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Tupy dévoile un moteur à essence en fonte ayant le même poids que l'aluminium au Vienna Motor Symposium

28/04/2022 | 08:00
Tupy a révélé un moteur à essence en fonte ayant le même poids que l'aluminium au Vienna Motor Symposium. La fonte graphite compact (vermiculaire) (CGI) est effectivement devenue le matériau standard de production en série pour les blocs-cylindres et les culasses de véhicules lourds, ainsi que pour les blocs-cylindres des moteurs diesel de type V des véhicules de tourisme. Cependant, le CGI n'a pas encore établi une référence de production en série dans le secteur des moteurs à essence en ligne à haut volume qui constitue la majorité du marché mondial des véhicules de tourisme. Avec une capacité de production en série de CGI sur sept lignes, et une production de plus de 100 000 tonnes par an de blocs-cylindres et de culasses CGI, Tupy a lancé un programme de développement complet pour démontrer les avantages potentiels de CGI pour les applications de moteurs à essence en ligne. Le développement culmine avec l'introduction officielle du moteur, lors du symposium automobile de Vienne en 2022. En commençant par un moteur trois cylindres de 1,2 litre de série basé sur un bloc-cylindres en aluminium, Tupy a réimaginé et redessiné le bloc-cylindres. Les surfaces de roulement et les zones structurelles ont été spécifiées en CGI haute résistance, tandis que les enveloppes extérieures du bloc-cylindres ont été fabriquées de manière unique en plastique PA66GF30 à haute durabilité et basse densité. Le moteur révisé a été simultanément mis à niveau vers une configuration hybride 48 volts pour démontrer davantage le potentiel de CGI dans les applications hybrides et à prolongateur d'autonomie des petits moteurs à essence. Les blocs-cylindres et les cadres d'échelle CGI ont été produits dans des conditions de production en série complète à la fonderie Tupy de Saltillo, au Mexique, en intégrant une technologie de pointe à paroi mince de 2,7 mm de diamètre nominal, des coussinets principaux à rupture et une première dans l'industrie pour CGI : Le grade CGI 550, avec une résistance à la traction de plus de 550 MPa. L'introduction du CGI 550 offre une résistance à la traction au moins 1,8 fois supérieure, une rigidité double et une résistance à la fatigue plus de deux fois supérieure à celle de l'aluminium utilisé dans le moteur d'origine. Bénéficiant d'une résistance plus élevée, l'alternative CGI a nécessité 54 % de volume métallique en moins que le moteur d'origine en aluminium, augmentant ainsi la surface de respiration du carter par un facteur de 2,25 fois. Les analyses modales ont simultanément montré que les modes de flexion globaux du bloc CGI 550 étaient supérieurs de 5 %, tandis que les principaux chapeaux de paliers individuels étaient supérieurs de 20 à 40 %, en raison des contributions combinées de la rigidité du matériau et du concept de cadre en échelle. En fin de compte, l'alternative CGI a fourni le même poids que le dérivé 48 volts de l'assemblage original du bloc-cylindres en aluminium, terminant à 20,06 kg pour CGI et 20,47 kg pour l'aluminium. Les dimensions extérieures du bloc-cylindres CGI ont été intentionnellement maintenues identiques à celles du bloc en aluminium, afin de permettre aux composants du moteur donneur original en aluminium d'être assemblés dans le moteur CGI pour les tests de durabilité. Le moteur CGI a passé avec succès un test de durabilité de preuve de concept de 100 heures, y compris des périodes de fonctionnement à pleine charge de 5 000 tr/min et 183 Nm, fournissant une parité pour le poids, les performances et la densité de puissance. Alors que le report des dimensions du moteur en aluminium a permis l'assemblage d'un moteur en fonctionnement, on estime qu'une approche de conception " clean-sheet " aurait permis jusqu'à 5 % de réduction de poids supplémentaire pour le nouveau concept CGI. Largement étudiée dans les recherches précédentes, la production de fonte présente des émissions de CO2 nettement inférieures à celles de l'aluminium. Dans le cas spécifique des blocs-cylindres des véhicules de tourisme, même avec l'hypothèse favorable d'un recyclage infini pour l'aluminium, l'avantage de la fonte permet d'économiser 40 à 70 % des émissions de CO2 de fabrication par rapport à l'aluminium, selon une publication au Vienna Motor Symposium 2017 de l'Université de Cranfield.

© S&P Capital IQ 2022
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Dette nette 2022 1 511 M 280 M 273 M
PER 2022 9,26x
Rendement 2022 4,60%
Capitalisation 3 008 M 557 M 544 M
VE / CA 2022 0,55x
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