Disponible depuis 2011, le 1.6l dCi (nom de code R9M) a fait jusqu'à présent une carrière discrète en équipant la Renault Mégane, le Renault Scénic et le Nissan Qashqai. Il équipera prochainement la nouvelle classe C. Avec une proposition à double suralimentation développant 160 chevaux, ce moteur pourrait désormais bénéficier d'un coup d'accélérateur, quitte à cannibaliser les ventes du 2.0l dCi.
Proposition inédite dans cette catégorie de cylindrée, le nouveau moteur Renault troque son turbocompresseur à géométrie variable (1.6 dCi 130 chevaux) contre 2 turbocompresseurs à géométrie fixe de taille différente. Grâce à cette technologie, le 1.6l dCi développe une puissance de 160 chevaux à 4.000 tr/min (soit un rendement de 100 ch/l) et un couple de 380 N.m à 1.750 tr/min (80% du couple disponible dès 1.250 tr/min).
A bas régime, les gaz d'échappement sollicitent le petit turbo pour produire un maximum de couple. Les gaz passent ensuite à travers le gros turbo. Celui-ci n'apporte toutefois quasiment pas de couple dans cette zone de fonctionnement.
A partir de 2.300 tr/min environ, une soupape de décharge s'ouvre progressivement pour court-circuiter le petit turbo et alimenter directement le second turbo. Au-delà de 3.500 tr/min, le petit turbo n'est plus du tout en fonction.
La pression d'injection du carburant de la rampe commune est portée à 1.800 bars contre 1.600 bars pour la version à simple turbo.
Le 1.6 dCi Twin Turbo est conforme aux normes Euro 6 applicables en septembre 2014. Pour ce faire, il est équipé d'un filtre à particule accolé aux moteurs et d'un piège à NOx. Si ce dispositif n'est pas aussi efficace qu'un SCR, il brille en revanche par sa simplicité (pas d'additif type AdBlue).
D'autre part, le R9M utilise un dispositif de recirculation des gaz d'échappement - EGR - basse pression (autrement appelé boucle froide). Au lieu de se faire au niveau du collecteur d'échappement, les gaz d'échappement sont prélevés après le filtre à particules: l'air y est plus propre (débarrassé de ses particules), ce qui permet alors d'augmenter le taux de recirculation sans risque d'encrasser le moteur.
Toutefois, comme la pression des gaz est beaucoup plus faible après le filtre à particules, Renault a monté un clapet supplémentaire dans la ligne d'échappement pour forcer les gaz dans le circuit de recirculation.
Pour améliorer la circulation de l'air, et par la même occasion l'homogénéité du mélange air/carburant, Renault fait appel à une admission à géométrie variable, permettant d'accentuer ou de diminuer l'effet de swirl (tourbillon) à l'intérieur du cylindre.
L'admission d'air se fait via deux répartiteurs dont l'un est contrôlé par un clapet (répartiteur supérieur). Lorsque le clapet est fermé, l'air emprunte exclusivement le circuit d'admission inférieur créant un mouvement de swirl important. Lorsque le clapet s'ouvre, l'air entre dans les cylindres via les deux répartiteurs et l'effet de swirl est amoindri. La gestion du swirl permet d'améliorer le mélange air/carburant dans une large plage de régimes moteur.
L'injection de carburant à l'intérieur du cylindre se fait via des injecteurs à 7 trous capable de réaliser jusqu'à 6 injections par cycle.
Le circuit de refroidissement est divisé en deux parties. Lors d'un démarrage à froid, le liquide de refroidissement ne circule pas autour des cylindres, permettant une mise en température plus rapide de la chambre de combustion (meilleure dépollution, réduction des frottements). Dès que la température de fonctionnement est atteinte, une vanne s'ouvre pour permettre alors la circulation du liquide au niveau des cylindres.
Issue de l'expérience acquise en F1, la circulation du liquide de refroidissement est optimisée autour des cylindres: elle se fait de manière transversale afin d'homogénéiser la température du liquide entre les 4 cylindres.
Les pistons du R9M utilisent des segments racleurs en forme de U, une autre technologie inspirée de la F1. Ils permettent d'obtenir une excellente étanchéité sans excercer une pression trop élevée sur la chemise du cylindre, diminuant alors les frictions.
Enfin, la pompe à huile est à débit variable, elle consomme donc moins d'énergie car l'huile pompée est intégralement utilisée pour lubrifier le moteur et non refoulée.
Les moteurs 1.6l dCi sont produits en France dans l'usine de Cléon (Seine-Maritime). La version Twin Turbo est vouée à équiper les véhicules des segments supérieurs du groupe (Laguna, Espace,...).
Le 1.6l dCi a une cylindrée à peine supérieure au 1.5l dCi (K9K). Si les deux moteurs ont une cylindrée très proche, ils ne s'adressent pourtant pas aux mêmes publics: le 1.5l dCi est destiné a être produit en masse et a vocation d'être l'entrée de gamme en diesel (il équipe notamment les Renault Clio, Scenic ainsi que les Dacia) alors que le 1.6l dCi a pris la relève en 2011 du 1.9l dCi, un moteur alors destiné aux berlines du groupe. De fait, le 1.6l dCi utilise des techniques plus coûteuses que le 1.5l dCi qui font qu'ont ne le retrouve pas en entrée de gamme.
En premier lieu, le 1.6l dCi est un bloc entièrement neuf, conçu à partir d'une feuille blanche et spécifiquement pour des applications diesel. Lui et l'attelage mobile ont été conçus pour encaisser de fortes contraintes inhérents aux moteurs diesel.
Le bloc moteur du 1.5l dCi est basé sur les moteurs à essence 1.6l (K4M). De conception plus légère (un avantage en terme de poids donc), il est moins apte à supporter les puissances élevées. Le 1.5l dCi est coiffé par une culasse à 8 soupapes tandis que le R9M peut compter sur 16 soupapes.
Le 1.5 dCi a une architecture longue course avec un alésage de 76mm et une course de 80,5mm. Ce type de configuration permet d'obtenir généralement un meilleur couple à bas régime. Le 1.6l dCi a une architecture supercarrée avec un alésage de 80mm pour une course de 79,5mm, générant moins de frictions.
Enfin, si le K9K fait confiance a une courroie de distribution, le R9M utilise une chaîne. Fondamentalement, les courroies de distribution ont sensiblement évoluées et peuvent atteindre une durée de vie de plus de 200.000 km. La chaîne de distribution reste en revanche plus fiable dans les conditions difficiles (milieux poussiéreux,...).