Présentation moteur: Renault 1.3l TCe / Mercedes A 200

Présentation moteur: Renault 1.3l TCe / Mercedes A 200

Publié le 06 avril 2018
Par Guillaume Darding

Fruit de la collaboration entre l’Alliance Renault-Nissan-Mitsubishi et le groupe Daimler, le nouveau moteur 1.3l TCe est appelé à jouer un rôle important dans la gamme de chacun des constructeurs, dans un contexte où la part des ventes de véhicules diesel devient de plus en plus faible.

Les premiers véhicules équipés de ce nouveau moteur sont les Renault Scénic et Captur ainsi que la Mercedes Classe A. A terme, il pourrait être aussi présent jusque sous le capot de la Talisman et de l’Espace.

Renault 1.3l TCe / Mercedes A 200 - Attelage mobile et distribution

Selon le constructeur pour lequel il est destiné, le moteur est référencé sous les appellations suivantes:

  • HR13 DDT (Renault / Nissan)
  • M 282 (Mercedes)

Architecture

Le Renault 1.3l TCe est étroitement dérivé du 1.2l TCe de 115 et 130 chevaux présent depuis 2012 au sein de la gamme Renault (nom de code H5Ft). Il compte donc 4 cylindres et reprend l’alésage du 1.2l TCe (72,2 mm).

De 73,1 mm (1.2l TCe), la course a été allongée à 81,4 mm. Il s’agit donc d’un moteur longue course privilégiant le couple à bas régime. Par ailleurs, le taux de compression a été augmenté de 0,6 pour atteindre 10,6:1.

Le 1.3l TCe reprend le bloc moteur en aluminium de son prédécesseur. En revanche, le haut moteur a complètement été repensé avec une culasse de forme delta. De section triangulaire, cette dernière permet de réduire sensiblement la largeur totale du groupe motopropulseur, afin de faciliter son implantation au sein du compartiment moteur. Plus compacte, cette culasse est aussi plus légère que celle du 1.2l TCe.

Toutefois, la culasse de forme delta augmente légèrement la hauteur du moteur, un point à ne pas négliger lors de l’installation du moteur car cette caractéristique est une contrainte dans le cas de la protection d’un piéton en cas de choc.

Performances

Le 1.3 TCe est disponible en plusieurs niveaux de puissance allant de 115 chevaux à 160 chevaux (voire 163 chevaux dans le cas de Mercedes).

Renault 1.3l TCe / Mercedes A 200 - courbe de puissance et de couple

Distribution

La distribution des soupapes est toujours assurée par une chaîne, à l'image du 1.2l TCe. En revanche, les 16 soupapes sont désormais actionnées à l’aide de linguets à rouleaux, au lieu d’un poussoir (en attaque directe) sur le 1.2l TCe.

Si, en théorie, cette technologie est un peu plus encombrante, elle offre un gain sensible en matière de réduction des frottements. Elle permet, de plus, dans le cas de Mercedes, de proposer la désactivation des cylindres selon un système similaire à celui qu’utilisera prochainement Ford sur le 1.0l Ecoboost. A charge partielle et jusqu’au régime de 3.800 tr/min, les cylindres 2 et 3 peuvent être désactivés: les soupapes de ces deux cylindres restent fermées et l’injection est coupée.

Enfin, le 1.3l TCe reprend le calage des soupapes variable à l’admission et à l’échappement. La variation du calage se fait à l’aide d’un actionneur hydraulique pour chacun des arbres à cames.

Echappement

Le collecteur d’échappement est intégré dans la culasse. Dans le cas de Renault, les moteurs sont conformes à la norme Euro 6b, à savoir qu’ils sont équipés d’un classique catalyseur 3 voies. Dans le cas de Mercedes, la nouvelle Mercedes Classe A a été homologuée selon les normes Euro 6d temp et, à ce titre, le moteur fait appel à un filtre à particules.

D’autre part, les systèmes de dépollution sont isolés thermiquement afin de limiter la température de ces derniers en surface, ce qui peut faciliter l’implantation d’organes électroniques à proximité, ces derniers ne supportant généralement pas les hautes températures.

Le collecteur intégré et l’isolation thermique permettent de conserver un maximum de chaleur générée par les gaz d’échappement au sein de la ligne d'échappement. Ainsi, les systèmes de dépollution montent beaucoup plus vite en température, permettant d'améliorer l'efficacité de ces derniers dès les premiers instants, lors d’un démarrage à froid par exemple.

Enfin, le turbocompresseur est associé à une soupape de décharge (wastegate) actionnée électriquement. Ce composant permet une gestion beaucoup plus fine de la pression de suralimentation, dès les plus bas régimes moteur.

Ainsi, lors d’un démarrage à froid, la wastegate réduit sensiblement la pression de suralimentation afin de laisser une large part des gaz d’échappement aller directement du collecteur au catalyseur. Ces gaz d’échappement sont plus chauds que les gaz d’échappement transitant par le turbocompresseur, les systèmes de dépollution montent donc plus vite en température et atteignent leur efficacité maximale plus rapidement.

Injection

L’injection peut atteindre 250 bar (contre 200 bar pour le 1.2l TCe).  Les injecteurs, à 6 trous, sont désormais implantés verticalement, au centre de la chambre de combustion.

Réduction des frottements

Si un bloc moteur en aluminium permet de réduire la masse globale du moteur, ce matériau pose un problème au niveau des cylindres car l’aluminium supporte mal les frictions et la chaleur que cela engendre. Aussi, en règle générale, lorsque le bloc moteur est en aluminium, il est nécessaire d’insérer une chemise en acier de 2 à 3 millimètres d’épaisseur dans laquelle le piston vient coulisser: c’est notamment le principe qui est en vigueur sur le 1.2l TCe.

Sur le 1.3l TCe, il n'y a plus de chemise rapportée en acier. En lieu et place, les parois du cylindre sont recouvertes d'une très fine couche d’acier projetée par une torche plasma (environ 0,15 à 0,2 millimètre d’épaisseur) afin de résoudre les problèmes de frictions (après application, le fût du cylindre a un effet miroir).

Outre la diminution des frottements, ce revêtement permet de réduire la masse du moteur (grâce à la réduction de la quantité d’acier), d’optimiser sa rigidité et d’améliorer la dissipation de la chaleur générée à l’intérieur du cylindre (diminuant alors le risque de cliquetis).

Renault 1.3l TCe / Mercedes A 200 - vue globale du moteur

Ce procédé est utilisé par l’Alliance Renault-Nissan-Mitsubishi depuis 2007 sur le moteur V6 biturbo de la Nissan GT-R. Ce type de revêtement a été ensuite déployé sur d’autres applications telles que le 1.6l TCe (Renault Clio RS) et son dérivé, le 1.8l TCe (Renault Mégane RS, Alpine A110).

Dans le cas de Mercedes, le procédé est sensiblement différent pour obtenir un effet très similaire. Connu sous le nom de Nanoslide (un procédé développé conjointement par Daimler et Heller, fabricant de machines-outils), il s’agit d’un revêtement projeté à l’arc électrique sur la surface du cylindre. Mercedes utilise la technologie Nanoslide depuis 2006 sur les modèles AMG puis l'a déployé à plus grande échelle sur les V6 diesel notamment.

Renault 1.3l TCe / Mercedes A 200 - Installation moteur Mercedes

Enfin, le 1.3l TCe reprend la pompe à huile à cylindrée variable et les jupes de piston graphitées de son prédécesseur.

Production

Le 1.3l TCe est produit, pour l’Alliance Renault-Nissan-Mitsubishi, au sein des usines de Valladolid (Espagne) et de Sunderland (usine Nissan en Angleterre) ainsi qu’en Chine (usine Dongfeng Renault de Wuhan).

Renault 1.3l TCe / Mercedes A 200 - Mercedes Classe A

Pour ce qui est des moteurs produits pour Mercedes, ces derniers sont fabriqués en Allemagne (usine de Kölleda) ainsi qu’en Chine (Pékin).

Commentaires sur l'article:

Dishio

10 avril 2018 à 11h21

Merci pour cet article. J'ai deux questions:
- Pourriez dire un mot ou deux concernant les solutions utilisées pour obtenir différents niveaux de puissances sur cette gamme de moteur?
- Plus généralement je me demande si il y a des (nouvelles?) solutions mises en place pour éviter l'encrassement des soupapes d'admission vue sur certains moteurs a injection directe (THP, FSI...).
Merci
Guillaume Darding [administrateur]

10 avril 2018 à 20h53

Bonjour Dishio,

à ma connaissance, les différents niveaux de puissance sont essentiellement obtenus par la calibration du moteur. Peut-être y-a-t-il des différences physiques (joints, turbo,...), mais le moteur est encore trop récent pour avoir des informations fiables à ce sujet.

Concernant l'encrassement des soupapes, l'une des mesures phares du 1.3l TCe a été de monter les injecteurs en position centrale, ce qui permet d'éviter en grande partie de projeter du carburant directement sur les soupapes et de les encrasser.
Guirgui

11 avril 2018 à 00h25

Bonsoir Guillaume, la question relative à l'encrassement des soupapes d'admission ne serait-il pas lieu aux vapeurs d'huile moteur renvoyées à l'admission ?
En effet, avec un moteur à injection directe, il n'y a pas vraiment de raison d'avoir les soupapes d'admission en contact avec le carburant....à moins que mon niveau technique ne soit pas suffisant....ce qui est possible.
Guillaume Darding [administrateur]

11 avril 2018 à 09h56

Bonjour Guirgui,

vous avez tout à fait raison, l'encrassement des soupapes d'admission est principalement dû aux vapeurs d'huile et j'ai fait trop de raccourcis dans mon précédent commentaire.

En fait, il y a une faible quantité de gaz qui arrive à passer à travers les segments du pistons. Ces gaz sont donc chargés d'huile, de carburant, etc. Ils sont, par la suite, récupérés et reinjectés dans le circuit d'admission.

Avec une injection indirecte, l'essence vient nettoyer le siège de la soupape et il n'y a pas de problème d'encrassement. Dans le cas d'un moteur à injection directe, ce n'est plus le cas et certains moteurs ont été touchés par des problèmes d'encrassement sur le siège des soupapes d'admission.

Pour contrer ce problème, les motoristes ont revu, en première approche, la manière dont les gaz sont dirigés vers l'admission en introduisant et perfectionnant des séparateurs d'huile afin que les gaz redirigés vers l'admission ne soient plus (ou très peu) chargés en huile.

Pour en revenir au point que je mentionnais dans ma réponse, les injecteurs montés en position centrale évitent que du carburant se trouve projeté vers les parois du cylindres et les soupapes d'admission, plus froides. A cet endroit, la température est plus faible dans le cylindre, ce qui est propice à une mauvaise combustion (dépôts de suie et de carbone). C'est aussi l'endroit où les gaz passent dans le bas moteur. Il y a donc une accumulation de gaz, d'huile et de suie qui vont générer l'encrassement des soupapes côté admission lorsque ces gaz de carter sont ré-injectés dans le circuit d'admission.
Guirgui

11 avril 2018 à 14h12

Question supplémentaire Guillaume : l'intensité des vapeurs d'huile est-elle liée à l'utilisation (ville vs autoroute), à certains moteurs fonctionnant à plus haute température que d'autres, ou bien à la nature des lubrifiants utilisés (les lubrifiants 100 % synthèse sont théoriquement plus résistants aux hautes températures - que les huiles semi-synthèse - et sont donc moins générateurs de consommation d'huile) ? merci
Guillaume Darding [administrateur]

12 avril 2018 à 21h54

Guirgui,

la conduite sur de petits trajets, où le moteur reste relativement froid est plutôt propice à l'encrassement des soupapes, de même qu'une huile qui n'est pas 100% synthétique.

Néanmoins, ces problèmes sont désormais bien connus des motoristes et les petits trajets ne doivent plus être un problème sur les moteurs récents. D'autre part, les huiles préconisées par le constructeurs contiennent généralement des additifs pour minimiser la formation de vapeur d'huile.

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