Sujet: 620 objectif Moteur de course

[JCB]

Pour tirer dedans, la 620 nécessite un radiateur d’huile 
Celles de la Coupe en avaient toutes.

[SamC]

Bonne remarque, c'est la base d'un Ducat de piste

[nono60]

injecteurs douche

[desmodid]

si c'est une pistarde, pourquoi ne pas virer le circuit de charge, 2 à 3cv de plus et 2 à 3 kg de moins.. tu fais d'une pierre deux coups 

[SamC]

J'ai essayé sur mon 992, c'est rapidement compliqué, 20min maxi de roulage (et encore...)

Les
Injecteurs douche c'est pas très utile sur un si petit moteur qui prend pas de tours

[Prowler]

Bon après quand même à cylindrée égale il vaut mieux un plus gros alésage et une course plus faible, la surface augmente la PME
Bon faut aussi regarder la longueur de bielle qui va pouvoir augmenter l'aspiration dans la chambre de combustion (c'est un compromis a obtenir avec les efforts engendré)

Non, la PME n'a rien a voir avec l'alésage, c'est juste le couplé (lié à la cylindrée) divisée par la cylindrée. C'est juste une grandeur pour comparer des moteurs entre eux, mais hors ça, elle ne sert à rien.
PME=(4*pi*C)/V avec C couple effectif (couple maxi en l'occurence) et V la cylindrée totale

Pour la longueur de bielle, plus elle est grande et plus la bielle travaille en ligne, sans générer d'efforts latéraux sur la jupe du piston... mais plus elle a d'inertie.

[desmodid]

J'ai essayé sur mon 992, c'est rapidement compliqué, 20min maxi de roulage (et encore...)

Les
Injecteurs douche c'est pas très utile sur un si petit moteur qui prend pas de tours

il m'est arrivé plusieurs fois de faire deux sessions sans recharger....... mais je suis en carbu 

[SamC]

L'injection ça consomme pas mal


Problème la longueur de bielle influe sur le remplissage de la chambre 

[phil750paso]

si c'est une pistarde, pourquoi ne pas virer le circuit de charge, 2 à 3cv de plus et 2 à 3 kg de moins.. tu fais d'une pierre deux coups 

J'ai du mal a y croire. Imaginons un alternateur de 350 watts avec un rendement (pas terrible) de 70%. On considere qu'on tire 350 watts en permanence (peu probable). Le moteur perdrait 500 watts a entrainer l'alternateur dans ce cas, soit environ deux tiers de cheval. Meme pas un de gagne !

[Prowler]

Problème la longueur de bielle influe sur le remplissage de la chambre 

Je ne vois pas comment ... la course, oui, mais la longueur de bielle...

Son seul rôle est de convertir le mouvement de rotation du vilo, en un mouvement longitudinal du piston ; si la bielle était infiniment longue, la vitesse du piston serait parfaitement sinusoïdale. Comme elle ne l'est évidemment pas, le piston à un déplacement avec une sinusoïdale un peu "aplatie" au point mort haut comme au point mort bas, et donc ça influe sur les profils de vitesse instantané de piston.
Ici, 3 exemples de vitesse du piston pour troi lambda (= rapport longueur de bielle / demi-course) :



Avec un rapport 10 (ce qu'on ne fait jamais en moteur auto./moto) on voit bien une belle sinusoïde.
Avec un rapport ~3 ce qui est déjà plus commun, ça tord les courbe.
Avec 1.5 on voit que le piston subit de bien plus grosses accélérations, donc des efforts instantannés importants... auquel il faut ajouter le travail "en biais" de la bielle qui influe des efforts latéraux, donc une jupe de piston qui elle aussi va "basculer" dans le sens des mouvements de bielle.

[SamC]

Justement les plus grosse accélération qui font un plus gros effet de pompage

[ducati748]

Idem que Prowler, sur un moteur donnée, si tu fais varier uniquement la longueur de bielle, cela ne change quasiement rien en terme de vitesse instantanée de piston, ni même en accélération (du moins rien de notablement intéressant). Pour varier ces paramètres vitesse/accélération, c'est la course du vilo qui influence.
Et plus la bielle est COURTE, pour une course vilo identique, et plus tu augmentes ta composante radiale qui génère du frottement au niveau du piston.

[desmodid]

si c'est une pistarde, pourquoi ne pas virer le circuit de charge, 2 à 3cv de plus et 2 à 3 kg de moins.. tu fais d'une pierre deux coups 

J'ai du mal a y croire. Imaginons un alternateur de 350 watts avec un rendement (pas terrible) de 70%. On considere qu'on tire 350 watts en permanence (peu probable). Le moteur perdrait 500 watts a entrainer l'alternateur dans ce cas, soit environ deux tiers de cheval. Meme pas un de gagne !

c'était une valeur "bateau" pour illustrer mon propos, mais je n'ai plus d'alternateur sur mes pistardes et le gain est réel, surtout sur le 750 d'ailleurs...

après, c'est sûr que tu vas pas en faire un avion de chasse mais je pense que le gain est supérieur à un polissage (pignolage) des conduits par exemple... et c'est en grattant partout, un petit peu qu'on arrive à qq chose sans trop de frais

[Prowler]

Justement les plus grosse accélération qui font un plus gros effet de pompage

Idem que Prowler, sur un moteur donnée, si tu fais varier uniquement la longueur de bielle, cela ne change quasiement rien en terme de vitesse instantanée de piston, ni même en accélération (du moins rien de notablement intéressant)...

SamC, comme tu le vois ci-dessus sur le graphe de vitesse piston (*), de 0 à 180° d'angle vilo. (du point mort haut au point mort bas), en raccourcissant la bielle, tu as une vitesse de piston qui est augmentée du point mort haut (~ ouverture soupapes admission) à mi-course, puis qui est au contraire plus lente de mi-course jusqu'au point mort bas (~ fermerture soupapes admission), or c'est justement dans cette phase finale de l'admission qu'il convient d'avoir le maximum de dynamique, pour que grace à l'inertie de la colonne d'air, celui-ci continue à descendre dans le cylindre même après le point mort bas, pendant le retard fermeture admission (RFA) ; si tu ralentis le piston dans cette phase finale avec une bielle courte, tu as moins de vitesse, moins d'inertie, et moins de remplissage.
Faudrait un calcul de remplissage (sous GT Power, voire même potentiellement même 3D), mais je suis à peu près persuadé aussi que la longueur de bielle n'est que d'ordre 2 sur le remplissage... en revanche, elle est d'ordre 1 sur les efforts d'inertie subis par l'attelage mobile, et les efforts radiaux du piston sur le cylindre.

(*) d'ailleurs un rapport de lambda de 1.5, c'est physiquement impossible, puisque ça reviendrait à avoir le piston plus bas dans le cylindre au PMB que ne l'est le maneton au PMH. C'est un calcul théorique pour accentuer l'effet de la longueur de bielle

[ducati748]

Ton graphique Prowler est volontairement exagéré pour bien visualiser les différences, mais si tu implémentes en donnée d'entrée les valeurs réels du moteur 620, en modifiant ensuite juste par exemple une bielle courte de 110mm et une bielle plus longue de 124mm (globalement les variations qu'on peut trouver sur les moteur Ducati en gros), tu verras que la différence est largement moins marqué vis à vis de l'échelle sur ton graphique, à en devenir négligeable dans le but d'une recherche de modification de vitesse instantanée et accélération.
Il y a quelques années en arrière je mettais justement fait un fichier Excel avec les formules qui vont bien pour me générer ces graphiques, alors du coup c'est facile en 5min j'ai fait l'exercice expliqué ci dessus pour comparer. Si vous voulez je posterai le graphie de comparaison si ça vous intéresse (j'ai même du coup les évolutions des efforts de la composante radiale qui évolue en conséquence).

[SamC]

J'ai pas dit qu'il fallait monter une bielle plus courte justement !


Il y a quelques années on avait fait le test via un flowbench modifié
Moteur flat 4 VW monté en 76x94 (2110cc) et des bielles en 5.325', 5.4' et 5.5', en ajustant le DH pour avoir toujours la même valeur et le même RV
On avait nettement plus de vitesse de la colonne gazeuse avec les 5.5 (de l'ordre de 6%)

[Prowler]

Ton graphique Prowler est volontairement exagéré pour bien visualiser les différences...

C'était bien mon point aussi  ; un ratio longueur de bielle / demi-course de 10 n'est jamais utilisé (en pratique on tourne plutôt autour de 3), et un rapport de 1.5 n'est mécaniquement pas possible (le maneton de vilo taperait dans le bas de chemise et le carter moteur).

Le graphe ci-dessus présente donc une exagération importante des effets... qui plus est limités, puisque si on vise à augmenter la vitesse de piston en fin d'admission (et pas au début), il faut augmenter la longueur de bielle, donc les efforts d'inertie, ce qui ira à l'encontre de la prise de régime.

[Fift]

Question de néophyte : qu’est-ce qui physiquement (je ne parle pas des sécurités qui coupent l’allumage passé un certain régime) limite la vitesse de rotation, à part l’alimentation ?


Je veux dire, si on gavait un moteur au maximum, qu’est-ce qui limite le régime ?

[ducati748]

Je suis pas sûr de bien comprendre la question, mais en gros si tu pars du principe que tu n'as pas de limite d'injection (débit d'injecteur, etc), ni de limitation sur le quantité d'air en admission pour assurer un mélange correcte, ni sur ton allumage pour assurer la combustion, en résumé ton moteur va continuer à prendre des tr/min jusqu'à la casse mécanique.

[sauval]

Quand je faisais du kart, les N1 prenaient 19.000 trs/m. Réfection toutes les deux heures environ. Dans les années 60, quand les japonais ont débarqués en GP, Honda a fait des multicylindres 4 temps qui prenaient environ 22.000 trs/m. Les petits deux temps des avions à vol circulaire dépassent allégrement les 20.000 trs/m
Comme dit ducati748, c'est la résistance des matériaux qui limite le régime. Après ça casse.

[Fift]

C’était bien ma question.

Donc pour gagner en régime moteur, le seul moyen c’est de bosser sur l’admission et la vitesse de remplissage.


Après, pour déplacer le régime de couple max vers les hauts régimes (parce que sinon ça ne sert à rien de gagner en régime), le meilleur moyen c’est quoi ? Changer le profil des cames ?

[darmah1]

Ouch chaud . Avec ça, notre samC va se contenter de rouler à la 100LL

[Prowler]

Question de néophyte : qu’est-ce qui physiquement [...] limite la vitesse de rotation, à part l’alimentation ?

Les efforts mécaniques ; quand on parle d'inertie ci-dessus, c'est pas un hasard, car les efforts qu'ils engendrent sont en fait bien supérieurs à ceux de la combustion. En gros, tu prends la géométrie de ton moteur (alésage, course, longueur de bielle, masse de chaque pièces ou moment d'inertie,...) et tu fais un calcul de position de chaque pièce en fonction de la position moteur, tu dérives et t'as la vitesse, tu re-dérives et t'as l'accélération : 1er principe de la dynamique (masse * accélération = somme des forces), tu as les forces appliqués à chaque pièce.

La vitesse de piston ; on fait en général un calcul simple de régime (maxi. ou à la puissance maxi.) * course, de sorte à avoir une vitesse linéaire moyenne du piston sur un tour moteur (sachant qu'en instantanné, il est à l'arrèt au point mort haut ou bas, et va bien plus vite à mi-course). C'est une bonne image de l'usure et la tenue du piston, de la segmentation,... on se limite en général à 20~24m/s.

La capacité à remplir en air ; plus ça tourne vite et moins tu as de temps pour remplir en air ton cylindre, donc plus le couple tombe, et même si la vitesse augmente, le produit des 2 (la puissance) baisse.

La vitesse de combustion ; plus ça tourne vite et moins tu as de temps pour brûler ton mélange, d'autant qu'en général, pour tourner vite, tu as une course courte (moindre efforts d'inertie), donc un gros alésage. Ca fait des gamelles large avec un point d'allumage central qui nécessite que le front de flamme se propage de la bougie vers les bords de la chambre, et ça fait de la distance. Après, on peut avoit du multi-allumage (twin-spark) ou d'autres moyens d'allumage qu'une bougie (système à préchambre comme en F1, plasma, etc...). C'est classiquement CE paramètre qui limite le régime moteur d'un diesel par exemple.

L'affolement de soupapes ; plus ça tourne vite et moins tu as de temps pour ouvrir et refermer la soupape qui doit donc accélérer très fort (un coup dans un sens à l'ouverture, c'est la came qui fait le boulot), un coup dans l'autre, où c'est le ressort de rappel qui la ramène. Le problème d'un système à ressort est qu'il a une fréquence de résonnance, et qu'on montant en régime, on s'en rapproche ; s'il apparait, la soupape décolle de la came et on a un phénomène dit d'affolement de soupapes (leur levée est plus maitrisée). Y'a la possibilité d'avoir des ressorts plus raides, de doubler les ressorts (2 raideurs différentes pour que chacun ait une fréquence de résonnance qui matche pas avec l'autre), mais ça augmente les efforts de distrib., les frottement, etc... En gros, passé 19 à 20.000tr/min, il faut passer à une autre techno que les ressorts, par exemple le rappel de soupape pneumatique (cas des moteurs de F1 au moins jusqu'au V8, je ne saurais dire si on est revenu à du ressort avec les petits V6 suralimentés qui prennent bien moins de tours ou pas ? Edit ; je confirme auprès d'un ingé d'Alpine F1, y'a toujours du rappel pneu sur le V6).


Sauval, en tout petit 2 temps, tu es loin du compte. Un 1.5cm3 a allumage par filament chaud de modélisme, ça tourne à plus de 40.000tr/min de mémoire. 
Tiens, ici au pif après 3s de rechercher, un 2.76cm3 qui prend 30.000tr/min. 

[desmo57]

D'où l'intérêt de la distribution desmometrique pour éviter l'affolement des soupapes.

[sauval]

Oui, je ne souvenais plus assez précisément des régimes des petits deux temps  Et on oublie aussi, c'était mes débuts en kart avec mon 'prof' qu'en fait la bielle s’arrête deux fois, et c'est la capacité à ré-accélérer qui compte, d'ou le maneton plus ou moins éloigné de l'axe du vilo. Sacré casse tête à tout combiner

[Prowler]

D'où l'intérêt de la distribution desmometrique pour éviter l'affolement des soupapes.

Avec les matériaux actuels, le desmo. n'est clairement pas nécessaire jusqu'à près de 19.000tr/min (ça l'était y'a près d'un siècle avec des matériaux en mousse quoi).

D'ailleurs le Ducati V4 "Granturismo" des Multistrada s'en passe  :
https://acidmoto.ch/cms/content/news/2020/10/17/nouveau-v4-ducati-un-moteur-plus-endurant-et-sans-desmo-granturismo

[desmo57]

Oui, pour les machines de route c'est plus du marketing mais en moto GP Ducati est la seule marque à utiliser cette techno et vu les résultats ça fonctionne aussi bien que les distributions pneumatiques.

[ducati748]

Je nuancerai un peu sur le DESMO quand même
Ok pour une moto de route ça ne sert plus à rien, mon avis étant que pas tout à fait pour une motoGP.
En motoGP ils cherchent à maximiser le remplissage pour aller chercher le moindre petit gramme d'air, et ça ce traduit par ouvrir et fermer le plus rapidement possible pour avoir le maximum de temps en pleine ouverture soupapes admission. Le DESMO garde pour lui un avantage grâce a sa capacité à transmettre de + fortes accélérations aux soupapes qu'avec un système à ressort, ce qui fait que tu peux ouvrir très légèrement plus tôt, et fermer très légèrement plus tard, ce qui fait sa petite différence vis à vis de la concurrence.
(Par contre je ne connais pas les système pneumatique, je parles ici desmo VS ressort)

[desmo57]

Je comprends bien pour la fermeture mais pour l'ouverture, ressort ou pas, c'est toujours une came qui pousse la soupape, non ?

[Prowler]

Si tu ouvres trop vite, ta soupape accélère fort, prend trop de vitesse, et ne parvient pas à être suffisament freinée par le ressort pour se refermer en restant en contact avec la came ; c'est là qu'il y'a du décollement de soupapes, à l'inversion du sens de l'accélération (ouverture->fermeture), pas dans une phase ou dans l'autre.
Donc oui, un système desmo aide à ouvrir plus vite.