Le compresseur G60
Différentes mesures peuvent permettre d'obtenir une augmentation de puissance. Pour le moteur d'1,8 1 avec Digifant, le choix s'est porté sur la suralimentation, Volkswagen ayant donné la préférence au compresseur G, système mécanique idéal. Le compresseur G60 l'a emporté sur les dispositifs de suralimentation car dans des plages de régime faible ou moyen, il fournit de suite un couple d'env. 30 à 50 % plus important. Entre 2400 et 5700 1/min, le couple disponible est supérieur à 200 Nm, ce qui, sans suralimentation mécanique, nécessiterait au moins une cylindrée de 2,5 litres.
La base du compresseur G est un compresseur à spirales que le Français L. Creux avait fait breveté en 1905. En dépit d'avantages essentiels, comme bon rendement, faiblesse des bruits de fonctionnement et de l'usure, le compresseur G ne fut pas construit pendant longtemps pour des raisons de fabrication. La technique de fonte de précision pour métal léger ainsi que l'usinage de deux moitiés de carter en aluminium et du surpresseur (spirale) en magnésium ont été élaborés par Volkswagen pour être aptes à la série.
La fabrication du surpresseur nécessite une précision particulière. Chaque moitié de carter renferme deux chambres en forme de spirale. La plaque de fond du surpresseur avec ses deux spirales en forme de G d'une largeur respective de 60 millimètres forme la séparation entre les chambres droite et gauche qui fonctionnent séparément.
Le fonctionnement est le suivant :
L'arbre de commande du compresseur G est, en sortie, entraîné par la poulie du vilebrequin par le biais de la courroie trapézoïdale à nervures. Une courroie crantée assure une liaison entre l'arbre de commande et l'arbre auxiliaire. Le mouvement d'excentricité régulier de la spirale dans le carter du compresseur est obtenu par les excentriques des arbres de commande principal et auxiliaire. Tous les contours des spirales sont pourvus de bandes d'étanchéité qui servent également de guidage dans le sens axial. Les faibles vitesses relatives entre spirale et carcasse assurent une longue durée de vie de ces bandes d'étanchéité.
Caractéristiques techniques :
* volume de refoulement par rotation 860 cm3
* régime nominal 10.000 1/min
* pression maxi de suralimentation : 0,7 bar
Refroidissement de
l'air de suralimentation
L'air admis est acheminé au compresseur G en passant par le filtre à air. A l'intérieur du compresseur G, le flux d'air se trouve accéléré, simultanément compressé et acheminé au radiateur d'air de suralimentation. Suivant la température extérieure et du moteur, l'air suralimenté peut atteindre jusqu'à 150 °C avant de parvenir au radiateur. Là, suivant les nécessités, l'air y est refroidi d'env. 55 °C. Grâce à l'air plus froid (plus dense), une plus grande quantité d'oxygène parvient dans les chambres de combustion, ce qui provoque simultanément un meilleur remplissage, une augmentation de puissance et un diminution de la tendance au cliquetis.
Circuit du by-pass
En charge partielle, le compresseur fournit beaucoup plus d'air que le moteur a besoin. Pour des raisons de consommation, il ne serait pas judicieux de faire d'abord se constituer la pression de suralimentation et de provoquer ensuite son étranglement par les papillons pour obtenir la réduction de puissance souhaitée. C'est pourquoi le surplus de masse d'air refoulé par le compresseur est réacheminé sans pression au compresseur côté admission par une conduite by-pass à commande. Ceci permet une amélioration substantielle de la consommation de carburant.
L'air en surplus parvient à l'entrée d'air 2 (cf schéma ci dessus) du compresseur en passant par le clapet et la conduite by-pass. La commande du clapet by-pass est assurée par un système de tringlerie reliée aux papillons. Le papillon fonctionne dans le sens inverse du clapet by-pass. Cela signifie qu'en cas d'ouverture complète des papillons, le clapet by-pass est fermé ou que ce dernier est fermé lorsque les papillons sont ouverts.
Limitation de la
pression de suralimentation
La pression de suralimentation est limitée indépendamment du régime du moteur et de la fréquence des cliquetis. La limitation et le réacheminement de la pression de suralimentation vers l'admission (entrée d'air 2) du compresseur se font par la soupape de stabilisation du ralenti. La soupape de stabilisation du ralenti est amorcée par le boitier électronique qui interprète à cet effet les signaux de tension du transmetteur de Hall (signal de régime), les signaux de tension du détecteur de cliquetis et la pression de suralimentation momentanée du détecteur de pression.
Le fonctionnement est le suivant :
A partir de 5600 tr/min et jusqu'à 6200 tr/min (régime de coupure), la pression de suralimentation est réduite de 0,1 - 0,15 bar. Il en résulte une légère "pénétration" dans la plage du régime de coupure.
Ce qui est cependant plus important est de limiter la pression de suralimentation lorsque la fréquence des cliquetis est élevée (en plus du recul de l'angle d'allumage). Selon la fréquence du cliquetis, la pression de suralimentation est limitée à 0,4 bar maxi. Cette limitation empêche que des températures de gaz d'échappement critiques soient dépassées.
Nota concernant le signal de pleine charge
Lors d'un changement de charge spontané dû à un passage du ralenti à la pleine charge, la soupape de stabilisation du ralenti se ferme soudainement, ce qui améliore la reprise et permet une constitution plus rapide de la pression de suralimentation. La fermeture spontanée de la section de ralenti de la soupape de stabilisation est commandée par le boîtier électronique sur la base du signal de masse du contacteur de pleine charge.