Tous les composants du moteur ou presque ont été conçus et épurés dans l'optique d'augmenter le rendement du moteur, depuis les orifices d'admission droits qui accentuent la réponse du moteur, jusqu'à l'échappement à faible contrepression et les ressorts de soupape légers empruntés aux voitures de course. L'équipe a veillé à assurer une combustion efficace grâce à une chambre de combustion de conception avancée, exploitant au mieux les connaissances tirées de l'engagement de la société dans les sports mécaniques. Les caractéristiques clé pour atteindre un maximum de 9000 trs/min. sont des cotes supercarrées (les moteurs supercarrés peuvent tourner plus rapidement, tandis que la longueur de la bielle est maintenue à un minimum), une commande de soupape à faible frottement et une pompe à huile hautes performances. Certains composants sont le fruit d'une technique de placage à faibles frottements sur les surfaces d'appui, qui découle directement de l'expérience en Formule 1 Honda.
L'esprit compact
Les efforts de réduction des dimensions du moteur ont été aussi importants que les efforts d'augmentation de la puissance et, suivant une approche toute nouvelle faisant table rase du passé, ont permis aux ingénieurs Honda de créer un moteur remarquablement compact. La longueur, la largeur et la hauteur ont toutes été réduites par rapport au moteur standard Honda DACT VTEC 2,0 litres, et ceci a permis de placer le bloc HONDA S2000 derrière l'essieu avant dans une position avant-centrale pour une meilleure maniabilité. Le moteur est également exceptionnellement léger, plus léger que le bloc Prelude 2,0 d'environ 10 %.
Durant la phase de développement, les ingénieurs Honda ont constaté qu'un certain nombre de caractéristiques clé visant à améliorer les performances, telles que la conception supercarrée, les pistons forgés et les bielles légères permettaient également d'améliorer la réduction du bruit. Pour peaufiner le tout, un support de moteur avant et un support de différentiel à liquide ont été adoptés. Ils n'ont pas utilisé d'arbres d'équilibrage car leur niveau légèrement plus élevé de frottement en fonctionnement aurait eu une influence négative sur l'objectif d'obtenir un rendement et une puissance élevés du moteur.
VTEC : la nouvelle génération
Au coeur du nouveau moteur Honda trône la dernière version du système VTEC (système de commande électronique de temps et levée des soupapes) qui fournit très efficacement un rendement volumétrique à tous les régimes, pour obtenir un bon couple à bas et moyen régime et une puissance « hurlante » à haut régime, aspect encore plus important vu le moteur haut rendement de la Honda S2000.
La technologie VTEC fonctionne en maximisant la quantité de mélange air-essence admise et la quantité de gaz d'échappement évacuée des cylindres à tous les régimes du moteur. Dans l'idéal, les soupapes devraient rester ouvertes plus longtemps à haut régime pour laisser aux gaz suffisamment de temps pour vaincre l'inertie et entrer ou sortir du cylindre.
Pour chaque couple de soupapes d'admission et de soupapes d'échappement, il y a trois culbuteurs et trois bossages correspondants sur l'arbre à cames. Du ralenti à 5850 trs/min environ, les soupapes sont actionnées par les deux bossages de came extérieurs, leur courte durée et leur faible levée assurant un bon remplissage du cylindre. Au-delà de 5850 trs/min, les pignons des culbuteurs bloquent les deux culbuteurs extérieurs sur le culbuteur central qui est actionné par un bossage de came longue durée grande levée. L'ouverture des soupapes est ainsi adaptée à la synchronisation nécessaire pour un bon rendement à haut régime.
Culbuteurs à rouleau
Dans sa dernière version, le système DACT VTEC utilise de nouveaux culbuteurs à rouleau pour affronter les hauts régimes moteur de la Honda S2000. C'est la première fois qu'Honda choisit une telle approche sur son moteur DACT VTEC, et un rouleau en contact avec les arbres à cames permet de réduire considérablement les pertes par frottement. En même temps, le système VTEC a été compacté (réduisant ainsi son inertie) en intégrant le pignon baladeur servant à actionner le changement de profil de came dans la structure du rouleau. Avantage supplémentaire : l'injection d'huile n'est désormais plus nécessaire et le parcours simplifié de l'huile vers le tourillon d'arbre à came passe désormais à travers le nouvel arbre à cames creux.
Première mondiale : moulage par injection de métal
Un mode de production avancée est utilisé en première mondiale pour produire les culbuteurs très légers et extrêmement résistants. Au lieu des processus de moulage ou de forgeage classiques, qui nécessitent par la suite un usinage complexe, les composants sont formés en une seule phase par moulage par injection de métal qui fournit une finition de haute précision, nécessaire à la conception coaxiale à rouleau. Le traitement thermique des culbuteurs creux permet d'augmenter la résistance.
Les ressorts de soupape sont remarquablement légers et utilisent des matériaux développés spécialement pour le programme Honda CART ChampCar. Chaque ressort ultra-résistant est formé à partir d'un fil classique de section ronde, permettant ainsi de réduire encore plus le poids inertiel.
Pignon croisé compact
Le nombre de tours élevé du moteur requiert un niveau de précision élevé, pour ce faire une chaîne à tendeur automatique, au lieu de la courroie habituellement utilisée, entraîne les arbres à cames via un pignon croisé. L'utilisation d'un pignon croisé permet de réduire la longueur du moteur, tandis que les dimensions réduites du pignon permettent un espacement plus étroit de l'arbre à cames et un angle des soupapes similaire à celui d'un SACT ordinaire, ainsi qu'un cache culbuteur moins profond, ce qui représente un avantage critique pour la ligne surbaissée du capot. La chaîne à faible inclinaison assure un fonctionnement peu bruyant.
Les dimensions du moteur sont également réduites grâce à l'installation astucieuse de l'alternateur, des pompes à eau et à air conditionné, qui sont entraînés dans un même plan par une courroie multifonctions entraînée à partir du vilebrequin. Étant donné que la direction est assistée électriquement, il n'y a pas de pompe de servodirection. Pour résister aux hauts régimes, l'âme de la courroie est en aramide pour réduire l'allongement.
Pour assurer une étincelle chaude et stable à vitesse élevée, une bobine séparée est posée au sommet de chaque bougie iridium dans la culasse, ce qui a permis de réduire les dimensions du moteur grâce à l'élimination d'un distributeur classique.
Respiration profonde
Les collecteurs d'admission et d'échappement ainsi que le réglage de distribution et le chevauchement ont tous été réglés très précisément pour réduire la contre-pression du collecteur et améliorer la respiration du moteur. Comme il se doit pour un moteur de sport pur, le collecteur d'admission est de conception droite simple avec une admission grand diamètre à faible étranglement. L'air d'admission est prélevé directement à l'avant de la voiture et traverse un filtre conique pour réduire la contre-pression d'admission.
De même, chaque élément du système d'échappement est conçu pour réduire la contrepression et exploiter l'énergie des gaz d'échappement. Le système est caractérisé par des tuyaux grand diamètre, un double silencieux avec une préchambre à 2 étages et un tuyau en U.
Un rapport de compression exceptionnellement élevé 11:1 digne d'un moteur de course amplifie encore la puissance. L'entraînement à chaîne et le pignon croisé ont permis d'atteindre ce rapport remarquable, en permettant de rapprocher les arbres à came pour obtenir un angle de soupapes plus étroit et une chambre de combustion plus compacte. Par ailleurs, un écoulement optimisé de l'eau autour des cylindres et les bonnes propriétés de dispersion de chaleur des chemises de cylindre en FRM (métal renforcé de fibres) permettent d'empêcher le cliquetis du moteur malgré le rapport de compression très élevé.
Métal renforcé de fibres
Le FRM (métal renforcé de fibres) nécessite une technique métallurgique avancée utilisée par Honda dans le moteur 3,2 litres de la Honda NSX et aide à augmenter la dimension de l'alésage pour un moteur supercarré grâce à sa rigidité améliorée. Durant le processus de coulage, l'alliage aluminium du bloc-cylindres est versé autour du noyau des cylindres composés de fibres de carbone et d'alumine, qui commencent à absorber l'aluminium fondu. Une fois terminés, les cylindres sont alésés en enlevant la plus grande partie de la matière du noyau. Cependant, les extrémités extérieures sont conservées, laissant ainsi une paroi de cylindre composite dure et résistante, d'au moins 0,5 mm d'épaisseur, intégrée au bloc mais renforcée par les fibres de carbone et d'alumine. La résistance plus élevée obtenue avec ce processus permet de réaliser des alésages de plus grand diamètre avec des dimensions externes du bloc et un espacement des alésages identiques.
Pistons en aluminium forgé
Le fond du moteur présente une combinaison de résistance et de faible masse alternative, cruciale pour un moteur haut rendement. Dans une première pour Honda, des pistons de course en aluminium forgé sont utilisés pour une résistance accrue. En même temps, l'adoption d'un segment racleur plus étroit et la conicité de la petite extrémité de la bielle pour renforcer le bossage de piston aident à réduire la hauteur du piston et à augmenter la résistance. Le poids du piston et les pertes de frottement sont ainsi réduits simultanément.
Grâce à une autre technique inspirée de la compétition, les bielles sont en acier forgé et cémenté qui augmente considérablement la résistance. Il est ainsi possible d'adopter des bielles plus fines pour réduire le poids sans compromettre la résistance. De même, des boulons de bielle sans écrou permettent de réduire la taille du carter de moteur. Du côté vilebrequin, la résistance au cisaillement est augmentée car la source de contraintes torsionnelles est réduite par le chanfreinage des trous d'alimentation en huile du pignon.
Cadre de châssis en échelle en aluminium
Une entretoise de maintien du palier du châssis en échelle, inspirée des voitures de course, située entre le bloc et le carter d'huile, contribue aux dimensions compactes du bloc, et, avec le carter d'huile en aluminium, augmente la rigidité. Les parcours de respiration entre chaque cylindre et les parcours de retour d'huile ont tous été allongés pour arriver sous la chicane et empêcher la pénétration de l'huile dans le carter de moteur à haut régime, réduire les pertes mécaniques et l'aération de l'huile. Le moteur comprend une pompe à huile compacte entraînée par une chaîne à faible frottement « silencieuse ». Le carter d'huile en aluminium est muni d'ailettes pour dissiper la chaleur, augmenter la rigidité du moteur et réduire le bruit.
Le haut rendement se met au vert
Malgré les difficultés soulevées par le long collecteur d'échappement nécessaire pour un haut rendement, le moteur de la Honda S2000 se distingue par son taux d'émissions remarquablement bas. Le contrôle précis du rapport air/essence du moteur est obtenu grâce à des capteurs à oxygène en amont et en aval du pot catalytique.
Le système avancé de réduction des émissions applique un processus à 3 phases (démarrage à froid, préchauffage et fonctionnement à température normale) centré autour d'un système d'air secondaire d'échappement qui permet un chauffage très rapide du pot catalytique. Quand le moteur est démarré à froid, la synchronisation de l'allumage est modifiée pour donner des températures de combustion plus basses et réduire les émissions d'oxyde d'azote tout en maintenant des températures d'échappement relativement élevées. En même temps, une injection d'air secondaire d'échappement multi-orifices se met en marche, ce qui permet un chauffage très rapide du pot catalytique. Une pompe électrique envoie de l'air dans les orifices d'échappement pour réagir avec les particules de CO et d'HC contenues dans les gaz d'échappement, augmentant ainsi la température des gaz. En outre, le collecteur d'échappement en acier inoxydable est conçu à double paroi avec un canal d'air isolant entre les parois pour permettre le chauffage rapide du catalyseur.
L'adoption d'un pot catalytique en nid d'abeille en métal à paroi fine et à faible rayonnement thermique avec une faible densité de cellule à la place d'un pot plus traditionnel en céramique permet d'une part d'augmenter la surface de traitement des gaz d'échappement, et d'autre part de favoriser une augmentation rapide de la température.
En accord avec la politique Honda de responsabilité environnementale, le cabriolet Honda S2000 est conçu pour être très silencieux au ralenti et son circuit d'échappement comprend des silencieux séparés pour les tuyaux arrière doubles.
Si l'on prend pour référence la consommation sur route de la Honda S2000, de 9,9 litre aux 100 km, le réservoir de 50 litres permet de parcourir pas moins de 505 km.
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Mer 10 Juin - 12:25
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