De l’aluminium pour moteurs diesel à forte puissance

Les constructeurs de modèles haut de gamme introduisent des motorisations diesel de plus en plus puissantes qui optimisent les performances dynamiques tout en réduisant les émissions de CO2 et la consommation de carburant. Cependant, les puissances supérieures à 90 kW au litre posent depuis longtemps un problème de conception pour les pistons. «L’augmentation de la puissance spécifique se traduit par des charges mécaniques et des températures plus élevées, qui font que la dissipation de chaleur du piston importe autant que sa résistance», explique Gian Maria Olivetti, vice-président en charge de la Technologie et de l’innovation, division Groupes Motopropulseurs de Federal-Mogul. «Notre piston en aluminium est efficace sous des charges mécaniques et thermiques supérieures aux possibilités précédentes, sans les risques de rupture du film d’huile moteur et de formation de dépôts de carbone qu’on rencontre avec un piston en acier».
Le piston en aluminium fait appel au procédé exclusif DuraBowl pour créer un bord de bol de combustion renforcé, capable de supporter des charges mécaniques et thermiques élevées. Les performances thermiques sont imputables à une galerie de refroidissement surélevée, qui a été rendue possible par le développement, chez Federal-Mogul, d’un procédé d’inspection ultrasonique en 2D. Le procédé DuraBowl de Federal-Mogul refond l’alliage autour du bord de bol de combustion du piston, ce qui affine la microstructure de l’aluminium et augmente la résistance à la fatigue du matériau.
La galerie surélevée du piston positionne l’huile de refroidissement aussi près que possible du bol de piston pour assurer un refroidissement optimal. Le positionnement de la galerie d’huile plus près du bord de bol du piston a nécessité une avancée importante en termes de précision et fiabilité du processus de fonderie. BMW est le premier constructeur à utiliser le piston dans son moteur 3,0 L diesel à triple turbocompresseur (N57D30S1) qui a établi des records absolus en pression moyenne effective (PME) et en puissance spécifique pour diesels de production, avec respectivement 31 bars et 93,6 kW/l.