Service TrainingProgramme autodidactique 511La nouvelle gamme de moteurs à essence EA211 Conception et fonctionnementAvec l’introduction de la plateforme modulaire à moteur transversal (Modularer Quer Baukasten, ou MQB, en allemand), Volkswagen a mis en place une nouvelle stratégie de plateforme modulaire. Tous les modèles de véhicule du segment de la Polo, de la Golf et de la Passat qui relèvent de cette stratégie partagent certains composants et modules standardisés. Avec la nouvelle gamme de moteurs à essence EA211, c’est une stratégie similaire qui a été mise en place pour les moteurs à essence. Elle se nomme plateforme modulaire pour moteurs à essence EA211 (Modularer Ottomotoren Baukasten EA211, en allemand). Ces moteurs ont une cylindrée comprise entre 1,0 l et 1,6 l.  La gamme est basée sur un moteur TSI 1,4 l de 103 kW.s511_776La figure ci-dessus représente quelques détails de ces nouveaux moteurs, dont nous allons présenter la conception et le fonctionnement au cours du présent Programme autodidactique.Vous trouverez dans les Programmes autodidactiques 508 « Le moteur MPI 1,0 l de 44/55 kW » et 510 « La gestion active des cylindres ACT sur le moteur TSI 1,4 l de 103 kW » d’autres informations sur la nouvelle gamme de moteurs.Ce Programme autodidactique présente la conception et le fonctionnement d’innovations techniques récentes ! Son contenu n’est pas mis à jour.Pour les instructions actuelles de contrôle, de réglage et de réparation, veuillez vous reporter à la documentation correspondante du Service après-vente.Attention Remarque2En un coup d’œilIntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 La plateforme modulaire pour moteurs à essence MOB . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Vue d’ensemble de la nouvelle gamme de moteurs à essence EA211 . . . . . . 6 Mécanique moteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12 L’entraînement par courroie multipiste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 L’entraînement par courroie crantée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Le bloc-cylindres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 L’équipage mobile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 La culasse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Le carter d’arbre à cames . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 La commande des soupapes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 La distribution variable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Le guidage de l’air . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 La suralimentation par turbocompresseur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Le circuit d’huile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Recyclage des gaz de carter-moteur et dégazage du carter-moteur . . . . . . 34 Le système de refroidissement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Le système d’alimentation en carburant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Le système d’échappement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Gestion moteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42 Vue d’ensemble du système . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Le calculateur du moteur J623 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Le système d’alimentation en carburant. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Les capteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Les actionneurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Service . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59 Les outils spéciaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Instructions techniques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Contrôlez vos connaissances ! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 623IntroductionLa plateforme modulaire pour moteurs à essence MOBLa position de montage des moteurs dans le véhiculeJusqu’à présent, la position de montage des moteurs, par exemple sur la Golf millésime 2009, était très variable. Alors que la famille de moteurs précédente EA111, qui comprend les moteurs 1,4 l, était inclinée vers l’avant, avec le système d’échappement dirigé vers le radiateur situé dans la face avant, les autres moteurs à essence et moteurs diesel étaient montés en position inclinée vers l’arrière. Le système d’échappement était orienté vers le tablier. Afin d’exploiter pleinement leur potentiel d’économie, tous les moteurs doivent adopter une position de montage standard à partir de l’introduction de la plateforme modulaire à moteur transversal.  La nouvelle position de montage des moteurs EA211 a nécessité une modification de l’architecture de base du moteur.  L’occasion a alors été saisie de développer une nouvelle gamme de moteurs qui s’inscrive dans la stratégie modulaire. Avantage de la nouvelle stratégie modulaire : - Position de montage unique - Standardisation des liaisons à la boîte de vitesses, du système de refroidissement et du système d’échappement par ex. - Dimensions compactes - Longueur de montage avant du moteur réduite de 50 mm grâce à une position de montage inclinée de 12°.Golf 6 Gamme de moteurs  EA111Adaptations Gamme de moteurs EA211MQB Tous les  moteurs Caractéristique principale : - Rotation de la culasse de 180°Autres  moteurs Autres adaptations : - Ligne d’échappement  - Arbre de transmission  - Boîte de vitesses  - Passage des vitessess511_1284La nouvelle gamme de moteurs à essence EA211Le développement de nouveaux moteurs doit prendre en compte une multitude d’exigences.  Mais c’est également l’occasion d’introduire des technologies qu’il aurait été trop coûteux d’utiliser sur les moteurs existants. Les exigences prises en compte sont les suivantes : - Conception modulaire - Pivotement de la position de montage des moteurs - Architecture compacte - Réduction de la consommation et donc des émissions de CO2 de 10 à 20 % - Diminution du poids du moteur (jusqu’à 30 %) - Conformité à la future norme antipollution Euro 6Architecture modulaire du moteur TSI 1,4 l de 103 kW avec gestion active des cylindres ACT Carter d’arbre à camesCulasseTubulure d’admission avec radiateur d’air de suralimentationEntraînement par courroie crantée Turbocompresseur avec actionneur électrique de pression de suralimentationBloc-cylindresEntraînement des organes auxiliairesCarter d’huile en deux parties s511_125Les caractéristiques communes à tous les moteurs de la gamme EA211 sont les suivantes : • • • • • • Position de montage unique Montage du compresseur de climatiseur et de l’alternateur sans support supplémentaire, vissage direct sur le carter d’huile ou sur le bloc-moteur Technique des quatre soupapes par cylindre Bloc-cylindres en aluminium Collecteur d’échappement intégré dans la culasse Entraînement des arbres à cames par courroie crantée5IntroductionVue d’ensemble de la nouvelle gamme de moteurs à essence EA211Le moteur MPI (Multi Point Injection – à injection multipoint) 1,0 l de 44 kW/50 kW/55 kWCe moteur a été développé spécialement pour la up!.  Il est disponible en trois versions de puissance, de 44 kW (CHYA), 50 kW (CPGA) et 55 kW (CHYB).  La version de 50 kW est un moteur au gaz naturel destiné à l’eco up!.Caractéristiques techniques • Culasse à collecteur d’échappement intégré • Entraînement des arbres à cames par courroie crantée • Pompe de liquide de refroidissement intégrée dans le boîtier du régulateur de liquide de refroidissement • Entraînement de la pompe de liquide de refroidissement par courroie crantée via l’arbre à cames d’échappement • Variateur de calage de l’arbre à cames d’admission • Pompe à huile de vilebrequin • Carter d’huile monobloc en aluminium • Soupapes et bagues de siège de soupape adaptées au gaz naturel pour le moteur de l’eco up! Diagramme de couple et de puissance[Nm] [kW]s511_118Caractéristiques techniquesLettres-repères moteur Type Cylindrée Alésage Course Nbre de soupapes par cylindre Rapport volumétrique Puissance maxi 10,5:1 44 kW à 5 000  tr/min 95 Nm à  3 000 – 4 250 tr/min CHYA CPGA CHYBMoteur 3 cylindres en ligne 999 cm3 74,5 mm 76,4 mm 4 11,5:1 50 kW à 6 200  tr/min 90 Nm à  3 000 – 4 250 tr/min 10,5:1 55 kW à 6 200  tr/min 95 Nm à  3 000 – 4 250 tr/minCouple maxi120 110 100 90 80 70 60 50Gestion moteur40 30 20 10Bosch Motronic ME 17.5.20 Super sans plomb RON 95 (essence normale sans plomb RON 91 entraînant une légère baisse de puissance) Catalyseur trifonctionnel, sonde lambda à sauts de tension (versions de 44/55 kW), sonde lambda à large bande (version de 50 kW) en amont du catalyseur et sonde lambda à sauts de tension en aval du catalyseur sur chaque version Euro5Carburant1 000 2 000 3 000 4 000 5 000 6 000[tr/min]CHYA – 44 kW CPGA – 50 kW CHYB – 55 kW Norme antipollution6s511_121Post-traitement des gaz d’échappementLe moteur TSI 1,2 l de 63/77 kW à suralimentation par  turbocompresseurLe moteur TSI 1,2 l issu de la nouvelle gamme de moteurs à essence EA211 existe dans deux versions de puissance, de 63 kW et 77 kW. Les différences de puissance sont réalisées au niveau logiciel. Caractéristiques techniques • Culasse à collecteur d’échappement intégré • Entraînement des arbres à cames par courroie crantée • Le régulateur de liquide de refroidissement et la pompe de liquide de refroidissement constituent une seule et même pièce. • Entraînement de la pompe de liquide de refroidissement par courroie crantée via l’arbre à cames d’échappement • Module de turbocompresseur avec actionneur électrique de pression de suralimentation • Variateur de calage de l’arbre à cames d’admission • Pompe à huile de vilebrequin • Carter d’huile en deux parties  (parties supérieure et inférieure en aluminium) Diagramme de couple et de puissance[Nm] [kW]s511_116Caractéristiques techniquesLettres-repères moteur Type Cylindrée Alésage Course CJZB CJZAMoteur 4 cylindres en ligne 1 197 cm3 71 mm 75,6 mm 4 10,5:1 63 kW à 4 300 – 5 300 tr/min 160 Nm à  1 400 – 3 500 tr/min 77 kW à 4 500 – 5 500 tr/min 175 Nm à  1 400 – 4 000 tr/min220 200 180 160 140 120 10080 70 60 50Nbre de soupapes par cylindre Rapport volumétrique Puissance maxiCouple maxi40 30Gestion moteur s511_122 Carburant Post-traitement des gaz d’échappementBosch Motronic MED 17.5.21 Super sans plomb RON 95 Catalyseur trifonctionnel, deux sondes lambda à sauts de tension respectivement en amont et en aval du catalyseur Euro5201 000 2 000 3 000 4 000 5 000 6 000[tr/min]CJZB – 63 kW CJZA – 77 kW Norme antipollution7IntroductionLe moteur TSI 1,4 l de 90 kW à suralimentation par turbocompresseurExtérieurement, le moteur TSI 1,4 l de 90 kW se distingue à peine du moteur TSI 1,4 l de 103 kW. Toutefois, alors que les deux versions de puissance disposent d’un variateur de calage de l’arbre à cames d’admission, la version de 103 kW possède en plus un variateur de calage de l’arbre à cames d’échappement.Caractéristiques techniques • Culasse à collecteur d’échappement intégré • Entraînement des arbres à cames par courroie crantée • Le régulateur de liquide de refroidissement et la pompe de liquide de refroidissement constituent une seule et même pièce. • Entraînement de la pompe de liquide de refroidissement par courroie crantée via l’arbre à cames d’échappement Diagramme de couple et de puissance260 240 220 200 180 160 140 120 100 [Nm] [kW] 100 90 80 70 60 50 40 30s511_117• • • •Module de turbocompresseur avec actionneur électrique de pression de suralimentation Variateur de calage de l’arbre à cames d’admission Pompe à huile à couronne extérieure avec régulation de pression d’huile à deux niveaux Carter d’huile en deux parties  (partie supérieure en aluminium, partie inférieure en tôle)Caractéristiques techniquesLettres-repères moteur Type Cylindrée Alésage Course Nbre de soupapes par cylindre Rapport volumétrique Puissance maxi Couple maxi Gestion moteur s511_123 Carburant Post-traitement des gaz d’échappement CMBA Moteur 4 cylindres en ligne 1 395 cm3 74,5 mm 80 mm 4 10,5:1 90 kW à 5 000 – 6 000 tr/min 200 Nm à 1 400 – 4 000 tr/min Bosch Motronic MED 17.5.21 Super sans plomb RON 95 Catalyseur trifonctionnel, deux sondes lambda à sauts de tension respectivement en amont et en aval du catalyseur Euro5201 000 2 000 3 000 4 000 5 000 6 000[tr/min]Norme antipollution8Le moteur TSI 1,4 l de 103 kW à suralimentation par turbocompresseurLe moteur TSI 1,4 l de 103 kW est le moteur de base de cette gamme  de moteurs à essence. Il existe dans deux versions, avec et sans gestion active des cylindres ACT. La puissance et le couple sont identiques sur les deux versions. Caractéristiques techniques • Culasse à collecteur d’échappement intégré • Entraînement des arbres à cames par courroie crantée • Le régulateur de liquide de refroidissement et la pompe de liquide de refroidissement constituent une seule et même pièce. • Entraînement de la pompe de liquide de refroidissement par courroie crantée via l’arbre à cames d’échappement • Module de turbocompresseur avec actionneur électrique de pression de suralimentations511_117• • •Variateur de calage des arbres à cames d’admission et d’échappement Pompe à huile à couronne extérieure avec régulation de pression d’huile à deux niveaux Carter d’huile en deux parties (partie supérieure en aluminium, partie inférieure en tôle)Caractéristiques techniquesLettres-repères moteur CHPA CPTA avec ACTDiagramme de couple et de puissance[Nm] 280 260 240 220 200 180 160 140 120 100 [kW] 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20Type Cylindrée Alésage Course Nbre de soupapes par cylindre Rapport volumétrique Puissance maxi Couple maxi Gestion moteur Carburant Post-traitement des gaz d’échappement s511_124Moteur 4 cylindres en ligne 1 395 cm3 74,5 mm 80 mm 4 10,0:1 103 kW à 4 500 – 6 000 tr/ min 250 Nm à 1 500 – 3 500 tr/min Bosch Motronic MED 17.5.21 Super sans plomb RON 95 Catalyseur trifonctionnel, sonde lambda à large bande en amont et sonde lambda à sauts de tension en aval du catalyseur Euro5 Euro 61 000 2 000 3 000 4 000 5 000 6 000[tr/min]Norme antipollution9IntroductionLes moteurs EA211 à injection multipoint ou  à carburant alternatifMoteur MPI 1,4 l de 66 kW/1,6 l de 81 kWCes moteurs, qui portent les lettres-repères CKAA (66 kW) et CPDA (81 kW), ont été développés pour les marchés extra-européens.  C’est en Chine que le moteur MPI 1,6 l de 81 kW a été utilisé pour la première. Caractéristiques techniques • Entraînement des arbres à cames par courroie crantée • Carter d’arbre à cames à construction modulaire • Culasse à collecteur d’échappement intégré • Pompe de liquide de refroidissement intégrée dans le boîtier du régulateur de liquide de refroidissement • Entraînement de la pompe de liquide de refroidissement par courroie crantée via l’arbre à cames d’échappement • Variateur de calage de l’arbre à cames d’admissions511_129Moteur TGI 1,4 l de 81 kW (au gaz naturel)Ce moteur portant les lettres-repères CPWA est utilisé pour la première fois sur la Golf 2013. Il s’agit d’un moteur à bicarburation pouvant fonctionner au gaz naturel. Il ne se distingue du moteur TSI 1,4 l de 90 kW que par les composants supplémentaires destinés au fonctionnement au gaz naturel. Caractéristiques techniques • Un seul calculateur de moteur pour le fonctionnement au gaz et à l’essence • Régulateur électronique de pression du gaz doté d’un niveau de réduction mécanique de la pression • Bagues de siège de soupape renforcées, soupapes d’admission blindées, joints de tige de soupape dotés d’une seconde lèvre d’étanchéité entraînant une lubrification forcée de la tige de soupape dans les guides de soupapess511_117•Injecteurs de gaz optimisés permettant un démarrage en mode gaz à partir de –10 °C10Moteur TSI 1,4 l de 90 kW MultifuelCe moteur est monté pour la première fois sur la Golf 2013 en Suède et en Finlande, avec les lettresrepères moteur CPVA. Caractéristiques techniques • Compatible au bioéthanol jusqu’à 85 % • Transmetteur de qualité du carburant pour détecter la proportion de bioéthanol dans le carburant • Dispositif électrique de mise en température du moteur dans le système de refroidissement • Bagues de siège de soupape renforcées, soupapes d’admission blindées, joints de tige de soupape dotés d’une seconde lèvre d’étanchéité entraînant une lubrification forcée de la tige de soupape dans les guides de soupapess511_117Moteur TSI 1,4 l de 110 kW HybridCe moteur est utilisé pour la première fois sur la Jetta Hybrid avec les lettres-repères CRJA (Europe) et CNLA (Amérique du Nord). Le moteur de base est le moteur TSI 1,4 l de 103 kW. Caractéristiques techniques • Vilebrequin doté d’une denture engrènant avec le dispositif de propulsion à courant triphasé VX54 (motogénérateur électrique) • Amortisseur de vibrations sur le vilebrequin • Bloc-cylindres et flasque d’étanchéité côté boîte de vitesses dotés de passages pour le liquide assurant le refroidissement du motogénérateur électrique V141 et pour l’huile hydraulique destinée à l’actionnement de l’embrayage de coupure K0 • Compresseur électrique de climatiseur • Les fonctions de l’alternateur et du démarreur sont assurées par le motogénérateur électrique V141 • Système d’air secondaire (Amérique du Nord) • Augmentation de la puissance à 110 kW grâce à des adaptations logicielless511_119•Changement de matériau des conduites de dégazage du carter-moteur, du réservoir à carburant et du système de réservoir à charbon actif pour répondre aux consignes relatives aux émissions (Amérique du Nord)11Mécanique moteurL’entraînement par courroie multipisteIl existe trois versions d’entraînement par courroie multipiste en fonction de la motorisation et de l’équipement.  L’entraînement est en général assuré par une courroie multipiste à six rainures. Pour un fonctionnement plus silencieux, la poulie située sur le vilebrequin est dotée sur tous les moteurs d’un amortisseur de vibrations. Pour économiser de la place, les organes auxiliaires sont vissés directement sur le bloc-cylindres et le carter d’huile.  Aucun support supplémentaire n’est nécessaire. Galet-tendeur Poulie  automatique d’alternateurs511_130Courroie  multi- piste Poulie du vilebrequin  avec amortisseur de vibrations  Poulie du compresseur de climatiseurDans le cas du moteur TSI 1,4 l de 110 kW monté sur la Jetta Hybrid, le compresseur de climatiseur et l’alternateur sont entraînés électriquement. Il n’y a pas de courroie d’entraînement. Versions de l’entraînement par courroie multipisteTension de la courroie multipiste par... Une courroie multipiste flexible et  extensible sans galet-tendeurMoteur 3 cylindres à injection multipoint MPI - Sans compresseur de  climatiseur - Sans technologie  BlueMotionMoteur 4 cylindres à injection directe TSI ----s511_131 Un galet-tendeur fixe - Avec compresseur de  climatiseur - Sans technologie  BlueMotion ----s511_132 Un galet-tendeur automatique - Avec technologie  BlueMotion - Indépendamment du  montage d’un  compresseur de  climatiseur s511_133 - Avec technologie  BlueMotion - Indépendamment du  montage d’un  compresseur de  climatiseur12L’entraînement par courroie crantéeL’entraînement des arbres à cames est assuré par une courroie crantée sans entretien. Cette dernière est tendue par un galet-tendeur automatique dont les collets d’appui permettent également de guider la courroie. Un galet-inverseur côté traction et la forme spéciale des pignons d’arbre à cames sur le moteur 3 cylindres ou du pignon de vilebrequin sur les moteurs 4 cylindres garantissent un fonctionnement silencieux de la courroie crantée.Moteur TSI 1,4 l de 103 kW Pignon d’arbre à cames d’échappement avec variateur de calagePignon d’arbre à cames d’admission avec variateur de calageGalet-tendeur automatique Galet-inverseur Pignon de courroie crantée CTC du vilebrequin  s511_103 (sur les moteurs 1,2 l et 1,4 l)Motorisations Moteurs  3 cylindresPignon Pignons  d’arbre à cames  triovalesConséquences L’ouverture des soupapes d’un cylindre nécessite une certaine force. À chaque  ouverture des soupapes, cette force agit également sur le système d’entraînement par courroie crantée et y provoque des oscillations à haut régime. Afin de minimiser ces fortes oscillations typiques notamment des moteurs à 3 cylindres, on utilise des pignons d’arbre à cames spéciaux. Ces pignons présentent un rayon plus important à intervalles de 120°  (d’où le qualificatif de triovale).Moteurs  4 cylindresPignon de  vilebrequin CTC  ovaleLes moteurs 4 cylindres sont dotés de ce que l’on appelle un pignon de vilebrequin CTC. CTC est l’abréviation de Crankshaft Torsionals Cancellation et signifie que les forces de traction et les vibrations torsionnelles sont réduites par le vilebrequin.  Durant le temps moteur, la courroie crantée est légèrement détendue grâce au rayon plus faible du pignon. Cette détente permet de réduire les forces de traction ainsi que les vibrations de l’entraînement par courroie crantée.Avantages - Les forces exercées par la courroie crantée étant plus faibles, la force exercée par le galet-tendeur a pu être réduite. Par conséquent, l’ensemble de l’entraînement par courroie crantée présente un frottement et une contrainte mécanique plus faibles. - Grâce à la réduction des oscillations, le fonctionnement du dispositif d’entraînement par courroie crantée est plus silencieux.13Mécanique moteurLe bloc-cylindresLe bloc-cylindres est en aluminium moulé sous pression. Il possède des chemises rapportées (Open Deck), ce qui signifie qu’il n’y a pas de pontets entre la paroi extérieure du bloc-cylindres et les fûts de cylindre. Les avantages sont les suivants : - Il ne se forme pas dans cette zone de bulles d’air  susceptibles d’entraîner des problèmes de dégazage et de refroidissement.-La déformation des fûts de cylindre lors du boulonnage de la culasse au bloc-cylindres est minime. Les segments de piston sont à même de compenser cette faible déformation des fûts de cylindre, et la consommation d’huile diminue.Les conduits d’alimentation en huile sous pression, les retours d’huile et le dispositif de dégazage du carter-moteur sont moulés dans le bloc-cylindres. Cette caractéristique permet de réduire à la fois le nombre de composants et les opérations d’usinage.Chemise Retour d’huileFût de cylindre Conduit interne de dégazage du  carter-moteurBloc-cylindres Surface rugueuse en fonte Alimentation en huiles511_015 Dégazage du carter-moteurLes chemises de cylindre en fonte grise Les chemises de cylindre en fonte grise sont moulées individuellement dans le bloc-cylindres. Leur surface extérieure est très rugueuse, ce qui augmente leur superficie et améliore par conséquent le transfert de la chaleur vers le bloc-cylindres.Cette technique permet en outre d’obtenir une très bonne liaison mécanique de forme entre le bloccylindres et la chemise.14L’équipage mobileL’équipage mobile a été conçu de manière à limiter les masses en mouvement et les frottements. Le poids des vilebrequins, des bielles et des pistons a été optimisé à tel point qu’on a pu se passer d’un arbre d’équilibrage, y compris sur les moteurs 3 cylindres qui en possèdent habituellement un.Palier de pied de bielle de forme trapézoïdale PistonSegments de piston et  segments racleursManeton creux BielleVilebrequin Bielle à tête fracturée  (bielle et chapeau de bielle) avec demi-coussinetss511_139Bielles Les bielles sont fracturées par cracking. Dans la zone soumise à des charges moins importantes, le palier de pied de bielle est de forme trapézoïdale.  Cette caractéristique permet de réduire davantage le poids et le frottement.Pistons, segments de piston, axes de piston Les pistons sont réalisés en aluminium moulé sous pression. La tête de piston est plate, car la technique consistant à guider le carburant sur la paroi lors du conditionnement interne du mélange, habituellement utilisée sur les moteurs de la gamme EA111, n’a pas été retenue. Outre le poids plus faible, cette caractéristique permet à la chaleur de la combustion de se répartir plus uniformément sur la tête de piston et d’éviter les ratés d’allumage. Le jeu de montage des segments de piston a été accru afin de réduire le frottement.Vilebrequins Les moteurs MPI, soumis à de plus faibles charges, sont dotés de vilebrequins moulés, et les moteurs TSI de vilebrequins forgés. Ils se distinguent également par le nombre de paliers, les contrepoids et le diamètre des tourillons et des manetons. Le moteur TSI 1,4 l de 103 kW, qui est soumis à des charges plus importantes, est par exemple doté d’un vilebrequin en acier forgé. Ce dernier repose sur cinq paliers, possède quatre contrepoids et présente un diamètre des tourillons et des manetons de 48 mm. Afin de réduire encore davantage le poids, les manetons sont creux. Toutes ces mesures permettent de réduire les forces internes du vilebrequin, et par conséquent la charge sur les tourillons.15Mécanique moteurLa culasseLe développement de la culasse en aluminium a surtout porté sur une utilisation accrue de l’énergie des gaz d’échappement pour obtenir un réchauffement rapide du moteur.Caractéristiques techniquesTechnique des 4 soupapes par cylindre Refroidissement à flux transversal Collecteur d’échappement intégré Adaptation aux carburants alternatifsConceptionSur cette culasse à flux transversal, le liquide de refroidissement s’écoule depuis le côté admission vers le côté échappement via les chambres de combustion. Il est réparti en deux zones, en dessous et au-dessus du collecteur d’échappement. Il circule dans plusieurs conduits et y absorbe de la chaleur. Depuis la culasse, il s’écoule dans le boîtier du régulateur de liquide de refroidissement et se mélange au reste du liquide de refroidissement.Côté échappement TurbocompresseurCôté admissionCulasseConduit d’échappement Collecteur d’échappement intégré Zone de refroidissement inférieure s511_147 Zone de refroidissement supérieureLe collecteur d’échappement intégré Sur le collecteur d’échappement intégré, les quatre conduits d’échappement sont réunis en un flasque central à l’intérieur de la culasse. Le turbocompresseur est vissé directement à ce flasque. Cette architecture présente plusieurs avantages : - Le liquide de refroidissement est réchauffé par les gaz d’échappement durant la phase de montée en température du moteur. Le moteur atteint plus rapidement sa température de fonctionnement. Le moteur atteint plus rapidement sa température de fonctionnement, ce qui permet de réduire la consommation de carburant et d’accélérer le chauffage de l’habitacle. - En raison de la plus faible surface de paroi côté échappement jusqu’au catalyseur, les gaz d’échappement dissipent peu de chaleur durant la phase de montée en température et le catalyseur, 16-bien qu’il soit refroidi par le liquide de refroidissement, atteint plus vite sa température de fonctionnement. À pleine charge, le collecteur d’échappement intégré et les gaz d’échappement sont davantage refroidis et le moteur peut fonctionner à pleine charge sur une plage plus importante avec un facteur lambda = 1, dans des conditions de consommation et d’échappement optimales.Le carter d’arbre à camesConceptionLe carter d’arbre à cames est en aluminium moulé sous pression et forme avec les deux arbres à cames un module indissociable. Selon le principe de la construction modulaire, les arbres à cames sont assemblés directement dans le carter d’arbre à cames. Comme il n’est plus nécessaire de faire passer les cames à travers les paliers, ceux-ci peuvent être d’une taille très réduite.Carter d’arbre à camesEntraînement de la pompe à carburant haute pressions511_150 Palier Roulement à billes rainuré Came Orifice d’alimentation en huile s511_164Avantages des paliers plus petits - Une moindre friction dans les paliers - Une plus grande rigiditéAlimentation en huile des paliers Les paliers lisses sont huilés par l’intermédiaire d’orifices d’alimentation en huile.Roulements à billes rainurés Pour réduire le frottement, le premier palier de chaque arbre à cames, qui est le plus fortement sollicité par l’entraînement par courroie crantée, est un roulement à billes rainuré.En cas de réparation, le carter d’arbre à cames doit être remplacé en même temps que les arbres à cames.  Les roulements à billes rainurés sont bloqués par des joncs d’arrêt et ne peuvent pas être remplacés.17Mécanique moteurLa commande des soupapesLa gamme de moteurs EA211 utilise généralement la technique des 4 soupapes par cylindre. Les soupapes d’admission sont agencées en tête avec un calage à 21° et les soupapes d’échappement avec un calage à 22,4° dans la chambre de combustion en toit. Elles sont actionnées par des culbuteurs à galet dotés de poussoirs hydrauliques. Poussoir hydraulique Culbuteur à galet Arbre à cames d’échappementArbre à cames d’admissionSoupape d’admission Soupape d’échappement s511_151Avantages de la technique des 4 soupapes par cylindre - Bon remplissage et bonne évacuation des cylindres - Haut niveau de puissance disponible pour une faible cylindrée - Faible consommation de carburant grâce à un rendement élevé - Couple élevé et forte capacité de reprise - Fonctionnement très silencieuxAutres caractéristiques - Le diamètre des tiges de soupape a été réduit à 5 mm. Les masses en mouvement sont par conséquent moins importantes, et les pertes par frottement sont réduites, car les forces développées par les ressorts de soupape sont plus faibles. - L’angle de portée est de 120°, côté admission comme côté échappement, afin d’augmenter la résistance à l’usure pour les carburants alternatifs, comme le gaz naturel par exemple.18La distribution variableTous les moteurs de la gamme EA211 sont dotés d’un dispositif de variation en continu du calage de l’arbre à cames d’admission et possèdent en outre, à partir d’une puissance de 103 kW, un dispositif de variation du calage de l’arbre à cames d’échappement, en continu également. La variation du calage est réalisée directement sur les arbres à cames par un variateur de calage, en fonction de la charge et du régime. L’actionnement est assuré par les électrovannes de distribution variable qui sont directement intégrées dans le circuit d’huile. Les deux transmetteurs de Hall permettent de détecter l’angle de calage. Électrovanne 1 de distribution variable N205 (côté admission) Électrovanne 1 de distribution variable dans l’échappement N318Transmetteur de Hall G300  (côté échappement) Transmetteur de Hall G40 (côté admission)Couvercle terminal du variateur de calage de l’arbre à cames d’échappement Vis d’obturation du variateur de calage de l’arbre à cames d’admissions511_149Versions de variateur de calage d’arbre à camesMotorisation Moteur MPI 1,0 l de 44/50/55 kW Moteur TSI 1,2 l de 63/77 kW et  moteur TSI 1,4 l de 90 kW Moteur TSI 1,4 l de 103 kW avec/sans gestion active des cylindres ACT Variateur de calage de l’arbre à cames d’admission Variation continue jusqu’à 40° d’angle de vilebrequin Variation continue jusqu’à 50° d’angle de vilebrequin Variation continue jusqu’à 50° d’angle de vilebrequin Variateur de calage de l’arbre à cames d’échappement –– Variation continue jusqu’à 40° d’angle de vilebrequinÉtanchement et fixation des variateurs de calage d’arbre à cames Les variateurs de calage sont étanchés afin d’éviter tout écoulement d’huile sur la courroie crantée. Cet étanchement est assuré par un joint en caoutchouc sur le couvercle terminal du variateur de calage de l’arbre à cames d’échappement et par un autre joint en mousse situé sur la vis d’obturation du variateur de calage de l’arbre à cames d’admission. Les deux variateurs de calage sont fixés sur les arbres à cames à l’aide de vis de fixation.  Les deux vis sont avec filet à droite. 19Mécanique moteurVariateur de calage des arbres à cames d’admission et d’échappementLa conception de base des deux variateurs de calage est identique.Particularités des variateurs de calage d’arbre à camesLe variateur de calage à palettes Les variateurs de calage d’arbre à cames fonctionnent selon le principe du variateur à palettes. Le rotor, et avec lui l’arbre à cames, tournent dans un sens ou dans l’autre en fonction de la chambre où l’huile est conduite. La variation s’effectue en continu.Carter Chambre 1 Chambre 2 Rotor Pignon s511_222Rappel du variateur de calage de l’arbre à cames d’échappement Pour que le moteur puisse démarrer rapidement, il ne doit pas y avoir de gaz résiduels dans les cylindres. C’est pourquoi, à la coupure du moteur, le variateur de calage de l’arbre à cames d’échappement est  bloqué en position « avance » et le variateur de calage de l’arbre à cames d’admission en position « retard ».  Durant ce processus, le variateur de calage de l’arbre à cames d’échappement est décalé dans le sens inverse du sens de rotation du moteur. En raison de l’importance de l’angle de calage (il peut atteindre 40° d’angle de vilebrequin), il est possible que la pression d’huile ne soit pas suffisante. Un ressort de rappel situé sur le variateur de calage de l’arbre à cames d’échappement renforce la pression d’huile pour effectuer le décalage en position « avance ». L’arrêtoir Lors de la coupure du moteur, le variateur de calage de l’arbre à cames d’échappement est arrêté en position avance et le variateur de calage de l’arbre à cames d’admission en position retard. Cette mesure empêche toute variation du calage de la distribution durant le démarrage du moteur et permet également un démarrage plus rapide. Elle permet également d’éviter les bruits durant le démarrage du moteur.Variateur de calage d’arbre à cames d’échappement Ressort de rappels511_223 Sens du décalage à la coupure du moteurPignon Carter Arrêtoirs511_268 Rotor Ressort de rappel20Le calage de la distributionLa variation de calage des arbres à cames d’admission et d’échappement permet d’adapter avec encore plus de précision le calage de la distribution aux exigences du moteur. Il est en effet très avantageux de pouvoir faire varier les temps d’ouverture et de fermeture en fonction de l’état de fonctionnement.Calage de la distribution – soupape d’échappement Calage de la distribution – soupape d’admission 40° dans le sens retard 50° dans le sens avance Levée de soupape 9 mm Variation Variation maxi maxi Position de base Position de base Croisement maxi des soupapes 1 mmPMB PMH PMB25°15°28° 25° 15° 22°Croisement des  soupapes14°Conséquences36°Angle de vilebrequin [°]Plage de régime/ Rapport pression  de charge tubulure d’admission/système d’échappement RalentiPression de la tubulure d’admission Nul inférieure à la contre-pression des gaz d’échappement Pression de la tubulure d’admission Important inférieure à la contre-pression des gaz d’échappement- Très peu de gaz résiduels dans le cylindre, et  donc bonne stabilité de fonctionnement - Des gaz résiduels sont aspirés dans le cylindre  à partir du système d’échappement.  - L’ouverture du papillon est augmentée afin de  fournir suffisamment d’air frais pour le couple  demandé. - Le moteur est relaxé, la consommation de  carburant baisse. - De l’air frais est admis dans le cylindre, les gaz résiduels sont chassés.  - Le taux de gaz résiduels étant réduit, le couple  nominal est atteint à un régime faible.  - Meilleure réponse du turbocompresseur  et tendance au cliquetis réduite - Un croisement des soupapes plus important n’est  pas judicieux lorsque les pressions sont égales.Bas régime/  charge faible à moyenneBas régime/  charge élevéeEn raison de la pression de surali- Important mentation, pression de la tubulure d’admission supérieure à la contre-pression des gaz d’échappement Pression de suralimentation à peu près égale à la  contre-pression des gaz  d’échappement Pression de suralimentation  inférieure à la contre-pression des gaz d’échappementRégime moyen/  charge moyenneFaibleHaut régime/  charge élevéeFaible- Les gaz résiduels ne sont pas repoussés dans le  cylindre malgré une forte contre-pression des  gaz d’échappement, le mélange n’est donc pas  de mauvaise qualité.s511_14821Mécanique moteurLe guidage de l’airL’air frais est acheminé jusque dans les cylindres à travers le filtre à air monté directement sur le moteur, le turbocompresseur, l’unité de commande du papillon, la tubulure d’admission avec radiateur d’air de suralimentation intégré, les conduits d’admission et les soupapes d’admission.Particularités du guidage de l’air - La tubulure d’admission possède des chambres de résonance qui permettent de réduire les vibrations générées dans le système d’admission par le processus d’aspiration d’air. Ces vibrations peuvent produire différents bruits en fonction de leur fréquence. - Les conduits d’admission ont été conçus de manière à assurer une bonne mise en tourbillon du mélange tout en minimisant la résistance à l’écoulement. - Le refroidissement de l’air de suralimentation est assuré par un radiateur d’air de suralimentation à circulation de liquide de refroidissement situé dans la tubulure d’admission. - Sur le moteur TSI 1,4 l de 103 kW avec gestion active des cylindres ACT de la Polo Blue GT, un ajutage est monté sur le filtre à air ; l’eau de condensation s’y accumule puis est évacuée via une membrane à partir d’une certaine quantité.Chambres de résonance Turbocompresseur Filtre à airs511_166Tuyau d’évacuation d’eauClapet à membraneUnité de commande de papillons511_167Tubulure d’admission avec radiateur d’air de suralimentation intégré22La suralimentation par turbocompresseurSur les moteurs TSI de la gamme EA211, la suralimentation est assurée par un turbocompresseur. Ce dernier a été conçu de manière à garantir un couple élevé même à bas régime et à présenter une bonne réactivité. Le moteur TSI 1,4 l de 103 kW atteint ainsi son couple maximal de 250 Nm dès 1 500 tr/min.La particularité du circuit d’air de suralimentation réside dans sa configuration compacte. Ainsi, le volume que le turbocompresseur doit comprimer est plus faible, et la pression de suralimentation requise est atteinte plus rapidement.Circuit d’air de suralimentation Turbocompresseurs511_168Le turbocompresseurRadiateur d’air de suralimentationChaque turbocompresseur a été développé spécialement pour un moteur donné et pour la puissance correspondante. La conception de base (guidage de l’air, lubrification, refroidissement) est identique pour toutes les versions, ces dernières se distinguant principalement par les dimensions des turbines et des roues de compresseur. Une autre différence réside dans les actionneurs de pression de suralimentation. Ces derniers peuvent être remplacés individuellement, mais diffèrent en fonction de la motorisation par leur fixation sur la soupape de décharge et par leur réglage de base après remplacement. Particularités du turbocompresseur : - Faible diamètre de la turbine et de la roue de compresseur, et donc faibles couples d’inertie - Matériau prévu pour une température maximale des gaz d’échappement égale à 950 °C - Intégration dans le circuit de refroidissement de l’air de suralimentation afin de maintenir les températures à un niveau réduit sur les paliers de l’arbre de turbine après la coupure du moteur - Raccordement au circuit d’huile pour la lubrification et le refroidissement des paliers de l’arbre de turbine - Activation de la soupape de décharge pour la régulation de la pression de suralimentation par un actionneur électrique de pression de suralimentation avec transmetteur de position intégréFixation la soupape de décharge Retour du liquide de refroidissement Alimentation en liquide de refroidissements511_225 Actionneur de pression Turbocompresseur de suralimentation Conduits d’huile23Mécanique moteurL’actionneur de pression de suralimentation V465Les avantages de l’actionneur de pression de suralimentation électrique par rapport à une électrovanne pneumatique de limitation de la pression de suralimentation sont : Un temps d’actionnement plus court et donc une montée plus rapide de la pression de suralimentation. Une force d’actionnement importante, qui permet à la soupape de décharge de rester entièrement fermée même en cas de forts flux massiques de gaz d’échappement, afin d’atteindre la pression de suralimentation assignée. La soupape de décharge peut être actionnée indépendamment de la pression de suralimentation. Elle peut par conséquent être ouverte dans la plage de charge et de régime inférieure.  La pression de suralimentation de base baisse, et le moteur doit accomplir un travail de renouvellement des gaz moins important.Actionnement du volet de soupape de décharge--Actionneur électrique de pression de suralimentation avec transmetteur de position intégrés511_224Pour de plus amples informations sur l’actionneur électrique de pression de suralimentation V465, voir Programme autodidactique 443 « Le moteur TSI 1,2 l et 77 kW avec turbocompresseur ».Versions de turbocompresseurMotorisation Diamètre de la  turbine Diamètre de la  roue de  compresseur Pression de  suralimentation maxi d’après  cartographie 1,7 bar (63 kW)  1,9 bar (77 kW) 1,8 bar Adaptation de l’actionneur de  pression de suralimentationMoteur TSI 1,2 l de 63 kW/77 kW Moteur TSI 1,4 l de 90 kW Moteur TSI 1,4 l de 103 kW avec/sans ACT33,6 mm36 mmLecteur de diagnostic Préréglage de la tige filetée,  lecteur de diagnostic Lecteur de diagnostic37 mm40 mm39,2 mm41 mm2,2 bar24Le circuit d’huileLe circuit d’huile, c’est-à-dire le chemin qu’emprunte l’huile à travers le moteur, est très similaire sur tous les moteurs de la nouvelle gamme EA211.Alimentation en huile des arbres à camesIl existe des différences : - En fonction du type et du mode d’entraînement de la pompe à huile - En fonction du type de régulation de la pression d’huile Contacteur de pression d’huile - Selon qu’un radiateur d’huile est monté ou non pour contrôle - Selon que le moteur est doté ou non d’un de la pression turbocompresseur réduite F378Galerie d’huile principale Alimentation en huile du vilebrequins511_170Filtre à huileLe tableau ci-dessous montre quelle pompe à huile est utilisée pour les différents moteurs, comment elle est entraînée et comment la pression est régulée.Motorisation Moteur MPI 1,0 l de 44/50/55 kW  et  moteur TSI 1,2 l de 63 kW/77 kW Type de pompe à huile/entraînement Pompe à huile Duo-Centric  entraînée directement par le  vilebrequin Type de régulation Un clapet de régulation de pression situé dans le corps de pompe à huile régule la pression d’huile à un niveau constant d’environ 3,5 bar.  Le débit d’huile refoulé dépend du régime moteur.Moteur TSI 1,4 l de 90 kW/103 kWPompe à huile à engrenage extérieur  entraînée par le vilebrequin via une chaîneLe débit d’huile refoulé est adapté par la pompe à huile en fonction de la charge et du régime. La pression d’huile est donc régulée sur deux niveaux, à 1,8 et 3,3 bar.Pour de plus amples informations sur la pompe à huile de vilebrequin Duo-Centric, voir Programme autodidactique 508 « Le moteur MPI 1,0 l de 44/55 kW » et 196 « Le moteur 1,4 l 16 soupapes de 55 kW ».25Mécanique moteurLa pompe à huile à engrenage extérieurUne pompe à huile à engrenage extérieur est utilisée sur les moteurs TSI 1,4 l. Son fonctionnement étant très efficient, elle contribue aux économies de carburant et à la réduction des émissions de CO2. La pompe à huile est vissée sur la partie supérieure du carter d’huile et fonctionne à deux niveaux de pression, d’env. 1,8 et 3,3 bar, en fonction de la charge et du régime. Elle est entraînée par le vilebrequin via une chaîne sans entretien qui ne possède pas de tendeur. La pression d’huile est régulée par l’intermédiaire du débit d’huile refoulé.Vilebrequin s511_246 s511_202Partie supérieure du carter d’huile Partie inférieure du carter d’huile Pompe à huile Entraînement par chaîne Entraînement par vilebrequinAvantages de la régulation de la pression et  du débit d’huile sur deux niveaux La puissance d’entraînement de la pompe à huile est réduite, car la pompe ne refoule que le débit nécessaire. L’usure causée par l’huile est moins importante, car la quantité d’huile mise en mouvement est réduite.[bar] 3.5 3.3 1.8-env. 1 400 tr/min4 000 tr/min 150 NmPression requise Pression d’huile non régulée (moteurs 1,0 l et 1,2 l) Pression d’huile régulée sur deux niveaux  (moteurs 1,4 l) Niveau de pression inférieur Niveau de pression supérieur26Les composants du dispositif de régulation de la pression d’huile à deux niveauxPompe à huile à engrenage extérieurLe corps de pompe et le couvercle sont en aluminium et possèdent plusieurs conduits de commande pour la régulation de la pression d’huile. Le débit de refoulement d’huile et la pression d’huile varient en fonction de la manière dont le piston de régulation et l’unité coulissante sont soumis à l’action de l’huile du circuit via les conduits de commande. Piston de régulation   Tamis d’huile Conduits de commandeSortie de la pompe Pignon d’entraînement de la pompe à huile Unité coulissanteLe piston de régulation et  l’unité coulissante Le refoulement de l’huile est réalisé concrètement par deux pignons engrenés (pignons de pompe).  L’un des pignons de pompe est monté sur l’arbre d’entraînement, qui est entraîné par le vilebrequin via une chaîne.  L’autre pignon de pompe est monté sur un arbre qui coulisse dans le sens longitudinal. Le pignon de pompe et l’arbre forment conjointement l’unité coulissante. L’unité coulissante agit de manière ciblée sur le débit et la pression de refoulement dans le circuit d’huile.  La position de l’unité coulissante est déterminée par le rapport de pression entre les chambres situées à gauche et à droite de l’unité.  Le rapport de pression dépend à son tour de l’activation du piston de régulation.Position de l’unité coulissante – débit de refoulement d’huile maxi Conduits de commande Piston de régulation Pignon de pompes511_247 Chambre Unité coulissante avec pignon de pompe Position de l’unité coulissante – débit de refoulement d’huile miniPignon de pompes511_248 Chambre Chambre Unité coulissante avec pignon de pompes511_17427Mécanique moteurVanne de régulation de pression d’huile N428La vanne de régulation de pression d’huile est activée par le calculateur du moteur au moyen d’un signal de masse en fonction de la charge et du régime. Cette vanne permet de commuter entre les deux niveaux de pression d’huile en alimentant alternativement en huile différents conduits de commande de la pompe à huile. La vanne possède les états de commutation suivants : - Lorsque la vanne est activée, elle ouvre le conduit de commande allant à la pompe à huile, et celle-ci refoule au niveau de pression inférieur, égal à 1,8 bar. - Lorsque la vanne n’est pas activée, le conduit est obturé sous l’action d’un ressort et la pompe à huile refoule au niveau de pression supérieur, égal à 3,3 bar.s511_177 Vanne de régulation de pression d’huile N428Contacteur de pression d’huile pour contrôle de la pression réduite F378  et contacteur de pression d’huile F1Les deux contacteurs de pression d’huile permettent au calculateur du moteur de surveiller la pression d’huile à l’intérieur du niveau de pression actuellement actif. Lorsque la pression d’huile devient inférieure à une certaine valeur, le contacteur de pression d’huile correspondant s’ouvre et le calculateur du moteur reçoit un signal. Le calculateur envoie alors un message sur le bus de données CAN et le témoin de pression d’huile K3 dans le combiné d’instruments s’allume. Contacteur de pression d’huile pour contrôle de la pression réduite F378 Il est vissé dans la culasse du côté admission, à proximité de la courroie crantée. Il permet de vérifier si la pression d’huile est supérieure ou égale au niveau minimal.s511_178Contacteur de pression d’huile F1 Il est vissé au milieu du bloc-cylindres, du côté échappement. Lorsque le calculateur du moteur a commuté sur le niveau de pression d’huile supérieur, ce contacteur permet de surveiller la haute pression d’huile.Contacteur de pression d’huile pour contrôle de la pression réduite F378 s511_228Contacteur de pression d’huile F128La régulation de la pression d’huileLes pompes à huile Duo-Centric régulées de la gamme de moteurs à essence EA111 nécessitaient déjà une puissance d’entraînement nettement réduite par rapport à une pompe à huile non régulée. Elles ne refoulaient, sur toute la plage de régime, que la quantité d’huile nécessaire pour maintenir la pression d’huile à une valeur constante de 3,5 bar.  Sur les nouvelles pompes à huile destinées à la gamme de moteurs EA211, la pression d’huile est régulée sur deux niveaux, en fonction de la charge et du régime. La puissance d’entraînement diminue notamment dans la plage de régime/de charge inférieure à moyenne, car la pression d’huile n’est ici que d’environ 1,8 bar. La pompe à huile n’a par conséquent pas besoin de refouler autant d’huile.Électrovanne 1 de distribution variable dans l’échappement N318 Variateur de calage d’arbre à cames d’échappement Points de lubrification des arbres à cames, des éléments de rattrapage du jeu et des soupapesÉlectrovanne 1 de distribution variable N205 Variateur de calage d’arbre à cames d’admission Came quadruple Pompe à carburant haute pressionTurbocompresseurContacteur de pression d’huile pour contrôle de la pression réduite F378 Refroidissement des pistons Contacteur de pression d’huile F1 Points de graissage du vilebrequinVanne de régulation de pression d’huile N428Radiateur d’huilePompe à huile à engrenage extérieur Entraînement de la pompe à huile Retour Filtre à huile Carter d’huile Ajutage d’admission s511_18029Mécanique moteurLes phases fonctionnelles de la régulation de pression d’huileLe niveau de pression d’huile est déterminé par le débit d’huile refoulé. La quantité d’huile refoulée dépend quant à elle de la position de l’unité coulissante, du degré d’alignement des deux pignons de pompe et du régime moteur. Montée en pression du démarrage du moteur jusqu’à env. 1,8 bar La pression d’huile requise doit être générée le plus rapidement possible après le démarrage du moteur. Les deux pignons de pompe sont complètement alignés et le débit d’huile maximal correspondant au régime moteur est refoulé dans le circuit d’huile. a) Le calculateur du moteur active la vanne de régulation de pression d’huile à l’aide d’un signal de masse et cette dernière ouvre le conduit de commande allant à la chambre 2. b) Le ressort de pression maintient le piston de régulation contre la butée du niveau de pression supérieur. c) La pression d’huile régnant dans les chambres 3 et 4 est inférieure à 1,8 bar et n’exerce aucune influence sur la position de l’unité coulissante.  Le ressort de pression plaque l’unité coulissante contre la butée de plein débit.b Retour vers le carter d’huile Chambre 4 Butée de plein débit Hors pression 1,8 bar Ressort de pression s511_249 Chambre 2 Chambre 1 s511_250 Ressort de pression Pignons de pompeVers le circuit d’huile Vers la pompe à huile a Vanne de régulation de pression d’huile (activée) Piston de régulation Chambres 1+2c Chambre 3 Unité coulissanteLe régime moteur augmente La pompe à huile refoule de plus en plus d’huile à mesure que le régime augmente, et la pression d’huile s’élève. Dans le même temps, la pression augmente dans les chambres 1 et 2 du piston de régulation et ce dernier est repoussé vers la gauche, contre la force exercée par le ressort. Comme la pression qui règne dans les chambres 3 et 4 de l’unité coulissante est toujours inférieure à 1,8 bar, l’unité coulissante reste en butée de plein débit.Piston de régulationRessort de pression Vers la chambre 3 Retour Vers la chambre 430Butée de niveau de pression supérieurNiveau de pression inférieur – env. 1,8 bar À un régime d’env. 1 400 tr/min, la pression d’huile atteint le niveau inférieur, égal à env. 1,8 bar. Cette pression est maintenue à un niveau constant jusqu’à 4 000 tr/min, ou 150 Nm. Le débit d’huile refoulé, et par conséquent la pression d’huile, devraient normalement s’accentuer lorsque le régime moteur augmente, et diminuer lorsque le régime moteur baisse. Régulation lorsque la pression d’huile  devient supérieure à 1,8 bar a) Le calculateur du moteur active la vanne de régulation de pression d’huile à l’aide d’un signal de masse et cette dernière ouvre le conduit de commande allant à la chambre 2. b) Sous l’effet de l’augmentation du régime moteur, la pression régnant dans les chambres 1 et 2 devient supérieure à 1,8 bar et le piston de régulation est repoussé vers la gauche, contre la force exercée par le ressort. Le passage de la chambre 4 dans le conduit de retour vers le carter d’huile est libéré. c) La pression de la chambre 3 dépasse 1,8 bar et décale légèrement l’unité coulissante vers la droite, contre la force exercée par le ressort. L’huile présente dans la chambre 4 est renvoyée dans le carter d’huile. Les pignons de pompe ne sont plus aussi parfaitement alignés, le débit d’huile, et donc la pression d’huile, baissent. Régulation lorsque la pression d’huile devient  inférieure à 1,8 bar a) La vanne de régulation de pression d’huile est toujours ouverte. b) Lorsque le régime moteur baisse, la pression régnant dans les chambres 1 et 2 devient inférieure à 1,8 bar, et la force exercée par le ressort décale le piston de commande vers la droite. Le passage entre le circuit d’huile et la chambre 4 de l’unité coulissante est libéré. c) La pression est de nouveau égale dans les chambres 3 et 4. L’unité coulissante se décale légèrement vers la gauche sous l’effet de la force exercée par le ressort. Les pignons de pompe s’engrènent plus largement, le débit d’huile, et donc la pression d’huile, augmentent.b  Chambre 3 Pignons de pompe c Unité coulissante Chambre 4 s511_269a Vanne de régulation de pression d’huile (activée)Piston de régulationChambre 1 Chambre 2b  Chambre 3 RetourPignons de pompe c Unité coulissante s511_251 Plage d’engrènement des pignons de pompe Hors pression Niveau de pression inférieur (1,8 bar) Chambre 4Piston de régulationChambre 1 Chambre 231Mécanique moteurCommutation sur le niveau de pression supérieur – env. 3,3 bar Lorsque le régime moteur atteint 4 000 tr/min ou que la charge du moteur atteint 150 Nm, le système passe au niveau de pression supérieur, égal à env. 3,3 bar. Pour parvenir au niveau de pression supérieur, le débit d’huile refoulé est accru.Passage au niveau de pression supérieur a) La vanne de régulation de pression d’huile n’est plus activée par le calculateur du moteur et obture le conduit de commande allant à la chambre 2. b) Le manque de pression d’huile dans la chambre 2 entraîne le décalage du piston de régulation vers la droite sous l’effet du ressort de pression ; le piston libère un passage d’un diamètre plus important vers la chambre 4. c) La pression d’huile augmente dans la chambre 4 de l’unité coulissante et déporte cette dernière, conjointement avec le ressort de pression, loin vers la gauche. Les deux pignons de pompe sont désormais largement engrenés, ils refoulent plus d’huile et la pression d’huile augmente.a Vanne de régulation de pression d’huile (activée)Conduit de commande fermé Piston de régulationb Vers la chambre 4  Chambre 3 Retourc Unité coulissante Hors pression Niveau de pression supérieur (3,3 bar) Chambre 4Retour au niveau de pression inférieur Pour repasser au niveau de pression inférieur, le système active de nouveau la vanne de régulation de pression d’huile avec un signal de masse, et cette dernière ouvre le conduit de commande allant à la chambre 2.  La pression d’huile dans les chambres 1 et 2 décale le piston de commande vers la gauche contre la force exercée par le ressort, le piston obture le conduit de commande allant à la chambre 4 et ouvre le retour vers le carter d’huile. La pression d’huile diminue alors dans la chambre 4, et la pression accrue dans la chambre 3 décale l’unité coulissante vers la droite. Les pignons de pompe sont moins largement engrenés, le débit d’huile et la pression d’huile diminuent.32s511_254 Chambre 1 Chambre 2Niveau de pression supérieur – env. 3,3 bar Comme au niveau de pression inférieur, la pression d’huile est également maintenue à un niveau constant, égal à 3,3 bar, au niveau de pression supérieur. Le régime moteur augmentant, le débit et la pression d’huile devraient également s’accroître. Pour que la pression d’huile reste à un niveau constant de 3,3 bar, le système adapte le débit d’huile refoulé. La régulation de la pression d’huile à un niveau constant est réalisée de la même manière qu’au niveau de pression inférieur. Régulation lorsque la pression d’huile  devient supérieure à 3,3 bar a) La vanne de régulation de pression d’huile n’est pas activée par le calculateur du moteur et obture le conduit de commande allant à la chambre 2. b) La pression d’huile dans la chambre 1 est désormais suffisamment importante pour repousser le piston de régulation vers la gauche contre la force exercée par le ressort et libérer le conduit de retour allant de la chambre 4 au carter d’huile. c) La pression baisse dans la chambre 4 et la forte pression d’huile régnant dans la chambre 3 décale l’unité coulissante vers la droite contre la force exercée par le ressort. Les pignons de pompe ne s’engrènent plus aussi largement, ils refoulent un débit d’huile moins important et la pression d’huile baisse à env. 3,3 bar.a Vanne de régulation de pression d’huile (activée)Conduit de commande fermé Piston de régulationb  Chambre 3c Unité coulissante Chambre 4Hors pression Niveau de pression supérieur (3,3 bar)Régulation lorsque la pression d’huile devient  inférieure à 3,3 bar Lorsque la pression d’huile devient inférieure à 3,3 bar, par exemple en raison de la baisse du régime moteur, le processus de régulation est fondamentalement le même qu’au niveau de pression inférieur. Que l’on se trouve au niveau inférieur ou au niveau supérieur, la régulation à un niveau de pression constant est un processus continu : - Lorsque la pression d’huile est trop basse, le conduit de commande reliant le circuit d’huile à la chambre 4 de l’unité coulissante s’ouvre. L’afflux d’huile décale l’unité coulissante de telle manière que les pignons de pompe sont plus largement engrenés, le débit d’huile refoulé augmente et la pression d’huile s’élève. - Lorsque la pression d’huile est trop forte, le conduit de retour allant de la chambre 4 au carter d’huile s’ouvre. Le reflux de l’huile décale l’unité coulissante de sorte que les pignons de pompe s’engrènent moins largement, le débit d’huile refoulé est moins important  et la pression d’huile diminue.s511_255  Chambre 1 Chambre 2 Retour33Mécanique moteurRecyclage des gaz de carter-moteur et dégazage du  carter-moteurLa fonction du système de recyclage des gaz de carter-moteur et de dégazage du carter-moteur est la suivante : - Limiter la formation d’eau de condensation dans l’huile en cas de conduite sur de courtes distances et d’éviter ainsi que le dispositif de dégazage du carter-moteur ne gèle. - Empêcher, dans toutes les conditions d’utilisation, que des vapeurs d’huile ou des hydrocarbures imbrûlés ne s’échappent dans l’air ambiant.Le recyclage des gaz de carter-moteurLe dispositif de recyclage des gaz de carter-moteur purge le carter-moteur avec de l’air frais afin de réduire la formation d’eau de condensation dans l’huile. L’air frais destiné à la purge passe, via un flexible, du filtre à air au clapet antiretour situé sur le carter d’arbre à cames. Le clapet antiretour permet d’éviter que de l’huile ou des gaz de carter ne parviennent dans le filtre à air. Lorsque la pression régnant dans le carter-moteur devient trop importante, le clapet s’ouvre et libère le passage vers le filtre à air. Cette mesure permet d’éviter que des pressions trop importantes n’endommagent les joints.Clapet antiretour Raccordement au filtre à air s511_234s511_235Le dégazage du carter-moteurLes gaz passent du carter-moteur dans le séparateur d’huile. Là, une séparation grossière est d’abord assurée par des chicanes et des conduits à courant tourbillonnaire, qui débarrassent les gaz des grosses gouttelettes d’huile, puis les gouttelettes plus petites se déposent dans les conduits à courant tourbillonnaire plus fins du dispositif de séparation fine. Un orifice calibré situé dans le boîtier du séparateur d’huile et reliant ce dernier à la tubulure d’admission limite le débit lorsqu’une dépression trop importante règne dans la tubulure d’admission. À la sortie du séparateur d’huile, les gaz aboutissent à un point d’entrée dans la tubulure d’admission ou dans le turbocompresseur.s511_236 Vers la  tubulure d’admissionArrivée du   carterRetour moteur d’huileVers le  turbo- compresseurChicanes et conduits à courant tourbillonnaire dans le couvercle du boîtier du séparateur d’huile34L’admission des gaz de carter dans le circuit d’air fraisLes moteurs de la gamme EA211 possèdent un dispositif de dégazage interne du carter-moteur qui permet d’empêcher un gel du système. Interne signifie que les gaz de carter débarrassés de l’huile qu’ils contenaient dans le séparateur d’huile sont pour l’essentiel dirigés vers les points d’entrée situés à l’intérieur du moteur, où ils se mélangent à l’air frais. Sur les moteurs MPI 1,0 l, les gaz sont toujours aspirés dans la tubulure d’admission grâce à la dépression qui y règne. Sur les moteurs 1,2 l et 1,4 l, ils sont dirigé