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Un V8 diesel biturbo Audi boosté par un compresseur à entraînement électrique

L'Audi SQ7 TDI embarque un moteur diesel 4.0 litres TDI biturbo doté d’un compresseur à entrainement électrique.

Le moteur 4.0 TDI a été remanié de fond en comble. Le V8 de 3 956 cm3 bénéficie de la suralimentation séquentielle. Les deux turbocompresseurs entraînés par les gaz d’échappement sont actionnés de façon sélective. Les gaz ne passent que par l’un des deux si la charge est faible ou intermédiaire. La seconde turbine ne s’active que sous forte charge.

Un compresseur à entraînement électrique renforce le travail des deux turbos, en particulier à bas régime, ce qui procure une très forte accélération départ arrêté.

Cette solution technique du compresseur à entraînement électrique constitue une première mondiale.

Le moteur gagne en nervosité puisqu’il s’affranchit de l’effet retard des turbos classiques à gaz.

Le compresseur est placé dans le flux d’air, en aval du refroidisseur et à proximité du moteur.

Comme il n'a pas besoin de l'énergie des gaz d'échappement, il est utilisable en permanence.

En moins de 250 millisecondes, le compresseur apporte au moteur l'énergie nécessaire pour doper sa puissance.

Entraînée par un moteur électrique compact, sa turbine peut aller jusqu'à 70 000 tr/min.

Le V8 4.0 TDI dispose également du système de levée variable des soupapes AVS (Audi valvelift system). Les arbres à cames d’admission et d’échappement présentent deux profils de came distincts par soupape.

Côté admission, l’un des profils gère les départs arrêtés de concert avec le compresseur électrique, tandis que l’autre optimise le remplissage du cylindre et donc la puissance à haut régime.

Côté échappement, le système de levée variable des soupapes AVS permet d’actionner le second turbo à gaz. Le système de suralimentation séquentielle gère les deux turbos classiques de manière à n’en utiliser qu’un sous faible régime moteur. Le second n’entre en jeu que sous forte charge et à haut régime. Le conducteur profite d’un couple plus qu’imposant et d’une réponse moteur nerveuse sur toute la plage du compte-tours.

Les flux évacués par les deux soupapes d’échappement sont hermétiquement séparés, chacun entraînant l’un des deux turbos. À faible régime, une soupape par cylindre reste fermée, de sorte que la totalité des gaz d’échappement passe par le turbocompresseur actif. Lorsque la charge et le régime moteur augmentent, le système de levée variable des soupapes AVS ouvre les soupapes du second échappement, ce qui envoie les gaz vers le second turbo afin de l’entraîner également.

C’est dans ce mode biturbo que le moteur V8 4.0 TDI atteint sa puissance maximale. La gestion des opérations par le système de levée variable des soupapes AVS assure le déclenchement précis et instantané du second turbo à gaz.

L’alimentation du compresseur électrique (au maximum 7 kW) est fournie par le réseau secondaire de 48 volts, qui alimente également le stabilisateur de roulis électromécanique. Ce réseau secondaire possède sa propre batterie lithium-ion de 48 V installée sous le coffre, d'une capacité nominale de 470 watts/heure et d'une puissance de crête de 13 kilowatts. Un convertisseur continu-continu relie entre eux les réseaux 48 V et 12 V.

Le côté admission du 4.0 TDI se trouve à l’extérieur du V calé à 90°, le côté échappement avec les deux turbos étant à l’intérieur. Cette configuration raccourcit le trajet des gaz, ce qui profite à la réponse moteur. La pression d’injection du système à rampe commune monte jusqu’à 2 500 bars. Quant à la pression d’allumage, elle atteint les 200 bars sur de larges plages d’utilisation.

Dans la ligne d’échappement, un actionneur de son amplifie la sonorité du huit cylindres. Le conducteur de la SQ7 TDI peut moduler l’intensité sonore.

Avec une puissance de 435 ch et un couple de 900 Nm entre 1 000 et 3 250 tr/min, le SQ7 TDI abat le 0 à 100 km/h en 4,8 secondes.

Eric Houguet, 11/03/2016
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