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Comment fonctionnent les collecteurs d'admission à longueur variable?
Question
J'ai entendu dire que de nombreux constructeurs automobiles l'utilisaient pour améliorer les chiffres de puissance et de couple.
Ils le font en modifiant la longueur du collecteur, j'espère une meilleure explication schématique.
Réponse acceptée
La longueur des canaux d'admission a certains effets sur le fonctionnement du moteur. Par exemple, des canaux d'admission plus longs sont utilisés pour améliorer le couple inférieur (couple à bas régime), tandis que des canaux d'admission plus courts amélioreront la puissance supérieure (puissance à haut régime). Les longueurs varieront d'un moteur à l'autre ainsi que les objectifs de chaque véhicule que le moteur propulsera.
Vous devez également prendre en compte le diamètre de chaque roue. Tout est en corrélation avec la masse et la vitesse du flux d'air. À travers la plage de RPM, la vitesse du flux d'air dans les coureurs augmente, mais à un moment donné, elle atteint son maximum et ne peut pas aller plus vite, ce qui sera limitatif. Au fur et à mesure que la vitesse du flux d'air augmente, son inertie augmente également. Au bas de la course d'admission, l'inertie du flux d'air va permettre de pousser un peu plus d'air dans le cylindre ce qui va aider à la puissance. Mais, si la roue n'est pas optimale, cela ne peut pas arriver.
Par exemple, une roue longue et de plus petit diamètre aidera le couple à bas régime car elle atteindra la limite de vitesse plus tôt, mais cela fera mal puissance de pointe parce que c'est trop restrictif. Un patin court et de grand diamètre aidera la puissance maximale car il atteindra la vitesse maximale plus tard, mais cela n'aidera pas le couple bas car il ne peut pas obtenir suffisamment de vitesse pour créer l'inertie.
Maintenant que vous savez ce que le les différences entre les longueurs de glissière sont, vous pouvez imaginer pourquoi avoir un collecteur de glissière de longueur variable serait une bonne idée. Tu reçois le meilleur des deux mondes. Avec un collecteur normal, vous devez choisir le collecteur exact pour quels que soient vos objectifs. Si vous prévoyez de faire beaucoup de courses de dragsters, alors probablement un collecteur avec des coureurs pour supporter la puissance haut de gamme serait le mieux, comme si vous faisiez de l'autocross où vous êtes dans la plage de régime bas la plupart du temps , vous pouvez choisir un collecteur pour améliorer au mieux le couple à bas régime. Tout varie et il n'y a pas de bonne ou de mauvaise réponse pour toutes les applications. Mais il va y avoir un compromis.
Pour le conducteur quotidien régulier, cependant, vous ne voulez pas faire de compromis car vous avez besoin du couple à bas régime pour conduire autour du feu stop pour arrêter le feu, mais vous avez également besoin de cette puissance en plus pour fusionner sur l'autoroute ou dépasser quelqu'un.
Les collecteurs de canaux à longueur variable utilisent une vanne pour basculer entre deux canaux en fonction de la situation. Lorsque la charge du moteur est élevée (faible régime), le collecteur utilise un canal plus long et plus petit pour obtenir le couple à bas régime. Lorsque la charge du moteur est faible (régime élevé), le collecteur passera à utiliser un coureur plus court et plus grand pour aider à la puissance sur le dessus. Le meilleur des deux mondes.
Avertissement : Il s'agit d'une explication simplifiée des collecteurs d'admission et des canaux d'admission. Il existe tout un monde scientifique entre les réservoirs d'équilibre, plus de dynamique de flux d'air comme la turbulence, le tourbillon, etc. et bien sûr, lorsqu'il s'agit de moteurs à induction forcée (turbo, super chargeurs), ces règles changent.
Edit : Voici une image
Vous pouvez voir comme décrit dans l'un des commentaires, il y a un arbre qui contrôle un ensemble de papillons. L'arbre tournera, ce qui repositionnera les papillons en changeant efficacement les propriétés du coureur. L'arbre est modulé par le vide sur cette image comme vous pouvez le voir (démarrez la tringlerie et travaillez vers la gauche). Il y a un modulateur en forme de cloche avec une ligne de vide qui y est attachée. Les plus modernes peuvent utiliser des méthodes plus électroniques.
Réponse populaire
Les admissions à longueur variable augmentent la pression de l'air entrant dans le collecteur d'admission grâce à un phénomène physique appelé Résonance Helmholtz.
Elle est aussi appelée suralimentation dynamique car elle évite l'utilisation d'un dispositif mécanique (compresseur/souffleur) pour augmenter l'apport pression d'air.
Comment le Helmholtz augmente-t-il la pression d'air ?
Sans être trop technique, toute géométrie d'admission d'air a une certaine fréquence de Helmholtz qui lui est associée, tout comme le fait de souffler sur le goulot d'une bouteille ouverte produit une certaine note ou hauteur.
À cette fréquence, les molécules d'air vibrent davantage, ce qui entraîne une pression plus élevée.
Alors pourquoi la variation de la géométrie d'admission efficace est-elle utile ?
Le régime du moteur détermine la fréquence à laquelle les soupapes d'admission s'ouvrent et se ferment. Ces soupapes génèrent des impulsions qui se traduisent par une signature de fréquence.
L'idée derrière la variation de la géométrie effective est de faire en sorte que la fréquence de Helmholtz de l'admission d'air se synchronise avec la fréquence demandée par le moteur sur < em>une plage de RPM.
Cela fait entrer l'air d'admission dans les cylindres à une pression plus élevée. Inutile de dire :
▲ Air Pressure → ▲ Bang → ▲ Torque → ▲ Power
Alors, comment les fabricants modifient-ils la géométrie de l'admission ?
Il existe de nombreuses façons, chacune avec leurs propres avantages et inconvénients :
Rallonger/raccourcir les canaux d'admission
Le '91 La Mazda 787B, gagnante du Mans, en est un premier exemple ; la vidéo YouTube liée montre les glissières d'admission glissant de haut en bas comme un trombone.
▲ RPM → ▼ Length required
Régler entre deux canaux d'admission de longueurs différentes
C'est ce que DustinDavis ' réponse décrit. Imaginez que l'air circule dans deux canaux d'admission, un long et un court.
À l'extrémité du canal, une vanne papillon détermine la quantité d'air aspirée par chaque canal à tour de rôle. La modification de la position de la vanne modifie la longueur d'admission efficace
Systèmes d'admission oscillatoires
Ces configurations utilisent l'ouverture et la fermeture des soupapes d'admission pour contrôler la géométrie effective de l'admission .
Alors pourquoi cette configuration n'est-elle pas plus courante ?
Souvent, les coûts l'emportent sur les avantages. Autant le souhaiter, la puissance ne fait pas tout.
De plus, cette configuration n'offre que des gains puissance/couple modestes. Les gains typiques seront de l'ordre de 3 à 5 % avec cette approche.