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BlueEfficiency Power Un moteur adapté à tous les usages
Véritablement polyvalent, puissant et économique – ® BlueTec 6– la solution pour Euro VI
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Sommaire
Tradition Exigences Euro VI ® BlueTec 6
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Les nouveaux moteurs OM 936/OM 936 h12 OM 93614 OM 936 h16
Les nouveaux moteurs OM 470/OM 47118 OM 47020 OM 47122
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Moteurs diesel pour véhicules industriels – une tradition qui repose sur l’innovation Depuis plus de 90 ans, Mercedes-Benz équipe ses véhicules industriels (poids lourds, autobus/autocars, véhicules utili-taires, etc.) de moteurs diesel. Une histoire unique d’innovations permanentes dans le respect de la tradition. Les nouveaux moteurs BlueEfficiency Power s’inscrivent dans cette lignée. La toute nouvelle génération de cette série ne se contente pas de respecter les limites ambitieuses de l’Euro VI, elle pose également de nouveaux jalons en matière de puissance, de consommation et de poids.
L’histoire des moteurs diesel pour véhicules industriels Mercedes-Benz remonte à 1922. A l’époque, chez Benz, basé à Mannheim, l’OB2 – un moteur diesel à injection en chambre de précombustion et délivrant une puissance de 45 ch (33 KW) – était sur le banc d’essai. C’était la première pierre d’une technologie moteur qui devait être associée au développement du secteur des véhicules industriels.
Ce premier « moteur à huile lourde » constituait un ensemble extrêmement économique, qui affichait une réduction de 86 % du poste de coût de carburant par rapport aux moteurs essence standard de l’époque. Cela faisait de lui un moteur idéal pour la propulsion des autobus/autocars, des poids lourds et autres véhicules industriels.
C’est en 1932 que le premier poids lourd doté de série d’un moteur diesel a circulé sur les routes d’Allemagne. Il portait la désignation Lo 2000 et était de marque Mercedes-Benz.
A la fin de la guerre, le légendaire OM 312 délivrait 90 ch (66 kW) pour une cylindrée de 4,5 litres. En 1954, il devint l’OM 312 A, le premier moteur diesel suralimenté au monde
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à partir duquel toute une génération de turbodiesels s’est bientôt développée.
Puis l’évolution s’est poursuivit. En 1964, Mercedes-Benz a présenté les premiers moteurs diesel à injection directe pour véhicules industriels. Entre-temps la puissance était passée à 168 ch (124 kW) et grimpa même jusqu’à 240 ch (177 kW) au début des années 80.
1996 marque la fin de l’ère de la série 300, après plus de deux millions d’exemplaires produits. L’Euro III déclencha le développement d’une toute nouvelle génération de moteurs. En effet, elle transforma l’évolution de plusieurs décennies en révolution et introduisit un pack complet de technologies novatrices dans la technique de moteur dédiée aux véhicules utilitaires : régulation entièrement électro-nique, injection directe avec pompes d’injection pour chaque cylindre, turbocompression, refroidissement de l’air de sura-limentation et technologie des trois soupapes par cylindre.
La poussée technologique suivante est arrivée en 2004 ® avec la technologie BlueTecprésentée par Mercedes-Benz.
Cette technique de réduction catalytique sélective (SCR = Selective Catalytic Reduction) s’est caractérisée par un échappement à rejets nocifs sensiblement réduits par rap-port à l’Euro III, et ce pour la première fois sans augmenta-tion de la consommation de carburant. Elle est conforme aux très sévères normes Euro IV et V.
Le prochain développement est dans les starting blocks. La toute nouvelle génération de moteurs porte le nom de « BlueEfficiency Power » et répond tout à fait aux exigences des nouveaux seuils de rejets nocifs fixés par la norme Euro VI. Il s’agit du tout nouveau point d’orgue d’une histoire pleine de succès qui dure déjà depuis 90 ans. Cette géné-ration caractérise toute une gamme de moteurs pour véhi-cules industriels qui offre une performance en parfaite adé-quation avec chaque usage, et des rejets polluants réduits au minimum du possible et du décelable. Et avec une com-bustion efficace qui tire le maximum d’un carburant toujours plus précieux.
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Réponses ciblées à des utilisations spécifiques
Au sein de la nouvelle génération de moteurs de Mercedes-Benz, la diversité des variantes répond aux différents types d’utilisation des autobus et auto-cars. Les moteurs BlueEfficiency Power existent en deux variantes technolo-giques de telle sorte que chaque véhi-cule puisse être équipé de la motorisa-tion qui convient à son type d’utilisation.
Les exigences du moteur d’un autocar de grand tourisme sont différentes de celles du moteur d’autobus et celles du moteur d’un véhicule 12 m différentes de celles du moteur d’un autobus articulé. Le trafic urbain impose des qualités différentes de celles du transport longue distance. Sillonner les montagnes nécessite une autre puissance que celle pour parcourir des routes planes. Dans un trafic urbain sans cesse en accordéon, la chaîne cinématique mise en œuvre n’est pas la même que celle utilisée pour passer les cols de montagne, ni la même que celle montée sur un véhicule dédié aux longs voyages.
Par ailleurs, sur tout véhicule, le chauffeur s’attache plus particulièrement à apprécier la puissance, le passager s’intéresse en premier lieu à son confort et l’entrepreneur doit penser aux coûts et à la rentabilité. Concepts passés sous silence par le législateur qui place l’aspect environne-mental au premier rang.
Avec la nouvelle génération de moteurs BlueEfficiency Power, Mercedes-Benz a ainsi tout fait pour concilier dans une solution harmonieuse des exigences a priori contradic-toires.
C’est ainsi par exemple que les nouveaux moteurs de la série OM 936 ont été conçus comme source de motorisa-tion idéale pour le créneau « puissance moyenne » de 300 à 350 ch. Ils ne se sont pas contentés de faire preuve de caractéristiques moteur impressionnantes, ils ont également bénéficié d’une réduction de poids et de dimensions com-pactes. Pour ce faire, les ingénieurs se sont penchés sur différentes solutions et ont opté pour un concept de moteur avec calage des arbres à cames. Cette technologie accroît le rendement du moteur avec la régénération du filtre à par-ticules et est mise en œuvre pour la première fois sur un moteur diesel.
Une toute autre technologie est mise en avant sur les moteurs six cylindres en ligne de la série OM 470/OM 471. Ceux-ci délivrent une puissance comprise entre 360 ch et 475 ch et prennent ainsi la tête du classement provisoire en termes de puissance au sein des moteurs BlueEfficiency Power.
Le système d’injection directe diesel à rampe commune X-PULSE utilisé ici est une toute nouvelle technologie. La particularité ici est que les conduites haute pression éta-blissent d’abord une pression modérée d’environ 900 bars.
Selon les exigences, la pression de carburant nécessaire à l’injection est alors générée en fonction des besoins dans les injecteurs. Ce principe réduit non seulement au mini-mum la quantité de carburant nécessaire à la combustion, mais il a également un effet positif sur la contrainte des matériaux et donc sur la longévité du moteur.
La génération BlueEfficiency Power des moteurs de véhi-cules industriels repose donc sur deux solutions techniques différentes. Ces deux solutions aboutissant aux mêmes objectifs : une réduction de la consommation de carburant pour une puissance illimitée et un abaissement des émis-sions polluantes au niveau Euro VI. A cela s’ajoute une lon-gévité accrue de près de 20 % et des intervalles d’entretien rallongés de 30 %, jusqu’à 120 000 km pour les autocars de tourisme. Les prescriptions de la norme européenne ont été modifiées quasiment sans perte de capacité, que ce soit en termes de places passagers et de poids de bagages.
Partie intégrante de la nouvelle génération BlueEfficiency Power, BlueTec® 6 est la technologie novatrice des gaz d’échappement dédiée à la limitation des rejets nocifs dans le respect de la norme Euro IV. BlueTec® 6 franchit une nouvelle étape à marquer d’une pierre blanche dans le déve-loppement des chaînes cinématiques par Mercedes-Benz. En effet, la réduction drastique des émissions polluantes est combinée à la réduction de la consommation de carburant. La longévité va de pair avec des intervalles d’entretien plus espacés. La responsabilité écologique entre dans une nou-velle dimension : celle de la rentabilité.
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Euro VI – un trilemme et sa solution La nouvelle norme de dépollution Euro VI a pour but de rendre les véhicules industriels plus propres et d’améliorer la qualité de l’air. Pour ce faire, les rejets de particules et d’oxydes d’azote doivent encore baisser considérablement. Or les uns influencent les autres et tous deux ont un effet sur la consomma-tion de carburant. Cela impose une épuration complexe des gaz d’échappement
La norme de dépollution Euro VI qui entrera en vigueur enpolluantes a été introduit. Au rang des émissions visées par(WHSC + WHTC). Leur niveau d’exigence est même plus 2014 a pour but de réduire à son minimum les rejets nocifsEuro VI figurent les particules et les oxydes d’azote.élevé que dans les précédents procédés. Par exemple, les des véhicules industriels. Pour ce faire, un nouveau procédéexigences sont renforcées en matière de démarrage à froid de test standardisé permettant de déterminer les émissionsLa nouvelle norme sur les particules tient compte de laet de délai entre un démarrage à froid et à chaud du moteur. masse des particules (PM) ainsi que du nombre de parti-De plus, les valeurs de dépollution doivent être désormais cules (PN). Le législateur exige une réduction de la masserespectées sur un kilométrage de 700 000 km ou une durée des particules contenues dans les gaz d’échappement àde 7 ans. Particulesmoins de 10 mg/kWh, ce qui représente une réduction de (g/kWh) 66 % par rapport à Euro V. Quant au nombre de particulesLa problématique des technologies d’épuration des gaz 11 0.03 rapporté à cette masse, il est limité à 6 x 10par kWh.réside dans la problématique suivant : réduire les rejets de Euro V particules et d’oxydes d’azote sans augmenter la consom-Les oxydes d’azote (NOxmation de carburant. Les différents systèmes de dépollu-) constituent un autre produit de la 0.02 combustion de carburant. Ces émissions seront limitées àtion ne se chargeaient jusqu’à présent que de la réduction EEV 400 mg/kWh à partir de 2014 (avec la norme Euro VI). Celad’un des composants des gaz d’échappement à la fois. Ain-signifie une réduction de 80 % par rapport à Euro V. Parsi, la teneur en particules et la consommation augmen-0.01 Euro VIailleurs, il y aura pour la première fois un cycle de testtaient par exemple quand on voulait réduire les émissions d’émissions uniforme au niveau mondial pour les véhiculesde NOx. Inversement, la quantité de NOxaugmentait quand NOxindustriels. onsouhaitait réduire les rejets de particules et la consom-(g/kWh) 0.4 1.02.0 mation de carburant. Il fallait donc impérativement une so-80% Les cycles de tests actuels seront unifiés en deux cycles delution à ce dilemme, à savoir combiner les concepts d’épu-tests harmonisés en Europe, aux États-Unis et au Japonration des gaz d’échappement éprouvés et créer une toute
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nouvelle génération de moteurs : les moteurs BlueEfficiency Power.
® Ces nouveaux moteurs BlueTec6 ont été spécialement conçus pour résoudre le trilemme « particules – oxydes d’azote – consommation » grâce à la combinaison du recy-clage des gaz d’échappement (EGR), du filtre à particules diesel (FAP) et de la réduction catalytique sélective (SCR) sans rien concéder en termes de puissance et de couple.
En effet, la réduction drastique des émissions polluantes est combinée à la réduction de la consommation de carburant. La longévité va de pair avec des intervalles d’entretien plus espacés. La responsabilité environnementale entre dans une nouvelle dimension : celle de la rentabilité.
Euro VI Les modifications en un coup d’œil
• Valable à partir de janvier 2013 pour toutes les types d’homologation • Valable à partir du janvier 2014 pour tous les véhicules neufs • Réduction supplémentaire des oxydes d’azote de 80 % par rapport à Euro V • Réduction supplémentaire de la quantité de particules de 66 % par rapport à Euro V • Nouveau procédé de test standardisé permettant de déterminer les émissions polluantes • Respect des valeurs limites sur un kilométrage de 700 000 km ou une durée de 7 ans pour les autocars
NOx
Particules NOx
Trilemme
Particules Consommation
NOx
Consommation
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Tout est réduit, sauf la puissance La génération de moteurs Mercedes-Benz BlueEfficiency Power définit une nouvelle dimension en termes de protection de l’environnement. Cela ne tient pas uniquement à la limitation drastique d’hydrocarbures, de monoxyde de carbone, d’oxydes d’azote et de particules contenues dans les gaz d’échappement. Cela se traduit également par une consommation encore ® plus réduite de carburant et d’AdBlue. Seuls deux paramètres n’ont fait l’objet d’aucun changement : la puissance et la dynamique restent inchangées et sont maintenues à un niveau élevé.
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1 Recyclagedes gaz d’échappement (EGR) – réduction des émissions brutes d’oxydes d’azote 2 DosageHC – garantie de régénération active du filtre 3 Catalyseurd’oxydation diesel (DOC) – génération de NOpour une ² régénération passive, conversion des HC et CO en COet H O ² ²
2 X3 CO , CO, HC, NO , PM
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4 Filtreà particules diesel (FAP) – réduction de la masse des particules et du nombre de particules ® 5Injection d’AdBlue 6 CatalyseurSCR : conversion des oxydes d’azote
CO , NO, NO , NH 2 23
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CO , O , N , H O 2 2 2 2
Avec cette nouvelle génération de moteurs, Mercedes-Benz apporte la preuve que la protection de l’environnement, la so-briété et la puissance ne doivent pas s’opposer. Au contraire, ® sur les véhicules BlueTec6, les technologies moteur nova-trices fonctionnent avec le concours d’un traitement des gaz d’échappement efficace. Une interaction tout à fait adaptée à notre époque. Avec le déploiement de puissance que le quoti-dien requiert, la rentabilité que l’entrepreneur exige et le res-pect de l’environnement que l’homme et la nature réclament.
Pour atteindre cette puissance, les moteurs sont optimisés pour un rendement maximal et de faibles émissions de parti-cules. De nouvelles solutions techniques y contribuent, telles que le calage des arbres à cames mis en œuvre pour la première fois sur des moteurs diesel ou encore le système novateur d’injection diesel à rampe commune X-PULSE avec augmentation de pression. De plus, tous les moteurs sont dotés du post-traitement novateur des gaz d’échappement ® BlueTec 6de Mercedes-Benz. Celui-ci associe un recyclage régulé des gaz d’échappement refroidis, un catalyseur d’oxy-dation, un nouveau filtre à particules avec un catalyseur SCR (Selective Catalytic Reduction).
Le recyclage des gaz d’échappement n’assure pas unique-ment la réduction des oxydes d’azote contenus dans les gaz d’échappement. Il fait également en sorte qu’avec les mo-® teurs BlueEfficiency, la consommation de l’additif AdBlue nécessaire au post-traitement puisse être réduite de 40 % par rapport à Euro V. Dans le catalyseur d’oxydation diesel du système d’échappement, les hydrocarbures présents et le monoxyde de carbone sont transformés en dioxyde de carbone et en eau. De plus, une partie du monoxyde d’azote est oxydée en dioxyde d’azote.
Le filtre à particules diesel placé en aval possède une struc-ture en céramique à pores fins permettant de retenir effica-cement les particules par un phénomène d’adhérence. Le
filtre est régénéré passivement et en permanence par la tem-pérature des gaz d’échappement. Une régulation électro-nique assure un fonctionnement sans restriction du proces-sus, quelles que soient les conditions de fonctionnement.
Toutes ces méthodes de traitement des gaz d’échappement ® sont complétées par la technologie BlueTecSCR éprouvée. ® L’additif AdBlueest injecté dans le flux des gaz d’échappe-ment, se mélange aux gaz d’échappement préalablement épurés et est décomposé en ammoniac. Dans la structure alvéolée du catalyseur SCR, cet ammoniac réagit avec les oxydes d’azote ; il se convertit en azote inoffensif et en va-peur d’eau.
Au final, on obtient un système régulé intelligent qui main-tient les émissions polluantes du moteur au niveau requis par la norme Euro VI, sans pour autant affecter sa puissance et en réduisant sensiblement la consommation de carburant ® et d’AdBlue.
Avantages du système de post-traitement des gaz d’échappement en un coup d’œil
• Interaction entre technologie moteur novatrice et post-traitement des gaz d’échappement pour de faibles rejets nocifs • Réponse à la norme Euro VI grâce à la coordination intelligente entre recyclage des gaz d’échappement (EGR), filtre à particules diesel (FAP) et « réduction catalytique sélective » (SCR) • Combinaison éprouvée dans le secteur des véhi-cules utilitaires • Recyclage des gaz d’échappement régulé en fonc-tion des besoins et donc jusqu’à 40 % d’économie ® d’AdBlue
® • Grâce à la technologie SCR BlueTec, les oxydes d’azote sont convertis en azote inoffensif et en eau • Stratégie de régénération innovante avec longs intervalles d’entretien pour le filtre à particules diesel • Pas de surconsommation de carburant • Baisse drastique des émissions polluantes malgré l’augmentation de la puissance, du dynamisme et du silence de fonctionnement
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