MCE-5 VCRi : repousser les limites de la réduction de consommation de carburant

Il est lourd

Paradoxalement, les moteurs à faible consommation sont en général les plus lourds. Les moteurs les plus légers sont les 2 temps, ce sont aussi ceux qui consomment le plus. Les plus économes sont les Diesel, ce sont aussi les plus lourds. Si on parle du véhicule dans son ensemble, on retrouve le même paradoxe : si l’allègement des véhicules procure indéniablement une baisse de la consommation, un véhicule « full hybrid » conçu pour baisser la consommation reçoit aisément pour 200kgs d’équipements supplémentaires, qui vont pourtant bien le conduire à consommer moins.

Un véhicule « full hybrid » conçu pour baisser la
consommation reçoit aisément pour 200 kgs
d’équipements supplémentaires

le rapport performance/poids du MCE‑5 VCRi
se positionne dans la tendance
des motorisations modernes

Le perçu vibroacoustique à l’intérieur et à l’extérieur
du démocar MCE‑5 est similaire à celui
d’un véhicule à essence classique

Le MCE‑5 VCRi fait l’objet d’optimisation de son
poids. Le bloc moteur prototype fait place
à un bloc alu optimisé 62% moins lourd

Bien entendu, l’allègement reste un objectif décisif et justifie les plus grands efforts sur les matériaux et sur l’optimisation de tous les éléments qui composent le véhicule.

Dans le périmètre du moteur, on distingue le poids sur la balance qui impacte le poids du véhicule, et la masse des composants mobiles et des pièces alternatives.

Poids sur la balance :

Un moteur lourd implique un surpoids pour le véhicule qui se traduit au final par de la surconsommation. Cette surconsommation due au poids est particulièrement sensible en cycle urbain du fait de la succession d’accélérations et de décélérations qui caractérise cet usage. Le surpoids se traduit en ce cas par un surcroît d’énergie dissipée dans les freins.

Le poids d’un moteur doit s’exprimer en kg/Nm et en kg/kW. Toute autre considération est dénuée de sens sinon, on serait tenté de comparer un moteur de motocyclette avec celui d’un super tanker.

Le poids du moteur doit en réalité inclure le poids de l’ensemble du groupe motopropulseur. En effet, le moteur seul ne peut fonctionner sans sa suralimentation, sa transmission, son dispositif de post-traitement et son réservoir d’énergie. Peu importe la répartition des masses à l’intérieur même du système de propulsion, l’important reste le poids total de la « solution de propulsion ».

De ce point de vue, le MCE‑5 VCRi se positionne dans la tendance des motorisations modernes. Il est plus lourd si on considère son poids spécifique à la cylindrée (kg/cm3), mais son rapport poids/performance (kg/Nm, kg/kW) le place dans la tendance moyenne des moteurs essence et Diesel les plus modernes. Ce positionnement provient de l’exceptionnelle performance spécifique du MCE‑5 VCRi (Nm/L et kW/L).

Masse des pièces alternatives :

La masse des pièces alternatives des moteurs se traduit par des vibrations, des pertes par frottement et des pertes cinétiques. Quel que soit le moteur, les vibrations induites par la masse alternative sont faibles comparativement à celles générées par la combustion et par les variations de couple du vilebrequin. Un MCE‑5 VCRi 1.5L GDI de 180 kW produit des efforts d’inertie libre comparables à ceux d’un Diesel 2.0L dont les versions bi-turbo les plus chargées délivrent 150kW. Cependant, les acyclismes de vilebrequin du MCE‑5 VCRi sont comparables à ceux des moteurs à essence fortement chargés. À bord du véhicule, il n’est pas possible de distinguer le MCE‑5 VCRi d’un moteur à essence « normal » sur le plan vibro-acoustique. Les democars MCE‑5 VCRi prouvent cet état de fait, avec même une sensible diminution de la pression acoustique mesurée et une amélioration du perçu.

Sur un moteur classique, la masse alternative se traduit également par du frottement. Ceci est moins vrai sur le MCE‑5 VCRi car les composantes de frottement entre le piston et son cylindre sont majoritairement remplacées par du roulement pur, nettement moins sensible à la masse des pièces. Ceci explique les moindres frottements du MCE‑5 VCRi malgré une masse alternative comparable à celle d’un Diesel.

Les pertes cinétiques liées à l’accélération et à la décélération des pièces mécaniques mobiles sont également à prendre en considération dans le bilan énergétique. Ces pertes sont de même nature que celles induites par l’accélération et la décélération du véhicule lui-même. Le MCE‑5 VCRi possède de ce point de vue divers avantages : hormis son piston, ses pièces vont moins vite à iso régime que celles d’un moteur classique (énergie cinétique = 1/2.m.v2). En outre, son vilebrequin est ramassé autour de son centre de rotation, ce qui diminue son moment d’inertie. Ceci fait que le MCE‑5 VCRi « stocke » une énergie cinétique relativement faible (j/rpm), comparable à celle stockée par un moteur atmosphérique classique de cylindrée équivalente. En pratique, le couple exceptionnellement élevé du MCE‑5 VCRi permet d’en réduire le régime moyen, avec au final des excursions de régime de plus faible amplitude et moins d’énergie cinétique dissipée lors des variations de régime. Ce faible stockage cinétique se traduit également par une excellente capacité à monter en régime (rpm/sec).

Le bilan général du poids et de la masse du MCE‑5 VCRi est pleinement concurrentiel par rapport à celui des meilleurs moteurs classiques essence ou Diesel.

Écarts en inerties et énergie cinétique stockée dans les pièces mobiles
entre un moteur classique 1,5L atmosphérique et le 1,5L MCE‑5 VCRi