Comment le moteur 2,0 litres sans arbre à cames de Koenigsegg produit 600 chevaux

Comment le moteur 2,0 litres sans arbre à cames de Koenigsegg produit 600 chevaux.

Le « Tiny Friendly Giant » change la donne en matière de moteur à combustion interne. Christian von Koenigsegg explique cette merveille de moteur sans arbre à cames. Le suédois jette un pavé dans la mare et viens changer la donne des moteurs à combustion interne et prévois de révolutionner les cycles thermodynamiques.

On le sait, on peut toujours compter sur Koenigsegg pour faire les choses différemment. Prenez par exemple la toute dernière voiture de la marque suédoise, la Gemera, une hypercar grand tourer hybride quatre places de 1700 chevaux qui peut atteindre les 400 km/h. Dans un monde où les supercars très chères sont plus nombreuses que jamais, la Gemera se démarque. Et la chose la plus intéressante à son sujet est peut-être son moteur.

Comment le moteur 2,0 litres sans arbre à cames de Koenigsegg produit 600 chevaux
Comment le moteur 2,0 litres sans arbre à cames de Koenigsegg produit 600 chevaux

Koenigegg Gemera : Une quatre places hybride de 1700 chevaux

Koenigsegg appelle ce moteur le Tiny Friendly Giant, ou TFG en abrégé, et c’est un nom approprié. Le TFG est un trois cylindres biturbo de 2,0 litres qui développe 600 chevaux. Avec 300 chevaux par litre, la puissance spécifique du TFG est bien supérieure à tout ce que l’on a jamais vu sur une voiture de route. Koenigsegg affirme que c’est « à des années-lumière de tout autre trois cylindres de série aujourd’hui », et il n’a pas tort : le prochain triple le plus puissant est le moteur de 268 chevaux de la Toyota GR Yaris.

Ce qui est encore plus inhabituel, c’est que le TFG n’a pas d’arbre à cames. Au lieu de cela, le moteur utilise la technologie de la société sœur de Koenigsegg, Freevalve, avec des actionneurs pneumatiques qui ouvrent et ferment chaque soupape indépendamment.

Moteur Freevalve Koenigsegg
Moteur Freevalve Koenigsegg

Le Tiny Friendly Giant a été conçu spécifiquement pour la Gemera. Koenigsegg voulait quelque chose de compact et léger, avec une grande puissance. Koenigsegg a également décidé d’inverser la configuration de la Regera hybride, où la combustion interne fournit la majeure partie de la puissance totale. Dans la Gemera, la majorité de la puissance provient des moteurs électriques, la Gemera contribuant à une certaine force motrice ainsi qu’à la recharge des batteries du groupe motopropulseur hybride.

Compte tenu de ces critères, Koenigsegg a opté pour une configuration à trois cylindres de 2,0 litres. « On s’est un peu gratté la tête, » dit Koenigsegg.  » Un trois cylindres n’est pas le plus exclusif… mais ensuite nous avons réalisé que, par cylindre, c’est le moteur le plus extrême de la planète, techniquement. Et pourquoi devrions-nous en avoir plus que nécessaire pour rendre la voiture aussi légère que possible, aussi spacieuse que possible ? ».

La technologie du moteur Freevalve de la Gemera

Le reste a à voir avec le caractère du moteur. « C’est un moteur à gros alésage et à grande course, et il ne semble pas chétif comme le font certains trois cylindres », explique Koenigsegg. « Imaginez une Harley avec un cylindre de plus. Ce genre de sensation. » Malgré un alésage de 95 mm et une course de 93,5 mm, le TFG a un régime assez élevé. La puissance maximale est atteinte à 7 500 tr/min et la ligne rouge est fixée à 8 500 tr/min. « Nous avons tendance à concevoir ces pièces rotatives plus légères que n’importe qui d’autre », explique Koenigsegg, « mais en nous concentrant vraiment sur la résistance en même temps. Et si vous faites cela, vous pouvez monter plus haut dans les tours. » Ce petit moteur délivre également un couple important, de 600 Nm, d’un peu moins de 3 000 tr/min jusqu’à 7 000 tr/min.

La configuration du turbo séquentiel est ingénieuse. Le TFG possède deux soupapes d’échappement par cylindre, dont l’une est dédiée au petit turbo et l’autre au gros turbo. À bas régime, seule la soupape d’échappement du petit turbo s’ouvre, ce qui donne une réponse précise à la suralimentation. Au-delà de 3 000 tr/min, les soupapes d’échappement du gros turbo commencent à s’ouvrir, ce qui permet d’obtenir une suralimentation énorme et beaucoup de puissance et de couple à mi-régime. (Même sans les turbos, le TFG est impressionnant : Koenigsegg affirme que, en théorie, une TFG à aspiration naturelle pourrait produire 280 chevaux).

« On l’appelle Freevalve pour une bonne raison », explique Koenigsegg. « Chaque soupape individuelle a une liberté totale. De combien s’ouvrir, quand s’ouvrir, combien de temps rester ouvert. » À faible charge, seule une des deux soupapes d’admission par cylindre s’ouvre, ce qui permet de distribuer le carburant atomisé de manière plus uniforme. Grâce au système Freevalve qui ajuste en permanence la levée et la durée des soupapes d’admission, il n’est plus nécessaire d’utiliser un accélérateur classique et le moteur peut couper certains cylindres à la volée.

La révolution dans les cycles thermodynamiques

Passage au banc du Moteur Freevalve

Freevalve permet également à la TFG de passer du cycle d’Otto ou Beau de Rochas traditionnel au cycle de Miller, où les soupapes d’admission restent ouvertes plus longtemps pour réduire les pertes par pompage, ce qui augmente la puissance et le rendement. Et ce n’est même pas le plus fou.

« Avec l’aide des turbos, ce moteur peut fonctionner en cycle deux temps jusqu’à environ 3 000 tr/min. Il sonnera comme un moteur six cylindres en ligne à 6000 tr/min ».

Christian von Koenigsegg

Au-delà de 3 000 tr/min, le TFG devrait repasser en mode quatre temps, car le temps d’échange des gaz n’est pas suffisant à haut régime. Mais ce n’est qu’une théorie, car la société n’a pas encore testé le TFG en mode deux temps. Koenigsegg précise qu’il s’agit encore de « débuts ».

Koenigsegg travaille également avec une société texane d’intelligence artificielle, SparkCognition, afin de développer un logiciel de gestion moteur IA pour les moteurs à soupapes libres comme le TFG. « Le système apprendra au fil du temps les meilleures façons de faire fonctionner les soupapes, ce qui est le plus frugal, ce qui est le plus propre… Il finira par commencer à faire des choses auxquelles nous n’avons jamais pensé », explique Koenigsegg. « Il flottera dans et hors de différentes manières de gérer la combustion par lui-même, éventuellement de manière pas tout à fait compréhensible pour nous. » Mais c’est loin d’être le cas. Koengisegg affirme que la TFG s’appuiera pour l’instant sur le fonctionnement des soupapes codé par l’homme.

Le TFG développe « seulement » environ 500 chevaux avec de l’essence ordinaire. Il s’agit d’un moteur à carburant flexible optimisé pour brûler de l’éthanol, du butanol ou du méthanol, ou toute combinaison de ceux-ci. Les carburants à base d’alcool sont excellents pour les performances, mais Koenigsegg affirme que leur utilisation est également un élément clé pour rendre le TFG propre, car ils génèrent moins de particules nocives que l’essence. Et avec un carburant d’origine durable, la TFG peut être effectivement neutre en carbone.

Bien sûr, un système complexe comme Freevalve est plus cher qu’un système à cames classique, mais Koenigsegg souligne que le système utilise moins de matières premières, ce qui compense une partie du coût et permet de réduire le poids du moteur. Au final, la fabrication du moteur TFG est deux fois moins coûteuse que celle du V-8 biturbo de 5,0 litres de Koenigsegg.

Transmission de la Gemera

Groupe transmission de la Koenigsegg Gemera
Groupe transmission de la Koenigsegg Gemera

Le reste du groupe motopropulseur de la Gemera est tout aussi peu conventionnel. Le TFG se trouve derrière l’habitacle, entraînant les roues avant grâce à l’extraordinaire système d’entraînement direct de Koenigsegg, sans boîte de vitesses. Lorsqu’on l’interroge sur cette configuration inhabituelle de moteur central à traction avant, Koenigsegg répond : « Pourquoi de nombreuses voitures traditionnelles ont-elles un moteur à l’avant, un arbre de transmission et une transmission sur l’essieu arrière ? ».

Un moteur / générateur électrique fixé au vilebrequin de la TFG charge les batteries de la chaîne cinématique hybride et apporte jusqu’à 400 ch de puissance supplémentaire, tandis que chaque roue arrière est entraînée par un moteur électrique de 500 ch. La puissance totale maximale est de 1700 ch.

« Les voitures Koenigsegg sont des voitures à moteur central », explique le fondateur. « Nous ne faisons pas de voitures purement électriques parce que pour l’instant, nous pensons qu’elles sont trop lourdes, et qu’elles ne produisent pas un son cool. Et tant que nous pouvons être neutres en termes de CO2, frugaux et propres comparativement, nous pousserons le moteur à combustion. »

Moteur de la Gemera
Moteur de la Gemera
Ceci est une simulation Vidéo de La Gemera sur circuit

Lectures supplémentaires

Le TFG est une vitrine technologique, une vision alternative de l’avenir automobile. Koenigsegg affirme qu’avec un peu d’imagination, le moteur à combustion interne peut encore avoir sa place dans le monde de l’automobile électrifiée. « Dans mon esprit, c’est un peu le moteur », dit Koenigsegg. « Vous n’avez pas besoin de le rendre beaucoup plus petit parce qu’il est déjà minuscule ; vous n’avez certainement pas besoin de le rendre plus grand pour la puissance ; vous avez des turbos ou pas, passant de 280 à 600 chevaux. Et si ce n’est pas suffisant, vous mettez un moteur électrique dessus, alors vous avez une hybride avec [plus de] 1000 chevaux. »

Koenigsegg a une fois de plus produit quelque chose de remarquable avec la Tiny Friendly Giant. Et je pense que vous serez d’accord, le nom est approprié.

Estimation prix voiture

Auteur de l’article : Nicolas SCHIAVON

Je suis tombé tout petit dans la marmite automobile. Ayant eu un garage de marque automobile, mandataire automobile de la première heure dès 1999. J'ai créé ces premiers sites de vente de voiture et blog automobile dès 1994. J'ai pu essayer beaucoup de voitures très différentes et ayant eu personnellement quelques belles autos, Subaru Impreza, Mitsubishi Lancer Evo 7, Porsche 911, Ferrari Testarrossa, Audi RS3, RS4 et j'en passe...

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