Epure de distribution
16 décembre 2006
L’épure de distribution représente l’ouverture des soupapes en fonction d’un cycle moteur, soit deux tours. L’idée ici est de mettre en avant la différence entre l’épure théorique et l’épure réelle.
L’épure de distribution théorique est très simple, elle considère que les soupapes s’ouvrent et se ferment instantanément au PMB et au PMH, ce qui est physiquement impossible. Ci-dessous un graphique présentant la différence entre une loi de levée théorique et pratique.
Voyons donc maintenant l’épure réelle.
La différence avec la théorie a deux origines:
- Impossibilité d’ouvrir une soupape instantanément (accélération infinie)
- L’inertie des gaz qui aux vitesses atteintes dans les conduits est loin d’être négligeable et qui induit des problèmes de remplissage.
Si on décrit le cycle en partant du PMH au temps admission voilà ce que cela donne:
RFA, Retard Fermeture Admission: phase admission, le piston descend et aspire les gaz frais jusqu’au PMB. Le piston remonte alors que les gaz, grâce à leur inertie, continue de s’engouffrer dans le cylindre. Pour améliorer au maximum le remplissage, on profite de ce phénomène pour fermer la soupape d’admission plus tard.
AOE, Avance Ouverture Echappement: on le voit sur le diagramme PV, en fin de détente il existe une pression résiduelle dans le cylindre. Afin d’éviter une re-compression et de favoriser l’évacuation des gaz on ouvre la soupape d’échappement légèrement en avance.
RFE, Retard Fermeture Echappement: comme en fin d’admission, les gaz s’échappent à haute vitesse du cylindre, on profite alors de leur inertie pour vidanger au mieux le cylindre.
AOA, Avance Ouverture Admission: on le sait les gaz ont une inertie, la mise en mouvement est donc difficile et gênante. On profite de la proximité entre les soupapes d’échappement et d’admission, et par conséquent des gaz d’échappement qui sont refoulés, pour aider à la mise en mouvement de la colonne gazeuse à l’admission.
On constate que durant un angle AOA+RFE les soupapes d’échappement et d’admission sont ouvertes simultanément. Cela favorise le remplissage dans certaines phases mais peut également être nuisible dans les bas régimes.
Dans son principe une épure de distribution d’un moteur classique est similaire à celui d’une voiture. Ce sont les valeurs utilisées qui sont fondamentalement différentes. En effet, vu les vitesses de rotation atteintes par un moteur de F1 il est nécessaire d’anticiper et donc d’augmenter tous les angles de réglages. Ainsi une épure de distribution de F1 est plus semblable à celle d’un moteur de moto capable d’atteindre des régimes de rotation très élevés (15000 tr/min).
On peut conclure que le diagramme réel de distribution a pour principal objectif d’améliorer le remplissage. Ce qui est loin d’être évident car ce qui fonctionne bien à un régime N peut être totalement inadapté à un régime N1 (généralement les moteurs appelés à tourner vite ont un fonctionnement laborieux à bas régime!).
©Filipe MARINHO
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12 Commentaires Ajoutez le votre.
1. lecroq guy | 21 mars 2007 à 21:20
tres bonne connaissance du moteur 4 temps, analyse fine,devrait servir a la formation des futurs mecanos
2. Fernando Teixeira | 08 mai 2007 à 17:22
Bon jour, je suis brasilian, são paulo.
Ques quicé lo sistème du comande du soupape , pas que nom ‘ flutuacion ‘ - precision de overture et fechament ( close ) .
Lo régimes de rotation très élevés (19000 tr/min) en F1 , et la inertie de soupape in cete frequenci ? ? ?
Qui explicacions vous tenes ?
Desculpe (sorri ) ma linguage es trés simples,
antecipadament agradeço ( Trés joli ) .
3. jonathan | 04 janvier 2008 à 23:44
moi jlé fai en cour c tro facil javou jai luté o débu mai en fai c tro simple
4. grosset alain | 04 mars 2008 à 18:29
Nous sommes au coeur de la technique.
Ce qui me passionne tout particulièrement !
Sachant, en outre qu’il n’y a pas de limite…
ça nous promet de beaux moments, n’est-ce pas ???
5. MARTIN Louis | 27 mai 2008 à 2:30
Bonjour, vous décrivez l’ouverture des soupapes avec un AAC. Mais quand est il pour les soupapes pneumatiques ?
6. Réda Hocine | 11 septembre 2008 à 11:23
Je ne voudrait rien affirmer, mais je suppose que le système de “suspension pneumatique” des soupapes ne change en rien la distribution au niveau des arbres à cames.
Si on fais quelques petits calcules sachant que les soupapes d’un moteur de série s’emballent à 7000trm environs.
Un moteur de F1 va jusqu’à 20000trm sans problèmes garce à ce système.
Donc 20000trm—>10000 ouverture de soupapes par minute, ce qui nous améne à +/- 166 ouvertures par seconde!
Pour le moteur de série 7000trm—-> 3500 ouvertures par minutes et donc +/- 58 ouvertures par seconde.
Quand on sais que ces ressorts ne suivent plus à 58 par seconde, c’est clair qu’à 166 il faut trouver une autre possibilité.
c’est pourquoi je déduit que les ingénieurs de F1 on posé des genres de “boudins pneumatiques” ou de cartouches pneumatiques dans lesquelles les soupapes feraient office de plongeurs “chercher fonctionnement d’un amorto” sachant que ces dernières serait constamment prêtes à être alimentés par un compresseur en cas de baisse de la pression du circuit d’air qui alimente tout ce joli monde.
pour cette histoire de compresseur c’est très simple, c’est comme les bus! le compresseur tourne en permanence à fin d’alimenter ce qu’il y’a à alimenter en air et décharge en cas de sur-pression du circuit! d’où le “Pchiiiittt” qu’on entend parfois quand on est dans un bus, ou devant un camion!
Et là je ne suis vraiment pas sur, mais je souhaite que quelqu’un confirme mes dires!
Je tiens aussi à remercier les créateur de ce site, car étant passionné de mécanique, ce site est une base de données “Orgasmique” à mes yeux!
7. maitresox | 01 octobre 2008 à 14:54
Salut,
Je dois vous préciser quelques petites choses, on peut utiliser des ressort même avec des vitesses de rotation très élevées. ex en moto.( on double les ressorts et on peut modifier la dureté des ressorts, diamètre du fil )…..
En F1 certains utilisent l’ouverture mécanique et le pneumatique pour le rappel des soupapes ( plus d’affolement de soupapes possible )
En étant entièrement par commande pneumatique, l’épure de distribution ne ressemble a plus rien de connu. Puisqu’il est tout a fait possible en fonction du circuit de laisser les soupapes d’admission et d’échappement semi ouverte ( plus de frein moteur) pour refroidir le moteur par exemple. Ils peuvent également modifier à volonté les ouvertures des soupapes pour minimiser les turbulences à certains régime qui sont néfastes ou au contraire en créer pour améliorer l’homogénéité du mélange. cette technique est utiliser en mode stratifié.
8. NyTo | 06 novembre 2008 à 10:09
Effectivement en moto on joue sur la formule : raideur = diamètre de la spire du ressort multiplié par sa longueur (F = k x X pour les intimes).
La commande pneumatique je n’ai pas d’infos la dessus, cependant il existe un ancestrale procédé utilisé par Peugeot (début du siècle), Mercedes (SL 500 de 55) connu sous le nom de desmodromique. C’est le rappel mécanique des soupapes : un culbuteur pour l’ouvrir, l’autre pour la racompagner. Vous savez tous que le seul constructeur moto à équiper TOUTES ses machines de desmo est Ducati.
9. badji mamadou | 21 janvier 2009 à 13:40
bjr je voudrait approfondire ma connaisance tous ce qui et moteur thermique plus ses principe
10. daver | 28 janvier 2009 à 20:52
nn, 20000trm—>10000 ouverture de soupapes par minute,
58 ouvertures par seconde.
11. coralie | 29 mars 2009 à 10:52
Bonjour,
Je trouve votre explication très bien.
Je suis en Bac Pro et en ce moment ma classe travail dessus.
12. seb | 11 juillet 2010 à 3:20
je constate qu’il y a quelques connaisseurs sur ce forum , je suis pilote de kart-cross et je souhaite investir dans un arbre à cames competition , pouvez-vous me donner votre avis sur une épure éventuelle pour augmenter mon couple ? je roule avec un moteur de visa bi-cylindre ( je sais , ça parait petit mais en bout de la ligne droite , croyais moi il faut freiner sinon c’est la voltige garantie ! ! ! ! ) . plus sérieusement , on atteint pas des vitesses monstrueuses mais la sensation y est pour un budjet résonnable . . .à l’heure qu’il est j’ai un arbre a cames d’origine retaillé chez “techniprofil” c’est bien mais pas le top , car le leader de ma catégorie a fait fabriqué un AAC en allemagne ( taillé dans la masse ) à 1300 € piece . je suis pret a mettre le prix mais je sais pas quel épure donner au constructeur . . . un jour il m’a dit , je cite : ” tu sais seb , une sopupape d’échappement , ça souffle mais ça aspire aussi ” donc je me dit qu’il a peut-être un RFE de disons 100 degrés . . . ce qui voudrais dire que les gazs d’échappement retournerais dans la chambre de combustion ( c’est pas bien bon en théorie mais est ce que ça ne permet pas de la remplir plus ou du moins éviter de la dépression en admission? ) si quelqu’un a une réponse , il m’enlevera une grosse épine du pied ! ! ! merci d’avance .
gavory sébastien : www.kartcross-tse.com ( site officiel de ma compétition )
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