affolement des soupapes et rappel pneumatique

[pliskeen]

Bonjour à tous,
je suis étudiant en classe préparatoire et pour mes concours en Avril je dois présenter un travail personnel (TIPE pour ceux qui connaissent). J'ai décidé de traiter le problème de l'affolement des soupapes et des solutions techniques adaptées.
J'ai lu le topic traitant des soupapes, il m'apporte pas mal d'infos mais et pas suffisament précises pour ce que je cherche à faire. Aussi j'ai quelques questions (j'ai un contact chez Del West Europe, fabricant de soupapes pour F1 qui m'a un peu expliqué la situation) :
- A partir de quel régime environ un ressort traditionnel entre t'il en résonance?
- Le problème est il lié à une résonance en vitesse en amplitude ou est ce un problème de déphasage?
- Comment peut on modéliser le phénomène ( En gros à quelles forces sont soumises les soupapes : action du ressort, poids, exitation sinusoïdale de la came, frottement fluide, frottement solide...) ?
- Comment dimensioner le ressort traditionnel pour que la fréquence propre (fréquence de résonance) soit la plus haute possible?
- Quand est-ce que la limite est atteinte (c'est à dire a partir de quelle fréquence (ou quel régime) la solution de rappel pneumatique s'impose)?
- N'y a t'il qu'un problème lié à la fréquence propre du ressort ? (j'ai aussi entendu parler d'un problème d'inertie des soupapes : les soupapes rappelées trop violemment par le ressort reste ouvertes sous l'effet de leur inertie et ne suivent le mouvement imposé par la came. Un troisième problème serait lié au fait que si la soupape est refermée de façon trop abrupt, elle effectue des rebonds sur son siège. Qu'en est'il exactement ?)
Pour en revenir au rappel pneumatique.
Si j'ai bien compris l'alimentation se fait par une bombone d'air(est-ce vraiment de l'"air"?) comprimé embarquée (quelle pression dans la bouteille)donc toutes les chambres sont reliées entre elles, n'est ce pas? Sinon il faudrait autant de bombone qu'il y a de soupapes ?
- Idéalement le volume dans la chambre doit rester constant et la pression doit varier
(PV=nRT), je me trompe?
-Donc on pourrait imaginer que si il n'yavait aucune perte (Je sais que c'est un pur fantasme) il n'y aurait pas besoin d'alimentation ou bien j'ai pas tout compris ?

Comme vous pouvez le voir je suis boulémique d'information à ce sujet (c'est vraiment important pour mon concour et donc pour mon avenir) donc si un spécialiste pouvais entrer en contact avec moi pour m'expliquer exactement (et scientifiquement) tout ça je serais super heureux .

D'autre part, si quelqu'un a de la documentation à me fournir je suis preneur. J'aimerais beaucoup avoir des courbes expérimentales :
- loi de levée idéale (j'espère ne pas me tromper sur le terme "loi de levée" : il s'agit bien de la course de la soupape en fonction du temps?)
- loi de levée lorqu'il y a résonance.
- loi de levée lorsque la soupape rebondit sur son siège
Pour le rappel pneumatique :
- Loi de levée suivant la pression dans la chambre.
- et autres

Tout ceci est vraiment très important pour moi.
D'avance merci.

[Méchanix]

Alors, j'ai demandé un jour à notre motoriste pourquoi limiter à 11500 tr/min nos moteurs alors que d'origine ils peuvent prendre beaucoup plus. Il m'a répondu que déjà c'est pour fiabiliser la bête dans la durée et qu'ensuite, ayant remplacé le rappel à air des soupapes par des ressorts, il ne pouvait pas dépasser 12000-12500 tr/min sans craindre d'affolement des soupapes... Si les soupapes s'affolent, c'est que le rappel n'est pas assez rapide pour suivre la cadence imposée par les arbres à cames.

Ensuite, chez Prost, ils utilisaient 2 bonbonnes d'air d'à peine la taille d'une petite bouteile d'eau. Donc environ 1l d'air comprimé en 150-200b.

Sur une des voitures de l'atelier, on utilise aussi le rappel à air. La capacité d'air est à peu près de la même taille, la pression de gonflage aussi et il me semble que la pression sortie du détendeur est à environ 10b.

[job16]

Bonjour,

La bombonne est effectivement la pour palier au pertes dans le circuit. Il y a effectivement 200bars dans la bonbonne mais l'air est detendu a 15 bars environ avant d'entrer dans le moteur.
La pression dans le verin varie entre 15 et 100bars (voir 120bars) au cours de la levee.
Il y a plusieur phenomenes qui se produisent et qu'il ne faut pas confondre.

Pour que le remplissage se face le mieux possible a haut regime il faut que la soupape d'admission reste ouverte le plus longtemps possible (Je parle de 18000 tr et plus pas 14000). Il faut donc l'ouvrir la plus vite possible et la fermer la plus tard possible.

Ouvrir vite une soupape veut dire lui donner une tres forte acceleration mais ils va falloir la freiner avant d'arriver a la levee maxi.

L'effort du rappel. il doit tout simplement etre superieur a l'effort genere par la masse mobile de la soupape x acceleration de la soupape. Sinon il y a decollement (affolement) de soupape. Une levee de soupape ne se fait pas sur 90 degres vilebrequin alors ne soyer pas etonne de trouver des acceleretions en millier de G. Ne soyer pas etonne non plus de trouvez des valeurs de pression de contact supperieure a la limite d'exellent materiaux. On n'est plus sous la loi de la statique mais sous la loi des chocs.

Ensuite on ne veut pas se trouver en une plage de raisonnance du ressort. Pour cela on fait un calcul de vibration. Une masse M suspendu a un ressort K. Le ressort va s'affoler tout seul si la frequence d'ouverture de soupape s'approche a moins de 10% de celle du ressort.

[pliskeen]

merci pour vos réponses.

job16 auriez vous s'il vous plait des documents ou des références de documents à me fournir conernant ce problème (par exemple une schéma de l'installation pneumatique)? Je vous en serais très reconnaissant.