Un nouveau moteur premium pour PSA Peugeot Citroën

PSA Peugeot Citroën a choisi Bertrandt pour assurer l’intégralité du développement et de la conception des composants mécaniques de son nouveau moteur DW12CTED4. Ce monoturbo 2.2L HDI de 200 chevaux, haut de gamme de la motorisation, répond à la nouvelle norme d’émission Euro 5. Retour sur les grandes étapes de ce projet exceptionnel.

Un choix qui nous engage

C’est une grande première : PSA Peugeot Citroën a choisi de sous-traiter l’intégralité du développement et de la conception des composants mécaniques de son nouveau moteur DW12CTED4 et a choisi Bertrandt pour assurer ces missions sous son pilotage. L’enjeu : concevoir, sur la base du moteur biturbo DW12BTED4, un monoturbo qui gagne en performance et en consommation tout en passant la norme de dépollution Euro 5. Développé par PSA Peugeot Citroën pour la 508 GT et la C5, mais aussi le Free-Lander de Land-Rover et la XF250 de Jaguar, le nouveau DW12CTED4 atteint ainsi une puissance de 200 chevaux. Pour répondre de façon optimale aux attentes spécifiques des marques Peugeot, Citroën, Land-Rover et Jaguar, trois variantes de ce moteur ont donc dû être développées.

Développement complet des pièces
Le projet a mobilisé une équipe de chargés de composants et de projeteurs de mai 2007 à fin juin 2010. Leur mission : concevoir et développer, à partir des concepts fonctionnels définis par PSA Peugeot Citroën, les composants mécaniques du moteur reconçus par rapport au moteur remplacé DW12BTED4. Les chargés de composants assurent ainsi le développement complet des pièces : architecture, calculs, essais, coûts, qualité... Ils doivent mener à bien la mise en série des composants en respectant tous les critères imposés et le planning. De leur côté, les projeteurs garantissent l’assemblage et le montage de la pièce. Ils mènent les études, réalisent les 3D, calculent les chaînes de cotes et font le lien avec le fournisseur pour les retours sur les pièces.

Un moteur monoturbo aussi performant qu’un biturbo
Notre équipe a contribué à l’intégration du nouveau monoturbo refroidi par eau dont les performances sont égales à celles du biturbo DW12BTED4 grâce à l’utilisation d’une roue de turbine allégée. Cela nous a conduits à refaire le collecteur d’échappement et les supports du turbo. Le DW12CTED4 comprend donc une nouvelle génération de collecteur d’échappement. Il fallait par ailleurs que soit maintenue au maximum la communauté d’interfaces sur la façade d’échappement pour ne pas avoir à modifier la ligne d’échappement. Une fois conçu, il a fallu procéder aux études d’implantation pour pouvoir implanter le turbo dans le véhicule en adaptant chacune des pièces qui le jouxte : écran turbo, tuyau d’alimentation graissage, tuyau retour graissage, tuyau alimentation eau, tuyau de refroidissement et interface étanchéité avec le collecteur – le tout décliné sur trois modèles.

Module EGR : un refroidissement à haute efficacité

Pour assurer une dépollution maximale, il faut améliorer les mécanismes de combustion des gaz. Pour cela, nous avons travaillé sur les différentes pièces de l’échappement : soupapes et collecteur, puis sur le turbo lui-même.

Le module EGR (Exhaust Gaz Recirculation), qui récupère une partie des gaz, les refroidit puis les réinjecte à l’admission, est également un composant essentiel à la dépollution. Sur ce modèle de moteur, nous avons conçu en lien avec les équipes dépollution de PSA Peugeot Citroën et le fournisseur un système de refroidissement à haute efficacité. L’implantation de ce système a exigé une somme très importante de travail. Il fallait en effet concevoir les pièces pour amener les gaz, les ramener et les refroidir, mais aussi fixer le système lui-même. L’autre challenge a consisté à définir l’architecture du module et à trancher entre une forme en U et une forme en I, qui correspondent au mode de circulation des gaz dans l’échangeur. Parce qu’elle était la seule qui satisfaisait à la fois aux critères fonctionnels et à l’implantation, c’est la solution en U qui a finalement été retenue. Entre cinq et six mois d’études ont été nécessaires pour parvenir à ce résultat. Au final, pour répondre aux exigences spécifiques des véhicules, deux modèles d’EGR ont été conçus, correspondant à deux concepts complètement différents : l’un pour PSA Peugeot Citroën et Ford et l’autre pour Jaguar et Land Rover.

Attelage mobile : réduire les déperditions d’énergie et le bruit
Le vilebrequin, la bielle et le piston sont des pièces tournantes qui constituent l’attelage mobile. Avec un turbo plus performant, on a nécessairement des niveaux de sollicitation plus élevés qui s’exercent sur ce périmètre. Avec comme objectif de gagner en CO2 et de réduire la consommation, une optimisation de la segmentation a été développée pour diminuer les PMF (pertes mécaniques par frottement) de l’attelage mobile. La modification de l’inertie globale de la ligne d’arbre a dû également être compensée au niveau de la poulie AVT (amortissement/vibration/torsion). Celle-ci est en effet utilisée comme variable d’ajustement sur l’inertie. Le caractère Premium de cette motorisation nous a conduits à développer une pièce (bouchon AVT) à fonction acoustique, suite au constat dans les générations précédentes du moteur de remontées de bruit par l’extrémité du vilebrequin. Le rajout de ce bouchon sur la poulie AVT a compliqué assez considérablement les aspects process de la pièce, puisqu’il fallait atteindre des conditions finales de montage satisfaisantes.

Un gain acoustique sur la distribution
Toujours dans la quête d’un moteur premium, les entraînements de la distribution et de la pompe à huile produisaient également des bruits situés dans les harmoniques 18 et 22, sur lesquels il nous a fallu travailler. Nous avons profité d’une expérience sur un moteur précédent et essayé de la transposer sur le DWC12CTED4. Pour contenir les bruits de la courroie de distribution, nous avons ainsi été amenés à améliorer la définition des carters et à renforcer l’étanchéité du système. En ce qui concerne la pompe à huile, nous avons optimisé sa position pour obtenir une meilleure disposition de la chaîne.