outil-de-calage.jpg

Blocage de l'élément tendeur (Groupe d'équipement : A1)



T40274 Crochet d'extraction

Crocher-d-extraction.jpg

Démontage de la bague-joint de vilebrequin (Groupe d'équipement : A1)





T40270 Douille XZN 12

T40270-Douille-XZN-12.jpg

Dépose et repose des paliers d'ensemble mécanique
(Groupe d'équipement : A1)





T40271 Fixation

T40271-Fixation.jpg

Fixation des pignons de chaîne (Groupe d'équipement : A1)





T40290 Gabarit de réglage

T40290-Gabarit-de-reglage.jpg

Fixation du volet wastegate lors des travaux de réglage de l'actionneur de pression de suralimentation du turbocompresseur. (Groupe d'équipement : A1)







Opérations d'entretien en prenant pour exemple le moteur TFSI de 1,8l de l'Audi A5 12 (lettres-repères du moteur CJEB)




Périodicité d'entretien intermédiaire                             max. 30 000 km / 2 ans selon l'indicateur de maintenance

avec Service LongLife                                                Spécification d'huile moteur : VW 504 00

Périodicité d'entretien intermédiaire                             tous les 15 000 km / après 1 an (selon la première occurrence)

sans Service LongLife                                                Spécification d'huile moteur : VW 504 00 ou 502 00
                                         
Remplacement du filtre à huile                                    lors de chaque entretien intermédiaire

Capacité de vidange de l'huile moteur                          4,7 litres (avec filtre)

Aspiration / vidange de l’huile moteur                         toutes deux sont possibles

Valeurs de l'échelle du contrôleur                               Consigne pour la bague de réglage (valeur supérieure de l'échelle): 32 Consigne

d'indicateur électronique de niveau d'huile                   pour la plage de niveau d'huile min. à max. (valeur inférieure de l'échelle) : 0 – 27

(en cas de suppression de la jauge d'huile)
 
Remplacement du filtre à air                                      90 000 km / 6 ans

Bougies d'allumage                                                  90 000 km / 6 ans

Filtre à carburant                                                     à vie

Distribution par chaîne                                             à vie

Système tendeur de la distribution  par chaîne            à vie
     
Courroie multipistes                                                 à vie

Système tendeur de courroie multipistes                    à vie

Courroie crantée de pompe                                       à vie
de liquide de refroidissement









_________________________________________________________________________________

Nota

Les indications de la documentation d'actualité du Service s'appliquent systématiquement.
_________________________________________________________________________________






Glossaire



Couple moteur indexé

On appelle couple moteur indexé le couple que le moteur à combustion pourrait délivrer s’il était exempt de pertes.




DLC

Diamond like Carbon, il s’agit ici d’un carbone amorphe, s’apparentant au diamant. Ces couches se caractérisent par de très hauts degrés de dureté et des coefficients de frottement à sec très faibles. On les reconnaît à leur surface gris foncé brillante.




Downspeeding

On désigne en général par « downspeeding » la réduction du régime moteur par modification de la démultiplication de boîte totale. Une démultiplication de la propulsion optimisée au plan consommation permet d'obtenir des améliorations de la consommation comparables à celles obtenues par réduction de la cylindrée. En raison du niveau de puissance et de pression moyenne plus élevé des moteurs suralimentés, il est possible de réaliser un décalage du point de fonctionnement en direction de régimes plus bas et de charges plus élevées. Cela signifie que le moteur peut fonctionner dans une plage de cartographie plus favorable pour la consommation. Les concepts de downspeeding sont généralement liés à un concept de downsizing, cette combinaison étant particulièrement bien appropriée pour les moteurs à essence à injection directe et suralimentation







Inconel

Inconel est un nom de marque de la société Special Metals Corporation, désignant une série d'alliages à base de nickel résistant à la corrosion. Ils sont essentiellement utilisés pour les applications haute température







Mixed Flow Turbine (turbine semi-radiale)

Une turbine « Mixed Flow » est une solution intermédiaire entre turbine radiale et turbine axiale. La roue de turbine radiale est attaquée radialement (arête d'entrée parallèle à l'axe de rotation). Elle convient par conséquent bien aux petits débits, comme dans le cas des VL. L'attaque de la roue de turbine axiale a quant à elle lieu dans le sens axial (orientation de 90° de l'arête d'entrée par rapport à l'axe de rotation) et convient aux plus gros débits, pour les gros moteurs par exemple. Les turbines Mixed Flow présentent une arête d'entrée oblique. Comme il y est ajouté un élément de rotor axial, idéal pour les gros débits, il est également possible d'utiliser un rotor plus petit. L'avantage du meilleur comportement en réponse de la turbine radiale est combiné à l'avantage du meilleur rendement de l'élément de rotor axial dans la plage supérieure de régimes.




Mono-Scroll
Les turbines Mono-Scroll ne possèdent qu'une entrée rotative qui achemine les gaz d'échappement au rotor. Leur architecture est plus simple que celle des turbines Twin-Scroll, elles sont plus légères et coûtent moins cher. Les turbines Twin-Scroll possèdent deux entrées rotatives disposées parallèlement. L'acheminement des gaz d'échappement des cylindres regroupés au rotor de turbine est entièrement dissocié. Le mode de fonctionnement est meilleur, car les impulsions de gaz sont entièrement dissociées et n'ont ainsi pas d'influences parasites.




PCV

L'abréviation signifie « positive crankcase ventilation », ce qui veut dire recyclage des gaz de carter. Dans le cas de ce système, de l'air frais est mélangé aux gaz de carter dans le carter moteur. Les vapeurs de carburant et d'eau contenues dans les gaz de carter sont absorbées par l'air frais et évacuées par le dégazage du carter moteur.





SENT

Le protocole de données SENT (Single Edge Nibble Transmission) permet, en combinaison avec des capteurs adaptés, le remplacement d'interfaces analogiques et une transmission des données numériques.

Dernière modification par Audi-Tech (02-02-2017 01:53:25)


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#2 02-02-2017 11:41:41

DaddyKool
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Inscription : 05-01-2014
Messages : 940
Site Web

Re : Moteurs TFSI de 1,8l et 2,0l Audi de la ligne EA888 (3ème génération)

Superbe dossier technique, bravo et merci smile


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