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Mécanique moteur

Caractéristiques techniques

Moteur V8 5 soupapes de 4,2 l

Lettres repères: BFM

Cylindrée: 4172 cm³

Alésage: 84,5 mm

Course: 93,0 mm

Compression: 11 : 1

Puissance: 246 kW (335 ch) à 6500 tr/min

Couple: 430 Nm à 3500 tr/min

Calage de la distribution: 22° vil. en direction avance

Soupapes: 5 par cylindre

Gestion du moteur: ME7.1.1

Norme antipollution: EU 4

Ordre d’allumage: 1 - 5 - 4 - 8 - 6 - 3 - 7 - 2

Capacités: 7,5 l d’huile-moteur (filtre inclus)

Consommation: cycle urbain 17,5 - 17,6 l/100 km
                       cycle extra-urbain 8,7 - 8,8 l/100 km
                       moyenne 11,9 - 12,0 l/100 km

Accélération 0 - 100 km/h: 0 - 80 km/h – 4,8 s
                                       0 - 100 km/h – 6,3 s

Carburant: Super Plus sans plomb RON 98/95

Moteur V8 5 soupapes de 3,7 l

Lettres repères: BFL

Cylindrée: 3697 cm³

Alésage: 84,5 mm

Course: 82,4 mm

Compression: 11 : 1

Puissance: 206 kW (280 ch) à 6000 tr/min

Couple: 360 Nm à 3750 tr/min

Calage de ladistribution: 13° vilebrequin en direction avance

Soupapes: 5 par cylindre

Gestion du moteur: ME7.1.1

Norme antipollution: EU 4

Ordre d’allumage: 1 - 5 - 4 - 8 - 6 - 3 - 7 - 2

Capacités: 7,5 l d’huile moteur (filtre inclus)

Consommation:  cycle urbain 17,1 - 17,3 l/100 km
                        cycle extra-urbain 8,6
                        moyenne 11,7 - 11,9 l/100 km

Accélération 0 - 100 km/h: 0 - 80 km/h – 5,6 s
                                       0 - 100 km/h – 7,3 s

Carburant: Super Plus sans plomb RON 98/95

Mécanique moteur

Moteurs V8 5 soupapes de 3,7 l/4,2 l

Les moteurs V8 de 3,7 l et 4,2 l, repris du modèle précédent, ont subi quelques modifications.

Les modifications concernent les circuits d’admission et l’échappement et sont décrites ci-dessous.

Tubulure d’admission à géométrie variable du moteur de 4,2 l

Il s’agit d’un collecteur d’admission à double circuit, en alliage de magnésium coulé sous pression, constituée de quatre parties collées et vissées.

L’exécution à double circuit permet de réaliser deux courses d’admission de section autorisant un grand volume.

[Nota] En cas de réparation, il faut remplacer la
tubulure d’admission complète.

– Course d’admission longue de 705 mm
– Volet de commutation fermé en vue d’un couple élevé

Quatre volets par banc de cylindres sont situés sur chacun des deux arbres crantés.
La forme des volets en caoutchouc moulé garantit un guidage d’air sans perturbation
en position couple et un étanchement sûr du canal pour la position puissance. Cette étanchéité est la condition sine qua non de l’exploitation des effets de résonance de la dynamique des gaz. En position puissance, les côtés verso des volets reproduisent la paroi du canal, permettant à l’air d’admission de s’écouler sans résistance dans les cylindres.

Des coupleurs mécaniques réalisent le raccordement aux capsules à dépression en vue de la commutation des deux arbres et par là même des volets de tubulure d’admission.

– Course d’admission courte de 322 mm
– Volet de commutation ouvert pour une puissance élevée et un débit d’air important

Commutation de long sur court à 4480 tr/min
Commutation de court sur long à 4320 tr/min

Mécanique moteur

Tubulure d’admission à géométrie variable du moteur de 3,7 l

Le collecteur d’admission à triple circuit équipant le V8 équipe également ce moteur.

En raison de la faible course du piston de 82,4 mm, on a besoin des trois longueurs de collecteur d’admission à oscillation en vue de réaliser les effets de résonance dans la plage inférieure de régime.

Points de commutation:

– Commutation de long sur court à 3280 tr/min
– Recommutation de court sur long à 3120 tr/min
– Commutation de court sur plus court à 5120 tr/min
– Recommutation de plus court sur court à 4920 tr/min

Filtre à air

Afin d’obtenir une plus grande surface de filtre pour un débit d’air accru et du fait des conditions d’encombrement modifiées, le filtre plat a été remplacé par un filtre rond.

En supplément, en vue de répondre à la masse d’air importante requise à pleine charge, un volet d’air d’admission supplémentaire asservi à la charge s’ouvre dans le filtre à air à partir d’un régime de 3000 tr/min. Il permet l’admission d’air supplémentaire depuis le compartiment-moteur et réduit la vitesse de l’air dans le filtre à air.

Mécanique moteur

Synoptique du système

Actionneurs/Capteurs

Mécanique moteur

Appui dynamométrique électrohydraulique

[Nota] Le contre-écrou permet de régler l’appui
dynamométrique sans contrainte.

L’appui dynamométrique sert à supporter le couple de l’arbre de pont et de l’arbre à cardan. La position du palier d’appui, à l’avant à droite du moteur, est optimale, étant donné que les déplacements de l’organe résultant des couples de l’arbre de pont et de l’arbre à cardan s’y additionnent.

L’appui dynamométrique est subdivisé en deux moitiés par la bague en plastique, la bague en tôle métallique et la membrane de découplage. Les deux moitiés sont remplies de liquide (glycol). La membrane de découplage est reliée élastiquement aux bagues en plastique/en tôle métallique.

En cas de sollicitation de l’appui dynamométrique, le liquide peut être refoulé par une conduite annulaire de la partie supérieure vers la partie inférieure et vice versa. La conduite annulaire est dimensionnée de sorte à jouer le rôle d’étranglement à compter d’une fréquence définie.

Lorsque la bobine électromagnétique n’est pas alimentée en courant, la bague en plastique oscille avec la bague en tôle métallique et la membrane de découplage sous la sollicitation des oscillations.
Les couples sont amortis en douceur et sont ainsi moins transmis à la carrosserie.

A partir d’un régime d’env. > 1100 tr/min et d’une vitesse > 5 km/h, la bobine électromagnétique est alimentée en courant. La bague en tôle métallique est tirée, avec la bague en plastique, par la bobine.

Le déplacement de la membrane de découplage est alors limité et l’oscillation de la membrane est restreinte. Les oscillations sont alors fortement amorties, l’appui dynamométrique est “dur”.

Echappement

Les moteurs de 4,2 l et de 3,7 l sont dotés d’un système d’échappement biflux.
Il se compose de deux catalyseurs implantés à proximité du moteur, de deux éléments de découplage flexibles, de deux silencieux avant conçus comme silencieux à réflexion, d’un silencieux central jouant le rôle de silencieux à absorption et de deux silencieux arrière, à réflexion, avec des embouts visibles. Les catalyseurs sont des catalyseurs biétagés avec monolithe céramique.

En vue d’un meilleur comportement au départ à froid, il est fait appel à des monolithes céramiques en technique à paroi mince. Pour des raisons d’écologie, le silencieux central est doté, non pas de laine de basalte, mais de laine de verre à fibres longues. Un coupleur (tuyau de raccordement) est monté directement en amont du silencieux central. Il constitue la liaison nécessaire pour des raisons acoustiques entre les deux branches de l’échappement.

Mécanique moteur

Réservoir de carburant

Le volume de ravitaillement du carburant est d’environ 90 litres. Le corps est constitué par deux coquilles en acier inoxydable reliées par soudage au plasma. Il n’y a aucune différence entre les motorisations essence et diesel.

La tubulure de remplissage est en une partie et soudée avec le corps. Pour des raisons de sécurité en cas de collision, la zone centrale de la tubulure de remplissage est constituée par un tube ondulé.

Lors d’une collision, la déformation de cette zone est programmée, évitant que des fissures ne se produisent et que du carburant ne s’échappe.

En vue de garantir des conditions ergonomiques optimales pour les occupants des places arrière ainsi qu’un volume maximal du coffre à bagages, les deux poches de carburant présentent une forme plus plate que celles du modèle précédent.

Le vase d’expansion supplémentaire dans le tuyau de remplissage a été supprimé et implanté dans le réservoir.

Les flexibles de l’aération du réservoir au niveau du tube de remplissage ont été considérablement simplifiés par rapport au modèle précédent. Les raccords de conduites ont été remplacés (sauf dans le cas des moteurs diesel) par des coupleurs rapides.

La mise en oeuvre d’une pompe de refoulement à fonctionnement biétagé par chambre de réservoir, dans des collecteurs distincts, constitue une nouveauté.

La mesure du niveau de remplissage est assurée par deux capteurs à tube plongeur combinés à deux transmetteurs d’angle de rotation.

[Nota] Le remplacement du plastique par de
l’inox a été nécessaire pour répondre aux
exigences de la législation américaine
LEV II. Les valeurs d’émission stipulées
par cette norme ont encore été
sévérisées.

Intérieur du réservoir de carburant (ravitaillement)

Le carburant arrive, via le tube de remplissage, dans la chambre de réservoir droite
(dans le sens de la marche). Par un canal de trop-plein supplémentaire situé à l’extrémité du tube de remplissage, le carburant parvient ainsi dans le collecteur de pompe droit.

L’utilisation du petit canal de trop-plein garantit que même de faibles quantités de carburant (ajout d’un jerrycan de carburant par exemple) arrive directement dans le collecteur de la pompe.

L’aération des deux poches latérales est assurée par deux conduites d’aération vers le volume principal.

Etant donné la pose du tube de remplissage sous le longeron, le point le plus bas de la conduite ne se situe pas au niveau du raccord du réservoir de carburant; il s’ensuit un effet de siphon.

Une quantité résiduelle de carburant reste dans le tube de remplissage. On requiert par conséquent une conduite distincte pour l’aération du volume principal et le contrôle du diagnostic de fuite exigé par OBD II.

Une fois le réservoir rempli, la conduite de remplissage est fermée par une soupape de coupure à flotteur située à l’extrémité du tube de remplissage.

Mécanique moteur

Vase d’expansion

Le vase d’expansion (d’un volume d’env. 2 litres) est constitué par un corps en plastique relié par clipsage avec la coquille supérieure du réservoir.

Le vase d’expansion interne du réservoir est équipé d’une vanne “roll-over” à flotteur ainsi que d’une petite pompe aspirante qui vide constamment le réservoir lorsque le véhicule roule.

Fonctionnement

Les principales fonctions de la vanne “rollover” à flotteur sont les suivantes:

– fermeture de la conduite allant à la tubulure de remplissage en cas de tonneau
– fermeture en mode de conduite dynamique
– fermeture par remontée du flotteur dans la vanne si trop de carburant se trouve brièvement dans le vase d’expansion pour des raisons de fluctuation du niveau

La fermeture de la conduite en direction du réservoir à charbon actif évite que du carburant ne parvienne au réservoir à charbon actif.

Pompes à carburant biétagées

Les deux pompes à carburant (moteur à essence) sont des pompes de refoulement biétagées.

L’unité de pompe de l’étage I (étage de préalimentation) aspire au fond du réservoir de carburant et refoule dans le collecteur. Cela garantit le refoulement de faibles quantités résiduelles, le cas échéant. L’unité de pompe de l’étage II (étage principal) aspire directement dans le collecteur.

Les boîtiers de retenue avec les pompes et capteurs à tube plongeur viennent en appui au fond du réservoir et y sont fixés par des clips. Les composants sont accessibles via des couvercles à bride.

Les moteurs diesel (Common Rail) sont équipés de pompes monoétagées. Du fait de la viscosité plus importante du gazole, la préalimentation (aspiration au fond du réservoir) n’est pas assurée par des unités de pompe distinctes, mais par des pompes aspirantes.

Mécanique moteur

Système d’alimentation en carburant (hydraulique)

Lorsque le contact d’allumage est mis (ON) (borne 15), la pompe à carburant G23 refoule un volume maximal en direction du régulateur de pression de la rampe d’injection en vue de réaliser des temps de démarrage courts.
La pompe à carburant G6 refoule elle aussi en direction du régulateur de pression, ainsi que dans les conduites pilotant les deux pompes aspirantes des poches latérales du réservoir.

Les pompes aspirantes refoulent “diagonalement” le carburant des poches latérales dans les collecteurs des pompes.

Cette disposition des conduites évite le fonctionnement à sec d’une pompe en cas de situations de conduite critiques telles que virages ou inclinaison extrême du véhicule.
La conduite de retour est partagée par les deux collecteurs.

Lorsqu’un collecteur est plein, la conduite est fermée par un clapet antiretour et la totalité de la quantité de retour remplit le second collecteur.

Si les deux collecteurs sont pleins, une surpression est appliquée aux clapets antiretour et le carburant est réacheminé au réservoir.

Transmetteur de réservoir

La détermination du niveau de carburant est assurée par deux capteurs à tube plongeur et deux capteurs d’angle de rotation. Le capteur d’angle de rotation, équipé d’un  détecteur de position passif magnétique, est de conception nouvelle.

Sur un substrat céramique sont implantées 51 résistances à couche en série, à prise individuelle ; un film magnétique doux possédant le même nombre languettes de contact le coiffe. Le détecteur de position magnétique, situé sous le substrat céramique, tire les contacts à languette sur les prises.
Le signal électrique de sortie varie proportionnellement avec la position de l’aimant.

Le couplage magnétique a permis de réaliser un système de mesure hermétique.

Avantages:

– grande longévité du fait d’un système de mesure sans contact
– protection contre l’encrassement et les dépôts
– réalisation de courants de contact faibles

Mécanique moteur

Détermination du niveau de carburant

La détermination du niveau de carburant est assurée par combinaison logique des signaux des capteurs à tube plongeur et des capteurs d’angle de rotation.

a - Les faibles niveaux (réservoir peu rempli) sont exclusivement déterminés par les mesures des capteurs d’angle de rotation.
b - Les niveaux élevés (réservoir plein) sont exclusivement déterminés par les mesures des capteurs à tube plongeur.
c - Les niveaux moyens sont définis par combinaison des signaux de tous les capteurs.

Les signaux des capteurs sont exploités par le combiné d’instruments. Le montage électrique de tous les capteurs est effectué en parallèle.

Les câbles de raccordement sont regroupés sous le réservoir. Les mesures de résistance sont ainsi réalisable sans démontages supplémentaires.

Démarrage automatisé

La commande de démarrage automatique est intégrée dans l’appareil de commande du moteur.

La nouveauté tient au fait que la commande du démarreur n’est plus assurée par le contact-démarreur D (commutation de la borne 50) mais réalisée en mode automatisé par l’appareil de commande du moteur.

La validation du pilotage du démarreur est toujours délivrée par l’appareil de commande d’accès et autorisation de démarrer J518 à l’appareil de commande du moteur J623.

Outre la validation générale par l’antidémarrage, les conditions d’autorisation au démarrage suivantes doivent être réalisées:

– Signal de démarrage de la commande d’autorisation d’accès et de démarrage E415 ou de la touche d’autorisation E408

– ¹Pédale d’embrayage actionnée, signal du contacteur de pédale d’embrayage F194 (uniquement BV mécanique)

– ¹Position du levier sélecteur P ou N de l’appareil de commande de BV J217

– ²Dans le cas d’un signal de démarrage fourni via la touche d’autorisation d’accès et de démarrage E408, le frein doit être actionné (signal du contacteur de feux stop F via une interface distincte).

[Nota] ¹Pour des raisons de sécurité, le signal P/N ou le signal du contacteur d’embrayage F194 doit être appliqué aux interfaces distinctes des deux appareils de commande (J623 et J518).

[Nota] ²Sécurité supplémentaire, étant donné que la touche d’autorisation d’accès et de démarrage E408 peut être actionnée par le passager AV.

Mécanique moteur

Fonctionnement

1 Commande d’autorisation d’accès et de démarrage E415/touche d’autorisation d’accès et de démarrage E408

Le conducteur donne un bref signal de démarrage (min. 20 ms) en tournant la clé de contact en position de démarrage ou en appuyant sur la touche d’autorisation d’accès et de démarrage E408.

2 Appareil de commande d’accès et autorisation de démarrer J518

L’appareil de commande d’accès et autorisation de démarrer vérifie si l’autorisation de rouler – information fournie par la position du levier sélecteur N ou P – est délivrée par l’appareil de commande de boîte automatique J217 et, lors du signal de lancement de la touche d’autorisation d’accès et de démarrer E408, si le frein est actionné.

Lorsque des conditions de lancement sont remplies, l’appareil de commande d’accès et autorisation de démarrer J518 envoie une demande de démarrage –borne 50 activée– à l’appareil de commande du moteur J623.

L’appareil de commande d’accès et autorisation de démarrer J518 pilote aussi les circuits des bornes 15 et 75x.

3 Appareil de commande du moteur J623

Si l’information sur la position du levier sélecteur P/N ou “embrayage actionné” (interface distincte) est fournie à l’appareil de commande du moteur, les deux relais de démarreur J53 et J695 sont pilotés simultanément. Les relais commutent alors la borne 50 en vue de la commande du démarreur. Le démarreur est mis en circuit et tourne le moteur. Dans le cas du dépassement d’un régime moteur défini, l’appareil de commande du moteur J623 détecte que le moteur a démarré – les relais sont désactivés – le lancement est terminé.

Pour des raisons de sécurité, deux relais sont montés en série. L’appareil de commande
du moteur J623 a ainsi la possibilité, en cas de soudage des contacts de travail (le relais reste fermé après coupure), d’interrompre le circuit via l’autre relais (borne 50).

En vue d’une usure uniforme des contacts de travail (étincelle de rupture) des deux relais, ils sont coupés alternativement. L’un est coupé, puis l’autre, et ainsi de suite.

Le fonctionnement des relais est surveillé par évaluation de la coupure alternée à l’aide de l’interface borne 50R et les défauts sont diagnostiqués.

L’interface borne 50R est une liaison à la borne 50. Elle fournit à l’appareil de commande du moteur J623 un retour d’information sur la commande du démarrage et le diagnostic.

En cas de sous-tension ou de défaut du système, le démarrage automatisé n’est pas autorisé.

Le lancement du moteur peut toutefois être réalisé manuellement, par actionnement correspondant du signal de démarrage.

En vue du ménagement du démarreur et de la batterie, le temps de pilotage du relais est limité à env. 10 secondes par lancement (dans le cas d’un démarrage automatique comme manuel).

Schéma fonctionnel

D1       Lecteur pour antidémarrage
E408    Touche d’autorisation d’accès et de démarrage
E415    Commande d’autorisation d’accès et de démarrage
J53       Relais de démarreur
J329     Relais d’alimentation en tension borne 15
J518     Appareil de commande d’accès et autorisation de démarrer
J623     Appareil de commande du moteur
J694     Relais d’alimentation en tension borne 75x
J695     Relais de démarreur
N376    Aimant de blocage du retrait de la clé de contact

Zusatzsignale

1      F - Contacteur de feux stop

2      avec boîte mécanique -> F194 (contacteur de pédale d’embrayage) avec boîte automatique -> position du levier sélecteur de l’appareil de commande de BV automatique J217

3      Borne 50, démarreur

Mécanique moteur

Explications relatives au diagramme de déroulement interne de l’appareil de commande

Lors d’une demande de démarrage (borne 50 activée par l’appareil de commande d’accès et autorisation de démarrer J518), les deux relais sont pilotés. Durant la phase d’initialisation de l’appareil de commande du moteur J623, il y a automaintien.

Au terme d’une initialisation correcte, l’appareil de commande du moteur se charge du pilotage du démarreur, comme décrit au point 3.

Dernière modification par Audi-Tech (05-02-2016 14:22:21)