Pour respecter la règlementation de plus en plus stricte en matière d’émissions et les exigences d’économie de carburant, les constructeurs sont contraints de réduire la cylindrée de leurs moteurs, tout en améliorant leur puissance et leur couple. L’inconvénient des moteurs actuels de plus petite cylindrée et de densité de puissance plus élevée est le risque d’auto-allumage à bas régime (LSPI) : une forme de combustion anormale qui se produit dans des petits moteurs avec une compression élevée.
On pense que l’auto-allumage à bas régime est provoqué par des gouttes ou particules qui se déplacent dans la chambre de combustion et qui s’allument avant l’étincelle de la bougie d’allumage. Cela entraîne une combustion incontrôlée et un cliquetis indésirable dans le moteur. L’auto-allumage à bas régime diffère du pré-allumage traditionnel qui se produit à des points chauds localisés à la surface de la chambre de combustion.
Le cliquetis dans le moteur qui survient à l’auto-allumage peut considérablement élever la pression dans le cylindre et entraîner des dommages et la panne du moteur.
Comment les constructeurs automobiles améliorent-ils la consommation de carburant des moteurs ?
Les moteurs d’aujourd’hui répondent à la demande d’économie de carburant et de diminution des émissions. Les constructeurs automobiles adoptent deux approches pour respecter les exigences de plus en plus strictes d’économie de carburant :
- Réduction de cylindrée des moteurs: conception de moteurs de plus petite taille, développant la même puissance. Dans un moteur de plus petite cylindrée, le frottement des pistons, cames et paliers est réduit, ce qui améliore l’économie de carburant.
- Abaissement du régime moteur: utilisation du moteur à des régimes plus bas et des couples plus élevés, en déployant des transmissions à étages élevées ou des transmissions à variation continue (CVT) pour améliorer la dynamique thermique du moteur et obtenir des gains supplémentaires d’économie de carburant.
Le lien entre auto-allumage à bas régime et réduction de cylindrée
Les concepteurs de moteurs ont cherché comment faire tourner les moteurs à des régimes plus bas et des couples plus haut quand les cylindres atteignent leurs pertes par pompage minimum. Ils ont ainsi proposé les turbocompresseurs, la distribution à programme variable et/ou l’injection directe d’essence (GDI) pour conjuguer une puissance et un couple élevés avec une réduction de la consommation de carburant.
À un régime entre 1 000 et 2 000 tr/min et juste sous le pic de couple, le moteur consomme la quantité minimum de carburant. En équipant les voitures de transmissions à étages élevées et de transmissions à variation continue, le moteur peut tourner pendant plus longtemps dans sa plage de fonctionnement la plus efficace. Mais la zone d’économie de carburant idéale du moteur et la zone dans laquelle un auto-allumage à bas régime se produit et se chevauchent.
Recherche de solutions à l’auto-allumage à bas régime
Puisque l’auto-allumage à bas régime peut entraîner de graves dommages au moteur, les concepteurs de moteurs cherchent des solutions pour éviter ce phénomène.
Une solution proposée est de vaporiser un supplément de carburant dans le moteur pour diminuer la température de combustion. Malheureusement, cela a un effet négatif sur l’économie de carburant du moteur, remettant en cause tout le principe de la réduction de cylindrée et d’abaissement du régime moteur.
Une autre solution peut reposer sur les formulations de lubrifiants. Les lubrifiants dotés d’une concentration en calcium plus élevée semblent augmenter le risque d’auto-allumage à bas régime, tandis que les produits à base de magnésium semblent le diminuer. Réduire la concentration en calcium des huiles pour moteurs semble donc être la solution la plus simple. Toutefois, les inconvénients engendrés par une telle réduction auraient un impact sur la longévité des moteurs, leurs performances et leur efficacité énergétique.
Lubrifiants spéciaux de prévention de l’auto-allumage à bas régime
Q8Oils teste et expérimente en continu de nouvelles formulations de lubrifiants pour éviter l’auto-allumage à bas régime.
L’utilisation d’une huile de base enrichie d’additifs adéquats permet d’obtenir une formulation capable de réduire sensiblement le risque d’auto-allumage à bas régime. Outre le mélange de détergents, la qualité de l’huile de base influe sur l’émergence de ce phénomène dans la chambre de combustion.
L’équipe de recherche et de développement de Q8Oils poursuit ses efforts d’optimisation des huiles pour moteurs afin de les doter d’une bonne performance de prévention de l’auto-allumage à bas régime, tout en maintenant le niveau de détergence approprié afin de neutraliser les acides, de préserver la propreté des pièces du moteur et d’en accroître la longévité.
En guise de solution, nous proposons ainsi deux de nos produits :
- Q8 Formula Special D1 5W-30, spécialement conçue pour résoudre le problème d’auto-allumage à bas régime des moteurs GM/Opel ;
- Q8 Formula Elite C2 0W-30 pour résoudre le problème d’auto-allumage à bas régime des moteurs PSA.
