Présentation moteur: Renault 1.6l dCi 160 Twin Turbo

Présentation moteur: Renault 1.6l dCi 160 Twin Turbo

Guillaume Darding - 25 février 2014

Introduction

Disponible depuis 2011, le 1.6l dCi (nom de code R9M) a fait jusqu'à présent une carrière discrète en équipant la Renault Mégane, le Renault Scénic et le Nissan Qashqai. Il équipera prochainement la nouvelle classe C. Avec une proposition à double suralimentation développant 160 chevaux, ce moteur pourrait désormais bénéficier d'un coup d'accélérateur, quitte à cannibaliser les ventes du 2.0l dCi.

Double suralimentation

Proposition inédite dans cette catégorie de cylindrée, le nouveau moteur Renault troque son turbocompresseur à géométrie variable (1.6 dCi 130 chevaux) contre 2 turbocompresseurs à géométrie fixe de taille différente. Grâce à cette technologie, le 1.6l dCi développe une puissance de 160 chevaux à 4.000 tr/min (soit un rendement de 100 ch/l) et un couple de 380 N.m à 1.750 tr/min (80% du couple disponible dès 1.250 tr/min).

Renault 1.6 dCi Twin Turbo 160 R9M - Courbes puissance couple

A bas régime, les gaz d'échappement sollicitent le petit turbo pour produire un maximum de couple. Les gaz passent ensuite à travers le gros turbo. Celui-ci n'apporte toutefois quasiment pas de couple dans cette zone de fonctionnement.

A partir de 2.300 tr/min environ, une soupape de décharge s'ouvre progressivement pour court-circuiter le petit turbo et alimenter directement le second turbo. Au-delà de 3.500 tr/min, le petit turbo n'est plus du tout en fonction.

La pression d'injection du carburant de la rampe commune est portée à 1.800 bars contre 1.600 bars pour la version à simple turbo.

Dépollution

Le 1.6 dCi Twin Turbo est conforme aux normes Euro 6 applicables en septembre 2014. Pour ce faire, il est équipé d'un filtre à particule accolé aux moteurs et d'un piège à NOx. Si ce dispositif n'est pas aussi efficace qu'un SCR, il brille en revanche par sa simplicité (pas d'additif type AdBlue).

Renault 1.6 dCi Twin Turbo 160 R9M - piège à NOx

D'autre part, le R9M utilise un dispositif de recirculation des gaz d'échappement - EGR - basse pression (autrement appelé boucle froide). Au lieu de se faire au niveau du collecteur d'échappement, les gaz d'échappement sont prélevés après le filtre à particules: l'air y est plus propre (débarrassé de ses particules), ce qui permet alors d'augmenter le taux de recirculation sans risque d'encrasser le moteur.

Renault 1.6 dCi Twin Turbo 160 R9M - EGR basse pression boucle froide

Toutefois, comme la pression des gaz est beaucoup plus faible après le filtre à particules, Renault a monté un clapet supplémentaire dans la ligne d'échappement pour forcer les gaz dans le circuit de recirculation.

Combustion interne

Pour améliorer la circulation de l'air, et par la même occasion l'homogénéité du mélange air/carburant, Renault fait appel à une admission à géométrie variable, permettant d'accentuer ou de diminuer l'effet de swirl (tourbillon) à l'intérieur du cylindre.

Renault 1.6 dCi Twin Turbo 160 R9M - swirl variable

L'admission d'air se fait via deux répartiteurs dont l'un est contrôlé par un clapet (répartiteur supérieur). Lorsque le clapet est fermé, l'air emprunte exclusivement le circuit d'admission inférieur créant un mouvement de swirl important. Lorsque le clapet s'ouvre, l'air entre dans les cylindres via les deux répartiteurs et l'effet de swirl est amoindri. La gestion du swirl permet d'améliorer le mélange air/carburant dans une large plage de régimes moteur.

L'injection de carburant à l'intérieur du cylindre se fait via des injecteurs à 7 trous capable de réaliser jusqu'à 6 injections par cycle.

  • En temps normal, la combustion se fait grâce à 2 pré-injections, une injection principale centrée par rapport au point mort haut, et une post-injection.
  • Durant la régénération du filtre (tous les 1.500 km environ), l'injection principale débute après le point mort haut et il y a 3 post-injections.

Renault 1.6 dCi Twin Turbo 160 R9M - multi injections

Refroidissement

Le circuit de refroidissement est divisé en deux parties. Lors d'un démarrage à froid, le liquide de refroidissement ne circule pas autour des cylindres, permettant une mise en température plus rapide de la chambre de combustion (meilleure dépollution, réduction des frottements). Dès que la température de fonctionnement est atteinte, une vanne s'ouvre pour permettre alors la circulation du liquide au niveau des cylindres.

Renault 1.6 dCi Twin Turbo 160 R9M - circuit de refroidissement - thermomanagement

Issue de l'expérience acquise en F1, la circulation du liquide de refroidissement est optimisée autour des cylindres: elle se fait de manière transversale afin d'homogénéiser la température du liquide entre les 4 cylindres.

Réduction des frictions

Les pistons du R9M utilisent des segments racleurs en forme de U, une autre technologie inspirée de la F1. Ils permettent d'obtenir une excellente étanchéité sans excercer une pression trop élevée sur la chemise du cylindre, diminuant alors les frictions.

Enfin, la pompe à huile est à débit variable, elle consomme donc moins d'énergie car l'huile pompée est intégralement utilisée pour lubrifier le moteur et non refoulée.

Renault 1.6 dCi Twin Turbo 160 R9M - Pompe à huile

Production

Les moteurs 1.6l dCi sont produits en France dans l'usine de Cléon (Seine-Maritime). La version Twin Turbo est vouée à équiper les véhicules des segments supérieurs du groupe (Laguna, Espace,...).

Renault 1.6 dCi 130 R9M - production à Cléon

Quelles différences entre le 1.6 dCi et le 1.5 dCi?

Le 1.6l dCi a une cylindrée  à peine supérieure au 1.5l dCi (K9K). Si les deux moteurs ont une cylindrée très proche, ils ne s'adressent pourtant pas aux mêmes publics: le 1.5l dCi est destiné a être produit en masse et a vocation d'être l'entrée de gamme en diesel (il équipe notamment les Renault Clio, Scenic ainsi que les Dacia) alors que le 1.6l dCi a pris la relève en 2011 du 1.9l dCi, un moteur alors destiné aux berlines du groupe. De fait, le 1.6l dCi utilise des techniques plus coûteuses que le 1.5l dCi qui font qu'ont ne le retrouve pas en entrée de gamme.

Renault 1.5 dCi K9K - vue globale

En premier lieu, le 1.6l dCi est un bloc entièrement neuf, conçu à partir d'une feuille blanche et spécifiquement pour des applications diesel. Lui et l'attelage mobile ont été conçus pour encaisser de fortes contraintes inhérents aux moteurs diesel.

Le bloc moteur du 1.5l dCi est basé sur les moteurs à essence 1.6l (K4M). De conception plus légère (un avantage en terme de poids donc), il est moins apte à supporter les puissances élevées. Le 1.5l dCi est coiffé par une culasse à 8 soupapes tandis que le R9M peut compter sur 16 soupapes. 

Le 1.5 dCi a une architecture longue course avec un alésage de 76mm et une course de 80,5mm. Ce type de configuration permet d'obtenir généralement un meilleur couple à bas régime. Le 1.6l dCi a une architecture supercarrée avec un alésage de 80mm pour une course de 79,5mm, générant moins de frictions.

Renault 1.5 dCi K9K - chaîne de distribution

Enfin, si le K9K fait confiance a une courroie de distribution, le R9M utilise une chaîne. Fondamentalement, les courroies de distribution ont sensiblement évoluées et peuvent atteindre une durée de vie de plus de 200.000 km. La chaîne de distribution reste en revanche plus fiable dans les conditions difficiles (milieux poussiéreux,...).

Les 10 derniers commentaires sur le sujet (voir les 62 commentaires):

Drac1180

23 mai 2021 à 16h41

Bonjour Pascal29,
la perte de puissance est dans les bas régimes mais l’effet du turbo se fait ensuite à plus hauts régîmes qu’habituellement, pas avant 1700tr/min. A partir de 2000 - 2100/min le moteur me parait pousser normalement.

D’après la présentation du 1.6 dci twin turbo ci-dessus, je comprends que le Gros turbo se déclenche à partir de 2300tr/min, du coup, si turbo HS, je suppose que ce serait le turbo basse pression? Mais un turbo HS pourrait-il encore fonctionner sur une certaine plage de régime? Dans le cas présent de 1700 à 2300tr?
Guillaume Darding [administrateur]

23 mai 2021 à 21h46

Bonjour Drac1180 et Pascal29,

la perte de puissance que vous évoquez me laisse effectivement à penser qu'il y a un problème du côté du petit turbo, celui qui va suralimenter l'air dès les plus bas régimes.

Néanmoins, si votre moteur vous semble fonctionner normalement par intermittence (démarrage à froid), c'est que le problème ne vient peut-être pas du turbo, mais plutôt de la soupape de décharge (celle qui va court-circuiter le petit turbo à haut régime) qui reste bloquée en position ouverte après un certain temps. Peut-être qu'elle est encrassée, ou bien la soupape, pour une raison ou une autre s'est déformée, pas suffisamment pour que ça soit problématique lorsque le moteur est froid, mais elle se déforme d'autant plus lorsqu'elle est chaude, l'empêchant de revenir en postion fermée.

Si vous constatez une perte de puissance à bas régime permanente, ça peut être toujours cette soupape bloquée ou bien un problème mécanique avec le petit turbo.

Néanmoins, je ne peux pas passer sous silence les cas de casse moteur et turbo (dont la cause n'est pas clairement identifiée) sur ce moteur, mais, à ma connaissance, pour tous ces cas (une grande majorité en tout cas), les personnes ont été averties par l'entremise du voyant STOP au tableau de bord.
Drac1180

24 mai 2021 à 11h21

Guillaume, Pascal29,
Merci, pour vos retours.
Je n’ai pas encore réussi à trouver de revue technique qui détaille les remplacements de pièces moteur pour l’espace V (uniquement des interventions d’entretiens classiques), et je suis pour le moment encore novice en matière de mécanique.
Aussi, pour ma connaissance personnelle, pourriez-vous me localiser l’emplacement des 2 turbos et de la vanne de décharge sur l’espace V? J’ai l’impression que les turbos sont situés à l’arrière du moteur sous les tubulaires d’admission d’air (côté habitacle)?
Également, si vous savez où trouver une revue technique complète de ce moteur, je suis également preneur.
Un grand merci à vous deux!
Pascal29

24 mai 2021 à 17h51

Le Haunes, en anglais; attention au fdp depuis le brexit .... https://haynes.com/en-gb/renault/espace/2015-16-diesel-421853
Jerome0382

16 juin 2021 à 09h09

Bonjour,
A vous qui semblez bien connaître ce moteur, je ressentis un trou a l'accélération aux alentours des 1800-1900tr/min, ce qui semble correspondre au changement de cycle des turbos... Se pourrait il que la soupape de décharge soit devenue brutale et ferme le turbo 1 trop tôt?

12 juillet 2021 à 19h08

Bonjour,
Donc un Renault Scenic 4 1.6 dCi 160 ch EDC 2018 à une chaine de distribution ?
Merci de votre réponse ?
Flabelline

14 juillet 2021 à 17h12

Bonjour Gerard Dujardin.
Oui il y a bien une chaine sur le scenic 4 dci.
Guillaume Darding [administrateur]

14 juillet 2021 à 18h08

Bonjour Gérard, c'est bien cela, le 1.6 dCi est bien équipé d'une chaîne de distribution.
Drac1180

07 septembre 2021 à 21h08

Bonjour Guillaume,
J’ai profité des vacances pour me pencher sur mon problème de perte de puissance. Diagnostic valise Renault = aucun défaut, le garage m’indique que tout va bien! La perte de puissance est pourtant de plus en plus notable. J’ai donc entrepris de démonter le corps papillon (2 pièces) et là, surprise! Sous le corps papillon, il y a deux conduits dans le collecteur d’admission, l’un semble correspondre au circuit d’air frais et était propre, par contre le deuxième (section rectangulaire) qui communique avec la vanne EGR était totalement bouché par la calamine. J’aurais aimé démonter également la vanne egr mais cela semble nécessiter d’utiliser des vis d’extraction qui arrive alors en appuis sur le collecteur d’admission d’air, qui est en Alu. Je n’ai donc osé le faire, de peur de passer à travers le collecteur.
A l’aide d’un aspirateur de chantier et d’un tube epr, j’ai réussi a enlever l’équivalent d’une balle de tennis de calamine! Remontage et essai sur route, incroyable différence, je retrouve quasiment toute la puissance et l’agrément moteur des débuts.
Je ne cache pas mon étonnement de voir le niveau d’encrassement dans la mesure où je fais 80km par jour avec 10-15% de ville, 50% d’autoroute et 35-40% de route départementale !
1 mois après l’intervention, quelques signes de baisse de puissance apparaissent de nouveau, j’ai donc deux questions:
1. Le nettoyage de la vanne egr permettrait-il de régler le problème sur le long terme? Je vois qu’il y a également un egr cooler, quel est son mode de fonctionnement et une défaillance de ce dernier pourrait-elle accélérer l’encrassement?
2. Existe-t-il un moyen efficace de nettoyer le circuit de recyclage des gaz d’échappement sans devoir démonter l’ensemble de ce circuit ?
Merci
Guillaume Darding [administrateur]

09 septembre 2021 à 22h53

Bonjour Drac1180,

merci pour votre retour d'expérience. Je suis tout autant surpris du niveau de calamine que vous avez accumulé au regard de vos conditions de conduite.
Concernant le refroidisseur des gaz EGR, les gaz d'échappement passent à travers des petits canaux pour augmenter la surface de réaction avec le liquide de refroidissement qui passe à travers le module.
La géométrie de ces canaux est normalement étudiée pour éviter l'accumulation de suie (néanmoins, ça n'empêche pas tout...).
Un des moyens qui semble valable est le décalaminage à l'hydrogène. Je n'ai pas d'expérience personnelle avec ce procédé, mais les retours semblent plutôt positifs et le coût reste modéré (moins de 100 €). Toutefois, ça n'empêchera pas la calamine de venir s'accumuler à nouveau par après (tout comme si vous démonter la vanne EGR pour la nettoyer d'ailleurs).

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Commentaires
Dominique94 à propos de l'article «Présentation: Mazda MX-5»

Hier

Félicitations pour votre synthèse de la MX5-ND. Depuis votre essai, les évolutions RF et 184 cv (Pack Sport Bilstein + Recaro) ont encore fait progresser la barre vers les hauteurs du plaisir facile, que peu d’automobiles sont en capacité d’offrir. Ayant eu la chance de prendre le volant de machines indécemment plus onéreuses, il faut avouer que la Mazda est la plus apte de toutes dans la générosité du bonheur de conduire. Une Porsche frustre, car elle vous fait remarquer que vous n’êtes pas en capacité de l’exploiter à son potentiel. Une Ferrari frustre parce qu’elle n’est pas forcément à l’image de sa légende, tandis que la Mazda vos flatte constamment que ce soit en l’utilisant en douceur, et même en étant un piètre pilote qui s’imagine être bon. Dans toutes les situations, la ND apporte la récompense (Miata) du bonheur assuré de se sentir présent dans un instant de vie réussie. C’est incontestablement l’insolence de sa facilité en tout qui rend cette voiture attachante comme aucune autre. Elle synthétise dans l’esthétique toutes les belles automobiles du passé dont nous conservons la nostalgie, sans jamais rien décevoir de tous les imaginaires confondus. Le long capot et ses bosses d’ailes, le pédalier parfait, les jambes allongées, la route vue du ras du sol, le volant idéal, le levier de vitesses idéal, les sièges chauffants, le ciel au-dessus de la tête même quand il gèle dehors… Plus qu’un voiture pour aller d’un point A vers un point B, la MX5 vous transporte non seulement ou vous souhaitez aller, mais encore plus dans la sérénité.

Geneviève à propos de l'article «Présentation moteur: Peugeot 1.2l Puretech turbo»

Hier

Bonjour Ma 308 est de mars 2019 et nous l'avons acquise fin août 2019 dans un garage Peugeot avec 20 kms au compteur, donc neuve, et c'est un modèle d'importation. J'ai effectué 45000 kms en 2 ans, uniquement de longs trajets, ce qui contredit l'idée que la dégradation de la courroie est due à une utilisation sur de petites distances, ou l'huile s'use plus rapidement et attaque la courroie.

Loic à propos de l'article «Dossier: utilisation du superéthanol E85»

Avant-hier

Bonjour, je roule depuis un an avec des % variables E85 / E10 pour une megane 1 1.6 de 2000, sans modification. Les démarrages par temps frais necessitent plusieurs ( 10 -15) coups de clé; cependant, un à deux coups de clé puis une pause de 5 min permettent le démarrage au 3e essai. ( en test actuellement, température 8° et 80% de E85)

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