22
Mars
2012
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01:00
Asia/Baku

Eco-responsables, économiques, puissants : les nouveaux moteurs « medium duty » de Mercedes-Benz

Polyvalence : une gamme forte de moteurs à quatre et six cylindres et d'une variante horizontale

Eco-responsabilité : Euro VI d'emblée dans toutes les catégories de puissance

Rentabilité : une sobriété, des intervalles de maintenance et une durée de vie hors pair

Performance : une réponse dynamique, un fort potentiel de reprises et un puissant frein moteur

Technologie : le high-tech au service des moteurs de gamme intermédiaire avec le premier diesel doté d'un arbre à cames à calage variable

Fiabilité : des essais intensifs réalisés dans des conditions extrêmes, sur courtes et longues distances

Sous l'appellation Blue Efficiency Power, Daimler présente une toute nouvelle gamme de moteurs destinés aux camions de léger et moyen tonnages ainsi qu'aux autobus et autocars. Dotés de quatre ou six cylindres pour une cylindrée respective de 5,1 et 7,7 litres, les moteurs « medium duty » de la série OM 93x couvrent un éventail de puissances compris entre 115 kW (156 ch) et 260 kW (354 ch). Leurs brillantes caractéristiques soulignent la compétence de Mercedes-Benz dans le domaine des moteurs diesel.

Eco-responsabilité, rentabilité et dynamisme : la nouvelle référence dans le segment des moteurs « medium duty »

Les nouveaux moteurs font d'ores et déjà référence dans leur catégorie. Ils ont été conçus dans une optique de respect de l'environnement, de rentabilité et de performance. Pour la première fois, une série complète de moteurs de véhicules industriels est proposée en version Euro VI dès son lancement. Daimler Trucks endosse ainsi une nouvelle fois le rôle de pionnier en matière de protection de l'environnement.Côté rentabilité, l'excellence passe ici par la longévité, par une faible consommation de carburant, d'AdBlue et d'huile moteur, ainsi que par des intervalles de maintenance allongés. Pour ce qui est de la puissance, les nouveaux moteurs de la série OM 93x sauront convaincre par leur spontanéité et par un impressionnant potentiel de puissance. Derrière ces diverses caractéristiques se cache une technologie moteur ultramoderne dont l'un des joyaux est l'arbre à cames à calage variable, une première mondiale sur des moteurs diesel fabriqués en série.

OM 93x : les successeurs de la série 900

La nouvelle gamme de moteurs se compose d'un quatre cylindres en ligne (désignation : OM 934) de 5,1 litres de cylindrée et d'un six cylindres en ligne (OM 936) de 7,7 litres. Proposés avec plusieurs niveaux de puissance, ces deux moteurs viennent remplacer les moteurs de la série 900 présentés en 1996. Considérés dès leur apparition comme des moteurs d'avant-garde, ces derniers font aujourd'hui encore référence dans leur éxécution Euro V.Leurs successeurs marquent une nouvelle avancée dans la gamme des moteurs « medium duty ». Les quatre et six cylindres de la série OM 93x sont issus d'un système modulaire permettant l'utilisation d'un grand nombre de pièces identiques. L'échelonnement de la gamme est particulièrement travaillé avec un total de neuf niveaux de puissance allant de 115 kW (156 ch) à 260 kW (354 ch).

Des moteurs capables de répondre à tous les impératifs des camions de moyens tonnages, des autobus et des autocars

Assemblés dans l'usine de moteurs Daimler Trucks de Mannheim, les nouveaux groupes propulseurs ont été conçus sur mesure pour des tâches de ramassage-distribution (véhicules légers à lourds) mais aussi pour les affectations chantier ou long-courrier (véhicules légers à mi-lourds). Proposé en version verticale, mais aussi dans une variante horizontale ayant fait l'objet d'un développement spécifique, le moteur six cylindres en ligne est également prévu pour pouvoir être implanté dans des autobus urbains et des autocars interurbains.D'autres utilisations sont envisagées sur d'autres modèles ou des véhicules d'autres marques du groupe Daimler Trucks commercialisés sur d'autres continents. Cette généralisation progressive concerne également l'application comme moteur industriel. La production de série démarrera cette année à l'usine de moteurs de Mannheim. Daimler Trucks a investi quelque 500 millions d'euros dans le développement de cette nouvelle série OM 93x ainsi que dans les nouvelles installations de production qui lui sont dédiées.

Eco-responsabilité : Euro VI d'emblée pour toutes les catégories de puissance

Avec les nouveaux moteurs de la série OM 93x, Mercedes-Benz fait à nouveau œuvre de pionnier dans le domaine de la protection de l'environnement. Cette gamme a en effet été conçue dans une optique d'éco-responsabilité absolue. Cette gamme de moteurs diesel est même la première à satisfaire dans son intégralité aux critères de la future norme Euro VI qui entrera en vigueur dans l'UE le 1er janvier 2014. La protection de l'environnement est un thème central dans le segment intermédiaire des moteurs « medium duty », car ceux-ci sont principalement utilisés à bord de véhicules circulant en ville ou en périphérie urbaine, dans des zones particulièrement éco-sensibles.La première condition nécessaire à la dépollution totale est l'optimisation du processus de combustion, particulièrement efficient sur les moteurs de la série OM 93x. Ceux-ci fonctionnent avec des pressions qui font référence bien au-delà de la catégorie intermédiaire (plus de 200 bars à l'allumage et jusqu'à 2 400 bars lors de l'injection).

Les nouveaux moteurs disposent en outre d'un système de recyclage des gaz d'échappement.Pour le post-traitement des gaz d'échappement, la nouvelle série OM 93x mise sur une technologie qui a fait son apparition l'an dernier sur les moteurs de la nouvelle série OM 471 destinée aux véhicules lourds et qui a d'ores et déjà fait ses preuves sur le terrain. Elle associe un filtre à particules fermé à la technologie moteur BlueTec Mercedes-Benz avec injection d'AdBlue déjà mise en œuvre avec succès depuis des années. Les deux concepts se complètent à merveille. La technologie BlueTec a pour effet de décomposer les oxydes azotés nocifs contenus dans les gaz d'échappement en constituants atmosphériques parfaitement inoffensifs par injection d'AdBlue dans le catalyseur SCR monté en aval.

Rentabilité : une sobriété, des intervalles de maintenance et une durée de vie hors pair

La nouvelle série de moteurs OM 93x conjugue propreté et rentabilité à la perfection. Elle détrône en effet la série précédente, déjà considérée comme un modèle de sobriété parmi les moteurs Euro V de gamme mi-lourde, avec une consommation de carburant encore réduite malgré un niveau d'émissions conforme au standard Euro VI nettement plus strict. La consommation spécifique atteint même des valeurs dignes des moteurs « heavy duty ». S'il constitue un critère de rentabilité déterminant pour les clients, ce faible niveau de consommation permet aussi d'économiser les ressources naturelles et de limiter les émissions de gaz à effet de serre.

Forte baisse de la consommation d'huile moteur et d'AbBlue

Cette constatation vaut également pour la réduction de la consommation d'huile. Les développeurs ont réussi à la diminuer pratiquement de moitié par rapport aux moteurs précédents. Dans le cadre du passage à la norme Euro VI, la consommation d'AbBlue a également été abaissée à 2,0-2,5 % de la consommation de gazole. Cela représente moins de la moitié de la valeur affichée jusqu'à présent en version Euro V, un autre facteur positif qui ne manquera pas de se répercuter sur le poste des frais d'exploitation des entrepreneurs.

Des intervalles de maintenance dignes des grands

Les intervalles de maintenance ont été une nouvelle fois rallongés. Pour les moteurs OM 93x utilisés en transport long-courrier, ils peuvent atteindre 120 000 km, même en cas de fortes sollicitations, soit une amélioration de 20 %. Parallèlement, la quantité d'huile dans le moteur quatre cylindres n'a augmenté que de manière négligeable. En ce qui concerne le bloc six cylindres, elle a même été réduite de 12 % par rapport au moteur précédent. L'échange du filtre à particules a lieu quant à lui tous les 240 000 km au maximum.La fonctionnalité de l'indicateur de maintenance a été encore perfectionnée, de sorte que les intervalles d'entretien sont adaptés avec encore plus de précision aux conditions d'utilisation réelles. Les visites à l'atelier peuvent donc être davantage espacées, principalement en ramassage-distribution. Outre la réduction des coûts d'entretien, le rallongement des intervalles de maintenance améliore parallèlement la disponibilité du véhicule.

Un autre atout majeur de ces nouveaux blocs moteurs est leur longévité. Avec un kilométrage sans remise en état générale évalué à 750 000 km en transport long-courrier, les nouveaux moteurs « medium duty » atteignent là encore des valeurs qui étaient réservées aux gros blocs il y a seulement quelques années. La durée de vie moyenne des moteurs a été rallongée de près de 20 % par rapport à la série précédente

Performance : une spontanéité maximale, un fort potentiel de reprises et un puissant frein moteur

Contrairement à ce que pourrait laisser penser leur structure très robuste, les nouveaux moteurs atteignent un niveau de performance impressionnant. Les deux versions les plus puissantes affichent une puissance spécifique de près de 34 kW (46 ch) par litre, une valeur que l'on ne rencontrait jusqu'à présent que sur des moteurs de plus grosse cylindrée.

Hautes performances et réduction de la cylindrée

Avec une puissance maximale de 170 kW (231 ch) et un couple atteignant 900 Nm, le moteur quatre cylindres accède à un univers jusqu'alors réservé aux six cylindres. Avec ses 7,7 litres de cylindrée, le moteur six cylindres développe quant à lui 260 kW (354 ch) et un couple de 1 400 Nm. Soit un niveau de performances qui, par le passé, requérait souvent plus de 10 litres de cylindrée. Le downsizing opéré sur les nouveaux moteurs est l'un des paramètres qui ont permis d'obtenir les excellentes valeurs mentionnées en matière d'émissions, de consommation et de puissance spécifique.

Un comportement idéal, des réponses dynamiques

Le comportement des nouveaux moteurs est tout aussi convaincant que les chiffres. Ainsi, près de 90 % de la puissance moteur maximale est disponible dès 1 600 tr/min et le reste jusqu'à un régime de 2 500 tr/min environ. Les moteurs parviennent donc à maintenir leur puissance à un niveau pratiquement constant sur une plage de régimes extrêmement large. Résultat : un comportement excellent même sur les véhicules équipés d'une boîte de vitesses comprenant un faible nombre de démultiplications et présentant par conséquent des sauts de rapports importants, comme on en rencontre souvent dans le secteur du ramassage-distribution.Les nouveaux moteurs assurent simultanément des reprises dynamiques dès les bas régimes.

Le couple maximal est disponible à partir de 1 200 tr/min et le reste jusqu'à 1 600 tr/min, autrement dit sur la plage économique. En dessous de 1 000 tr/min, les moteurs affichent également un fort potentiel de puissance. En conditions d'utilisation réelle, ils surprennent en outre par leur réponse spontanée aux mouvements de la pédale d'accélérateur. Sur ce point, ils se montrent encore plus agiles que leurs prédécesseurs. Comme bon nombre de leurs caractéristiques, le potentiel de puissance dont font preuve les blocs à quatre et six cylindres n'est pas sans rappeler celui de moteurs de plus grosse cylindrée.

Un frein moteur haute performance digne d'un moteur « heavy duty »

L'action du frein moteur de la série OM 93x est tout aussi efficace. Ses performances étonnantes améliorent la sécurité, augmentent la vitesse moyenne de transport et réduisent l'usure des garnitures de freins en économisant les freins classiques à commande au pied. Il contribue ainsi pour une part essentielle à la rentabilité des véhicules.Le frein moteur reprend le principe de la décompression en deux temps des moteurs OM 47x utilisés sur la gamme lourde. Sa puissance est tout à fait impressionnante pour des moteurs de cette taille.En effet, elle atteint dejà 235 kW en version frein moteur de série sur les moteurs six cylindres et culmine à 300 kW pour la version la plus puissante. Récemment encore, de telles valeurs n'étaient accessibles que sur des moteurs « heavy duty » bien plus gros. La puissance de freinage des moteurs quatre cylindres est également considérable puisqu'elle se situe à 145, voire 170 kW. Tous ces chiffres démontrent que le downsizing a été appliqué systématiquement par les ingénieurs-développement qui s'en sont servi pour améliorer les performances du moteur et l'effet de frein moteur.

La puissance de freinage atteint son maximum entre 2 700 et 3 000 tr/min, une plage de régime utile élargie qui améliore le comportement du véhicule et atteste de la résistance aux régimes élevés et de la stabilité de ces moteurs. Dans la pratique, le frein moteur surprend en outre par sa puissance élevée à bas régime : dans sa version la plus puissante, celle-ci atteint le double de celle des moteurs précédents.Le levier de commande du frein moteur se trouve sur la colonne de direction. Il propose deux niveaux sur le moteur OM 934 et trois sur le moteur OM 936. Les ordres sont transmis par voie hydraulique. Chaque cylindre dispose de son propre module de frein moteur pour transmettre le mouvement de la came supplémentaire de l'arbre à cames d'échappement aux soupapes d'échappement. Cette technique présente l'avantage d'offrir un rendement supérieur sans pertes par frottement en mode de fonctionnement normal.

Polyvalence : une gamme composée de moteurs à quatre et six cylindres, dont une variante horizontale

La nouvelle gamme de moteurs a été spécifiquement conçue pour répondre à tous types d'affectations dans des véhicules industriels de moyen tonnage. Cela inclut, outre les camions de ramassage-distribution, les véhicules de transport long-courrier légers à mi-lourds, les camions TP, mais aussi les autobus urbains et les autocars interurbains. Grâce à un système modulaire faisant appel à un grand nombre de pièces identiques, la gamme de moteurs OM 93x couvre un large éventail de puissances et d'applications.Le programme se compose du moteur quatre cylindres en ligne OM 934 de 5,1 litres de cylindrée et du bloc OM 936 de 7,7 litres de cylindrée. L'alésage et la course (respectivement 110 et 135 mm) sont identiques sur les deux variantes, au même titre que l'écartement entre les cylindres (128 mm).

Des moteurs six cylindres en ligne d'architecture horizontale pour autobus et autocars

Décliné en deux versions de 220 kW (299 ch) et 260 kW (354 ch), le moteur six cylindres en ligne est également disponible dans une version à plat (ou horizontale) développée sur mesure pour les autobus de ligne. La conception de tels moteurs est particulièrement complexe, car l'espace disponible pour le montage du moteur à l'arrière des autobus est extrêmement restreint. Dans le cas présent, le moteur de base peut être repris tel quel, étant donné que la variante horizontale a été prise en compte dès la phase de conception. En revanche, tous les éléments périphériques ont été développés spécialement pour ce cas de figure.Cela concerne, entre autres, le module d'alimentation en carburant, le module de refroidissement de l'huile moteur, le carter d'huile, le raccordement du turbocompresseur avec le guidage de l'air frais et des gaz d'échappement, le couvre-culasse avec le séparateur de brouillard d'huile et l'ensemble des conduites. Le moteur horizontal constitue ainsi une spécialité qui a nécessité tout un travail de développement et des essais spécifiques.

Un vaste choix : deux tailles, neuf niveaux de puissance

Le moteur quatre cylindres OM 934 Mercedes-Benz est proposé dans les versions suivantes :Puissance Couple 115 kW (156 ch) à 2 200 tr/min.650 Nm à 1 200-1 600 tr/min.130 kW (177 ch) à 2 200 tr/min.750 Nm à 1 200-1 600 tr/min.155 kW (211 ch) à 2 200 tr/min.850 Nm à 1 200-1 600 tr/min.170 kW (231 ch) à 2 200 tr/min.900 Nm à 1 200-1 600 tr/min.Le moteur six cylindres OM 936 est même disponible avec cinq niveaux de puissance et de couple :PuissanceCouple175 kW (238 ch) à 2 200 tr/min.1 000 Nm à 1 200-1 600 tr/min.200 kW (272 ch) à 2 200 tr/min.1 100 Nm à 1 200-1 600 tr/min.220 kW (299 ch) à 2 200 tr/min.1 200 Nm à 1 200-1 600 tr/min.235 kW (320 ch) à 2 200 tr/min.1 300 Nm à 1 200-1 600 tr/min.260 kW (354 ch) à 2 200 tr/min.1 400 Nm à 1 200-1 600 tr/min.Pour les autobus urbains et interurbains Mercedes-Benz, le moteur OM 936 et sa variante horizontale OM 936 h sont proposés en deux niveaux de puissance : 220 kW (299 ch) et 260 kW (354 ch). Les courbes de puissance et les valeurs de couple sont les mêmes que celles des moteurs destinés aux camions.

Technologie : le high-tech au service des moteurs de gamme intermédiaire

Le développement des nouveaux moteurs est parti d'une feuille blanche. Les ingénieurs ont pu se libérer entièrement des contraintes liées aux installations de production existantes. Durant toute la phase de conception, ils se sont concentrés sur les caractéristiques du produit et sur les avantages clients, avec l'excellence pour objectif.

Une culasse à flux transversal et quatre soupapes par cylindre

Si la série 900 avait fait fureur lors de sa présentation avec sa distribution révolutionnaire à trois soupapes par cylindre, les moteurs appelés à lui succéder seize ans plus tard se dotent de quatre soupapes par cylindre. Les soupapes d'admission et d'échappement sont disposées en parallèle dans la culasse à flux transversal. Cette géométrie permet d'obtenir des canaux d'admission et d'échappement extrêmement courts et de limiter ainsi au maximum les pertes par écoulement – un principe fondamental qui détermine la sobriété du moteur.D'un bout à l'autre, le bloc propulseur fait appel aux meilleures technologies de pointe afin que les clients profitent du moteur le plus économique et le plus robuste de sa catégorie.

Une culasse solidement reliée au carter-cylindres

La culasse se compose de fonte grise à graphite lamellaire (FGL). Cet alliage spécial développé par la fonderie de l'usine de Mannheim garantit une résistance maximale. Ce matériau assure simultanément un bilan thermique optimal du composant dans les zones directement sollicitées lors du processus de combustion.Le carter-cylindres et la culasse sont reliés par six vis par cylindre, un nombre étonnamment élevé dans ce segment. Le matériau de la culasse et du bloc présentant le même coefficient de dilatation, on n'observe aucune déformation entre les composants. La conception de l'ensemble est si robuste qu'aucun dommage n'est apparu au niveau du joint de culasse durant toute la phase d'essai.Deux arbres à cames en tête Pour commander les soupapes d'admission et d'échappement disposées parallèlement, le moteur dispose de deux arbres à cames en tête. Ceux-ci sont cependant placés de façon à obtenir un ensemble de faible hauteur. Les arbres à cames fabriqués à Mannheim selon un procédé breveté sont « montés » et se composent à la base d'un tube sur lequel les cames sont emmanchées à chaud. Ce type de construction à la fois légère et stable a fait sa première apparition dans le secteur des véhicules industriels il y a un an, lors de la présentation du moteur OM 471. Les arbres à cames commandent les soupapes d'admission et d'échappement au moyen de culbuteurs à galets à faible degré de frottement et d'usure.

Une première sur les moteurs diesel : l'arbre à cames à calage variable

Le déphaseur d'arbre à cames VPC (variable camshaft phaser) compte parmi les raffinements technologiques de la nouvelle série de moteurs. Ce terme recouvre un arbre à cames d'échappement à calage variable, le tout premier du genre à être installé sur un moteur diesel. Le calage variable favorise la régénération du filtre à particules. En effet, si une régénération s'avère nécessaire, les temps de distribution peuvent au besoin être « avancés » jusqu'à 65 degrés, en fonction des besoins. Les soupapes d'échappement s'ouvrant et se refermant plus tôt, les gaz qui s'échappent du cylindre sont plus chauds. Cette technologie permet de régénérer le filtre à particules dans pratiquement n'importe quelles conditions d'utilisation, y compris par des températures extérieures proches de -30 °C.Le déphasage s'effectue au signal donné par le calculateur de gestion moteur via un piston rotatif à ailettes situé sur l'arbre à cames d'échappement. S'il est nécessaire, l'huile moteur afflue dans le piston rotatif à ailettes. Celui-ci pivote alors pour influencer la position relative de l'arbre à cames par rapport à son pignon d'entraînement.

Un carter-cylindres et un embiellage rigides

Le carter-cylindres rigide et sa structure constituée de montants porteurs réalisés dans le même matériau que la culasse est l'une des spécialités des nouveaux moteurs. L'architecture rigide autorise des pressions de combustion élevées tout en limitant les émissions sonores. Les chemises qui recouvrent les parois sèches des cylindres font l'objet d'un usinage final de précision par honage plateau. Leur surface lisse offre néanmoins un excellent potentiel de rétention d'huile. Elles diminuent ainsi les pertes par frottement tout en contribuant à réduire la consommation d'huile.Les bielles sont fabriquées en acier forgé et divisées par rupture (craquage) au niveau de l'œil. On obtient ainsi une liaison particulièrement stable et rigide lors du vissage. Le vilebrequin est lui aussi extrêmement rigide. Comme tous les autres composants du moteur de base, il a été conçu pour opposer une grande robustesse aux pressions élevées observées lors de la combustion tout en restant léger.La culasse, les arbres à cames, mais aussi le bloc-cylindres, les bielles et le vilebrequin sont fabriqués sur les nouvelles lignes de production ultramodernes de l'usine de moteurs de Mannheim. Les pistons sont quant à eux réalisés en aluminium et présentent un système de lubrification par projection d'huile avec canal de refroidissement. La géométrie de la chambre de combustion intégrée à la tête de piston a été optimisée. Conçue sur deux niveaux avec une cavité plane, elle assure une parfaite combustion du carburant en liaison avec le recyclage des gaz d'échappement. Ce concept est principalement à l'origine de l'excellente efficacité énergétique du moteur. Le rapport alésage/course de 110/135 mm a lui aussi été optimisé pour réduire la consommation de carburant. Dans ce contexte, la course importante des pistons garantit des reprises élevées dès les bas régimes.

Des pignons robustes

 Pour entraîner les arbres à cames, le vilebrequin vient engrener dans un train de pignons compact et rigide situé au dos du moteur. Les roues dentées situées côté volant moteur diminuent les émissions sonores et assurent l'entraînement des organes auxiliaires, tous installés pour économiser le maximum d'espace : pompe à huile, compresseur d'air, pompe à carburant haute pression et pompe d'alimentation. C'est aussi sur cette cascade de pignons que reposent les prises de force arrière disponibles en option, lesquelles offrent jusqu'à 600 Nm de couple utile. Toutes les dents des roues composant le train de pignons présentent des flancs trempés et poncés. Ce traitement garantit une longévité élevée et des engrenages aussi silencieux que possible.

Une pression d'injection maximale de 2 400 bars

L'injection haute pression du carburant repose sur un système Common Rail utilisant une pompe haute pression à graissage par huile pour transporter le carburant jusqu'à la rampe. Les injecteurs qui pulvérisent le carburant dans les chambres de combustion sont placés en position centrale et commandés par des électrovannes. La pression d'injection extrêmement élevée (jusqu'à 2 400 bars) garantit une combustion très efficace du gazole, produisant très peu de particules de suie.

Jusqu'à cinq injections individuelles par phase d'injection

La stratégie d'injection extrêmement souple permet de réaliser jusqu'à cinq injections (avec injections pilotes, principales et secondaires) par cycle. Selon les conditions, par exemple fonctionnement à chaud, démarrage à froid ou fonctionnement à froid, différentes stratégies sont appliquées. Celles-ci peuvent combiner une partie ou l'ensemble des cinq phases d'injection durant le même cycle de travail. Ce système permet d'ajuster au mieux la combustion de manière à atteindre les objectifs à chaque point de fonctionnemen : efficacité énergétique, diminution des émissions sonores ou réchauffement du système de post-traitement des gaz d'échappement, par exemple.Ce système d'injection sophistiqué est également à l'origine de l'excellente capacité de démarrage à froid des nouveaux moteurs. Même à des températures nettement inférieures au point de gel, ceux-ci démarrent parfaitement sans préchauffage.

Une suralimentation adaptée à chaque niveau de puissance

La suralimentation des nouveaux moteurs est parfaitement adaptée au niveau de puissance de chaque version. Jusqu'à 130 kW (177 ch), le moteur quatre cylindres OM 934 fait appel à un turbocompresseur sur échappement simple. Au-delà, la suralimentation est bi-étagée et recourt donc à deux turbos. Pour le moteur six cylindres OM 936, les ingénieurs ont opté, jusqu'à 220 kW (299 ch), pour un turbocompresseur asymétrique à turbine double flux. Pour les deux niveaux de puissance les plus élevés, la solution retenue est à nouveau celle de la suralimentation bi-étagée avec deux turbocompresseurs.Les efforts investis dans le développement des systèmes de suralimentation par turbocompresseurs sont payants, puisque dans les quatre catégories de puissance, les résultats obtenus en matière de consommation, de montée en puissance et de réactivité sont optimums.Sur les quatre variantes de suralimentation, un waste-gate à commande électronique est utilisé pour réguler la pression de suralimentation et améliorer encore la réponse du moteur lors des accélérations ou durant les phases d'utilisation du frein moteur.

Un circuit de refroidissement examiné à la loupe

 Les ingénieurs ont accordé une importance toute particulière au circuit de refroidissement de ces nouveaux moteurs. Les chemises humides du carter-vilebrequin et de la culasse possèdent des sections et des géométries conçues pour optimiser la répartition du liquide de refroidissement dans le sens longitudinal comme dans le sens transversal. Ce dispositif réduit les pertes de puissance liées à l'entraînement de la pompe de liquide de refroidissement tout en assurant un refroidissement optimal des composants. Afin d'améliorer encore les valeurs de consommation, les différents types et versions de moteurs reçoivent des pompes de liquide de refroidissement spécifiques lors de leur assemblage à Mannheim. Ces pompes n'ont pas toutes le même débit et sont affectées aux différents moteurs en fonction de leur puissance, de leur équipement et du système de refroidissement du véhicule.

Une architecture compacte, un bon rapport poids/puissance

Malgré une cylindrée en hausse, les moteurs affichent une longueur comparable à celle de la série précédente en raison de leur architecture compacte, la pompe à eau étant montée sur le côté. Le moteur six cylindres OM 936 mesure même 25 mm de moins que le moteur OM 926 LA qu'il remplace.Les nouveaux blocs affichent en outre un bon rapport poids/puissance. Leur poids à sec s'élève à 495 kg pour le moteur OM 934 et 650 kg pour la version OM 936 (selon la norme DIN 70020-A). Pour les comparer avec leurs prédécesseurs, on tiendra compte de la conception particulièrement complexe des moteurs Euro VI, de l'augmentation de la cylindrée ainsi que des performances sensiblement accrues. Le moteur quatre cylindres OM 934 est appelé à remplacer l'ancien six cylindres dans bien des cas. De même, le six cylindres OM 936 se substituera à des moteurs de bien plus grosse cylindrée pesant également plus lourd sur la balance.

Modernité et fiabilité : la technologie de post-traitement des gaz d'échappement

L'un des objectifs qui ont présidé au développement des systèmes de post-traitement des gaz d'échappement était de faire en sorte que le conducteur et l'exploitant du camion ou de l'autobus s'aperçoivent le moins possible qu'il y en a un à bord. Le cahier des charges mentionnait un espace de montage restreint, un poids léger, une faible consommation d'AdBlue, de longs intervalles de maintenance et un maximum de fiabilité.Non seulement les systèmes qui en ont résulté conjuguent parfaitement ces caractéristiques, mais ils réduisent de 90 % les émissions d'oxydes d'azote et de particules (de suie) par rapport aux produits actuels labellisés Euro V, de quoi réjouir à la fois les clients et les défenseurs de l'environnement. Le système de dosage utilisé pour l'injection d'AdBlue dans le catalyseur SCR fonctionne sans assistance pneumatique et contribue ainsi à abaisser la consommation d'air comprimé et de carburant du véhicule. Ce dispositif a été repris tel quel des systèmes de post-traitement des gaz d'échappement des moteurs « heavy duty » OM 47x.Autre élément repris de la gamme « lourde » : le doseur de gazole indispensable à la régénération du filtre à particules. Cette solution complexe a été choisie volontairement, car elle préserve l'huile et les composants du moteur et contribue ainsi à davantage de robustesse.

En effet, le dosage du carburant ne s'effectue pas à l'intérieur du moteur, par l'intermédiaire du système d'injection, mais en sortie de moteur, là où les gaz s'échappent, par le biais d'un doseur de gazole séparé.Le schéma de la ligne d'échappement correspond aux systèmes déjà mis en œuvre par Daimler Trucks North America depuis 2009 pour garantir la conformité des moteurs DD13 et DD16 fabriqués à Detroit à la norme antipollution EPA 10. Il se compose, dans l'ordre d'écoulement du flux, d'un catalyseur à oxydation, d'un filtre à particules diesel (FAP) revêtu de métaux précieux et d'un catalyseur SCR assurant la réduction des oxydes azotés, suivi d'un catalyseur d'AdBlue. Contrairement aux systèmes de post-traitement des gaz utilisés sur les moteurs de la série OM 47x, les dispositifs mis en œuvre dans la gamme intermédiaire ne comportent qu'un seul flux, ceci pour des raisons de poids et de place.

Moteur et post-traitement des gaz : un concept intégré

Jamais le développement du moteur et celui du système d'échappement n'avaient été autant intégrés dès la phase de conception. Les ingénieurs n'ont eu de cesse de rechercher « la » solution optimale offrant globalement les meilleures caractéristiques possibles, sans céder à la tentation d'optimiser séparément le moteur et le système d'échappement. La consommation, par exemple, n'a pas été considérée de manière différenciée pour le gazole et l'AdBlue. Le résultat obtenu est un niveau de coûts d'exploitation optimum résultant des deux valeurs de consommation (gazole et AdBlue) et profitant au maximum au client.Un autre exemple d'intégration est la régénération des filtres à particules, autrement dit l'action consistant à brûler régulièrement les particules de suie exfiltrées des gaz d'échappement. Durant ce procédé, le moteur rejette temporairement des gaz très brûlants. Le doseur HC injecte du gazole dans ces gaz brûlants en aval du moteur. Ce carburant libère à son tour de la chaleur par combustion catalytique au niveau du catalyseur à oxydation. Les gaz d'échappement s'échauffent jusqu'à atteindre la température indispensable pour brûler les particules de suie qui ont été retenues par le filtre.

Pour obtenir ce résultat, les différentes mesures mises en œuvre au niveau du moteur (calage variable d'arbre à cames avec déphaseur VCP et injections multiples pour augmenter la température des gaz d'échappement) et du système de post-traitement des gaz d'échappement (doseur de carburant et mélange avec les gaz d'échappement, ajustement de la surface et revêtement en métaux précieux du catalyseur à oxydation) ont été coordonnées à la perfection. Résultat : même par des températures extérieures de moins 30 °C, la régénération automatique du filtre à particules reste possible dans pratiquement toutes les conditions possibles et imaginables. Par conséquent, il n'est pour ainsi dire jamais nécessaire de forcer la régénération du filtre à particules à l'arrêt, moteur en marche. C'est là un avantage inestimable, en particulier pour les véhicules affectés au ramassage-distribution ou au trafic de ligne en centre-ville.

Calculateurs MCM et ACM : la maîtrise absolu

Lefficience, l'éco-compatibilité et les performances hors pair de la nouvelle série de moteurs sont étroitement liées aux systèmes de commande électronique du moteur et du post-traitement des gaz. Pas moins de deux super cerveaux sont à l'œuvre : la gestion moteur MCM et la gestion du post-traitement des gaz ACM. Dotés d'une énorme capacité de calcul, ces systèmes électroniques veillent à tout moment à une injection, à une pression de suralimentation et à des conditions de fonctionnement optimales pour le système de post-traitement des gaz. Bref, ils assurent les meilleures conditions de marche et la meilleure rentabilité possibles, tout en protégeant au mieux l'environnement et ce, par temps froid comme en cas de canicule, en montagne comme au niveau de la mer. Les avancées technologiques sont impressionnantes. Lors de leur présentation au début de l'année 1996, les moteurs de la précédente série 900 comptaient parmi les premiers moteurs diesel de véhicules industriels à disposer d'une gestion entièrement électronique. Au début de leur carrière, leur microprocesseur traitait environ trois cents paramètres, lois et courbes caractéristiques. La nouvelle gamme de moteurs met à profit les progrès réalisés dans le domaine électronique. Pour leur travail de gestion et de régulation, les processeurs MCM et ACM exploitent près de 10 000 champs de données pour le premier, et près de 7 000 pour le second. L'avancée ne se limite cependant pas à la régulation des fonctions « opérationnelles ». D'énormes progrès ont également été réalisés en ce qui concerne l'auto-contrôle de l'ensemble des paramètres d'état et sous-systèmes. En clair, la gestion réagit de manière extrêmement sensible afin d'améliorer le respect de l'environnement, d'économiser du carburant et d'allonger la durée de vie des composants. Elle surveille en permanence l'ensemble du système dans un but d'autoprotection.

Fiabilité : des essais intensifs réalisés dans des conditions extrêmes, sur courtes et longues distances

Traditionnellement, la longévité et la robustesse comptent parmi les grandes qualités des moteurs VI Mercedes-Benz. La nouvelle série OM 93x s'inscrit dans cette tradition. Le développement en vue de la production de série a débuté en 2005. Avant même d'avoir connu le « baptême du feu », le moteur a subi d'importantes étapes d'optimisation grâce à des tests virtuels. Durant toute cette phase, les ingénieurs se sont appuyés sur l'expérience acquise lors du développement des moteurs « heavy duty » OM 47x.

Quatre cents moteurs testés sur bancs d'essai et à bord de véhicules

Au total, environ quatre cents moteurs ont été testés de A à Z sur bancs d'essai et à bord de véhicules. A eux seuls, les tests d'endurance effectués sur bancs et sur routes ont représenté plus de 18 millions de kilomètres chez les clients. Pour développer et tester le fonctionnement du moteur, du post-traitement des gaz et des sous-ensembles, les ingénieurs ont investi plus de 100 000 heures de tests sur bancs d'essai moteur.Durant plusieurs années, des trains routiers de 40 tonnes de P.T.R.A. ont notamment parcouru des tronçons d'autoroute particulièrement exigeants, alternant sans cesse montées et descentes, soumettant les moteurs compacts à un véritable stress. Toutefois, les ingénieurs ont également envisagé l'autre extrême et testé en particulier le système de post-traitement des gaz dans des conditions réunissant une faible charge, de basses températures et un dynamisme élevé. Lors de différents tests effectués en Laponie et en Alaska, mais aussi dans le sud de l'Espagne et le massif des Rocheuses, par forte chaleur et à haute altitude, les moteurs ont dû répéter les mêmes exercices que ceux auxquels les blocs « heavy duty » avaient dû se soumettre avant eux, les plus extrêmes que l'on puisse imposer à des moteurs.

Des épreuves pratiquement impensables dans la vie réelle

Parmi les méthodes impitoyables employées chez Mercedes-Benz, les ingénieurs d'essai affectionnent notamment les tests d'endurance sur route à puissance excessive avec une température de liquide de refroidissement très élevée, les tests d'endurance sur banc d'essai avec une pression d'allumage accrue et une température des gaz d'échappement rehaussée, ou encore les essais sur plan incliné ou en conditions de surrégime. Le résultat a de quoi rassurer les futurs utilisateurs, qu'ils soient chauffeurs de camion ou de bus. En effet, les nouveaux moteurs ont fait leurs preuves dans des conditions pratiquement impensables dans la pratique.Les résultats des essais de contrainte ont montré que les nouveaux moteurs pouvaient largement atteindre les objectifs de fiabilité et de longévité formulés pour eux. Malgré un degré de complexité accru, les spécialistes du développement ont tout mis en œuvre pour atteindre le niveau de fiabilité et de robustesse de la série 900, devenue entre-temps la référence absolue en la matière. En termes de longévité, les nouveaux moteurs ont même joué la surenchère : sur le parcours de référence exigeant entre Stuttgart et Hambourg, ils ont atteint, en transport long-courrier, une longévité sur la nationale B10 de 750 000 km avec 6,5 kW par tonne (ce qui, pour le moteur OM 936 de 260 kW, correspond à un P.T.R.A. de 40 tonnes). Par rapport à la gamme précédente, ce chiffre représente une augmentation de 20 %. Le test de la nationale B10 démontre qu'au moins 90 % des moteurs parviennent à parcourir au minimum ce trajet sans révision de grande ampleur.