  La nouvelle génération de moteurs V6 biturbo de 3,0 L de Cadillac
Meilleur de sa catégorie en matière de puissance et d'efficacité parmi les moteurs à six cylindres les plus évolués à travers le monde
DÉTROIT (Vendredi 20 mars 2015) – Cadillac a annoncé aujourd'hui une nouvelle génération de moteurs V6 biturbo exclusifs, qui en fera l'un des moteurs les plus évolués de l'industrie des moteurs à essence à six cylindres. Il met à profit les plus récentes technologies afin de permettre à la prochaine berline de luxe CT6 de profiter d'un parfait équilibre entre l'efficacité, le rendement et l'élégance.
Le lancement mondial de la toute nouvelle berline de luxe de Cadillac dotée d'un moteur biturbo de 3,0 L, conçue pour atteindre de nouveaux seuils d'élégance et de rendement, se tiendra le 31 mars au Salon international de l'auto de New York. La production commencera à la fin de l'année à l'usine de montage General Motors de Detroit-Hamtramck.
Sa puissance de pointe est estimée à 400 ch (298 kW) et il présente un couple de 400 lb-pi (543 N. m), ce qui en fait l'un des plus puissants moteurs V6 à DACT dans le monde, déployant 133 ch (99 kW) par litre.
Le moteur biturbo de 3,0 L est le seul moteur à six cylindres combinant la turbocompression et les technologies de désactivation de cylindres et d'arrêt/démarrage permettant de réduire la consommation de carburant. Cadillac compte sur cette combinaison pour accroître le rendement éconergétique d'environ six pour cent. La désactivation de cylindres désactive temporairement deux cylindres dans des conditions de conduite à faible charge afin d'améliorer l'efficacité, puis les réactive automatiquement lorsque le conducteur a besoin de toute la puissance.
Grâce au système d'arrêt/démarrage, le moteur biturbo de 3,0 L s'arrête dans certaines conditions de conduite comme en milieu urbain ou lorsque les arrêts et départs sont fréquents, permettant ainsi de réduire la consommation de carburant, puis il redémarre automatiquement lorsque le conducteur n'appuie plus sur la pédale de frein.
« Outre le fait d'être le chef de file en matière de performance et d'élégance, qui est le fondement de sa réputation, la place qu'occupe Cadillac sur la scène mondiale s'explique en grande partie grâce à la technologie évoluée de son groupe propulseur et du tout nouveau moteur biturbo de 3,0 L », a déclaré Rich Bartlett, ingénieur en chef adjoint.
La très réputée boîte automatique à 8 vitesses Hydra Matic 890 transmet la puissance du moteur biturbo de 3,0 L à la CT6.
Comme pour le système de turbocompression de l'ATS-V de Cadillac, le nouveau moteur biturbo de 3,0 L présente des turbocompresseurs à turbines légères en aluminiure de titane à faible inertie et un efficace refroidisseur d'air de suralimentation à faible volume breveté, qui contribuent à produire une suralimentation optimale et à profiter d'une puissance immédiate.
Les turbocompresseurs évolués à faible inertie permettent au moteur de maintenir un couple de pointe de 2 500 à 5 000 tr/min, procurant au moteur une vaste courbe de couple qui s'exprime pour le conducteur en un sentiment de puissance réactive et soutenue à tous les régimes.
« Le couple est la puissance de traction d'un moteur et celui du nouveau moteur biturbo de 3,0 L présente une fluidité et une progression qui suscitent la confiance », affirme M. Bartlett. « En fait, la puissance de couple à tous les régimes ne coïncide que si la puissance créée à ces régimes augmente rapidement à 6 500 tr/min. »
Le moteur biturbo de 3,0 L offre une puissance estimée de 400 ch et 133 ch par litre, ce qui est 27 % de plus que le moteur biturbo de 3,0 L de la BMW 740Li (315 ch et 105 ch/L) et 29 % de plus que le moteur suralimenté V6 de 3,0 L de l'Audi A7 (310 ch et 103 ch/L).
Nouvelle architecture
Le nouveau moteur biturbo de 3,0 L de Cadillac fait partie d'une nouvelle génération de moteurs V6 évolués, comprenant une nouvelle version du moteur primé de 3,6 L à aspiration naturelle utilisé depuis de nombreuses années pour la gamme de modèles Cadillac. Chacun d'eux comprend de nouveaux éléments structuraux et de combustion conçus pour s'adapter à un rendement et une efficacité supérieurs et offrant un fonctionnement exceptionnellement silencieux et fluide.
Le moteur biturbo de 3,0 L est jusqu'à 5 dB plus silencieux que le moteur de 3,0 L de l'Audi TFSI, tandis que le moteur de 3,6 L est jusqu'à 4 dB plus silencieux que le moteur V6 de 3,7 L d'Infiniti.
Le moteur biturbo de 3,0 L et le moteur de 3,6 L partagent les caractéristiques suivantes :
Un bloc-moteur en aluminium plus robuste, doté d'une structure de cloisons améliorée permettant d'accroître sa rigidité.
Un ensemble tournant robuste et raffiné monté sur un vilebrequin rigide en acier forgé, des pistons à haute teneur en cuivre avec revêtement de polymère réduisant la friction et des bielles frittées-forgées.
Un nouveau dispositif de synchronisation à quatre cames avec technologie intermédiaire d'arrêt du moteur qui améliore l'efficacité en permettant la fermeture tardive des soupapes d'admission dans certaines conditions.
Un tout nouveau système de refroidissement « ciblé » breveté permettant le refroidissement stratégique des zones les plus chaudes du moteur tout en misant simultanément sur un réchauffement plus rapide, ce qui rehausse son efficacité.
Nouvelles culasses assurant une combustion plus efficace et se caractérisant par une injection directe et des collecteurs d'échappement intégrés.
Nouveau système de transmissions simplifié avec pignons à chaîne anti-vibratoires contribuant à un fonctionnement plus silencieux du moteur.
Le tout nouveau système de lubrification déplace la pompe dans le bloc moteur pour un fonctionnement plus silencieux. La pompe à huile à deux phases améliore également l'efficacité.
« Cette nouvelle architecture tire profit de la technologie primée du moteur V6 de Cadillac, qui a fait ses preuves, et la repousse en mettant l'accent sur le raffinement et la durabilité afin de les positionner au même rang que sa puissance et son efficacité », déclare M. Bartlett.
Vous pouvez obtenir un aperçu plus complet de l'architecture, des caractéristiques et des attributs des nouveaux moteurs de la famille V6 en consultant le communiqué Lancement du moteur de 3,6 L.
Cadre unique
Bien que le moteur biturbo de 3,0 L s'inspire de la même architecture nouvelle du moteur V6 de 3,6 L à aspiration naturelle, il intègre des composants et des caractéristiques précises permettant de soutenir la charge et la pression à l'intérieur des cylindres qui sont des caractéristiques uniques à un moteur à induction d'air forcé.
Les spécifications de l'alésage sont de 86 mm soit environ 10 pour cent plus petit que celui du moteur de 3,6 L, alors que les deux moteurs partagent une course de 85, 8mm. L'alésage plus petit réduit la taille et par conséquent le poids des pistons du moteur biturbo de 3,0 L, permettant de profiter pleinement de la géométrie de l'ensemble tournant et de s'harmoniser au régime plus rapide obtenu grâce à l'accélération rapide des turbocompresseurs à faible inertie.
« Grâce à un délai de réponse presque nul du turbocompresseur et à un ensemble tournant à faible inertie proportionnel, le nombre de tours par minute de ce moteur a augmenté et offre une puissance sur demande », affirme M. Bartlett. « Son rendement ne se limite pas uniquement à une puissance maximale, mais également à la manière dont celle-ci est offerte. Le nouveau moteur biturbo de 3,0 L offre cette puissance avec douceur et précision. »
Les alésages plus petits permettent aussi de profiter de chambres d'eau plus grandes entre les cylindres, ce qui contribue à maintenir des températures de combustion optimales à tous les régimes, ainsi que lors de performances exigeant des charges élevées soutenues et une suralimentation maximale.
Parmi les caractéristiques supplémentaires uniques au moteur biturbo de 3,0 L, mentionnons :
Un taux de compression inférieur de 9,8:1 par rapport à 11,5:1 dans le cas du moteur de 3,6 L à aspiration naturelle
Un vilebrequin 44MnSiV6 en acier forgé robuste.
Un empiècement en acier est intégré au cordon supérieur des pistons afin de pouvoir soutenir la pression plus élevée d'un moteur turbocompressé.
De grandes soupapes d'admission de 36 mm et des soupapes d'échappement de 29 mm remplies au sodium permettent au moteur de gérer une immense circulation d'air.
Les soupapes sont maintenues à 19 degrés du côté de l'admission et à 16 degrés du côté de l'échappement par rapport au moteur de 3,6 L maintenu à 18 degrés du côté de l'admission et à 15 degrés du côté de l'échappement.
La pré-tension du ressort de la soupape est augmentée afin de gérer une pression d'échappement accrue lors de performances optimales.
Le siège de la soupape AR20 trempé côté échappement est utilisé pour sa robustesse thermique, alors que les têtes sont scellées au bloc au moyen de joints en acier multicouche pouvant supporter la pression du turbocompresseur.
Les résonateurs d'admission et de sortie réglés, couvre-arbres à cames en aluminium et autres caractéristiques contribuent à la douceur et au silence de roulement exceptionnels.
Turbocompresseurs à faible inertie et soupapes de décharge à dépression
Les turbines ultra-légères en aluminiure de titane des deux turbocompresseurs à faible inertie sont utilisées avec une commande de soupape de décharge à dépression afin de produire un couple précis et réactif. Les turbines en aluminiure de titane réduisent la force d'inertie rotative de plus de 50 % par rapport aux turbines Inconel classiques. Cela signifie une réduction de la perte d'énergie des gaz d'échappement (faisant tourner les turbines) dans les charges d'inertie.
Concrètement, cela signifie que la taille relativement petite des turbocompresseurs et la légèreté de leurs turbines favorisent une « évacuation » plus rapide qui élimine pratiquement le temps de réponse, pour une perception immédiate de puissance. Ils produisent une suralimentation pouvant atteindre 18 lb-po² (125 kPa).
Une fois la température réduite dans le refroidisseur intermédiaire, le corps de papillon central unique situé au-dessus du moteur contrôle l'air de suralimentation des deux turbocompresseurs. Cette conception efficace contribue également à une réponse de couple plus immédiate, tout en réduisant la complexité en éliminant la nécessité d'avoir deux corps de papillon.
Afin de mieux gérer la pression de suralimentation du moteur et la réponse de couple subséquente, le moteur biturbo utilise des soupapes de décharge à dépression exclusives (une par turbocompresseur), ce qui permet de profiter d'une performance plus souple et plus constante. Elles sont commandées de manière indépendante pour chaque rangée de cylindres afin d'équilibrer la puissance des compresseurs et d'obtenir une pression de suralimentation plus précise.
Les soupapes de décharge fonctionnent aussi de concert avec les soupapes de recirculation à dépression afin d'éliminer le pompage conjoint des moteurs turbo (pouvant entraîner l'inversion du flux dynamique, notamment immédiatement après la fermeture du papillon). Cette intégration globale du système contribue à un roulement plus doux et à une perception de performance plus constante.
Refroidisseur d'air de suralimentation à faible volume breveté
Le système breveté de refroidisseur d'air de suralimentation eau-air de Cadillac, intégré au collecteur, contribue également à la rapidité de couple puisque l'air entre les compresseurs et le refroidisseur intermédiaire circule dans des tuyaux très courts.
Compte tenu de l'absence de tuyaux d'échangeur thermique indirects, la réponse des turbocompresseurs n'est sensiblement pas retardée. Le débit d'air est réduit de 60 % par rapport à une conception classique qui comprend un échangeur thermique externe.
« La distance entre les compresseurs et les orifices d'admission est très courte », souligne M. Bartlett. « Les compresseurs aspirent l'air directement de l'admission et l'acheminent immédiatement sous pression dans le refroidisseur intermédiaire, ce qui procure une extraordinaire puissance sur demande. »
Les échangeurs thermiques dotés d'un système de refroidissement à charge auxiliaire abaissent la température de l'air de suralimentation de plus de 200 °F (94 °C), emplissant les chambres de combustion d'air plus froid et plus dense, procurant une puissance accrue. De plus, le système de refroidisseur d'air présente une efficacité de refroidissement de plus de 80 % avec une restriction de seulement 1 psi (7 kPa) à la puissance de crête, ce qui contribue à la rapidité de couple.
Fabrication
Les deux nouveaux moteurs V6 de Cadillac seront fabriqués à l'usine de montage de groupes propulseurs de GM de Romulus.
QUELQUES FAITS : En 1903, les premières voitures Cadillac étaient équipées d'un moteur à un cylindre déployant 10 chevaux.
À propos de Cadillac Canada
Cadillac est un chef de file en matière de véhicules de luxe depuis 1902. Aujourd'hui, la marque Cadillac est en pleine croissance sur la scène mondiale grâce à la diversification de sa gamme de produits qui propose une technologie et une esthétique distinctives. Pour un complément d'information, rendez-vous à www.cadillac.ca.
# # #
|
