Présentation moteur: 2.0l diesel Mercedes OM 654

Présentation moteur: 2.0l diesel Mercedes OM 654

publié le 09 mai 2016
Thème: Présentation moteur
Par Guillaume Darding

Le nouveau 2.0l diesel (nom de code OM 654) prend la relève du 2.2l (OM 651) présent dans la gamme Mercedes depuis 2008. Ce nouveau moteur a été naturellement développé en vue de respecter les prochaines normes d'émissions Euro 6d applicables à partir de 2017. 

La norme Euro 6d doit être un pas important en matière de réduction des émissions de gaz polluants. Non seulement, le cycle d'homologation, l'archaïque NEDC, devrait céder sa place au cycle WLTP. Surtout, le nouveau processus d'homologation comportera une batterie de mesures effectuées en conditions réelles, une première mondiale.

  

Le nouveau 2.0l sera rapidement décliné selon plusieurs niveaux de puissance. De plus, il est capable de s'adapter à tout type d'architecture moteur: implantation transversale (de type Classe A) ou longitudinale (de type Classe E), traction, propulsion ou transmission intégrale. 

Architecture moteur 

Le nouveau 2.0l diesel est construit autour d'un bloc moteur en aluminium et de pistons en acier. Cette combinaison est déjà utilisée par Mercedes sur des moteurs 6 cylindres (moteur OM 642). Elle est particulièrement efficace pour réduire les frictions à haut régime. Pour les bas régimes, un revêtement spécifique sur les chemises des cylindres (dénommé Nanoslide) permet de limiter les frictions. 

Par rapport à son prédécesseur, le 2.2l, le nouveau 2.0l voit sa course réduite à 92,3 mm (contre 99 mm auparavant). L'alésage est quant à lui similaire avec 82mm (contre 83mm précédemment). Toutefois, ces nouvelles caractéristiques font toujours du moteur OM 654 un moteur à l'architecture longue course, privilégiant le couple à bas régime plutôt que les haut régimes. 

L'espacement entre les cylindres a été réduit de 94 mm à 90 mm, ce qui permet de gagner de précieux millimètres en longueur.  La longueur n'a pas été le seul point d'amélioration, la hauteur du moteur a fait l'objet de mesure spécifiques. Réduire la hauteur du moteur permet d'abaisser le centre de gravité, mais aussi de réduire les risques de blessures sévères en cas de choc piéton sur le capot. 

Pour ce faire, Mercedes a reconduit le positionnement de la chaîne de distribution à l'arrière du moteur (lorsque le moteur est en position longitudinale). La chaîne ne nécessite normalement pas de remplacement durant la durée de vie du moteur. Néanmoins, cette disposition est de nature à rendre les opérations de contrôle (contrôle de la tension par exemple) plus compliquées. 

Le nouveau 2.0l diesel est équipé d'un unique turbo à géométrie variable. Il est refroidi par eau. Son prédécesseur utilisait quant à lui deux turbocompresseurs pour obtenir une puissance similaire. 

Grâce à l'ensemble de ces mesures, le nouveau moteur OM 654 est plus léger de l'ordre de 35 kg par rapport à son devancier. 

Optimisation de la combustion 

Le taux de compression est de 15,5, un taux plutôt faible pour un moteur diesel qui n'est pas sans rappeler la philosophie de Mazda (technologie Skyactiv-D). Le moteur compte quatre soupapes par cylindre actionnées par des linguets à rouleaux. 

L'injection de carburant se fait directement à l'intérieur des cylindres à une pression pouvant atteindre 2.050 bars, une valeur dans la moyenne pour un 4 cylindres diesel (à l'exception de Volvo dont la pression est portée à 2.500 bars). D'autre part, le bol du piston étagé permet d'obtenir un taux de combustion plus élevé, favorable à une diminution des émissions de gaz polluants (notamment au sujet des particules fines. 

Systèmes de dépollution

Comme il a été évoqué précédemment, le moteur OM 654 a été développé dans l'optique d'être conforme aux futures réglementations européennes Euro 6d applicables à partir de 2017 pour les nouveaux types de véhicule. Pour ce faire, le nouveau 2.0l diesel est équipé de deux EGR (dispositif de recirculation des gaz d'échappements), d'un filtre à particules et d'un SCR

Le premier EGR prélève les gaz au niveau du collecteur d'échappement. Les gaz ainsi prélevés passent à travers un échangeur refroidi par eau pour abaisser la température. Le second EGR prélève les gaz après le SCR. Les gaz ainsi prélevés sont plus "propres" car ils sont passés à travers les dispositifs de dépollution. Néanmoins, en raison d'une contrepression moindre, il est plus complexe de rediriger les gaz vers l'admission moteur plutôt que vers les silencieux. 

Outre les deux EGR, le système de traitement des gaz se compose d'un catalyseur d'oxydation (DOC), d'un filtre à particules intégrant un revêtement de type SCR (SDPF) et d'un catalyseur supplémentaire SCR pour réduire les émissions d'oxydes d'azote (NOx). 

Jusqu'à présent chez Mercedes, les dispositifs de réduction des NOx (SCR) étaient implantés sous le plancher du véhicule. Cette disposition a pour avantage de garantir un bon mélange entre les gaz d'échappement et l'urée. Elle a surtout comme inconvénient majeur d'être dans une zone plus froide (car éloignée du moteur et partiellement soumise à la circulation de l'air sous le véhicule. Ce point est néfaste pour obtenir une bonne efficacité des réactions chimiques lors d'un démarrage à froid.

Surtout, ce moteur étant destiné à être proposé sur une vaste quantité de modèles et aucun modèle n'ayant un tunnel de transmission identique, cela crée un risque de se retrouver avec une multitude de géométries différentes. Il faut donc, pour chaque type de modèle (moteur en position longitudinale ou transversale, traction ou 4 roues motrices, etc.) refaire de nouvelles études pour optimiser les réactions au sein du dispositif SCR. 

En accrochant désormais les systèmes de dépollution directement sur le moteur, les systèmes sont à température bien plus rapidement et surtout, quel que soit le modèle dans lequel le moteur est monté, les performances du système de dépollution restent quasi-identiques. Il n'y a donc pas de développement supplémentaire à faire lorsqu'il s'agit d'implanter le moteur dans un nouveau véhicule. 

En revanche, la mise au point d'un tel dispositif est plus complexe car il y a une très courte distance entre l'injection d'AdBlue dans la ligne d'échappement et l'entrée du substrat SCR. De fait, le mixeur joue un rôle majeur (situé entre le point d'injection et le SDPF) pour assurer à la fois une conversion rapide de l'AdBlue en urée, une bonne homogénéité entre les gaz d'échappement et l'urée et une bonne uniformité des gaz à l'entrée du filtre à particules.

Enfin, dans le but de conserver la chaleur à l'intérieur de la ligne d'échappement (au bénéfice de l'efficacité des dispositifs de traitement des gaz, notamment à froid et à faible charge), de diminuer la température de surface (les composants périphériques sont moins exposés aux hautes températures) et de réduire partiellement le bruit au sein de la baie moteur, les systèmes de dépollution sont complètement isolés thermiquement. 

Production

Les principaux composants du moteur sont fabriqués dans l'usine d'Untertürkheim (Stuttgart). Les pièces sont ensuite expédiées à Kölleda (Thüringen, centre de l'Allemagne, à 400 km au nord-est de Stuttgart) pour l'assemblage final du moteur chez MDC Power.  

MDC Power est une entreprise détenue à 100 % par Daimler. Elle produit des moteurs pour Mercedes depuis 2003 (plus de 5 millions de moteurs produits depuis la création de l'usine) et emploie plus de 1.000 personnes. 

Outre le nouveau 2.0l diesel (OM 654), MDC Power fabrique les 4 cylindres essence M270 (1.6l à 2.0l à injection directe) et M133 (2.0l équipant les modèles AMG avec une implantation du moteur transversale / A, CLA, GLA). Enfin, MDC Power poursuit la production du prédécesseur OM 651.

Crédits photos: Daimler / MDC Power

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Il y a 9 commentaires

Guillaume Darding [administrateur]

11 décembre 2016 à 20h43

Bonjour Karim, mon commentaire du 10 mai porte effectivement à confusion lorsque j'évoque, par abus de langage, la courroie de distribution. L'article précise bien que les 2 moteurs sont équipés d'une chaîne. Merci pour votre retour concernant la fiabilité!
Barraud Michel

08 janvier 2017 à 18h02

Quelle est l'émission de NOx de ce moteur ? Je n'ai pas trouvé de données sur le net de la part de Mercedes. Etonnant non ?
Où en est -on des émission maxi de NOx de la norme Euro 6 d ?
Guillaume Darding [administrateur]

08 janvier 2017 à 23h20

Bonjour Michel,

ce n'est pas étonnant que vous n'ayez pas trouvé cette information sur le site de Mercedes car les constructeurs ne sont pas tenus de communiquer cette donnée! En revanche, ils doivent obligatoirement communiquer la norme Euro et les émissions de CO2 mesurées lors du cycle d'homologation.

Concernant le moteur OM 654, à ma connaissance, il a été homologué pour des émissions de NOx de l'ordre de 52 mg/km sur la E 220d.
D'autre part, deux études semblent montrer que l'OM 654 est prêt pour la norme Euro 6d (cycle WLTC + mesures sur route RDE). En effet, selon une étude réalisée par l'organisme Dekra (à la demande de Mercedes), il s'est avéré que les émissions n'ont jamais dépassées 80 mg/km de NOx (soit la norme Euro 6). Une autre étude, réalisée par le laboratoire anglais Emissions Analytics à la demande du magazine automobile allemand Auto Motor und Sport, a relevé des émissions moyennes de 41 mg/km de Nox en conditions de conduite réelles.

Concernant les émissions maximum de NOx de la norme Euro 6d, elles restent identiques aux normes Euro 6 actuelles (80 mg/km). En revanche, le protocole de mesure change (cycle WLTP + RDE).
Bernard Pfefferkorn

21 février 2017 à 18h02

Je viens de lire votre article sur le moteur OM654 de Mercedes, je ne l'avais pas vu lorsque j'ai écrit mon commentaire précédent.
→ Avez-vous déjà des informations sur la fiabilité de ce bloc par rapport à celui qu'il doit remplacer progressivement, le OM651 ?

Merci pour vos articles ☺
Guillaume Darding [administrateur]

21 février 2017 à 21h18

Le moteur est encore jeune et il est donc difficile d'avoir un avis catégorique sur sa fiabilité. A ma connaissance, l'OM654 n'a pas encore fait l'objet de rappel et je n'ai pas vu passer non plus de problèmes récurrents sur ce moteur tels que les tracas qu'a pu connaître son prédécesseur!

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Commentaires
Guillaume Darding à propos de l'article «Présentation moteur: Ford 1.0l Ecoboost»

il y a 15 jours

Bonjour Philoup69, d'après ce que vous décrivez, il me semble que le problème de durite (j'imagine le tuyau de dégazage du liquide de refroidissement qui a fait l'objet d'un rappel de la part de Ford) pourrait être la cause de vos soucis actuels. Il me semble probable que votre moteur ait surchauffé à cause de ce problème de durite. Pour sûr, j'ai pu répertorier plusieurs cas similaires sur les forums français et étrangers, sans que cela ne remette foncièrement en cause la bonne réputation de ce moteur.

vieri28 à propos de l'article «Essai: pneus Michelin CrossClimate»

il y a 18 jours

Bonjour, et merci pour cet essai longue durée, forcément plus intéressant et pertinent en terme de retour qu'une prise en main réalisée lors de la présentation par le fabricant, comme ce que j'ai pu lire jusqu'ici. J'utilise actuellement 2 jeux de roues (été et hiver), et cela représente un budget relativement important. J'ai la chance d'avoir encore une dimension de roue économique (195/65/R15), mais ce ne sera certainement plus le cas le jour du changement de voiture. N'habitant pas en montagne mais en plaine, la lecture de votre article me conforte sur le fait de passer sur ce pneu dans le futur.

Philoup69 à propos de l'article «Présentation moteur: Ford 1.0l Ecoboost»

il y a 19 jours

Bonjour, Et la fiabilité ? Mon Grand C-Max Titanium est immobilisé, dans un garage Ford depuis le 11 Janvier 2017. Au départ, j'ai constaté une absence de chauffage. Premier devis: remplacement de la pompe à eau = 1 800 €. Après cette réparation, le mécanicien a remarqué un dégagement de fumée par le pot d'échappement (mauvais signe ...). Démontage et analyse de la culasse: le troisième cylindre est endommagé. Suite à une surchauffe, il faut remplacer le moteur ! Second devis: remplacement du moteur = 7 078,94 €. Mon véhicule date de fin Janvier 2013 (moins de 4 ans au moment du problème) et a 122 000 Kms (moteur EcoBoost 1.0 125 cv). En Janvier 2016, j'avais déjà eu un problème de durite à 90 439 Kms (une première alerte ?). Est-ce un problème connu du moteur Ecoboost ?

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