Moteur Subaru EJ255

Bloc EJ255

Le moteur EJ255 avait un bloc en aluminium moulé sous pression avec des alésages de 99,5 mm et une course de 79,0 mm pour une cylindrée de 2457 cc. Les chemises de cylindre en fonte du moteur EJ255 étaient de « type sec », ce qui signifie que leurs surfaces extérieures étaient en contact complet avec les parois du cylindre. Le moteur EJ255 avait une conception de pont semi-fermé dans laquelle les parois des cylindres étaient attachées au noir aux positions douze, trois, six et neuf heures.

Par rapport à son prédécesseur EJ207, le bloc-cylindres EJ255 avait un nouveau tourillon principal arrière en alliage d’acier moulé à haute résistance pour réduire le jeu d’huile de roulement pendant le fonctionnement à froid et, par conséquent, réduire les vibrations et le bruit de roulement pendant la phase de préchauffage. De plus, ce jeu réduit d’huile de palier était maintenu lorsque le moteur était à température de fonctionnement.

Vilebrequin, bielles et pistons

Le vilebrequin du moteur EJ255 était soutenu par cinq roulements en alliage d’aluminium et le palier de butée du vilebrequin – positionné à l’arrière du vilebrequin – avait une bride métallique pour supporter les forces de poussée. Chaque coin formé par un tourillon ou une goupille et une bande a subi un processus de laminage de filet pour augmenter sa résistance.

Les bielles du moteur EJ255 étaient en acier forgé à haute teneur en carbone, tandis que les goupilles de centrage et les vis de réglage étaient utilisées pour un accouplement précis.

Les pistons à jupe de pantoufle étaient fabriqués en alliage d’aluminium à haute résistance à la traction (UAC12H) et avaient des couronnes en forme de « écrou de pâte » pour éviter toute interférence avec les soupapes d’admission et d’échappement ; il avait également des marques gravées pour identifier la taille du piston et le sens d’installation. La tête du piston et les rainures des segments étaient recouvertes d’alumite, tandis que les jupes des pistons étaient recouvertes d’un revêtement en molybdène pour réduire la friction. Par rapport au moteur EJ207, le décalage de l’axe de piston du moteur EJ255 a été réduit pour s’adapter à des jeux plus serrés entre le piston et l’alésage et réduire l’accumulation de gaz non brûlé entre la paroi du cylindre et la tête de piston.

Chaque piston du moteur EJ255 avait trois segments : deux segments de compression et un segment de contrôle d’huile. Parmi ceux-ci, le segment de piston supérieur a des biseaux intérieurs et le deuxième segment de piston a une coupe en bas à l’extérieur pour réduire la consommation d’huile.

Culasse et arbres à cames

Le moteur EJ255 avait une culasse en aluminium coulé à basse pression qui était montée sur un joint de culasse composé de trois couches de tôle d’acier inoxydable. Les doubles arbres à cames en tête (DACT) par rangée de cylindres étaient entraînés par une seule courroie de distribution qui avait des dents à profil rond pour un fonctionnement silencieux et était constituée d’un fil central flexible et solide, d’une toile résistante à l’usure et de caoutchouc résistant à la chaleur.

Chaque arbre à cames était soutenu par trois tourillons, maintenus en position par trois chapeaux d’arbre à cames et avait une bride qui s’adaptait à la rainure correspondante dans la culasse pour recevoir les forces de poussée. Pour augmenter la résistance à l’usure et les propriétés anti-rayures, les nez des lobes de came ont été soumis à un traitement « froid ». Par rapport au moteur EJ207, il est entendu que la masse de l’arbre à cames du moteur EJ255 a été réduite de 1700 grammes grâce à l’utilisation d’arbres creux et de lobes de came frittés.

Le moteur EJ255 avait un système de refroidissement à flux parallèle dans lequel le liquide de refroidissement s’écoulait dans le bloc sous pression, traversait le joint jusqu’à la culasse, puis passait à travers des trous adjacents à chaque cylindre.

Vannes

Comme le moteur EJ257, l’EJ255 avait quatre soupapes par cylindre – deux d’admission et deux d’échappement, dans une configuration à soupapes à flux croisés – qui étaient actionnées par des poussoirs de soupape sans cale. Les soupapes d’admission avaient des tiges creuses pour réduire la masse et l’inertie, tandis que les tiges des soupapes d’échappement étaient remplies de sodium. À des températures élevées, le sodium se liquéfierait et son mouvement à l’intérieur de la tige transférerait efficacement la chaleur de la tête de soupape à la tige de soupape, contribuant ainsi à un refroidissement plus rapide de la tête de soupape.

Système de contrôle actif des soupapes (AVCS)

À l’exception du BM/BR Liberty GT, l’EJ255 était équipé du « système de contrôle actif des soupapes » (AVCS) de Subaru qui fournissait un calage variable des soupapes d’admission en modifiant l’angle de phase du pignon d’arbre à cames par rapport à l’arbre à cames. Lors de son introduction dans le SG Forester XT, l’AVCS pour le moteur EJ255 avait une plage de réglage de 20 degrés. Cependant, la plage de réglage a par la suite été augmentée à 35 degrés pour la GD/GG Impreza WRX et à 50 degrés pour la GE/GH Impreza WRX ; les gammes pour les autres modèles dans le tableau ci-dessous

Sous le contrôle de l’ECM, une soupape de commande de débit d’huile déplacerait son tiroir pour commuter le passage hydraulique vers/depuis les chambres d’avance et de retard dans le pignon d’arbre à cames pour faire varier l’angle de phase entre le pignon d’arbre à cames et l’arbre à cames.

Sur la base des signaux d’entrée du capteur de débit d’air, du capteur de température du liquide de refroidissement du moteur, du capteur de position du papillon et des capteurs de position de l’arbre à cames, l’unité de commande du moteur (ECU) déterminerait le calage optimal des soupapes et enverrait un signal électrique à une soupape de commande d’huile qui était positionnée au l’extrémité de chaque pignon d’arbre à cames d’admission pour contrôler la pression d’huile vers les chambres d’avance et de retard dans l’actionneur AVCS. L’ECU pourrait utiliser trois cartes informatiques pour obtenir les résultats suivants :

• Calage optimal des soupapes pour un ralenti stable : chevauchement minimal des soupapes d’admission et d’échappement );
• Consommation de carburant améliorée à des régimes moteur moyens et à faibles charges : le calage des soupapes d’admission a été avancé pour réduire le retour d’air d’admission et améliorer la consommation de carburant. De plus, l’augmentation du chevauchement des soupapes d’admission et d’échappement a amélioré la recirculation des gaz d’échappement (EGR) pour une réduction des émissions de NOx. Lorsque la charge du moteur augmente, l’avance du temps de fermeture de l’admission utilise l’inertie de l’air d’admission pour créer un effet de suralimentation ; et,
• Puissance maximale à régime et charge élevés du moteur : le calage des soupapes d’admission a été encore avancé pour maximiser le chevauchement et utiliser l’effet de balayage produit par les pulsations des gaz d’échappement pour aspirer l’air d’admission dans le cylindre. Comme la soupape d’admission était fermée à la fin de la course d’admission, l’efficacité de l’admission d’air était améliorée et la puissance augmentée.

Double système de contrôle actif des soupapes : BM/BR Liberty GT

Pour le BM/BR Liberty GT, le moteur EJ255 était équipé du système de contrôle actif des soupapes double (AVCS) de Subaru qui fournissait un calage variable d’admission et d’échappement; il est entendu que les arbres à cames d’admission et d’échappement avaient une plage de réglage de 40 degrés.

Admission

Comme les autres moteurs EJ Phase II, les orifices d’admission du moteur EJ255 ont créé un mouvement de « tourbillon » pour l’air d’admission lorsqu’il entrait dans le cylindre pour un meilleur mélange air/carburant afin d’obtenir une course de flamme plus uniforme et une combustion plus rapide.

Contrairement au moteur EJ207, le EJ255 était équipé d’une soupape de générateur de dégringolade (TGV) dans le collecteur d’admission pour améliorer les émissions de gaz d’échappement à bas régime. Le TGV a redirigé le flux d’air d’admission en fermant une vanne papillon dans le collecteur d’admission, créant un mouvement d’air culbutant à de faibles vitesses d’air d’admission pour améliorer le mélange air/carburant.

Turbocompresseurs

Subaru SG Forester XT (2003-05) : turbocompresseur Mitsubishi TD04L

La Subaru SG Forester XT était équipée d’un turbocompresseur Mitsubishi TD04L qui fournissait une pression de suralimentation maximale de 600 mmHg (11,6 psi); les principales caractéristiques sont indiquées dans le tableau ci-dessous. Le refroidisseur intermédiaire du SG Forester XT avait une capacité de base de 3,2 litres et une capacité de refroidissement de 11,9 kW.