Mahle Powertrain: HBM rend les moteurs plus écologiques

Mahle Powertrain, l’équipementier Anglais de l'industrie automobile, offre un nouveau moteur à auto-allumage contrôlé - Controlled Auto-Ignition (CAI) qui promet jusqu'à à 20% plus d'efficacité. Développer un moteur techniquement complexe représentait un défi significatif aux ingénieurs de Mahle, cependant, grâce à la technologie de mesure fournie par HBM même si les thermistances avaient des courbes caractéristiques non linéaires, les mesures n’ont jamais été un problème.

Mahle Powertrain jouit d’une reconnaissance internationale pour ses recherches effectuées sur le moteur CAI (« Gasoline Controlled Auto-Ignition » ; autoallumage contrôlé par essence), un moteur à essence à autoallumage particulièrement économe.

Augmentation de l’efficacité grâce à l’autoallumage

Le moteur CAI se base sur la théorie selon laquelle le rendement thermique du moteur peut être considérablement augmenté par autoallumage. Mahle Powertrain estime que cette technique peut permettre d’exploiter environ 45% de l’énergie stockée dans l’essence. Avec un moteur à essence classique
allumé à l’aide de bougies, ce rendement n’est que de 25 % environ.

L’avenir de la technologie des moteurs

Pour pouvoir utiliser l’autoallumage, Mahle Powertrain a dû modifier le cycle de combustion normal et ramener une grande partie des gaz de combustion dans les cylindres du moteur après la combustion initiale, au lieu de les laisser s’échapper dans l’atmosphère. Ces gaz d’échappement réchauffent alors le
mélange essence-air imbrûlé qui remplit le cylindre en circulant dans la chambre de combustion par de nombreuses ouvertures. Associé à une compression suffisante, cela permet de provoquer l’autoallumage.

Il faut également prendre en compte un autre défi technique dans le développement d’un moteur CAI, à savoir que ce dernier ne peut fonctionner que dans une plage de fonctionnement limitée. Pour les vitesses ou les charges élevées, la combustion doit en effet être provoquée de la manière conventionnelle, c’est-à-dire par des étincelles.

…en collaboration avec HBM

Mahle Powertrain a travaillé en étroite collaboration avec HBM. A l’aide du système télémétrique pour pistons de l’entreprise et une connexion mécanique partant de la tête de bielle et suivant les câbles de signaux, il est possible d’obtenir des données sur les pistons en temps réel lorsque le moteur tourne. Huit thermistances placées à des endroits bien précis directement sous la surface de la chambre de combustion du piston et de la gorge annulaire du piston ont permis de mesurer la température au sein du piston.

En raison des températures élevées régnant dans les pistons, on a utilisé des thermistances à puce en silicium recouvertes de verre ayant un coefficient de température négatif.

Acquisition de données avec MGCplus et catman®

Pour la disposition décrite, il a fallu générer une courbe de calibrage avec 15 points de mesure jusqu’à 350 °C pour chacun des capteurs. catman® a ensuite pu faire appel à ces courbes via des fichiers de calibrage appelés « User Scaling Files » (USC). Le logiciel a été réglé par interpolation linéaire des zones situées entre les points de calibrage.

Afin de pouvoir fournir une image complète à la société Mahle Powertrain, HBM a encore dû acquérir toute une série de données supplémentaires à l’aide du système amplificateur de mesure MGCplus.

Outre les données de base du moteur telles que le couple et la vitesse, le système a également mesuré la température et le débit d’huile. Ces valeurs sont réglées automatiquement à l’aide d’un élément chauffant et d’une soupape. Les outils graphiques exploitables en temps réel intégrés à catman® ont permis de représenter les données de mesure de manière claire et synthétique.

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