Ford 1.0l Ecoboost: sur deux ou trois cylindres

Début 2018, le trois cylindres Ford 1.0l Ecoboost, moteur à succès pour le constructeur américain, bénéficiera d’une mise à jour conséquente lui permettant de rester parmi les moteurs les plus efficaces en matière d’agrément et d’émission de CO₂. Cette évolution consistera à désactiver un des cylindres à charge partielle, une première mondiale pour un tricylindre.

Depuis son lancement en 2012, le petit moteur Ecoboost fait les beaux jours de Ford. Il collectionne les titres de moteur de l’année dans la catégorie des moteurs de moins d’un litre. Il a, par ailleurs, été élu moteur de l’année dans la catégorie générale en 2012, 2013 et 2014. Désormais, plus de 20% des Ford vendues en Europe sont équipées de ce moteur et il équipe une grande variété des véhicules de la gamme (de la petite Fiesta à la grande berline Mondeo).

La désactivation de cylindre consiste à couper l'injection et laisser les soupapes fermées du cylindre n°1 lorsque la charge moteur est relativement faible. Le système de désactivation peut être actif dès les plus bas régimes jusqu’à un régime maximum de 4.500 tr/min. 

Pour mettre en place cette technique, Ford a reconsidéré tout le haut moteur, puisque, à la place d’une attaque directe de la soupape via un poussoir hydraulique, la transmission du mouvement de l’arbre à came vers la soupape devrait se faire à l’aide de linguets. D’autre part, la courroie de distribution lubrifiée laissera place à une chaîne.

La chaîne est plus à même d’encaisser les variations d’efforts lors du passage à deux ou trois cylindres. Enfin, si les linguets s’avèrent généralement plus encombrants, Ford a conçu un module intégrant à la fois l’arbre à cames et le couvre-culasse. Cette technique a permis au motoriste de gagner quelques précieux millimètres.

Le dispositif de désactivation utilise l’huile moteur sous pression pour venir appuyer sur un loquet intégré dans le linguet. Ce dernier est spécifique au cylindre n°1. Ainsi, le mouvement imprimé par la came sur le poussoir est complètement découplé: la soupape reste alors constamment fermée.

L’air alors présent dans le cylindre sert de ressort pour équilibrer au mieux les efforts exercés sur le vilebrequin. D’autre part, cette technique permet de conserver un minimum de chaleur à l’intérieur du cylindre inactif. Ainsi, lorsque le cylindre entre à nouveau en fonction, le cylindre est déjà suffisamment chaud pour éviter une dégradation significative du rendement moteur et une hausse des émissions de gaz polluants.

L’opération d’activation ou de désactivation du cylindre ne prend pas plus de 14 millisecondes. Le calculateur moteur décide de désactiver le cylindre, entre autres, selon la vitesse du véhicule, la position de la pédale d’accélérateur et la charge moteur. Si le domaine de prédilection pour désactiver le cylindre reste les voies rapides et l’autoroute (là où la vitesse est stabilisée et où la demande en puissance moteur est faible), Ford n’exclut pas de désactiver le cylindre dans des conditions moins favorables, même si ce n’est que pour quelques secondes.

A l’origine, le constructeur envisageait un autre scénario pour la désactivation des cylindres: il s’agissait de couper alternativement l’un des trois cylindres. Cette solution, plus prometteuse sur le papier (la cylindrée passait ainsi virtuellement à 500 cm³ au lieu de 666 cm³ en ne coupant qu'un cylindre sur les trois), n’a finalement pas été retenue. Plus complexe à mettre en œuvre et plus coûteuse, cette technique ne permettait pas une utilisation sur une plage moteur suffisamment large. Aussi, les gains en terme de consommation n'étaient pas aussi significatifs qu'espérés.

Pour mieux atténuer les vibrations inhérentes au passage à 2 cylindres, le volant moteur bimasse (utilisé sur les versions les plus puissantes du 1.0l Ecoboost) a été retravaillé: un pendule centrifuge est ajouté au centre du volant moteur. Ce dernier permet de mieux atténuer les vibrations à bas régime. Les supports moteur feront eux-aussi l’objet d’évolution.

Grâce à la désactivation du cylindre à charge partielle, Ford estime pouvoir réduire de 6% les émissions de CO₂ et la consommation de carburant en conditions de conduite réelles par rapport au 1.0l Ecoboost actuel.

Enfin, l’évolution du 1.0l Ecoboost devra s’accompagner d’une mise à jour des systèmes de dépollution. En effet, il apparait que les moteurs à injection directe émettent beaucoup de particules fines et ne seront pas capables de respecter les prochaines normes Euro 6 applicables en 2018 pour les moteurs essence. Ainsi, le 1.0l Ecoboost devrait vraisemblablement s’adjoindre les services d’un filtre à particules.

Crédits photos: Ford, BMW