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    Distribution pneumatique    
       

    ', CAPTION, 'distribution',BELOW,RIGHT, WIDTH, 300, FGCOLOR, '#7a93f6', BGCOLOR, '#4568f6', TEXTCOLOR, '#000000', CAPCOLOR, '#FFFFFF', OFFSETX, 10, OFFSETY, 10);" style="CURSOR: help; BORDER-BOTTOM: #000000 1px dotted" onmouseout="return nd();" href="javascript:void(0)">distribution pneumatique. C'est la Lotus 98 T du regretté
    Ayrton Senna qui a eu le privilège de faire courir pour
    la première fois le V6 Elément mécanique du moteur destiné à améliorer ses performances. Composé d\'une turbine activée par les gaz d\'échappement entraînant un compresseur qui comprime l\'air avant de l\'injecter dans le moteur et apr7s l\'avoir refroidi en passant à travers un radiateur (échangeur).', CAPTION, 'turbo',BELOW,RIGHT, WIDTH, 300, FGCOLOR, '#7a93f6', BGCOLOR, '#4568f6', TEXTCOLOR, '#000000', CAPCOLOR, '#FFFFFF', OFFSETX, 10, OFFSETY, 10);" style="CURSOR: help; BORDER-BOTTOM: #000000 1px dotted" onmouseout="return nd();" href="javascript:void(0)">turbo équipé de ce type
    de distribution. C'était en 1986, dès le premier Grand Prix.  
    -Avec cette solution, les motoristes se dispensent du Elément de l\'ensemble de suspension permettant de régler la dureté des suspensions et qui agit sur le réglage de la hauteur de caisse.', CAPTION, 'ressort',BELOW,RIGHT, WIDTH, 300, FGCOLOR, '#7a93f6', BGCOLOR, '#4568f6', TEXTCOLOR, '#000000', CAPCOLOR, '#FFFFFF', OFFSETX, 10, OFFSETY, 10);" style="CURSOR: help; BORDER-BOTTOM: #000000 1px dotted" onmouseout="return nd();" href="javascript:void(0)">ressort de rappel ou du couple de ressorts métalliques concentriques frottant l’un dans l'autre. Les ressorts étant sollicités en efforts alternés de manière continue, ils sont soumis à la fatigue qui réduit leur durée de vie. Avec 8 ressorts par cylindre et la dispersion en qualité de fabrication aidant, le risque de casse moteur n’est pas à négliger, d’autant que la recherche du plus haut régime possible conditionne toujours la puissance.
    Autre avantage, la sensible réduction de l’inertie par le gain de poids de la partie en mouvement de la distribution ce qui permet, toutes proportions gardées, un gain en régime de rotation intéressant. De plus l’ensemble est plus léger qu’une distribution classique et ce dans la partie haute du moteur.
    Par ailleurs, le rappel pneumatique des soupapes autorise une meilleure harmonisation des profils des lois de cames d’ouverture-fermeture des soupapes pour, en fait, obtenir de meilleures performances du moteur.
    Précisons que le rappel par des ressorts classiques est caractérisé par une fonction généralement linéaire du déplacement de la soupape.
    L’effort de maintien de la soupape fermée est une donnée fondamentale du bon fonctionnement d’une distribution. Il est nécessaire, en effet, par un effort minimum, d’éviter le rebond de la soupape sur son siège au moment de la fermeture. Comme les dimension du ressort conditionnent sa raideur et aussi son encombrement, l’effet de rappel en pleine ouverture est plus ou moins subit, il est préjudiciable au rendement proprement dit de la distribution et, à terme, générateur d’incidents entre cames et poussoirs.
    Dans le système du rappel pneumatique de la distribution, chaque soupape dispose de son ensemble propre de rappel pneumatique. Constitué d’un petit cylindre concentrique à l'axe de la soupape, il occupe la place du ressort hélicoïdal traditionnel. La fonction Pièce mobile qui se meut dans un cylindre et transmet une pression, généralement en en alliage léger, le piston possède un ou plusieurs segments.', CAPTION, 'piston',BELOW,RIGHT, WIDTH, 300, FGCOLOR, '#7a93f6', BGCOLOR, '#4568f6', TEXTCOLOR, '#000000', CAPCOLOR, '#FFFFFF', OFFSETX, 10, OFFSETY, 10);" style="CURSOR: help; BORDER-BOTTOM: #000000 1px dotted" onmouseout="return nd();" href="javascript:void(0)">piston est tenue par la coupelle supérieure dont la périphérie reçoit un joint à lèvre assurant l’étanchéité avec le cylindre.
    Le cylindre est alimenté en permanence en gaz à une basse pression, dite de veille, depuis une réserve de 1,5 l à 180 bars contenue dans une sorte de bonbonne placée au centre du V du moteur. Détendue à la pression de ville, cette capacité d’air assure très largement l’autonomie d’un grand prix. La pression maximale dans le cylindre est limitée par un clapet dont le tarage conditionne le niveau de pression entre la came et le poussoir.
    Pour être simple, et en résumant, on peut dire que le système se comporte comme une pompe à vélo qui se détend lorsque l’on souffle dedans et qui résiste élastiquement quand on veut la comprimer en ayant bouché l’orifice par le pouce.
    A cela, il faut ajouter que ce genre de dispositif a toujours des fuites, aussi bien de gaz que d’huile et qu’il faut d’une par ré-alimenter en continu pour maintenir la pression P1 constante, et d’autre part vidanger l’huile qui s’accumule dans la chambre A et qui perturbe le fonctionnement "normal".
    Un clapet anti-retour est également nécessaire sur le circuit d’alimentation.
      Avantages du rappel pneumatique des soupapes  

    - lois de levées de soupapes plus sévères,
    - régime moteur plus élevé,
    - grande fiabilité.
    - Pas d’affolement : La distribution pneumatique est apparue il y a dizaine d’années sur le moteur Renault V6 turbo EF 15 de Formule 1. Il fut monté pour la première fois sur la Lotus 98 T du regretté champion du monde Ayrton Senna dès le premier Grand Prix de la saison 1986. Elle équipe aujourd’hui plusieurs moteurs de F1 notamment le Ford, le Peugeot et.. le Renault, précurseur en la matière.

    -Appelé système de rappel pneumatique de soupape pour moteur à combustion interne, ce système a pour effet de supprimer les ressorts de rappel des soupapes.
    Pour qu’un moteur fonctionne correctement, il est nécessaire de disposer d’un dispositif ayant pour fonction de maintenir les soupapes d'admission ou d’échappement en position fermer dans certaines phases du cycle. Celles-ci ne s'ouvrant au moment opportun que par l'action de came ou par l'intermédiaire de culbuteurs entraînés par un "arbre à cames" soupapes de la position ouverte à la position fermé s’effectue de manière quasi générale à l’aide de ressorts hélicoïdaux.
    Tout va bien lorsque l’on a affaire à des moteurs équipant des voitures de tourisme voire de sport, mais des lors que l’on aborde la compétition ou la course à la puissance est effrénée les inconvénients des ressorts métalliques hélicoïdaux se manifestent avec le phénomène bien connu de "l’affolement des soupapes".

    -Nous sommes en 1993, les années ont passées et la réglementation technique a interdit les moteurs turbos. Depuis la saison
    1989, seuls sont autorisés les moteurs atmosphériques d'une cylindrée de 3.5 litres (ramenés pour 1995 à 3 litres). Renault,
    pour son retour en 1989, a développé un V10 et n'a cessé de l'améliorer. Bien entendu, la distribution à rappel pneumatique
    des soupapes a été conservée car elle permet des régimes élevés pour toujours plus de puissance, et ce malgré le
    secteur angulaire de rotation très faible pour une bonne combustion.
      Principe du rappel pneumatique des soupapes  
    Rappel des soupapes

    Le gaz comprimé de la chambre A occupe un volume :
    - V1 lorsque la soupape est fermée. Il est soumis à une pression P1.
    - V2 lorsque la soupape est ouverte. Il est soumis à la pression P2.

    Les efforts de rappel (qui correspondent à ceux du ressort classique) sont F1 = P1 x S et F2 = P2 x S.
    La pression P1 est donnée par un compresseur ou, dans le cas qui nous intéresse, par la réserve sous pression. C’est celle qui alimente l’admission de l’air.
    La pression P2 est obtenue par la variation du volume de la chambre sous l’action de la came soit :
    P1 x V1 = P2 x V2 et V2 = V1 - LS
    d’où P2 = (P1 x V1) / (V - LS)

    L est la levée de soupape et S la section de la chambre.

    Note : Cette formule approchée ne tient pas compte de l'échauffement de l’air qui a pour effet d’augmenter essentiellement P2.
    Le dimensionnement de la chambre (S, V1) et le choix de la pression d’alimentation P1 permettent de reculer la limite d’affolement.


    Exemple (ordre de grandeur) des deux systèmes comparés
    Distribution à ressorts mécaniques
    Force F1 de placage : 400 Newton (état fermé de la soupape).
    Force F2 à pleine levée : 850 Newton (état ouvert de la soupape).
    Fréquence propre : 150 à 250 Hz (ressort + soupape).


    Distribution à ressort pneumatique
    Chambre : diamètre 27 mm et h0 = 20 mm
    d'où S = 5.7 cm2 et L = 15 mm (levée).

    V1 = 11.45 cm3 et P1 = 7 bar,
    V2 = 2.87 cm3 et P2 > 28 bar,
    d'où force F1 de placage : 400 Newton,
    F2 à pleine levée : 1600 Newton.

    Fréquence propre > 400 Hz.
    Cet exemple correspond à une pression d’alimentation régulée de 7 bars depuis une réserve de 100 bars.


    L’interêt de la distribution pneumatique est évident, il permet d'augmenter considérablement les efforts à pleine levée pour des levées supérieures à 11 mm (15 dans l'exemple).

    Renault RS27

     

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