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Fonctionnement du ressort de soupape pneumatique en Formule 1
Question
Dans le championnat du monde de Formule 1 2006, les règles autorisaient les ressorts de soupapes pneumatiques.
Ces moteurs devaient avoir un moteur V8 à 90° avec une cylindrée de 2,4 litres, une configuration à 4 soupapes par cylindre avec deux arbres à cames en tête par rangée de cylindres et ressorts de soupapes pneumatiques.
Certains de ces moteurs dépassaient les 20 000 tr/min à la fin de la saison. Conduire le poids réciproque d'une soupape à clapet à 20 000 tr/min est absolument étonnant et de l'extérieur, il semble presque impossible de regarder vers l'intérieur.
Ma question
Comment est née la F1 les ingénieurs conçoivent ces vannes pour qu'elles fonctionnent ?
Ils devaient faire fonctionner des cames, ce n'était donc pas une solution sans came.
Comment les cames ont-elles interagi avec les ressorts de soupapes pneumatiques ?
Le moteur a-t-il entraîné une pompe pneumatique fournissant une pression d'air ou a-t-il fallu remplir un réservoir d'air autant que l'équipe de la série CART avait à faire avec leur solution de vanne pneumatique ?
Réponse acceptée
Ressorts de soupape normaux ne coupera pas la moutarde en F1
C'est pourquoi les "ressorts" des soupapes pneumatiques n'ont pas de ressorts.
À la place, ils utilisent une chambre d'azote sous pression pour remettre les vannes en position « fermée » une fois que les cames ont terminé leur course.
Le schéma ci-dessous (de cette page Web) montre une comparaison des ressorts de soupape normaux sur la gauche avec la configuration pneumatique sur la droite. La chambre pressurisée est marquée sur le troisième diagramme par "121".
< img src="https://i.stack.imgur.com/TkwAS.jpg" alt="Comparaison de ressort de soupape">
Fonctionnement
Ouverture de la vanne
Les cames n'ont rien de spécial ; ils actionnent la vanne à l'aide d'une conception à godet ou à came, de sorte que les vannes se déplacent vers le bas comme dans un véhicule de tourisme routier.
Fermeture des vannes
Au lieu de ressorts, les vannes sont poussées dans leur position fermée en utilisant uniquement une pression de gaz élevée.
La page Web également mentionne que lorsque les moteurs F1 avec soupapes pneumatiques sont retirés du moteur, une bouteille de gaz à distance doit être connectée pour empêcher les soupapes de claquer dans les pistons.
Réservoir sous pression
Ce réservoir est probablement pressurisé avant la course et laissé seul, pour plusieurs raisons :
le réservoir est rempli d'azote sec ; s'il y avait une pompe qui reconstituait constamment la pression perdue, elle introduirait de l'air régulier dans le système, ce qui n'est pas souhaitable.
faire fonctionner une pompe hors du moteur est parasite
si elles peuvent perdre du poids, les équipes de F1 en perdront très certainement