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gegemag le
23 Juin 2007 à 10:20
GéGémag.Formula Onel'Univers de la Formule1
', 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.
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-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 lun 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 nest pas à négliger, dautant que la recherche du plus haut régime possible conditionne toujours la puissance. Autre avantage, la sensible réduction de linertie 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 lensemble est plus léger quune 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 douverture-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. Leffort de maintien de la soupape fermée est une donnée fondamentale du bon fonctionnement dune distribution. Il est nécessaire, en effet, par un effort minimum, déviter 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, leffet de rappel en pleine ouverture est plus ou moins subit, il est préjudiciable au rendement proprement dit de la distribution et, à terme, générateur dincidents entre cames et poussoirs. Dans le système du rappel pneumatique de la distribution, chaque soupape dispose de son ensemble propre de rappel pneumatique. Constitué dun 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 létanchéité 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 dair assure très largement lautonomie dun 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 lon souffle dedans et qui résiste élastiquement quand on veut la comprimer en ayant bouché lorifice par le pouce. A cela, il faut ajouter que ce genre de dispositif a toujours des fuites, aussi bien de gaz que dhuile et quil faut dune par ré-alimenter en continu pour maintenir la pression P1 constante, et dautre part vidanger lhuile qui saccumule dans la chambre A et qui perturbe le fonctionnement "normal". Un clapet anti-retour est également nécessaire sur le circuit dalimentation. |
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Avantages du rappel pneumatique des soupapes |
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- lois de levées de soupapes plus sévères, - régime moteur plus élevé, - grande fiabilité. - Pas daffolement : La distribution pneumatique est apparue il y a dizaine dannées 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 aujourdhui 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 quun moteur fonctionne correctement, il est nécessaire de disposer dun dispositif ayant pour fonction de maintenir les soupapes d'admission ou déchappement 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 seffectue de manière quasi générale à laide de ressorts hélicoïdaux. Tout va bien lorsque lon a affaire à des moteurs équipant des voitures de tourisme voire de sport, mais des lors que lon 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 "laffolement 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. |
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Principe du rappel pneumatique des soupapes |
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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. Cest celle qui alimente ladmission de lair. La pression P2 est obtenue par la variation du volume de la chambre sous laction de la came soit : P1 x V1 = P2 x V2 et V2 = V1 - LS doù 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 lair qui a pour effet daugmenter essentiellement P2. Le dimensionnement de la chambre (S, V1) et le choix de la pression dalimentation P1 permettent de reculer la limite daffolement.
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 dalimentation régulée de 7 bars depuis une réserve de 100 bars.
Linterêt 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).
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