-> Petite présentation du topic :
- Avertissement légal.
- Avertissement compétence nécessaire.
- Avertissement sur le fait que ce topic sert de base et qu'il faudra adapter selon le moteur.
- Lien vers un sujet sur le principe de fonctionnement d'un moteur
-> Les modifications "simple" :
- Admission (filtre , Admission Multi-papillon ...)
- Echappement (collecteur 3Y en 4en1 pour les 4cylindres , ligne)
- Allumage Allumage (à rupteur , choix des bougies , electronique, ... )
- Carburateur ( double corps , taille et réglage )
- Injection ( Reprogrammation sur mesure , changement éventuellement d'injecteur , eventuellement de la pompe à essence )
-> Les modifications "profonde" :
- Arbre à cames, ressorts, soupapes
- Préparation culasse (forme de la chambre, rapport volumetrique,
conduit...).
- Equipage mobile ( piston renforce, vilebrequin, equilibrage , bielles , allegement ...)
- Autres éléments pour fiabiliser la prépa ( pompe à huile, radiateur d'huile pour tourner sur circuit ...)
- Gain possible sur la boite de vitesse , comment augmenter son rendement , roulement de meilleur qualité , un radiateur d'huile de boite éventuellement pour le circuit
Petite correction sur l'orthographe.
-> Petite présentation du topic :
Bienvenue à tous,
Ce topic concerne la préparation des moteurs atmosphériques essence et va vous permettre d'acquérir des connaissances de base afin de vous lancer dans votre propre prépa.
Je rappelle que toutes modifications du moteur est interdite sur route ouverte sans homologation pour ces modifications.
En cas d'accident, votre assurance pourrait ne plus vous suivre.
De plus, la prépation du moteur nécessite en general d'autres modifications du véhicule comme la modification du chassis, suspension, ... ceci afin de pouvoir exploiter sans risque ce surplus de puissance.
Pour se lancer dans une prépa, il faut bien comprendre le fonctionnement d'un moteur ( [cours] Fonctionnement d'un moteur ), savoir se salir les mains (vu que l'on démonte le moteur
), avoir suffisamment d'outil et avoir de la rigueur (pour eviter les ennuis
).
Le gain de puissance fera que l'usure du moteur sera plus rapide. Donc il est essentiel d'en tenir compte (voir la partie sur la fiabilisation)
Nous allons diviser la section en 2 parties correspondant à des niveaux de difficultés différents.
-> Les modifications "simple" :
- Admission (filtre , Admission Multi-papillon ...)
Pour fonctionner, un moteur aspire de l'air, dans lequel est vaporisé de l'essence (avec un(des) carbu(s) ou de l'injection).
Ce mélange air/essence va bruler dans le moteur ce qui va augmenter la pression dans le cylindre et produire une force mécanique sur le piston.
Plus la masse de mélange admis est importante, plus la combustion de celle-ci augmentera la pression et donc plus l'on aura de force mécanique (donc gain en couple sur certaines plages de régime).
La masse du mélange dépend de trois facteurs : sa température, son volume et sa pression. Dans le cas d'un moteur atmospherique, on ne peut pas jouer sur la pression, qui est fixe. On a donc intérêt à faire rentrer le plus gros volume de mélange dans la chambre de combustion, et ce à la température la plus basse possible.
Comme on peut régler facilement la quantité d'essence en fonction de la quantité d'air, il est surtout important de faciliter au maximum le passage de cet air jusqu'au cylindres en evitant au maximum :
- les changements de section
- les coudes et les raccords,
- les frottements fluides ( conduits sous dimensionnés, etat de surface des parois trop rugueux, etc...).
De plus il s'agit de prendre cet air à la température la plus proche possible de celle de l'air ambiant.
Pour cela, il existe plusieurs solutions :
- Le kit d'admission dynamique :
Dans certains cas, ces kits proposent des filtres d'une surface supérieure et/ou une resistance au passage de l'air plus faible. Le fait de prendre de l'air à l'avant du vehicule assure une température proche de celle de l'air ambiant ce qui augmente la densité de celui-ci et donc le remplissage du cylindre.
Exemple d'admission dynamique :
Contrairement à une idée reçue, si ce type d'admission dynamique permet des gains intéressants sur des voitures de compétition à l'aérodynamique très étudiée, sur les voitures de série, l'effet de la vitesse de la voiture sur l'air aspiré n'est pas suffisant pour améliorer de façon perceptible le remplissage du moteur.
Attention au bruit d'aspiration, qui peut être important et à l'encrassement du filtre lors de journées sous la pluie
Inconvenients:
La modification de la longueur et de la géométrie des conduits d'air peut amener une perte au niveau de l'accord acoustique. Ce phénomène, etudié par les concepteurs du moteur, permet d'augmenter le remplissage du moteur en particulier aux bas et moyens régimes. On risque donc d'avoir un moteur moins disponible pour effectuer des reprises.
D'autre part, si l'implantation de la prise d'air se fait près du sol, on augmentera de façon très importante la salissure du filtre.
- L'admission multi-papillon :
L'admission multi-papillon est utilisé sur les moteurs de F1 et de dragster.
Ce système n'amène pas une surface de filtration plus importante. Par contre:
- Il offre une section de passage des gaz au niveau des papillons beaucoup plus importante, puisque chaque cylindre est alimenté par un papillon individuel.
- Il diminue de façon importante les perturbations du flux d'air provoquées par les ondes de pression générées au niveau de soupapes d'admission. En effet, dans un collecteur unique, ces differentes perturbations s'entrechoquent et se gênent mutuellement, alors que dans notre cas, le collecteur etant généralement plus volumineux et placé avant les papillons, ces phénomènes sont très atténués.
De plus , les admissions à papillons multiples permettent un accord acoustique très fin de chaque cylindre, ce qui permet d'améliorer de façon très importante leur remplissage. Cependant, cette opération d'accord est très pointue et necessite du matériel et une connaissance certaine.
Ne pas oublier le principe des carburateurs à corps multiples, qui ont exactement le même principe de fonctionnement ( un papillon par cylindre )
- Echappement (collecteur 3Y en 4en1 pour les 4cylindres , ligne)
Une fois le mélange air/essence brulé, il faut l'évacuer. Le problème est que l'on ne vas pas laisser les gaz sortir comme ca car cela est très bruyant.
Les gaz vont donc etre collecté et passé dans la ligne d'échappement afin d'attenuer le bruit et d'être dépolluer.
Mais l'échappement n'a pas ces seules fonctions. On peut se servir de la détente des gaz dans le collecteur afin d'optimiser le fonctionnement du moteur.
Souvent, les collecteurs d'origine sont concu pour coûter le moins cher possible. Ils ne sont donc pas optimisés pour le fonctionnement du moteur.
En effet, les collecteurs "sport" sont etudiés pour que les gaz qui sortent d'un cylindres et l'onde de choc qui en resulte pour aider la sortie du gaz des autres cylindres et ameliorer le remplissage du moteur et le rendement du moteur (moins de resistance à l'échappement).
Il existe plusieurs types de collecteur (pour les 4 cylindres en ligne):
- Le 4/1 est le plus simple.
L'échappement de chaque cylindre se rejoignent apres une certaines distance. Cette distance modifie l'accord et donc la plage régime dans laquelle le gain sera obtenu.
Comme ce type de collecteur ne favorise qu'une plage de régime, en general, on cherche à amélioré la puissance maximum.
- Le 4/2/1 (ou 3Y) quand à lui possedent 2 accords differents ce qui le rend plus délicat à concevoir.
Voici deux collecteurs 3Y dont l'un plus poussé que l'autre (pour un manque de place ici) :
On a un premier accord qui est créé par la liaison entre l'échappement de deux cylindres entre eux. Le second accord sera quand à lui donné par la liaison des 2 Y précédent.
Le fait d'avoir 2 accords permet d'avoir un gains mieux réparti sur tout les régimes. Par contre, le gain sera plus faible.
Exemple de gain obtenu grace à un collecteur 4/2/1 bien étudié :
Une autre donnée importante est le diametre des conduits.
En effet, si les conduits du collecteur sont trop petit ou trop gros par rapport à ceux de la culasse, des tourbillons vont se former ce qui entrainera des pertes.
Comme il faut amélioré l'écoulement des gaz dans le collecteur, il faut supprimé tout ce qui pourrait perturber le passage du gaz sans pour autant tomber dans le polissage des conduits qui peut annulé le gain (préferer une surface légerement rugueuse).
Mais installer un collecteur seul va peut-etre poser un problème au niveau de la ligne d'echappement. Il faudra donc adapter son diamètre à celui du collecteur.
- Allumage Allumage (à rupteur , choix des bougies , electronique, ... )
- Carburateur ( double corps , taille et réglage )
- Injection ( Reprogrammation sur mesure , changement éventuellement d'injecteur , eventuellement de la pompe à essence )
-> Les modifications "profonde" :
- Arbre à cames, ressorts, soupapes
- Préparation culasse (forme de la chambre, rapport volumetrique,
conduit...).
- Equipage mobile ( piston renforce, vilebrequin, equilibrage , bielles , allegement ...)
- Autres éléments pour fiabiliser la prépa ( pompe à huile, radiateur d'huile pour tourner sur circuit ...)
- Gain possible sur la boite de vitesse , comment augmenter son rendement , roulement de meilleur qualité , un radiateur d'huile de boite éventuellement pour le circuit
Message édité par Kabak_85 le 20-08-2005 à 16:55:12