Tout ce que vous avez toujours voulu savoir sur le nouveau moteur à essence LT6 de 670 chevaux de GM

Par AJ HuffinesMaster Certified ASERédacteur techniqueTHE AUTO CHANNEL

AUTO CENTRAL- LOUISVILLE, KY - 12 octobre 2022 : Il semble que le glas du moteur à combustion interne soit un peu prématuré. GM n'a pas encore renoncé à notre moyen préféré de faire de la puissance avec l'annonce du nouveau LT6, le dernier moteur de supercar pour la Chevrolet Corvette Z06 2023. Et il y a beaucoup à dire sur ce moteur.

Soyons clairs : il ne s'agit pas d'un moteur de production compromis sur lequel on a soufflé. Il s'agit d'un moteur de compétition spécialement conçu pour la rue. Il n'y a pas d'autre moyen de le dire.

Le LT6 est un tout nouveau moteur qui n'est pas une ramification du Gen III/IV/V. Il sera très probablement considéré comme un moteur de la série Gen VII. Il fait miroiter la technologie comme un vilebrequin plat et deux cames en tête (DACT) comme un premier cadeau de Noël sous le sapin. Oui, il est toujours basé sur l'espacement d'alésage Chevy / LS traditionnel à petit bloc de 4.400 mais avec une cylindrée modérée de 5.5L - 333ci. Mais c'est la fin de toute sorte de similitude avec la famille originale de Chevrolet à petit bloc.

Les bielles en titane sont liées à un ensemble de pistons en aluminium forgé qui sont entraînés par un vilebrequin plat en acier forgé. La manivelle plate est une rupture radicale avec la norme cross-plane. Ce n'est en aucun cas une nouvelle technologie, mais risquée du point de vue de la maniabilité en raison de problèmes de vibrations que nous aborderons sous peu. La raison pour laquelle cela vaut le risque sont les multiples avantages qu'offre un vilebrequin à plan plat... dont le moindre n'est pas une masse rotative plus légère qui est beaucoup plus rapide à réagir aux changements de régime avec une note d'échappement hurlante. Et croyez-nous, ce bébé hurle.

Tous ces attributs sont des multiplicateurs de force contribuant à des puissances incroyables pour un moteur de cette taille. Avec 670 chevaux normalement aspirés à 8 400 tr/min et un couple maximal de 450 lb-pi à une vitesse élevée de 6 300 tr/min, ce moteur gonfle tout de suite sa poitrine avec une incroyable puissance de 2,01 chevaux par pouce cube. Il s'agit de la Chevy à petit bloc à régime le plus élevé (si nous pouvons encore l'appeler ainsi) de ses 66 ans d'histoire.

L'un des facteurs contributifs les plus aventureux de ce coup de poing orchestré est le choix du vilebrequin plat. Cette caractéristique de conception crée une impulsion d'allumage uniforme qui alterne la combustion de gauche à droite, ce qui ne peut pas être réalisé avec le vilebrequin à plan croisé ou à deux plans plus traditionnel. L'avantage de cette séquence d'allumage uniforme est qu'il est beaucoup plus facile d'obtenir des efforts de réglage d'admission et d'échappement exceptionnels. Les efforts de réglage peuvent être concentrés sur le faisceau laser pour emballer un flux d'air supplémentaire dans les cylindres à des régimes moteur plus élevés afin de créer un remplissage de cylindre de pompe - autrement connu sous le nom d'efficacité volumétrique (VE).

Combien cela vaut-il ? Tous les moteurs à combustion interne atteignent le pic VE au couple maximal. C'est là que tous les moteurs atteignent le remplissage maximal des cylindres. Le LT6 est capable de bien plus de 100 %. La plupart des moteurs de production réussissent à atteindre des chiffres de l'ordre de 90 %, il s'agit donc d'une réalisation majeure. À 100 % VE, le moteur a pu remplir le cylindre (en peu de temps) à la pleine capacité du cylindre entier.

Ce qui est difficile à atteindre, c'est d'approcher les 100% VE à la puissance maximale, où le temps est l'ennemi du remplissage des cylindres. Bien que nous n'ayons pas été en mesure de le vérifier, il existe des chiffres supérieurs à 100% à la puissance maximale. Les nombres réels de puissance et de couple tendent à renforcer ces estimations.

Le LT6 pousse le débit à travers les soupapes d'admission jumelées pour pousser le point de puissance maximale à un régime stratosphérique de 8 400 tr/min et un couple maximal à 6 300 tr/min. Cela définit une large plage de puissance de 2 200 tr/min entre le couple maximal et la puissance maximale, ce qui rendra ce moteur très maniable et prévisible pour une conduite fougueuse. Les moteurs V8 traditionnels génèrent généralement une plage de puissance beaucoup plus étroite de 1 500 tr/min ou moins.

Bien qu'il soit indéniable que la puissance impressionnante du LT6 est impressionnante, l'accent mis sur la puissance à régime élevé est un changement radical par rapport au V8 américain traditionnel à faible couple. Le LT6 est un moteur de petite cylindrée à aspiration normale qui délivre de la puissance d'une manière considérablement différente. Comme point de référence, utilisons le LT2 à aspiration normale de la Corvette standard comme point de jauge. Le moteur traditionnel de 6,2 L (376 ci) à 2 soupapes à poussoir crée un peu moins de 400 lb-pi de couple à 2 000 tr/min, mais ne délivre que 1,31 chevaux/ci. Ceci est le résultat d'une combinaison d'une course de 3,62 pouces et d'un déplacement généreux. Le moteur 5.5L DOHC LT6 ne bénéficie d'aucune de ces caractéristiques.

De manière générale, les moteurs à quatre soupapes n'ont pas les chiffres de couple à bas régime que les moteurs à deux soupapes offriraient normalement. Historiquement, les Américains sont très habitués à la sensation des moteurs de grosse cylindrée produisant du couple à bas régime. Il devrait donc être clair que le LT6 se sentira plus doux à des régimes moteur inférieurs.

Ce n'est pas une condamnation du moteur - simplement une déclaration de fait. Pour compenser l'ensemble du véhicule, Chevrolet a ajouté un rapport de démultiplication final plus rigide de 5,56: 1 à la Corvette ZO6 comme levier supplémentaire pour aider les faibles couples inhérents à ce moteur de petite cylindrée. Ajoutez à cela le fait que le couple maximal se produit à 6 300 tr/min et de nombreux conducteurs peuvent avoir besoin de temps pour s'habituer à la différence.

Plongeons maintenant un peu plus dans cet incroyable groupe motopropulseur. Généralement, une configuration DOHC ajoute considérablement à la circonférence du moteur, mais il semble que ces nouvelles têtes n'augmentent pas ouvertement la taille du moteur, bien que nous n'ayons pas de spécifications pour confirmer ou infirmer cette observation. Les pistons forgés de CP sont importants pour la durabilité à ces régimes moteur élevés et conformément au mantra de plus léger est plus puissant, les tiges en titane proviennent de Pankl Racing Systems en Autriche. Chevrolet n'a pas encore révélé la longueur de la bielle.

La manivelle plate, la disposition DOHC et le système d'induction massif sont tous destinés à améliorer les performances à haut régime. Mais cela vient avec un prix au-delà de l'investissement en dollars et il y a un certain inconvénient à cet effort à grande vitesse qui est masqué par l'enthousiasme entourant un moteur de rue à haut régime qui a l'intention de vivre dans la zone des 8 000 tr/min.

Afin de comprendre les deux côtés de l'approche du vilebrequin plat, il est important d'apprécier certains traits physiques entourant le fonctionnement du moteur V8. Cela conduira à une appréciation des avantages et des lacunes. Un vilebrequin plan plat positionne les quatre manetons dans un plan effectif. Tous les vilebrequins à quatre cylindres sont construits de cette façon, de sorte que vous pouvez penser à un V8 plan plat comme une manivelle à quatre cylindres avec des tourillons de bielle à double largeur.

Dans cette image, vous pouvez voir que la disposition Chevy à petit bloc révèle comment un vilebrequin à plan transversal crée des impulsions d'allumage inégales d'une rive à l'autre. Les lignes courbes révèlent que deux fois pendant 720 degrés de rotation de la manivelle, le moteur allume le cylindre dos à dos sur la même rive. Ceci est basé sur l'ordre de tir du petit bloc de 1-8-4-3-6-5-7-2. Notez comment 5 et 7 tirent séquentiellement et sont également des cylindres adjacents.

Comparez cela à cette image, qui révèle comment un vilebrequin à plan plat déclenche des cylindres séquentiels d'une rive à l'autre, comme dans Gauche-Droite-Gauche-Droite. Cet avantage simplifie également l'effet du réglage des impulsions d'échappement pour faciliter le remplissage des cylindres. Cette illustration utilise l'ordre d'allumage LT6 de 1-4-3-8-7-6-5-2.

Un vilebrequin V8 à deux ou plans croisés est beaucoup plus courant dans les moteurs de production et place les quatre manetons dans des plans croisés à exactement 90 degrés l'un de l'autre. Il y a des avantages fondamentaux à construire une manivelle pour un moteur V8 à 90 degrés, mais l'un des principaux inconvénients est que le vilebrequin à plan transversal sera beaucoup plus lourd et nécessitera de très gros contrepoids.

Le vilebrequin à plan plat bénéficie du fait qu'il n'a pas besoin de gros contrepoids pour contrer les forces primaires que nous définirons dans un instant. L'élimination de ces contrepoids rend la manivelle du plan plat intrinsèquement plus légère et, par conséquent, permettra aux régimes du moteur de grimper rapidement en raison de la masse en rotation réduite.

Passons à une géométrie simple qui affecte tous les moteurs à pistons en configuration V. Lorsque le vilebrequin déplace les pistons sur une rotation complète, des forces primaires et secondaires s'exercent dans un moteur V8.

Les forces primaires sont celles créées par le mouvement vertical des pistons et des tiges. Lorsqu'un piston se déplace sur son parcours du point mort haut (PMH) au point mort bas (BDC), cela crée une force verticale. Pour un vilebrequin plat dans un moteur V-8 avec quatre pistons vers le haut et quatre vers le bas, la force d'un ensemble de quatre est contrebalancée par les quatre autres pistons. Cette force primaire ne se produit qu'une seule fois dans chaque révolution. Un vilebrequin double ou plan transversal nécessite de gros contrepoids aux extrémités afin de compenser l'effet de ce déséquilibre primaire.

Il existe également une force secondaire créée par le mouvement vertical des pistons qui nécessite un peu plus d'explications. Lorsque l'axe de bielle de vilebrequin se déplace du PMH à son point de mi-course à 90 degrés, la bielle crée un cercle qui modifie la longueur effective de la bielle et augmente l'accélération du piston loin du PMH. Le résultat est que le piston se déplace au-delà de la moitié de sa course totale lorsque le maneton atteint 90 degrés.

Étant donné que le piston s'est déplacé sur une plus grande distance pour la première moitié de la course de la manivelle, le piston parcourra une distance plus courte entre la position médiane du maneton à 90 degrés et le PMB. Cette différence de course du piston de la moitié supérieure de la course à la moitié inférieure se traduit par une différence des forces d'accélération qui crée une vibration exercée latéralement ou perpendiculairement à la verticale.

À cette vibration latérale s'ajoute le fait que des forces de déséquilibre secondaires sont créées deux fois par tour - une fois lorsque le piston se déplace vers le PMB et également sur le chemin du retour vers le PMH. En plus de cette situation, le régime moteur amplifie les vibrations de sorte que plus le régime moteur est élevé, plus la force est importante.

Les variables qui affectent la force de cette vibration latérale comprennent le poids de l'ensemble piston et tige, le rapport tige/course et le régime moteur. Le vilebrequin à plan transversal le plus courant annule intrinsèquement ces vibrations secondaires avec un deuxième plan vibrant dans la direction opposée. C'est l'avantage du vilebrequin à plan transversal.

Gardez à l'esprit que cette discussion ne concerne pas l'équilibre statique du moteur qui est résolu en ajoutant ou en retirant de petites quantités de métal des contrepoids. Les forces primaires et secondaires constituent un ensemble de forces distinct.

La sélection par GM d'un vilebrequin à plan unique pour le LT6 vise clairement à augmenter la puissance de pointe et à donner au moteur une note d'échappement distinctive. L'équation standard pour la puissance est la suivante :

Cette formule indique que plus vous pouvez faire tourner le moteur, plus vous pouvez générer de puissance - en supposant que vous pouvez atteindre le couple à ces vitesses plus élevées. La combinaison de têtes DACT avec des soupapes plus petites et plus légères crée un train de soupapes capable de maintenir des régimes élevés du moteur.

Le défi dans cette approche est qu'il s'agit d'un moteur de très grande cylindrée pour un vilebrequin plat. L'effort Voodoo de Ford s'est arrêté à 5,2 L et le plus gros V8 européen est encore plus petit à 4,5 L. L'ingénieur en chef de la Corvette, Tadge Juechter, a déclaré que les vibrations secondaires du moteur étaient si importantes lors des premiers essais du prototype que les filtres à huile vissés se sont littéralement dévissés du moteur. Cela a abouti à un système de filtre à cartouche boulonné qui est beaucoup plus robuste. Mais son commentaire témoigne des effets du déséquilibre secondaire.

Comme nous l'avons mentionné précédemment, un moyen important de minimiser l'effet du déséquilibre inhérent du vilebrequin plan plat est de minimiser la course. Le LT6 utilise une course beaucoup plus courte de 3,15 pouces, qui est encore plus courte que le plus petit moteur Gen III de 4,8 L à 3,26 pouces. Cette course plus courte améliore également la capacité du moteur à tourner en réduisant la vitesse du piston. Inversement, une course plus courte réduit le déplacement. Pour compenser, les ingénieurs ont choisi un alésage plus grand de 4,104 pouces.

Les avantages physiques d'un vilebrequin simple plan plus léger combiné à des composants alternatifs plus légers comme des bielles en titane et des pistons en aluminium forgé à jupe courte améliorent la capacité du LT6 à accélérer rapidement. Ceci, bien sûr, est renforcé par les impulsions d'allumage uniformes d'un moteur à vilebrequin à plan unique qui rend le réglage des gaz d'échappement beaucoup plus facile à gérer.

L'alésage plus grand améliore encore la respiration en éloignant la paroi du cylindre des soupapes d'admission, ce qui améliore le volume d'air fourni au cylindre. Bien sûr, la surface de passage des soupapes pour une culasse à quatre soupapes est toujours supérieure à celle d'une culasse à deux soupapes. Chevrolet n'a pas encore divulgué les spécifications de la came et la levée des soupapes du LT6. Mais soyez assuré que la zone du rideau de flux sera exceptionnelle.

En plus d'autres avantages, il semble que les doubles arbres à cames en tête seront également contrôlés électromécaniquement. Les données indiquent que le système peut exercer jusqu'à 55 degrés de mouvement sur la came d'admission tandis que la came d'échappement offre 25 degrés. Cela permet d'avancer les cames pour un couple à basse vitesse et de retarder progressivement le calage des cames à mesure que le régime augmente. Et parce que les lobes d'admission et d'échappement peuvent être ajustés individuellement, cela signifie que l'angle de séparation des lobes (LSA) a également un grand degré de liberté.

Les arbres à cames creux sont également conçus pour être utilisés avec des poussoirs mécaniques utilisant ce qu'on appelle des suiveurs de doigts. Alors que la plupart des cames mécaniques nécessitent un entretien occasionnel, Chevrolet affirme que la nature précise des cales utilisées sur les suiveurs ne devrait pas nécessiter d'ajustement au cours de la durée de vie du moteur. En outre, l'illustration révèle que les ressorts doubles sont d'une conception de ressort plus traditionnelle et non d'une ruche ou d'un ressort conique.

Bien sûr, pour maximiser la puissance, il est logique d'intégrer l'action des soupapes au collecteur d'admission. Le LT6 utilise un collecteur actif avec une plomberie séparée pour les rives gauche et droite, chacune alimentée par un corps de papillon de 78 mm à commande électronique. Il existe également trois vannes distinctes régies par ordinateur qui permettent la communication entre ces coureurs de banque séparés pour offrir des avantages de réglage basés sur le régime et la charge. Ce contrôle actif améliore le remplissage des cylindres à basse et à grande vitesse.

Jusqu'à présent, nous nous sommes principalement concentrés sur les avantages de puissance et les aléas vibratoires d'un moteur à vilebrequin à plan plat, mais la durabilité est un autre facteur important qui inclut le système de lubrification. Les précédents moteurs de Corvette à poussoir utilisaient une sorte de système de carter sec du pauvre qui a fait ses preuves mais qui était en même temps quelque peu limité. Le LT6 a intensifié ce jeu avec ce que GM appelle un système en six étapes.

Le cœur du système est une pompe à carter sec pleine longueur qui récupère l'huile de chaque compartiment de cylindre jumelé individuel dans le carter tout en aspirant l'huile de chacune des culasses. L'huile est ensuite pompée dans le réservoir contenant les 10 pintes d'huile synthétique 5w50 qui sont acheminées directement à l'entrée de la pompe à pression pour être renvoyées dans le moteur. Les ingénieurs de Chevrolet affirment qu'à tout moment, 80 % de l'huile est disponible dans le réservoir. Cela minimise la quantité d'huile dans le moteur, ce qui réduit les problèmes de dérive, en particulier à des régimes moteur supérieurs à 6 000 tr/min. Ce carter sec est similaire à un système de style compétition complet et indique les efforts déployés par GM pour construire un moteur qui pourrait fonctionner de manière fiable dans les arènes de compétition.

L'un des avantages de ce style de carter sec est que non seulement il élimine l'huile du carter, mais il est également capable de faire le vide dans le carter pour réduire le vent et améliorer la puissance. Selon Chevrolet, à pleine chanson, cela vaut près de 80 kilo-pascals (kPa), ce qui se convertit en bien plus de 20 pouces de mercure ("Hg). C'est un grave vide de casserole et indique également pourquoi les pistons sont refroidis avec des jets d'huile car très peu d'huile restera autour des pistons pour les garder au frais.

Ce n'est qu'un premier aperçu du LT6 et vous pouvez vous attendre à des inspections beaucoup plus approfondies une fois que la voiture et le moteur seront en pleine production. Les opposants à l'empreinte carbone finiront peut-être par avoir leur journée, mais les ventilateurs à combustion interne peuvent se délecter d'au moins une charge supplémentaire alimentée à l'essence dans le futur. Que les jeux commencent!

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