MOTEUR H4BT ENERGY TCE (ENERGY TCe 115 ENERGY TCe 90)

MOTEUR H4BT ENERGY TCE

NOUVEAU PRODUIT

GENERALITES

INTRODUCTION

Depuis quelques années, avec la nécessité de baisser les émissions de CO2, le « downsizing » se

généralise et les moteurs voient leur cylindrée diminuer.

Les moteurs trois cylindres commencent à se généraliser dans le segment des citadines.

Ces moteurs remplacent petit à petit les moteurs quatre cylindres.

RENAULT se lance à son tour en proposant le moteur Energy TCe 90, son premier moteur trois cylindres

turbo essence en aluminium de 899 cm³.

Moteur 3 cylindres essence turbo

Cylindrée Moteur aluminium de 899 cm3

Puissance 90 cv (66 kW)

Ce moteur offre le meilleur rapport agrément de conduite et sobriété du marché avec un coût d'usage en forte

baisse. Il remplace TCe 100 (D4Ft).

NOUVEAU PRODUIT

Famille Renault ENERGY

L’appellation Energy a été créée pour symboliser l’excellence mécanique de RENAULT de part ses 34 ans

d’expérience en F1 et de ses 10 titres de Champion du Monde des constructeurs.

ENERGY dCi 130 ENERGY dCi 110 ENERGY TCe 115 ENERGY TCe 90

Impact sur la

consommation de

carburant*

-1 l/100 km -0,5 l/100 km -1,5 l/100 km -1 l/100 km

Impact sur les

émissions de CO2 * -20% -12% -25% -25%

1ers modèles

concernés

Scénic et Grand

Scénic (2011)

Mégane (2012)

Familles Mégane /

Scénic (2012)

Familles Mégane /

Scénic et Kangoo

(2012)

Familles Clio /

Twingo/… (2013)

*Valeurs comparées avec les moteurs remplacés

Le moteur ENERGY TCe 90 existe en deux versions :

1. ENERGY TCe 90 (EURO 5) ou version standard comprenant toutes les caractéristiques des

moteurs ENERGY.

2. ENERGY TCe 90 ECOLEADER, une version équipée d’une boîte de vitesses plus longue, d’un

thermomanagement et d’un thermostat piloté optimisant les émissions de CO2.

ENERGY TCe 90 ENERGY TCe 90

(ECOLEADER)

Pronostic CO2 g/km 102 95

Pronostic NEDC L/100 km 4,5 4,1

Stop & Start X X

ESM X X

Thermomanagement X

Boîte de vitesses Eco X

Le moteur prend l’appellation de RENAULT TCe 90, lorsqu’il n’est pas équipé du Stop & Start et du freinage

à récupération d’énergie (ESM).

On retrouve cette version dans les véhicules de la gamme DACIA.

NOUVEAU PRODUIT

Réduction des émissions de CO2 et baisse de la consommation

Downsizing

- 1L/100km*

- 95g/km de CO2

Bénéfices du 3 cylindres

Système Stop & Start

Energy Smart Management (ESM)

Amélioration de la combustion

Réduction des frottements

Améliorations du véhicule**

- 25 % de CO2*

*Valeurs comparées au TCe 100 (D4Ft)

**Amélioration du véhicule : boîte de vitesses longue et volets d’air spécifiques à Clio IV.

La technologie essence turbo à injection indirecte TCe (Turbo Control Efficiency), se caractérise

par plusieurs avancées technologiques:

- un moteur essence dynamique et onctueux,

- la souplesse du turbo, similaire à celle de nos moteurs Diesel dCi modernes,

- les technologies de réduction de la consommation de carburant et de CO2,

- une vraie alternative au Diesel (en fonction du nombre de km / an et de la réduction de l’écart de prix

des carburants essence / Diesel).

Baisse des émissions de CO2 : - 30 g / km

95 g de CO2 par kilomètre contre 125 g pour le TCe 100, soit 25 % d’émissions en moins, grâce à la

synergie des nouvelles technologies.

Baisse de la consommation de carburant : - 1 litre / 100 km

4,1 litres aux 100 km de consommation moyenne, soit 1 litre de moins que le moteur TCe 100 sur Clio III.

NOUVEAU PRODUIT

La base du TCe 115 (H5Ft) avec un cylindre en moins

Sur un total d’environ 250 pièces du moteur H4Bt :

- 1/3 des pièces sont nouvelles,

- 1/3 des pièces sont issues de la synergie H4Bt / H5Ft,

- 1/3 des pièces sont issues d’autres moteurs déjà éprouvés.

ENERGY TCe 90 ENERGY TCe 115

Cylindrée 899 cm3 1198 cm3

Puissance (cv/kW) 90/66 115/85

Cylindres 3 4

Masse 100 kg 122 kg

NOUVEAU PRODUIT

Courbe de puissance comparée au TCe 100 (D4Ft)

Courbe de couple comparée au TCe 100 (D4Ft)

Le moteur H4Bt présente des prestations comparables au moteur qu’il remplace, malgré une cylindrée

réduite et 1 cylindre en moins.

NOUVEAU PRODUIT

La commercialisation

Renault ENERGY TCe 90 face aux concurrents

La Clio IV équipée du moteur ENERGY TCe 90 ECOLEADER, se classe en tête de sa catégorie devant ses

concurrentes directes, notamment la Peugeot 208 1.0 VTi qui affiche des émissions de CO2 de 104 g / km pour

un moteur équivalent et qui ne descend pas sous les 4,5 litres / 100 km.

Renault Clio IV

Équipée du moteur Renault

ENERGY TCe 90

Marque Puissance Emission CO2

NOUVEAU PRODUIT

ZOOM SUR LA CONCURRENCE

Renault ENERGY TCe 90 face à Peugeot VTi 82

FAMILLE MOTEUR ENERGY TCe 90 VTi 82

Cylindrée (cm3) 899 cm³ 1200 cm³

Puissance maxi (cv) 90 82

Couple maxi (Nm à tr/min) 135 à 2500 118 à 2750

Nombre de cylindres 3 3

Consommation (L/100km) 4,1 4,5

Turbo Compresseur Oui Non

Distribution Chaîne Courroie humide

RENAULT QUALITE MADE

Expertise de la Formule 1 : Plus de 30 ans au profit de la fiabilité

des moteurs de série

Expertise des ingénieurs motoristes

Infrastructures de pointe

Tests d’endurance sur banc : 14 000 heures

Test de roulage : 800 000 km

Moteurs testés : En bout de chaîne

NOUVEAU PRODUIT

ASSEMBLAGE

Les pièces viennent de différentes usines pour être assemblées à l’usine de PITESTI (Roumanie).

Usine de Pitesti

NOUVEAU PRODUIT

PRESENTATION DU MOTEUR

Les particularités du moteur H4Bt

TURBO A FAIBLE INERTIE

ARCHITECTURE 3 CYLINDRES POMPE A HUILE

THERMOMANAGEMENT

NOUVEAU PRODUIT

L’identification du moteur H4B 400

L’identification s’effectue grâce à une étiquette collée sur le carter de distribution et un marquage sur le

carter cylindre.

NOUVEAU PRODUIT

SYSTEMES ET TECHNIQUES

MOTEUR ESSENCE TURBO 3 CYLINDRES

Contexte environnemental en Europe

Satisfaire les normes anti-pollution Euro 5 (depuis janvier 2011) et Euro 6

EURO 5 (VALEUR EN MG/KM) EURO 6 (VALEUR EN MG/KM)

DIESEL

CO : 500

Particule : 5

NOx : 180

Hydrocarbures + NOx : 230

NOx : 80 : - 55%

Hydrocarbures + NOx 170 : - 26%

ESSENCE

CO : 1000

Particule GDI : 5

NOx : 60

Hydrocarbures + Non méthane : 68

Pas de changement

Architecture moteur trois cylindres

La norme anti-pollution Euro 6 applicable à partir de septembre 2015 (septembre 2014 pour les nouveaux

véhicules), concerne les motorisations Diesel :

- diminution de 55% des NOx,

- diminution de 26% des hydrocarbures plus NOx,

- le traitement de ces polluants devient de plus en plus coûteux.

MOTEUR ESSENCE TURBO 3 CYLINDRES

Architecture moteur

La base du moteur H5Ft avec un cylindre en moins

Le moteur H4Bt a les mêmes dimensions en hauteur et en largeur que le H5Ft.

En longueur, le moteur H4Bt est plus court de 90mm que le H5Ft (460mm au lieu de 550mm sans prendre en

compte le support moteur).

580 mm

550 mm

460 mm

630mm 630mm

90 mm

NOUVEAU PRODUIT

ENERGY TCe 90 ENERGY TCe 115

Alésage 72,2 mm

Course 73,1 mm

Toutes les nouvelles technologies apportées au moteur permettent :

- La réduction de la masse,

- La réduction des frottements,

- L’amélioration du rendement,

- La réduction de la consommation,

- La réduction des émissions polluantes,

- La réduction du coût d’utilisation et d’entretien.

NOUVEAU PRODUIT

SYSTEMES ET TECHNIQUES

MOTEUR ESSENCE TURBO 3 CYLINDRES

Nouvelles technologies (Haut moteur)

Chaîne de distribution (à vie) à faible

frottement

Cette chaîne optimisée est équipée d’un

tendeur hydraulique avec des patins en

Teflon©.

Cette technologie permet de réduire les

bruits et d’améliorer la durabilité de la

chaine.

Déphaseur d’arbre à cames à l’admission

L’optimisation de l’admission améliore la puissance du

moteur à haut régime, sa consommation et sa dépollution.

Il augmente aussi le couple à pleine charge en augmentant

le croisement entre les soupapes d’admission et

d’échappement.

NOUVEAU PRODUIT

Culasse en aluminium

L’usinage des conduits d’admission est optimisé pour

améliorer la combustion.

Ce matériaux permet de réduire la masse du moteur,

réduire la consommation et les émissions de CO2.

Arbres à cames ultra légers

Les arbres à cames sont en tube creux et possèdent une cible

frettée nécessaire au capteur de position.

Les paliers ont un revêtement «toilé», permettant une réduction

des frottements.

Poussoirs d’arbres à cames

Le revêtement DLC (Diamond Like Carbon) est un traitement de

surface permettant une réduction significative des frottements et

une amélioration du rendement énergétique.

NOUVEAU PRODUIT

Nouvelles technologies (Bas moteur)

Le carter cylindres

Le carter cylindres est en aluminium. Ce matériau permet

de réduire la masse du moteur, réduire la consommation et

les émissions CO2.

Le cylindre numéro 1 est situé côté distribution

NOUVEAU PRODUIT

Pistons graphités

Le traitement graphite des pistons réduit les frottements.

Cette technologie issue de la Formule 1 permet de réduire la

consommation et les émissions CO2.

Phénomènes vibratoires

Rappel des Forces et Couples appliqués aux moteurs (3 ou 4 cylindres) :

Rappel des phases motrices sur un moteur :

Pour un moteur 4 cylindres : 1 phase motrice tous les 180° de vilebrequin.

Pour un moteur 3 cylindres : 1 phase motrice tous les 240° de vilebrequin.

Théorie moteur 4 cylindres en ligne, phénomène vibratoire

Dans un moteur à 4 cylindres en ligne (ordre d’allumage 1, 3, 4, 2), les cylindres centraux (2 et 3) sont

décalés de 180° par rapport aux cylindres extrêmes (1 et 4).

Le vilebrequin est parfaitement symétrique,

L’ensemble du moteur fait des mouvements de bas en haut dans le compartiment moteur. (Forces de

combustion et forces d’inertie).

Ces vibrations sont filtrées par l’utilisation des supports moteur et atténuées par l’utilisation d’arbres

d’équilibrage.

Théorie moteur 3 cylindres en ligne, phénomène vibratoire

Dans un moteur 3 cylindres en ligne, les cylindres 1,2 et 3 sont calés à 0°, 120° et 240°.

Le vilebrequin n’a pas de plan symétrie, ce qui génère un couple de galop Cy.

Le moteur fait des mouvements de bas en haut et des mouvements de rotation autour du vilebrequin.

Les supports moteur habituellement utilisés ne peuvent pas filtrer les mouvements latéraux.

NOUVEAU PRODUIT

Moteur 3 cylindres H4Bt, phénomène vibratoire

Afin de compenser le couple de galop :

- le volant moteur simple est déséquilibré avec des trous afin de créer un balourd de 260g,

- la poulie d’accessoire est déséquilibrée,

avec pour objectif, un rééquilibrage de l’ensemble mobile.

Outil de calage de poulie de vilebrequin spécifique

(MOT.2025).

L’ensemble du moteur fait des mouvements alternatifs de bas en haut.

Ces vibrations sont filtrées par l’utilisation des supports moteur habituels.

NOUVEAU PRODUIT

Stratégie de fonctionnement

Injection indirecte

Le H4Bt est un moteur à injection multipoint, disposant d’un injecteur par cylindre.

Les injecteurs de type solénoïde, comportent une buse à 8 trous permettant une meilleure atomisation.

Admission

Utilisation d’un déphaseur VVT sur l’arbre à came d’admission.

= > Optimisation de l’admission.

Le moteur H4Bt intègre une

amélioration de la forme

intérieure des conduits

d’admission et des têtes de

pistons qui génèrent un effet

tumble optimal.

=> Réduction de la

consommation.

NOUVEAU PRODUIT

Stratégie de fonctionnement

Combustion

Sur le moteur H4Bt, l’ordre d’allumage est :

1, 2, 3.

Le calculateur d’injection est de type V50 de marque Valeo.

Version et affectation des calculateurs d'injection Valeo.

V40 = K4M, F4Rt, H4Jt.

V42 = D4D, D4F, K7M, K4M, F4R, K7J.

V50 = H4B.

NOUVEAU PRODUIT

Stratégie de fonctionnement

Phase d’échappement rallongée

L’allongement de la phase d’échappement est obtenu par une ouverture anticipée des soupapes

d’échappements.

Grâce à cette suralimentation naturelle, le turbo est plus efficace.

Turbo à faible inertie

NOUVEAU PRODUIT

Turbo collecteur à très faible inertie

Le temps de réponse du turbocompresseur est essentiellement dû à son inertie mécanique.

Un petit turbo présente un faible temps de réponse (petite taille de la roue turbine) et sera efficace dès les

bas régimes moteurs.

La régulation de la pression d’admission aux forts régimes moteurs est obtenue grâce à la « WASTEGATE ».

La courbe représente le couple spécifique (couple ramené à un litre de cylindrée). Ce couple spécifique

permet de comparer des moteurs de cylindrées différentes entre eux.

Le couple spécifique du H4Bt est supérieur au D4Ft.

=> Bonne reprise à bas régime pour un moteur de faible cylindrée.

THERMOMANAGEMENT

Description des éléments

Le thermomanagement consiste à contrôler et optimiser les phases de chauffage et de refroidissement du

bloc moteur.

Vanne de thermomanagement

La vanne de thermomanagement s’ouvre en fonction de la température du liquide

de refroidissement moteur.

Elle permet de refroidir la chambre de combustion.

Elle est située sur la culasse côté transmission.

Radiateur

Capteur de température

Levier

Vanne

NOUVEAU PRODUIT

Thermostat

Le thermostat d’eau est une vanne qui s’ouvre et se ferme en fonction de la

température du liquide de refroidissement moteur. Il participe à la gestion du

refroidissement moteur.

Il est situé entre le cylindre numéro 1 et 3.

Le moteur H4Bt existe en version « ECOLEADER » équipé d’un thermostat

piloté par le calculateur qui permet d’optimiser le refroidissement.

Le thermostat ne se répare pas. Il doit

être changé en Après-vente.

Pompe à eau

Vase d’expansion

NOUVEAU PRODUIT

Fonctionnement du système

TEMPERATURE < 80°C

(1) Vase d’expansion

(2) Vanne de thermomanagement

(3) Vanne de thermostat

(4) Echangeur (eau/huile)

(5) Aérotherme

(6) Radiateur

Vannes fermées

La vanne de thermomanagement (2) coupe le circuit d’eau autour des chambres de combustion.

Bilan :

- La température du moteur augmente plus rapidement,

- Le liquide présent autour des chambres de combustion chauffe plus rapidement (car il ne circule pas

encore dans le circuit),

- Baisse de la consommation (meilleure combustion à chaud, frottements réduits car l’huile est plus

fluide plus rapidement).

NOUVEAU PRODUIT

Fonctionnement du système

TEMPERATURE 80°C – 95°C

(1) Vase d’expansion

(2) Vanne de thermomanagement

(3) Vanne de thermostat

(4) Echangeur (eau/huile)

(5) Aérotherme

(6) Radiateur

Vanne de thermomanagement ouverte

Une fois le moteur à température (80°C), la vanne s ’ouvre pour un fonctionnement classique de

refroidissement.

L’eau circule dans l’ensemble en circuit fermé (sauf dans le radiateur tant que le thermostat (3) ne s’ouvre

pas) :

- Retour à un fonctionnement classique connu.

- Le thermostat prend le relais sur la vanne.

NOUVEAU PRODUIT

Fonctionnement du système

TEMPERATURE > 95°C

(1) Vase d’expansion

(2) Vanne de thermomanagement

(3) Vanne de thermostat

(4) Echangeur (eau/huile)

(5) Aérotherme

(6) Radiateur

Vanne de thermostat ouverte

Une fois que la température d’eau optimale est atteinte, le thermostat (3) s’ouvre.

L’eau circule dans l’ensemble du circuit radiateur compris.

La régulation de la température d’eau s’effectue par l’ouverture et la fermeture de celle-ci.NOUVEAU PRODUIT

Description des éléments

VANNE DE THERMOSTAT PILOTEE

Pour optimiser le refroidissement du moteur, le calculateur peut piloter l’ouverture du thermostat à 83°C au

lieu de 95°C pour un thermostat classique.

Légende

01 Joint

02 Connectique (2 voies)

03 Joint thermostat

04 Crayon chauffant

05 Thermostat piloté

Le thermostat piloté permet deux modes de fonctionnement :

- Ouverture pilotée par le calculateur.

- Ouverture naturelle par la température de l'eau.

Fonctionnement du système

VANNE PILOTEE

(1) Vers l’échangeur

(2) Vers le radiateur

(3) Vers le bloc moteur

(4) Vers le vase d’expansion

Ouverture pilotée :

Dans certaines conditions de charge et de régime moteur, le calculateur active le crayon chauffant

alimenté en 5V.

La vanne s’ouvre à 83°C.et laisse passer le liquide qui vient du radiateur (2).

VANNE NON PILOTEE

(1) Vers l’échangeur

(2) Vers le radiateur

(3) Vers le bloc moteur

(4) Vers le vase d’expansion

Ouverture non pilotée :

Fonctionnement classique d’ouverture du thermostat non alimenté.

La vanne s’ouvre à 95°C

NOUVEAU PRODUIT

Fonctionnement du système

MODE DEGRADE

Si le thermostat piloté n’est plus alimenté, l’ouverture de la vanne s’effectuera en mode classique (non

alimenté).

NOUVEAU PRODUIT

POMPE A HUILE

Description des éléments

Connectique (2 voies)

Corps

Electrovanne

Le pilotage par électrovanne :

- Désactivé (mode sécurité) : le système régule la pression à

4 bar.

- Activé : le système régule la pression à 1.8 bar.

Le courant de 5V actionne l’ouverture de la vanne.

Si la vanne n’est plus alimentée en courant, elle se referme.

L’électrovanne de la pompe ne se répare pas. Elle doit être

changée en Après-vente.

Ressort de rappel

NOUVEAU PRODUIT

Fonctionnement global :

La pompe est indexée au vilebrequin par l’intermédiaire d’une chaîne.

La pompe à cylindrée variable permet de stabiliser le débit dans la pompe afin de limiter les pertes

énergétiques.

Bague

Pales (x7)

Couvercle

Anneau de commande

NOUVEAU PRODUIT

Fonctionnement du système

1000 tr/min

(1) Vers le moteur

(2) Clapet de décharge :

Vanne de régulation, à ne pas

confondre avec la vanne de

décharge principale située en

amont de la pompe et non

représentée.

(3) Vers le carter d’huile

(4) Arrivée d’huile

(5) Retour d’huile moteur :

Provient d’un piquage réalisé sur la

rampe de distribution d’huile. Ce

piquage est situé après le filtre à

huile

Fonctionnement à bas régime : 1000 tr/min.

Le système vise une pression en sortie de 1.8 bar.

Pour les bas régimes moteurs, l’électrovanne est ouverte pour laisser s’échapper l’huile de la cavité (a).

La pression de sortie est régulée à une valeur de 1.8 bar.

La cylindrée est forte car le « rotor » est excentré par rapport au « stator ».

A bas régime, le fonctionnement de la pompe à huile est classique. Le fluide circule dans la pompe via la

rotation du « rotor » qui permet cette circulation.

NOUVEAU PRODUIT

Fonctionnement du système

4000 tr/min

(1) Vers le moteur

(2) Clapet de décharge :

Vanne de régulation, à ne pas

confondre avec la vanne de

décharge principale située en

amont de la pompe et non

représentée.

(3) Vers le carter d’huile

(4) Arrivée d’huile

(5) Retour d’huile moteur :

Provient d’un piquage réalisé sur la

rampe de distribution d’huile. Ce

piquage est situé après le filtre à

huile

Fonctionnement en régime intermédiaire : 4000 tr/min.

Le système vise une pression en sortie de 1.8 bar.

L’électrovanne est toujours ouverte pour laisser s’échapper l’huile de la cavité (a). La pression de sortie

est régulée à une valeur de 1.8 bar.

La cylindrée de la pompe diminue afin de réguler la pression en sortie malgré l’augmentation de la

vitesse de rotation du moteur.

NOUVEAU PRODUIT

Fonctionnement du système

5000 tr/min

(1) Vers le moteur

(2) Clapet de décharge :

Vanne de régulation, à ne pas

confondre avec la vanne de

décharge principale située en

amont de la pompe et non

représentée.

(3) Vers le carter d’huile

(4) Arrivée d’huile

(5) Retour d’huile moteur :

Provient d’un piquage réalisé sur la

rampe de distribution d’huile. Ce

piquage est situé après le filtre à

huile

Fonctionnement en régime intermédiaire : 5000 tr/min.

Le système vise une pression en sortie de 4 bar.

L’électrovanne est fermée, l’huile remplit la cavité (a). La pression de sortie est régulée à une valeur de 4

bar.

La cylindrée de la pompe est à nouveau forte afin de réguler la pression en sortie.

REGIME MAX.              

(1) Vers le moteur

(2) Clapet de décharge :

Vanne de régulation, à ne pas

confondre avec la vanne de

décharge principale située en

amont de la pompe et non

représentée.

(3) Vers le carter d’huile

(4) Arrivée d’huile

(5) Retour d’huile moteur :

Provient d’un piquage réalisé sur la

rampe de distribution d’huile. Ce

piquage est situé après le filtre à

huile

Fonctionnement en régime maximum : régime maximum.

Le système vise une pression en sortie de 4 bar.

L’électrovanne est toujours fermée, l’huile remplit la cavité (a). La pression de sortie est régulée à une

valeur de 4 bar.

La cylindrée de la pompe diminue afin de réguler la pression en sortie malgré une rotation maximum du

moteur et de la pompe.

MODE DEGRADE

Si l’électrovanne de la pompe n’est plus alimentée par le calculateur, la pompe à cylindrée variable revient à

un fonctionnement classique.

La montée en pression se fait de manière progressive jusqu’à 4 bar.

NOUVEAU PRODUIT

MAINTENANCE

OUTILS ET ENTRTIEN

Les outils spécifiques du moteur H4Bt

Photo non contractuelle

DVD CLIP à partir du N°120 OUTIL MOT. 2025

Une nouvelle référence d’outil de calage de vilebrequin est disponible : Outil Mot.2025.

Attention : Il ne faut pas permuter les poulies d’accessoires des moteurs H4Bt et H5Ft.

L’entretien du moteur H4Bt (sur la gamme 98)

ENTRETIEN H4BT ENERGY TCE 90

Révision 30 000 km – 1 an

Courroie accessoires 150 000 km – 6 ans

Distribution Chaîne à vie

Vidange filtre à huile 30 000 km – 2 ans

Filtre Habitacle 30 000 km

Filtre à air 60 000 km

Liquide de frein 120 000 km – 3 ans

Liquide de refroidissement 150 000 km – 5 ans

*Se référer au carnet d’entretien du véhicule (pays)