Désactivation des cylindres : introduction au concept

[ecotronix]

Bonjour c'est ecotronix,

Je vous présente mon prototype de déactivation des cylindres appliqué sur une R25 GTX de 1986, 2.2 L BVM.; mais le principe marche sur tout moteur équipé d'injecteur à commandes électroniques (donc essence, éthanol mais aussi Diesel common rail (avec quelques astuces en plus); le proto (circuit électronique) date de 2009 et a été testé sur +/- 1000 km).
La réalisation est très artisanale et a pour seul but de tester et d'apprendre les phénomènes.

Le moteur peut tourner sur 4, 3 ou 2 cylindres et réalise une économie de 0 %, +/- 25% et +/- 40 % selon ces 3 modes. L'économie globale est plus faible car elle dépend du taux d'utilisation de la désactivation selon le trajet emprunté et les conditions de circulation.

Mais pour faire simple si la désactivation fonctionne 50 % du temps (ce qui est réaliste sur un long trajet) on peut réaliser des économies de +/- 13 % et 20 % selon les hypothèses plus haut (3 cyl et 2 cyl).

J'ai prévu de mettre 5 messages qui décompose le sujet:

Désactivation des cylindres: + ...

1) Introduction au concept (à lire avant tous les autres)
2) Les hypothèses de mon projet
3) La configuration 3.A
4) La configuration 3.B
5) La configuration 3.C

1) introduction au concept

La 1ère réalisation a été réalisée par GM sur une Cadillac V8 en 1981.
Le principe est simple : selon la charge du moteur, on coupe 4 cylindres en neutralisant par un piston hydraulique les 4 poussoirs des tiges des culbuteurs des soupapes d’admission et d ‘échappement: le cycle 4 temps des cylindres désactivés est neutre du point énergétique, à part les pertes de friction.
Résultats sur la Cadillac : La désactivation économise +/- 30 % (au lieu des 50 % possibles théoriquement) et est surtout utilisée en vitesse stabilisée sur autoroute.
L’application pratique est très mal faite et le système sera abandonné après 18 mois de commercialisation (voir avantages et inconvénients ci-après) :

Avantages:

- simplicité et faible coût de mise en œuvre (système de poussoirs hydrauliques)
- économie réelle de +/- 30%.

Inconvénients:

- Ce sont toujours les mêmes 4 cylindres qui sont désactivés: distorsion de température, dilatation, fissure de culasse, usure plus importante des cylindres toujours actifs, etc.
- l’injection mono-point (un seul injecteur central à la place du carburateur) provoque l’accumulation de vapeur d’essence en amont des soupapes des cylindres désactivés.
- Pas de sonde lambda, donc la richesse est mal réglée et varie assez fort.
- Le conducteur doit pousser légèrement sur la pédale des gaz pour compenser la désactivation et conserver sa vitesse: par contre, un autre système détecte la volonté du conducteur d’accélérer (sécurité en cas de dépassement) et réactive les 8 cylindres lorsqu’on pousse suffisamment sur la pédale des gaz : c’est là qu’est le hic ! si on pousse trop fort sur la pédale à la désactivation pour garder sa vitesse, on ré-enclenche les 8 cylindres !! Gaston Lagaffe aurait dit : Ah ben, c’est malin ça !!

Le système sera abandonné pour cette raison et pour des problèmes de fiabilité moteur et une très mauvaise mise en œuvre (Il faut dire que c’était le début aussi).

Malgré que le principe soit prouvé et l’économie de carburant validée, on jette le bébé avec l’eau du bain et l’idée restera dans les cartons pendant +/- 15 ans.

Ce sont les allemands, BMW puis Mercedes, qui vont ré-essayer le principe en 2001 sur des moteurs 8 et 12 cylindres (excusé du peu), mais cette fois cela marchera pour plusieurs raisons :

- l’électronique de commande et surtout les capteurs sont plus perfectionnés, plus rapide et l’injection se fait cylindre par cylindre et l’arrivée d’essence peut être coupée sélectivement.
- Le système n’est actif qu’à partir d’une certaine vitesse et seulement dans une gamme de Tours/min (+/- 2000 à 4000 Tr/min) et lorsque la demande de puissance est ‘’stabilisée’’, par exemple sur autoroute à vitesse constante. L’économie est de +/- 25 % (au lieu des 33% théorique) en tournant sur 8 cylindres au lieu de 12.
- Néanmoins, la sonde lambda ne corrige pas l’injection en mode désactivé et le contrôle de l’injection fonctionne en circuit ouvert, uniquement avec les valeurs mises dans l’EPROM. Ce système fonctionne pas trop mal, mais ne permet pas respecter les normes anti-pollution qui deviennent de plus en plus sévères. (Euro 3 et +).

Le principe sera de nouveau peu à peu abandonné au profit de la distribution variable (hydraulique+mécanique) qui permet mieux le respect des normes de pollution mais sera (et est toujours) nettement moins efficace pour réaliser des économies des carburants.
N’oublions pas que la distribution variable doit être conçue avec le moteur, est assez complexe et sort totalement du cadre de ce que, des amateurs comme nous, pourraient faire pour améliorer un moteur des années 1990.

Mon projet de désactivation des cylindres :

Le principe de base :

On ne touche en rien à la distribution mécanique (le moteur reste tel quel, c’est applicable sur n’importe quel moteur (essence ou diesel common rail) et on essaye de tout contrôler et tout compenser avec les capteurs existants et une électronique adaptée.

On intercale un module électronique qui intercepte, modifie et supprime quand il faut les signaux d’injection selon la ‘’charge’’ du moteur et la volonté d’accélérer (ou non) du conducteur.

Voir message suivant pour plus de détails : les hypothèses du projet de désactivation