Présentation moteur: Toyota 1.2l turbo

Présentation moteur: Toyota 1.2l turbo

Guillaume Darding - 27 avril 2015

A l'occasion du restylage de l'Auris, Toyota introduit une nouvelle motorisation, conformément à la tendance actuelle qui consiste à réduire la cylindrée et à suralimenter le moteur à l'aide d'un turbocompresseur. D'une puissance de 116 chevaux, le 1.2l turbo représentera le coeur de la gamme en essence.

Toyota est indiscutablement un pionnier en matières de motorisations alternatives, que ce soit en matière de motorisation hybride (Toyota Prius) ou électrique alimentée par une pile à combustible (Toyota Mirai). Néanmoins, le constructeur japonais semblait jusqu'à présent délaisser les moteurs thermiques par rapport à la concurrence, motorisations qui représentent pourtant un volume de ventes bien plus important.

Après le 2.0l turbo qui équipe le SUV Lexus, le 1.2l turbo est le deuxième moteur de nouvelle génération au sein du groupe japonais. Cette nouvelle famille de moteur a été développée selon 4 axes:

  • optimisation de la combustion à l'intérieur du cylindre
  • diminution du risque de cliquetis
  • diminution des pertes par pompages
  • diminution des frictions

Toyota 1.2l turbo 8NR-FTS Auris 120T - vue de face

Caractéristiques générales

Le 1.2l turbo est un moteur à 4 cylindres (contrairement à une large part de moteurs de cylindrée équivalente qui ne compte que 3 cylindres comme le Ford 1.0l Ecoboost par exemple), bâti autour d'un bloc en aluminium. Si un 3 cylindres est, en théorie, plus avantageux en matière de réduction des frictions (moins de pièces mobiles), ce type d'architecture est plus sujet aux vibrations.

Le 1.2l est pourvu d'un turbo à simple entrée (single scroll) et de l'injection directe. L'alésage des pistons est de 71.5 mm pour une course de 74.5 mm. L'architecture longue course privilégie traditionnellement le couple à bas régime.

Sous le capot de l'Auris, il délivre une puissance de 85 kW (116 chevaux) entre 5.200 tr/min et 5.600 tr/min et un couple de 185 N.m entre 1.500 tr/min et 4.000 tr/min. Le taux de compression est de 10:1, une valeur désormais standard pour ce type de moteur.

Le moteur est équipé d'un double arbre à cames en tête et compte 4 soupapes par cylindre. La distribution se fait par chaîne. Le calage des soupapes est variable en continu tant à l'admission qu'à l'échappement (VVT-iW). A l'admission, le calage variable est activé à l'aide d'un actionneur électrique tandis que l'actionneur est de type hydraulique à l'échappement.

L'actionneur électrique permet une variation plus rapide du calage. D'autre part, l'actionneur électrique est opérationnel dès le démarrage du moteur et dès les plus bas régimes, au contraire de l'actionneur hydraulique.

1. Optimisation de la combustion

Afin d'optimiser la combustion dans le cylindre, Toyota a dessiné les canaux d'admission de manière à créer un mouvement de tourbillon vertical ("tumble") pour obtenir le mélange le plus homogène possible entre l'air frais et le carburant injecté directement dans le cylindre.

Tourbillon vertical dans cylindre - tumble

La tête du piston est, elle aussi, travaillée de manière à optimiser ce tourbillon dans le cylindre. Enfin, l'orientation des injecteurs a été optimisée de façon à éviter la projection de carburant sur les chemises du cylindre, c'est-à-dire sur des parois froides.

Toyota 1.2l turbo 8NR-FTS Auris 120T - piston

2. Diminution du risque de cliquetis

Toyota s'est attaché à réduire au maximum les risques d'auto-inflammation en contrôlant la température des gaz. D'une part, le collecteur est intégré dans la culasse, refroidie par eau. Ce procédé, désormais couramment utilisé sur les moteurs essence (comme le 1.0l SIDI turbo d'Opel par exemple), permet de diminuer de manière sensible la température des parois du collecteur et de limiter le risque de combustion au sein de ce dernier lors de l'ouverture des soupapes.

D'autre part, l'admission est pourvue d'un échangeur air/eau qui permet de réduire la hausse de la température des gaz à l'admission due au turbocompresseur. En effet, plus l'air est chaud dans le cylindre, plus le risque d'auto-inflammation dans le cylindre est élevé.

3. Diminution des pertes par pompages

A l'image du moteur de la Prius, le 1.2l turbo est capable de fonctionner selon le cycle moteur dit d'Atkinson (bien qu'il devrait plutôt être qualifié de cycle de Miller, s'agissant d'un moteur turbocompressé) ou selon le cycle Beau de Rochas (cycle traditionnel). Ce fonctionnement est rendu possible grâce au calage variable en continu des soupapes à l'admission sur une large plage (30° à l'échappement, près de 60° à l'admission).

Toyota 1.2l turbo 8NR-FTS Auris 120T

La définition moderne du cycle d'Atkinson consiste à avoir un taux de détente supérieur au taux de compression, de manière à minimiser la pression à l'intérieur du cylindre en fin de détente et faciliter la remontée du piston lors de la phase d'échappement. D'autre part, le taux de compression étant plus faible, le piston nécessite moins d'énergie lors de sa remontée pour comprimer les gaz.

Lorsque le moteur fonctionne sur le cycle d'Atkinson, les soupapes d'admission restent ouvertes un certain laps de temps après que le piston ait atteint le point mort bas et qu'il commence sa remontée (phase de compression). Lorsqu'il fonctionne sur le cycle traditionnel, les soupapes d'admission sont fermées au plus tard dès le piston a atteint le point mort bas.

Le cycle d'Atkinson permet de réduire effectivement les pertes par pompage. Toutefois, ce gain n'est réellement visible qu'à charge partielle et à des régimes moteur relativement faibles. Aussi, pour garantir une puissance et un couple disponibles sur une large plage de régimes moteur, le moteur fonctionne selon le classique cycle de Beau de Rochas au ralenti et à pleine charge.

4. Diminution des frictions

Afin de minimiser les frottements à l'intérieur du cylindre, les pistons ont un revêtement en résine. Par ailleurs, la capacité de la pompe à huile a été réduite au maximum. Enfin, la courroie entraînant les accessoires a fait l'objet d'une attention particulière pour réduire les pertes dues à la flexion de la courroie autour des poulies.

Crédits photos: Toyota, ART Metal

Commentaire:

Nom d'utilisateur :

Adresse mail (non visible) :

Site internet (optionnel) :

Quelle est la forme géométrique du logo utilisé par Renault ?

Réseaux sociaux
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)

© Guillaume Darding

Mentions légales