Gestion de l'air pour les moteurs FSI V6 et V8

Jun 18, 2023

En 2006, Audi a introduit de nouveaux moteurs V6 de 3,2 L et V8 de 4,2 L. Les deux utilisent le système d'injection stratifiée de carburant (FSI) d'Audi qui a été introduit pour la première fois sur le moteur à quatre cylindres 2.0 FSI en 2004.

Les créateurs de ces moteurs à injection directe sont partis d'une feuille de papier vierge. Les V6 et V8 ont perdu la disposition à cinq soupapes pour faire place à un injecteur de carburant. Le déplacement de l'injecteur vers la chambre de combustion permet un meilleur contrôle du rapport air/carburant et de la taille des gouttelettes de carburant dans le cylindre. Mais Audi est allé encore plus loin en repensant complètement la façon dont l'air pénètre dans le moteur et la façon dont les vapeurs du carter sont régulées.

Le V6 3,2 L et le V8 4,2 L FSI ont beaucoup de points communs avec le moteur quatre cylindres FSI 2,0 L, notamment des problèmes de dépôt de carbone. Il y a de fortes chances que votre première exposition à un collecteur d'admission Audi ne soit pas une plainte de conduite, mais plutôt un service de nettoyage du carbone où les soupapes d'admission doivent être nettoyées.

Le collecteur d'admission des moteurs V6 et V8 FSI gère le flux d'air après le corps de papillon avec deux jeux de soupapes dans le plénum et au niveau des orifices d'admission. Si les soupapes ne fonctionnent pas correctement, le moteur ne produira pas la même puissance et les codes seront définis.

Les chicanes au centre du plénum modifient la longueur des glissières pour améliorer le couple et la réactivité. Audi appelle ces vannes "commutation", "réglage du collecteur d'admission" ou "commande du canal d'admission" dans les informations de service et les descriptions DTC. Les chicanes dirigent l'air vers des coureurs plus longs pour un couple à bas régime et des transitions vers des coureurs plus courts à mesure que la vitesse du moteur augmente.

Un actionneur à vide et un solénoïde contrôlent les déflecteurs. Un capteur surveille la position des vannes. Audi utilise ce type de collecteur sur ses moteurs V6 et V8 depuis les années 1990. Lorsque le système tombe en panne et qu'aucun vide n'est présent, la position par défaut définit généralement le système dans la configuration fermée, ou la position avec le canal d'admission le plus long. Cela entraînera une diminution de la puissance du moteur à mesure que le régime augmente. Les moteurs RS ou Audi V6 et V8 hautes performances ne disposent pas de ce système.

Sur les moteurs Audi FSI, il y a des "volets de culbutage" avant les soupapes d'admission qui sont actionnés par un pot à vide et une électrovanne électrique. Ce sont de petits volets qui peuvent se fermer et limiter le débit vers les soupapes d'admission. Cette restriction crée un "effet Venturi" pour lisser le flux d'air aspiré dans le moteur à bas régime et charge. Lorsque les soupapes sont ouvertes, tout le diamètre du canal d'admission est utilisé.

Les vannes de culbutage sont généralement fermées lors de faibles charges entre 1 000 et 4 000 tr/min. Cela contribue à améliorer la qualité du ralenti et l'accélération à bas régime. Lorsque les charges du moteur augmentent, les soupapes s'ouvrent.

L'actionneur peut tomber en panne sur certains véhicules à kilométrage élevé. Les zones de défaillance les plus courantes sont la tringlerie et l'arbre. Les maillons en plastique peuvent se fissurer, empêchant les vannes de s'ouvrir complètement ou de s'ouvrir trop loin.

Un capteur à effet Hall à l'extrémité des arbres sur les deux rives mesure la position des vannes. Si les vannes sont lentes à réagir ou dépassent les points de consigne d'ouverture ou de fermeture, un code sera défini. L'arbre peut s'user et développer des fuites de vide aux extrémités.

Le client peut signaler une perte de puissance lorsque la soupape de culbutage ou les actionneurs de canaux d'admission tombent en panne. La première étape de diagnostic doit être de vérifier les fuites de vide dans les conduites et les actionneurs avant d'échanger des pièces. En règle générale, les fuites entraîneront des codes maigres et augmenteront les numéros de garniture de carburant à long terme. Une machine à fumée peut aider à repérer les ports, les tuyaux et les pièces en plastique fissurés qui fuient.

Audi prend très au sérieux les vapeurs de carter sur les moteurs FSI V6 et V8. Le système utilise de nombreuses vannes et chambres pour gérer les vapeurs afin que la majeure partie de l'huile puisse être éliminée et que les gaz restants puissent être brûlés dans la chambre de combustion.

Dans un moteur FSI à aspiration naturelle, la pression dans le carter augmente et diminue avec un changement de charge et de vitesse du moteur. Les gaz de la chambre de combustion peuvent fuir au-delà des segments de piston lorsque le cylindre monte pendant les cycles de compression et d'échappement. L'huile et les gaz de combustion dans le carter peuvent également être aspirés par les segments de piston et dans la chambre de combustion. Les moteurs FSI gèrent la pression, de sorte que les dépôts de carbone ne se forment pas sur les soupapes et que l'huile reste propre.

Sur les moteurs Audi V6 et V8, la soupape de ventilation positive du carter (PCV) ressemble plus à un système de séparateur d'huile qui peut coûter plus de 300 $. Le séparateur d'huile est situé dans la vallée du moteur sur le V6 et près de l'arrière de l'admission sur le V8.

Ces unités sont équipées d'un piston de commande, d'une vanne de dérivation, d'une vanne de limitation de pression à deux étages et d'une vanne de vidange. Les soupapes fonctionnent ensemble pour s'assurer que les conditions sont optimales pour retirer l'huile et contrôler les pressions à l'intérieur de la chambre de combustion. Le séparateur d'huile est réchauffé par le liquide de refroidissement du moteur qui empêche le reniflard du carter de geler en raison de la condensation et de fissurer potentiellement le plastique.

À l'intérieur du séparateur d'huile, les gaz du carter traversent deux ou plusieurs chambres en forme de cône appelées cyclones. Les chambres sont reliées en parallèle. Le cyclone fait tourbillonner la vapeur pour éliminer l'huile des gaz.

Un piston à ressort qui change de position en fonction du débit contrôle le système. Une vanne de régulation de pression à deux étages règle la pression interne du carter. La soupape de dérivation, associée au piston de commande, garantit que les cyclones fonctionnent aux niveaux optimaux. S'il y a trop ou trop peu de débit, les cyclones ne fonctionneront pas correctement. S'il y a trop de débit d'air, la soupape de dérivation s'ouvrira et permettra au gaz non traité de s'écouler vers le moteur.

L'huile séparée est recueillie dans un réservoir d'huile sous les cyclones. L'huile ne peut pas s'écouler du réservoir tant que le robinet de vidange d'huile n'est pas ouvert. La vanne de vidange d'huile est fermée tant que la pression dans le carter est inférieure aux vannes. La soupape s'ouvre automatiquement par gravité uniquement à très bas régime moteur, ou lorsque le moteur est éteint, car les conditions de pression au-dessus et au-dessous de la soupape sont en équilibre.

Si le séparateur d'huile ne fonctionne pas en raison d'un colmatage, de fuites ou de soupapes bloquées, la durée de vie du moteur sera affectée de deux manières. Premièrement, l'huile pourrait être contaminée et potentiellement causer des problèmes de boue et de roulement. Deuxièmement, une consommation d'huile accrue peut provoquer des dépôts de carbone sur les soupapes d'admission et endommager le convertisseur catalytique.

Les moteurs FSI V6 et V8 équipent de nombreuses voitures de la série A et des VUS de la série Q d'Audi. Pour qu'un moteur FSI fonctionne correctement, tous les composants doivent fonctionner correctement. Regardez-le de cette façon - le collecteur d'admission est les poumons, tandis que les injecteurs, les soupapes d'admission et les cylindres sont le cœur. S'il y a un problème avec le collecteur d'admission, le problème sera amplifié par les soupapes d'admission et l'événement de combustion dans le cylindre. C'est pourquoi une approche holistique doit être adoptée lors de la résolution des dépôts de carbone, des codes maigres et d'autres problèmes de conduite sur n'importe quel moteur FSI.