Le moteur TD5 a succédé au 300TDI. Sortie en 1998, il est le dernier moteur produit par LandRover.  Il a équipé bon nombre de discovery 2 mais aussi de defender 90, 110 et 130.

Ce moteur de 5 cylindres offre un énorme couple à bas régime, adapté en particulier à la conduite tous terrains.

 

 

Historique du Td5 ( codes: 10P, 15P et 16P)

sources: https://en.wikipedia.org/wiki/Land_Rover_engines   et    http://www.web-rover.co.uk

Au milieu des années 1990, le groupe Rover cherchait à rationaliser ses gammes de moteurs et à produire de nouveaux modèles qui seraient en mesure de respecter la législation à venir sur les émissions polluantes. La gamme de moteurs à essence de la série K, récemment lancée, serait étendue à ce secteur, mais Rover ne possédait pas de moteurs diesel internes adaptés à la fois à ses voitures et à ses 4×4. Le fameux 300Tdi ne pouvait être monté sur aucune des voitures et était sur le point de ne plus être conforme  avec les prochaines normes d’émissions Euro III. Le diesel de 2 litres de série L existant ne convenait pas aux produits Land Rover et ne pouvait pas être développé dans un des nouveaux modèles.

Il a ainsi été décidé de concevoir une nouvelle famille de moteurs diesel pouvant être produite dans des capacités et des états de réglage adaptés à tous les besoins de Rover. Le développement a été baptisé projet Storm et la responsabilité de la conception a été confiée à Land Rover qui devait construire les moteurs. Le résultat a été une gamme de moteurs utilisant la série L comme base – les dimensions de l’alésage / course étaient les mêmes et le moteur Storm utilisait les mêmes ensembles piston et bielle. Le storm a également intégré l’unité électronique d’injection de Lucas (à l’époque, cette technologie était rare avec un moteur de petite cylindrée, étant utilisée uniquement sur les gros véhicules commerciaux) et une culasse en alliage d’aluminium à écoulement croisé sur un bloc en fonte. Les concepteurs avaient aussi pour objectif d’augmenter les intervalles d’entretien et pour cela le moteur incorpore à la fois un filtre à huile conventionnel et un filtre centrifuge. Les systèmes électroniques comprennent un système «anti-décrochage» pour permettre le démarrage des charges lourdes au repos au ralenti et deux modes de fonctionnement programmés pour l’utilisation sur route et hors route.  L’arbre à cames en tête (actionnant simultanément les soupapes et les injecteurs) était entraîné par une chaîne. La conception Storm comprenait des moteurs à 4, 5 et 6 cylindres (respectivement de 2, 2,5 et 3 litres).

Lorsque BMW a racheté Rover Group en 1994, en apportant sa propre gamme de moteurs diesel, le moteur Storm est devenu largement redondant.  La suite du projet de 5 cylindres a cependant été approuvée, et le TD5 a été utilisé en tant que groupe motopropulseur pour le Defender et le nouveau Discovery Series II à partir de 1998.

Ainsi, à partir de janvier 1999, la gamme Land Rover Defender a été équipée de série sur la plupart des marchés avec le nouveau moteur diesel Td5. Le Discovery Series II a été équipé du Td5 dès son lancement, également en janvier 1999.

Dans la spécification Defender, le Td5 développe 122 ch (120 ch, 90 kW) à 4200 tr / min, et dans le Discovery, il est porté à 136 ch (134 ch, 101 kW) à 4200 tr / min en utilisant une cartographie différente et un wastegate. Avec un couple de 300 Nm (221 lb-pi) à 1950 tr / min, ils se traduisent par une augmentation de 9% de la puissance et de 13% plus de couple que le moteur 300 Tdi sortant. À partir de 2002, le Discovery à boîte automatique a été amélioré pour produire un couple de 340 Nm (250 lb-pi) à la même vitesse du moteur.

Offrant plus de puissance et de raffinement que le 300Tdi, le Td5 a grandement amélioré l’attrait du modèle Discovery. Il a cependant reçu in accueil très mitigé de la part de nombreux utilisateurs du Defender en raison de ses systèmes de gestion électronique du moteur qui ont été considérés comme moins fiables et plus difficiles à réparer «sur le terrain» que les systèmes d’injection mécanique utilisés sur les précédents moteurs diesel Land Rover. En réponse à ces préoccupations (y compris celles exprimées par l’armée britannique), Land Rover a gardé le 300Tdi en production pour équiper les véhicules spéciaux. Il s’est avéré que l’électronique du Td5 était très fiable. Les premiers moteurs ont subi deux défaillances mécaniques isolées: une défaillance soudaine et complète de l’entraînement de la pompe à huile et un «brassage de la culasse» causé par des goujons de retenue faibles. Ces deux défauts ont été corrigés dans les 2 ans suivant le démarrage du moteur et le Td5 est maintenant considéré comme très fiable. En 2002, le moteur a été amélioré pour atteindre l’étape antipollution Euro 3, et un système de soupape EGR a été introduit. L’électronique a également été mise à jour pour améliorer la réponse de l’accélérateur à basse vitesse qui avait tendance à produire une puissance saccadée dans des situations hors route ou de remorquage.

Le moteur a aussi fait ses preuves dans de nombreuses expéditions en terrain hostile (y compris le propre G4 Challenge de Land Rover).  La force mécanique du moteur et les systèmes de contrôle électronique rendent le Td5 beaucoup plus ajustable que les anciens moteurs. De nombreuses sociétés de pièces de rechange ont produit des mises à niveau de tuning offrant jusqu’à 180 chevaux (164 kW). Le Td5 a été remplacé dans la Discovery par l’unité AJD-V6 en 2004 et la Ford ZSD-424 dans le Defender en 2007. La production de la Td5 à Solihull a cessé cette année là, ce qui en fait le dernier moteur conçu et construit par Land Rover.

Caractéristiques principales

Disposition: 5 cylindres en ligne

Bloc / Culasse : Fonte / alliage d’aluminium

Soupapes: OHC, arbre à cames à chaîne

Capacité: 2 493 cm3 (152,1 cu in)

Alésage × course: 94 mm × 71,1 mm (3,70 po × 2,80 po)

Taux de compression: 19.5: 1

Injection de carburant: Lucas Electronic Unit Injection

Turbo: Turbocompresseur Allied Signal GT20

Puissance: 122 ch (91 kW) à 4 850 tr / min (version Defender)

136 ch (101 kW) à 5 000 tr / min (version Discovery)

Couple: 221 lbf⋅ft (300 N⋅m) à 1 950 tr / min

Production: 1998-2007

Utilisé dans: Land Rover Defender et Land Rover Discovery.

 

Description détaillée

Injection à commande électronique

Le Td5 utilise des injecteurs électroniques pour brûler exactement la bonne quantité de carburant, ce qui signifie que lors de la première utilisation, les émissions sont si propres qu’il n’était pas nécessaire d’utiliser un convertisseur catalytique pour respecter les réglementations sur les émissions (EU2).

L’injecteur électronique (EUI) est un injecteur spécial développé et fabriqué par Delphi pour le moteur Td5. Il utilise l’ECM pour fournir une injection précise de carburant haute pression. Cela permet d’optimiser l’efficacité et l’économie du moteur dans toutes les conditions de fonctionnement.

Chaque IUE a son propre code de classement à cinq lettres (par exemple NCGGC). Ce code est utilisé par l’ECM pour fournir une plus grande précision d’injection. Si le véhicule est équipé d’un nouvel ECM, les catégories EUI pour les injecteurs installés doivent être saisies dans le nouvel ECM en utilisant TestBook ou équivalent.

Lorsque le moteur tourne, chaque injecteur est actionné par un arbre à cames en tête. Cette opération amène le carburant depuis la rampe d’alimentation jusqu’à l’injecteur.

Lorsque l’ECM détermine que l’injection de carburant est nécessaire, l’ECM transmet une impulsion électrique qui alimente l’électrovanne de l’injecteur, fermant la soupape de déversement sur l’injecteur et verrouillant le carburant à l’intérieur du corps. Lorsque la came commence à enfoncer l’injecteur, le carburant dans l’injecteur est pressurisé à 1500 bars (1750 bars pour la spécification EU3). Lorsque la pression du carburant dépasse la vitesse du ressort de la buse, la buse s’ouvre et injecte du carburant à très haute pression dans le cylindre.

Lorsque l’ECM détermine que la période d’injection est terminée, le solénoïde est désexcité, ouvrant la vanne de déversement et permettant au carburant de s’évacuer dans le circuit de retour. L’ECM contrôle le calage de l’injection en modifiant le temps d’excitation du solénoïde et la période d’injection en contrôlant la période pendant laquelle le solénoïde est excité.

La méthode de filtration de l’huile a également été grandement améliorée par rapport au 300 Tdi, avec un filtre à particules centrifuge installé en amont du filtre normal. Cela signifie que les changements d’huile ne sont maintenant requis que tous les 20 000 km (12 000 milles), comparativement à 6 000 km (10 000 km) pour le 300 Tdi et la plupart des autres concurrents.

ECU – engine control unit

Le Td5 est le premier moteur diesel chez Land Rover a être entièrement contrôlé par une unité de gestion (ou de contrôle) du moteur (EMU / ECU) – nom de code «Thunder» et développé en collaboration avec Lucas. L’ECU régule la distribution du carburant en prenant en compte un certain nombre de facteurs du moteur et de l’environnement tels que la pression et la température de l’air d’admission, la température du liquide de refroidissement et la position de la pédale d’accélérateur.

L’ECU contrôle également le calage de la bougie de préchauffage et est relié à l’alarme pour former la partie principale du système d’immobilisation. L’ECU améliore la maniabilité en prenant les entrées de l’embrayage, du frein et de la pédale d’accélérateur pour lisser les changements de vitesse et réduire le shunt de transmission. Avec une plage basse sélectionnée sur la nouvelle boîte de transfert LT230Q, l’ECU permet le contrôle accélérateur accéléré (FTC) qui élargit la course de la pédale, donnant plus de contrôle sur la vitesse du moteur en fonctionnement hors route et à basse vitesse.

Système d’alimentation en carburant

Le système de carburant complet est tout nouveau pour le moteur Td5.

Tout d’abord, un nouveau réservoir de carburant en plastique moulé (monté entre les longerons du Defender et du NAS V8) est combiné à une pompe VDO électrique immergée à deux étages, avec un pot à remous pour assurer un débit continu sur les terrains escarpés ou accidentés.

L’étage basse pression (0,75 bar) de la pompe alimente un filtre diesel remplaçable, monté sur le rail du châssis. Pour fournir le carburant très propre requis par les injecteurs unitaires, le filtre élimine les particules jusqu’à environ 3 microns. Le filtre est également équipé d’un capteur d’eau pour fournir un avertissement sur le pack d’instruments.

Contrairement à la plupart des autres moteurs diesel, le Td5 n’a pas de pompe d’injection de carburant (FIP). Le deuxième étage de la pompe à carburant aspire le carburant du filtre et le met sous pression à 4 bars avant de le fournir au moteur à un débit de 180 litres par heure. Un régulateur de pression monté sur la culasse permet d’éliminer les fluctuations de pression du carburant haute pression, ramenant l’excès de gasoil dans le refroidisseur de carburant.

Le refroidisseur de carburant, attaché au collecteur d’admission, est utilisé pour réduire la température du retour du diesel des injecteurs (via le régulateur) avant qu’il ne soit renvoyé au réservoir de carburant. Le refroidisseur utilise une section dédiée du radiateur principal pour refroidir le liquide de refroidissement du moteur, qui à son tour refroidit le carburant dans le refroidisseur. Sans le refroidisseur, la température moyenne du carburant dans le système augmenterait régulièrement avec le moteur en marche. Dans des conditions d’injection à haute pression, le carburant chaud réduit l’efficacité du système d’injection. Alors que l’ECM peut compenser les faibles variations de température du carburant en ajustant la carte de carburant, le maintien d’un approvisionnement en carburant frais donne la meilleure économie et efficacité.

Le carburant renvoyé par le refroidisseur va vers le filtre arrière, où il passe à travers un autre filtre. Ce filtre permet à l’air de passer mais pas au carburant, dégageant le carburant avant qu’il ne retourne à la ligne haute pression. Toute vapeur d’air ou de carburant retirée du carburant est évacuée vers le réservoir.

Prise d’air et filtration

L’air est aspiré dans le filtre à air via une buse sous l’aile afin de fournir de l’air frais et sec .

Un dispositif  cyclonique est intégré dans le système d’admission pour permettre une extraction maximale de la poussière et une plus longue durée de vie de l’élément filtrant. Un capteur de pression d’air ambiant (AAP) dans le filtre à air et un débitmètre d’air en désordre à film épais (MAF) dans le flux d’air d’entrée du moteur fournissent à l’ECU des informations sur l’admission d’air.

Le nouveau turbocompresseur Garrett GT20, développé pour le Td5, est basé sur le fameux turbo GT15  utilisé sur le diesel de la série L de Rover. Ces turbocompresseurs incorporent un système de roulement de nouvelle génération et des caractéristiques aérodynamiques améliorées.

Un nouveau système de modulation électronique de la wastegate (sur le Discovery et à partir de 2003 sur les Defenders) est utilisé pour optimiser la suralimentation, et il y a un échangeur air-air en aluminium à flux horizontal.

Le collecteur d’admission en aluminium dispose de tuyaux d’admission courbés pour améliorer le couple et incorpore un capteur de pression / température du collecteur d’admission (MAP et IAT) pour l’ECU.

Le collecteur d’admission incorpore également un système de régulation des gaz d’échappement (EGR) pour réduire les émissions de NO2 dans les gaz d’échappement. Dans les véhicules EU2, une soupape de dépression est actionnée par un modulateur commandé par l’ECU, qui permet aux gaz d’échappement dans la chambre de combustion de réduire la température de combustion. Dans les véhicules EU3, un refroidisseur EGR (gaz d’échappement vers le liquide de refroidissement du moteur) est utilisé pour augmenter la densité des gaz d’échappement entrant dans le moteur afin de réduire davantage la température de combustion.

Evolutions

Avec l’introduction de la réglementation EU3, le moteur a gagné à partir de 2002 un refroidisseur EGR (Exhaust Gas Regulation), ainsi qu’un convertisseur catalytique pour les gaz d’échappement.

 

 

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