Les futures technologies BMW

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Thomas
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Les futures technologies BMW

Message par Thomas » 02 juil. 2015 15:42

Hello,

BMW présente comme chaque année lors de la journée de l'innovation qui se déroule sur son terrain d’essai de Miramas dans le Sud de la France des technologies d’entraînement tournées vers l’avenir.

ma-bmw.com fait le point sur les 3 futures technologies que l'on retrouvera bientôt sous les capots de nos voitures.

1/ Le prototype d’une BMW Série 2 Active Tourer hybride rechargeable
La technologie BMW eDrive développée pour les automobiles BMW i entre dans d’autres concepts automobiles et fait partie intégrante d’un hybride rechargeable. Elle est, pour la première fois, associée à un moteur thermique monté en position transversale avant. Le prototype de la BMW Série 2 Active Tourer hybride rechargeable présenté à Miramas est équipé d’un trois cylindres à technologie BMW TwinPower Turbo entraînant les roues avant, d’un générateur haute tension logé dans le bloc avant et d’un moteur électrique qui transmet son couple aux roues arrière. Il en résulte une transmission intégrale similaire au système équipant la BMW i8, la voiture de sport hybride rechargeable, mais sous forme inversée.

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La grande efficacité du système d’entraînement hybride rechargeable, la possibilité de rouler en tout électrique et le déploiement spontané de la puissance à la mise en action du moteur électrique sont ainsi complétés par une transmission intégrale unique sur ce segment.

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Le prototype de la BMW Série 2 Active Tourer hybride rechargeable peut évoluer en tout électrique avec une autonomie pouvant atteindre 38 kilomètres, il parcourt le 0 à 100 km/h en 6,5 secondes environ et, selon le cycle de conduite européen pour véhicules hybride rechargeable, sa consommation moyenne sera d’environ 2 litres aux 100 kilomètres, ce qui correspond à des émissions de CO2 de moins de 50 grammes par kilomètre.

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2/ L’injection directe d’eau augmente l’efficience du moteur thermique à puissance élevée tout en permettant une nette réduction de la consommation et des émissions dans les cycles de conduite importants au quotidien.

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Après la première de l’injection d’eau sur la BMW M4 MotoGP Safety Car, l’injection directe d’eau pour moteurs à essence suralimentés est désormais inaugurée sur un groupe de la nouvelle génération des moteurs de BMW Group. À l’occasion des Journées de l’innovation BMW Group 2015, la technologie innovante, qui augmente le rendement grâce à un abaissement de la température dans le processus de combustion, est présentée sur un modèle de la BMW Série 1 animée par un trois cylindres essence.

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L’effet de refroidissement obtenu par l’injection directe d’eau se traduit aussi sur ce moteur par une nette augmentation tant de la puissance que de l’efficience. La consommation de carburant est notamment réduite lorsque la puissance demandée par le conducteur est élevée. Le gain d’efficience est ainsi particulièrement significatif sous conduite sportive – avec l’impact positif qui en résulte sur la consommation moyenne de carburant dans la circulation quotidienne.

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En outre, l’injection directe d’eau permet d’abaisser la sollicitation thermique de nombreux composants du moteur et d’optimiser le comportement à l’émission.

3/ Propulsion par pile à combustible à hydrogène, une variante prometteuse de la technologie BMW eDrive; permet la conduite en tout électrique avec une autonomie élevée et une durée de ravitaillement raccourcie; le travail de recherche et de développement que BMW Group mène depuis de longues années dans ce domaine bénéficie de nouvelles impulsions grâce à la coopération avec Toyota Motor Corporation.

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L’objectif étant de réaliser des composants homologués pour une voiture électrique à pile à combustible (FCEV, Fuel Cell Electric Vehicle) d’ici à 2020. La pile à combustible, qui convertit l’hydrogène en énergie électrique et vapeur d’eau, permet à l’automobiliste de rouler en tout électrique sans émission locale tout en savourant le dynamisme typique de la marque et en profitant d’une grande aptitude aux longues distances ainsi que de durées de ravitaillement raccourcies.

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BMW présente pour la première fois des voitures de démonstration dotées d’un système de propulsion à pile à combustible à hydrogène qui révèlent le potentiel de cette technologie. À long terme, le système d’entraînement à pile à combustible à hydrogène fera partie intégrale de la technologie Efficient Dynamics.

La gamme des moteurs proposés par BMW Group, gamme qui s’adapte de manière flexible à différents concepts automobiles, aux différents souhaits des clients et aux législations en vigueur sur les marchés automobiles internationaux, ne cesse donc de se diversifier.

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En outre, le système de propulsion à pile à combustible à hydrogène permet son intégration dans une architecture automobile spécifique. Comme pour l’architecture LifeDrive des automobiles BMW i avec eDrive, il en résulte aussi une grande latitude pour mettre en œuvre des solutions innovantes dans le domaine du design et de l’aménagement de l’espace de futures voitures électriques à pile à combustible (FCEV).

Principale inconvénient tant que le réseau de distribution de l’hydrogène n'est pas en place : Un camion 38 tonnes qui sert de station service doit vous suivre en permanence :D

:coucou:
Thomas

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Re: Les futures technologies BMW

Message par JLB » 02 juil. 2015 16:40

Merci Thomas, c'est très intéressant.

La premiere technologie est relativement courante maintenant depuis quelques années. Je ne sais pas pourquoi BMW parle d'ailleurs d'une "transmission intégrale unique sur ce segment"!

La deuxième technologie (injection d'eau pour baisser la température de combustion) avait déjà été évoquée par les centres R&D des constructeurs il y a de nombreuses années. Je ne sais pas pourquoi elle n'a jamais (à ma connaissance) été mise en pratique commercialement. BMW a t-il trouvé la réponse à des questions insolubles pour d'autres constructeurs?

Quant à la troisième innovation, on va là tout le bénéfice que tire BMW de l'accord de coopération technique qu'il a conclu avec Toyota il y a 2 ans je crois. Toyota devrait tirer profil de l'avance de BMW dans le diesel, et BMW de l'avance de Toyota dans le domaine de la pile à combustible. Ce type de technologie est de mon point de vue le futur de la voiture dans 15 à 20 ans.

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Re: Les futures technologies BMW

Message par alb » 02 juil. 2015 18:50

JLB, +1 sur la dernière phrase de ton commentaire, j'attends cela depuis longtemps.

:coucou:

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Re: Les futures technologies BMW

Message par rootatix » 06 juil. 2015 15:16

tout cela semble bien prometteur. Reste à regarder dans sa boule de cristal :lol!: pour y trouver un délais réaliste d'ouverture en production.
Je parle bien sûr des modèles avec pile à combustible.

Sinon j'ai pas bien compris le principe de l'injection directe d'eau. Je pense que je vais dire une grosse c......e, mais il s'agit d'injecter de l'eau dans la chambre de combustion ?
Si oui ça risque pas de poser problème ?
Un expert :study: est demandé pour m'apporter un éclairage :?:

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Re: Les futures technologies BMW

Message par JLB » 06 juil. 2015 21:37

Je ne connais pas le détail de la technologie BMW, mais il s'agit bien d'injecter de l'eau brumisée à haute pression dans la chambre de combustion. La vaporisation des trés fines gouttelettes d'eau absorbe des calories, et conduit donc à une baisse de la température de combustion. De ce fait les pertes thermiques sont diminuées, et le rendement du moteur s'en trouve amélioré. D'où une moindre consommation à puissance égale.

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Re: Les futures technologies BMW

Message par creatom » 13 juil. 2015 16:53

Excellent reportage, merci bien!

:Top: :Top: :Top:

:coucou:

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Re: Les futures technologies BMW

Message par Thomas » 13 juil. 2015 17:31

:coucou:

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Re: Les futures technologies BMW

Message par Run Ô » 13 juil. 2015 18:51

effectivement c'est très intéressant.
Merci Thomas ;)

est-ce qu'il y as des informations sur la puissance que développe le 3 cylindres Twin??
Enfin…moi je dis ça…moi je dis rien :clown:

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Re: Les futures technologies BMW

Message par Thomas » 13 juil. 2015 19:03

Non pas encore d'info de puissance.

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Re: Les futures technologies BMW

Message par greg_p » 15 juil. 2015 17:55

Pour info l'injection d'eau dans la chambre de combustion était utilisée sur les spitfire, me semble t'il. L'injection sous forme de très fine gouttelette permet d'absorber de la chaleur lors de l'explosion, les gouttelette étant vaporisée en absorbant de l’énergie (le principe utilise sur les frigo).
On le fait aussi en tuning performance moteur, avec a la clé un abaissement des température d’échappement de l'ordre de 50 a 150 degrés sur les moteur fortement turbocompressés, mais c'est pas vraiment compatible avec les catalyseurs et surtout les FAP dont le fonctionnement a besoin de température. En fait, et c'est bien dit ici, ça permet d'augmenter les puissance et Couple max, mais ça n'apporte rien en terme de réduction de polluant et de conso, car ça ne peut fonctionner qu'en cas de forte sollicitation suffisamment longue.

Cela n'a rien a voir, ni avec l'hydrocraquage, ni avec l'injection d'eau sur les intercooler, qui aide aussi a maîtriser la température des gaz d'admission.

Cote moteur, cela permet d'augmenter l'avance a l'allumage qui génère de la chaleur qui est dangereuse pour le moteur car l'augmentation de chaleur dans la chambre crée des point chaud générateur de cliquetis. L'utilisation judicieuse de l'injection d'eau avec gestion de l'avance permet donc d'augmenter pression de suralimentation (donc couple max) et aidera les petits moteur a tenir les forte sollicitation. Cela signifie globalement puissance spécifique en hausse (chevaux/litre de cylindre).

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Re: Les futures technologies BMW

Message par JLB » 15 juil. 2015 19:14

Pas tout à fait exact.
L'injection d'eau dans la chambre de combustion permet d'augmenter l'efficacité du moteur, comme le dit BMW, parce qu'elle abaisse la température de combustion et réduit donc les pertes thermiques.
Mais un avantage indéniable de cette baisse de température de combustion est aussi de réduire la formation des oxydes d'azote. Je sais bien que ce n'est pas un gros problème (encore!) pour les moteurs à essence, mais néanmoins cette technique apporte un plus à ce niveau là.

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Re: Les futures technologies BMW

Message par greg_p » 15 juil. 2015 19:48

J'aimerais bien une démonstration de l'amélioration du rendement du cycle d'Otto avec l'injection d'eau. Je suis simplement curieux.

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Re: Les futures technologies BMW

Message par JLB » 17 juil. 2015 21:31

En fait ce n’est du cycle d’Otto dont il faudrait parler, mais du cycle de Beau de Rochas qui avant Otto avait décrit en thermodynamique le cycle du moteur à quatre temps dans des conditions idéales (gaz parfaits, etc...). Mais peu importe.

Faire le calcul du travail fourni sur le cycle de Beau de Rochas dans des conditions bien connues (volume de la chambre de combustion au point bas, au point mort haut, écart par rapport à la stoechiométrie du mélange (c’est à dire richesse ou pauvreté du mélange), quantité de gaz brûlés recyclés, pression des gaz à l’admission, etc...) n’est déjà pas une mince affaire. J’ai fait ce type de calculs lors de mes études d’ingénieur il y a 40 ans environ, et j’en serais incapable maintenant. Ou alors il me faudrait y passer beaucoup de temps et franchement je n’en ai plus l’envie.

Mais en plus lorsqu’un tel cycle est chahuté par l’injection d’eau légèrement avant, ou pendant ou légèrement après l’explosion, alors là je baisse les armes !

Néanmoins, connaissant toujours quelques grands principes de thermodynamique et de chimie, je crois comprendre la finalité de l’injection d’eau dans la chambre de combustion, comme le décrit la pub BMW.

La compression du mélange air-essence fait monter la pression dans la chambre de combustion à des valeurs de 12 – 18 bars, et la température à des valeurs comprises entre 400 et 500 °C. Lorsque ce mélange est mis à feu via la bougie, l’oxydation des hydrocarbures contenus dans l’essence (réaction très exothermique) fait monter la température à des valeurs très élevées (de l’ordre de 2000 °C) et la pression à des valeurs de 40 à 60 bars. C’est cette pression très élevée sur la tête de piston qui assure un travail au moteur, tandis qu’une très grosse partie de la chaleur dégagée par la combustion de l’essence est perdue dans le moteur lui même, dans l’eau de refroidissement du moteur, et dans les gaz d’échappement du moteur. Tout cela est bien connu, peut se calculer, mais il faut, comme je l’ai dit plus haut, avoir pas mal de données. Et ce n’est pas simple.

Maintenant que se passe t-il si l’on injecte de l’eau brumisée mais liquide (sous forme de gouttelettes excessivement fines) dans un tel mélange (40 – 60 bars et 2000 °C) ? Cette eau ne réagit pas chimiquement, mais physiquement : elle se vaporise immédiatement avec pour conséquence deux effets :
1) elle provoque une baisse la température du mélange gazeux dans la chambre de combustion car la chaleur latente de vaporisation de l’eau (énergie qu’il lui faut pour passer de l’état liquide à l’état gazeux) est très importante. Cette baisse de température aura elle même deux conséquences :
- une moindre perte de chaleur vers l’extérieur. Tous ceux qui ont fait des calculs de transferts thermiques savent que l’échange de chaleur entre une source chaude (les gaz dans la chambre de combustion) et une source froide (le milieu ambiant dans notre cas) est d’autant plus faible que le delta de température entre ces deux milieux est faible.
- une légère baisse de pression dans la chambre de combustion, car la loi des gaz parfaits (PV = nRT où P est la pression, V est le volume, n est le nombre de molécules de gaz, R est la constante des gaz parfaits et T est la température) veut que si la température d’un mélange de gaz dans un volume donné baisse, la pression baisse en conséquence.
2) elle provoque une hausse de pression dans la chambre de combustion car l’eau à l’état gazeux a un volume très largement supérieur à l’eau liquide (à pression atmosphérique et à 20 °C par exemple, 18 grammes d’eau liquide occupe un volume de 24 litres à l’état gazeux !).

J’ai essayé de décrire qualitativement les effets de l’injection d’eau dans une chambre de combustion d’un moteur essence.

- il y a une baisse de température dans la chambre de combustion ce qui conduit à moins de pertes thermiques et moins d’oxyde d’azote dans les gaz d’échappement (la cinétique d’oxydation de l’azote de l’air croît avec la température).
- il y a une baisse de pression dans la chambre de combustion du fait de cette baisse de température compensée (partiellement ? totalement ? au delà ?) par une augmentation de pression due à la vaporisation de l’eau.

BMW prétend que son moteur équipé de cette technique a une meilleure efficacité. Cela ne me surprend pas. Le tout est de savoir de combien (2 à 3 % ou 10 à 20 % ?).
Nous verrons bien lorsqu’un modèle ainsi équipé sera commercialisé.

Mais comme je l’ai déjà dit, j’avais déjà entendu parlé des avantages de l’injection d’eau dans les moteurs à essence il y a de nombreuses années. Les gens parlaient aussi d’une moindre consommation de carburant à puissance égale.
Pourquoi cela n’a t-il pas débouché sur le marché, je n’en sais rien.
Pourquoi BMW développe t-il ce genre de technique seulement maintenant ? Mystère...

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Re: Les futures technologies BMW

Message par klawal » 17 juil. 2015 22:31

D'après un article de vulgarisation (http://www.spiegel.de/auto/aktuell/wass ... 37962.html), l'eau est injectée non directement dans les cylindres, mais dans l'admission après le turbo, pour refroidir d'avantage l'air comprimé de l'admission, que le simple intercooler (on parle de 25°) et de limiter d'autant le risque d'auto-allumage (cliquetis)

Ce qui permet de tolérer des pressions de turbo supérieures (+0,2 bar) et d'augmenter l'avance à l'allumage, 2 processus qui augmentent effectivement l'efficience.

On parle de 50 ch supplémentaires, ou de 8% de consommation en moins, selon qu'on privilégie la puissance ou la consommation

;)

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Re: Les futures technologies BMW

Message par klawal » 17 juil. 2015 22:40

Et pour ceux qui lisent l'allemand, tous les détails ici : http://m-power.com/_open/s/varlink2.jsp?id=3285&lang=de

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Re: Les futures technologies BMW

Message par JLB » 17 juil. 2015 22:54

Merci pour l'info klawal.

Effectivement cette façon de faire est bien plus simple que d'injecter de l'eau directement dans la chambre de combustion!

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moteur à eau BMW

Message par bob l'eponge » 08 sept. 2015 17:59

Salut à tous.

je viens de lire un article sur une nouvelle technologie BMW.
certes, ce n'est pas a proprement parler un moteur a eau.
il s'agit d'injecter de l'eau sous pression au niveau du collecteur, et aussi directement dans les cylindres.

pour l'instant, le moteur serait un 1.5l essence, développant 218cv.

le procéder permettrai de faire baisser la température de l'air envoyé par le turbo, et aussi de limiter la température a l'intérieur des cylindres.

De ce fait, a l'arrivée, ce serait un bon gain en puissance, une consommation très réduite, ainsi que des émissions de co2 en forte baisse.

la presse semble convaincu par le test qui a été fait.
(vu dans l'automobile de septembre)
si tu poses une question stupide, n'attends pas une réponse intelligente!

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Re: moteur à eau BMW

Message par THEO67 » 08 sept. 2015 18:13

J avais lu aussi un article sur ce procédé, c est vrai que les promesses paraissent pas mal...
A voir, mais très intéressant!
Comité de soutien au X5 E53 contre les magnifiques remplaçants :)
Tout seul, on va plus vite mais ensemble on va plus loin !

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Re: moteur à eau BMW

Message par scalpel » 08 sept. 2015 18:42

Salut à tous,
un post sur le moteur à eau proposé par bob l'éponge.. tout est respectéImage

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Re: moteur à eau BMW

Message par P@t » 08 sept. 2015 19:11

:Top: : Mouhah: : Mouhah: : Mouhah:
Il fallait la faire celle là
"La vie offre toujours deux pentes, ou tu grimpes ou tu te laisses glisser"

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