[Moto3] Alésage et tours/mn...

Après réflexion , il me semble qu un moteur supercarré sera plus fiable et mieux rempli à haut régime qu un autre doté d un alésage plus faible donc , en compétition , plus adapté à ce qu on lui demande , c est à dire tenir un GRAND PRIX à fond jusqu au bout avec un maximum de puissance , couple et régime , meme si là il est limité à 13500 t/min , afin de tirer une démultiplication adaptée au circuit et donnant de bonnes accélérations ET une très bonne vitesse de pointe , charge au pilote d exploiter ce moteur au mieux pour ressortir plus vite que ces adversaires !  

Et pourtant, la 1199 n'a pas tout balayé...

GrahamB a écrit:

Et pourtant, la 1199 n'a pas tout balayé...

  

 Aucun rapport ! La PANIGALE dispose d un moteur à la cylindrée unitaire trop importante pour étre efficace
, du moins pour l instant , on verra si elle adopte le double allumage ou si l usine fait marche arrière !  

C'est sur, la 1198 avait une cylindrée unitaire très différente   

Et si on arrêtait de résumer des problèmes super complexes à seulement 2-3 trucs    ?

Un peu comme Fügner, je lis tout ça avec l'intérêt de celui qui découvre un nouveau champ de connaissance qui lui était resté fermé jusque-là, et ça me semble assez passionnant.

Toutefois, il se trouve que ça n'est pas d"hier qu'on essaye de suivre ce qui se passe dans le domaine de la motorisation 4T, en particulier depuis l'époque où Honda (déjà...) avait démontré ce qui nous semblait être sa complète maîtrise du sujet, principalement à base de double ACT 4 soupapes par cylindre, de réduction de la cylindrée unitaire par la multiplication des cylindres, de régimes de rotation super élevés, et de plages de puissances réduites imposant un nombre croissant de rapports de boite, le tout associé à la recherche de la réduction systématique de l'inertie des pièces en mouvement. Je veux bien qu'on parle d'un nombre limité de paramètres, mais là, ça commence à faire, et je ne crois pas avoir épuisé le sujet...
Mais on n'avait guère l'occasion d'aller plus loin que les grands principes en question, et on ne pouvait guère observer que les résultats obtenus à travers les performances réalisées. Et je ne me souviens pas d'avoir lu grand'chose de bien documenté sur les aspects abordés dans le présent sujet, d'où mon intérêt.

Il y a aussi une chose qui m'étonne, c'est de voir que le constructeur le plus "puissant" à la fois sur le plan économique et sur le plan technique se retrouve à la lutte avec d'autres aux moyens plus limités, alors que j'imaginerais volontiers que le fait de pouvoir influer sur la rédaction du réglement lui permet d'orienter celui-ci vers des solutions déjà bien explorées et maîtrisées. J'imagine facilement une batterie de moteurs tous différents, testés au banc , afin de comparer méthodiquement l'influence de tel ou tel paramètre et de tel ou tel compromis. Qui sait si ce n'est pas déjà le cas?...

 D 'accord pour la 1198 mais l'alésage , le diamétre du piston de la panigale est plus important !
D'où les problèmes de combustions ( tout ceci est expliqué dans un article d une revue , article écrit me semble t il
par JEAN FRANCOIS ROBERT (...?!) dans un article récent donc , qui analyse les problèmes de la DUCATI en WSB .
Un article de MOTO JOURNAL , de mémoire , sans certitude .   

je prends le train en route mais il y a 2 ou 3 trucs de base qui me dérangent dans ce qui a été dit :

Pickup a écrit:

cristogrr a écrit:

des soupapes bien profilées(...) et froides aident plus que des surdimensionnées ,  

Oui et non car cela dépend beaucoup de la vitesse des gaz (qui augmente avec le régime (volume balayé))

et aussi du remplissage (ce que tu appelles "volume balayé" ?) car avoir un régime élevé mais un remplissage proche de 0, ca donnera toujours une vitesse des gaz très faible
->
ce qu'on voit en fin de courbe de puissance ou la courbe chute fortement malgré le régime très élevé

ce qui influe beaucoup sur le remplissage, c'est l'accélération de la soupape car on arrive aux limites physiques des soupapes pour ce qui est du reste : des soupapes trop grandes induisent des effets de bord quand le flux est trop proche d'un obstacle (la paroi du cylindre par exemple) ce qui perturbe le remplissage
dans ce cas il vaut mieux une soupape plus petite qui sera plus légère, pourra encaisser un profil de came plus agressif perturbera moins l'aérodynamique interne de la chambre de combustion (et qui captera moins de chaleur !)

cristogrr a écrit:

Si on met des avances aux ouvertures et retards aux fermetures des soupapes , c'est pas pour avoir un bon remplissage à mi régime mais à haut régime

pas forcément : ces valeurs sont choisies pour avoir le meilleur remplissage a un régime donné (qu'il soit en haut ou en bas) même un tracteur agricole a des AO et RF

cristogrr a écrit:

Une longue course combinée à un taux élévé de compression, provoque aussi plus de frein moteur, pas idéal sur piste.

pas d'accord : (deja faudrait se mettre d'accord sur le terme "taux de compression" parce que tant qu'a parler technique autant utiliser un vocabulaire adapté puisque ca n'a rien a voir avec le rapport volumétrique)
si on parle de rapport volumétrique élevé alors il faut bien se dire que si on a des valeurs  d'AO et RF et croisement très grandes, on aura moins de frein moteur, car la pression de fin de compression sera obligatoirement moindre
et cela, a course égale.

Stephane a écrit:

je prends le train en route mais il y a 2 ou 3 trucs de base qui me dérangent dans ce qui a été dit :

Pickup a écrit:

cristogrr a écrit:

des soupapes bien profilées(...) et froides aident plus que des surdimensionnées ,  

Oui et non car cela dépend beaucoup de la vitesse des gaz (qui augmente avec le régime (volume balayé))

et aussi du remplissage (ce que tu appelles "volume balayé" ?) car avoir un régime élevé mais un remplissage proche de 0, ca donnera toujours une vitesse des gaz très faible
->
ce qu'on voit en fin de courbe de puissance ou la courbe chute fortement malgré le régime très élevé

....

 
Nous sommes bien d'accord (a part mes fautes d'expression écrite)

Ici le but est justement, pour ce mono 250, d'avoir le meilleurs rendement possible au régime maxi autorisé par le règlement (donc la plus grande masse de gaz a bruler possible).

après  tu pousses encore plus loin et tu as raison, effectivement le régime d'écoulement va aussi compter. Car un flux laminaire sur une moindre surface sera plus efficace qu'un flux turbulent rugueux et les effets de paroi qui l'accompagne.
l'élévation de température quand a elle fera dilater le gaz entrainant une perte de débit massique a volume balayé égal .


PS:il faut en effet poser des conventions de langage, donc pour moi le volume balayé est la cylindrée x le régime , le volume admis dans le moteur est celui mesuré au débitmètre (a l'admission d'air frais) donc le débit utile (remplissage) ...a convertir en masse pour calculer la quantité de carburant a lui mélanger pour obtenir la meilleurs combustion (mais c'est encore une autre histoire)

PS Pour Janpol

A mon avis Honda est plus spécialiste des mutlticylindres a faible cylindrée unitaire que des "gros" mono

Si personne ne pose la question, il y a peu de chances d'avoir des réponses...

Si au lieu d'échanger de descriptions basée sur des impressions ou des raisonnements, on pouvait avoir des vidéos élaborées par des logiciels de CFD genre OpenFoam, la discussion pourrait prendre un tour plus constructif...

Sur Youtube, je n'ai trouvé que ça:




Il se peut qu'il y ait des écoles ou des universités qui se penchent sur la question et qui pourraient partager ?

Je suppose qu'il est inutile de solliciter KTM ou Honda...

Suite à une perte de contrôle de mon clavier, la réponse prévue pour hier soir est partie en tonneaux et n'est pas réparable   
En voilà une variante toute neuve.

L'inspecteur jmdonnat a trouvé ma source d'inspiration, la prise en considération des pertes thermiques* de valeur énergétique équivalente à ce qui fourni le travail, qui est un objectif prioritaire pour les moteurs en sports mécaniques.
Elle n'est pas une marotte mais une donnée lourde avec les autres.
* Elle avait effectivement donné il y a longtemps une application, les culasses chaudes brevetées par JJLuchier, hors de propos pour l'application concernée, ce n'est pas une publicité subliminale perfide  
Reste les paramètres au grand complet et comment les utiliser au mieux en fonctions des conditions spécifiques imposées.
Les règlements sportifs ne mettent pas beaucoup en valeur cet aspect du rendement de la partie thermique, sauf quand apparaissent des limites comme la consommation ou en moto3 le régime.
BO#18 nous rappelle les éléments du carcan réglementaire actuel, Sylvain et Marc le critère d'exploitabilité des moteurs contradictoire avec la recherche de la puissance maxi qui privilégie le remplissage et les rapports hypercarrés.
Qu'est ce qui amène donc à réviser leurs conceptions à ceux qui maîtrisent bien leur sujet, question initiale de Marc dans son numéro habituel de fine mouche ?
KTM maîtrise largement la tenue mécanique de son moteur conçu pour 15000t/mn et exploité à 14000t/mn, donc pour une vitesse linéaire équivalente à 13500t/mn, il peut rallonger la course avec plusieurs conséquences citées plus haut, propagation de la flamme améliorée, mais aussi, jamais citées les pertes thermiques en rapport direct avec les surfaces d'échange, avant tout culasse et calotte du piston.  
Se demande t on quel est le lien entre souplesse bien connue des moteurs aux rapports alésages course moins extrêmes et le creux des autres ?
Comme toujours, c'est une combinaison de facteurs qui donnent le compromis le meilleur et je spécule que celui que je met en lumière est aussi consciemment pris en compte.
Notre fine mouche arrivera t elle à pénétrer enfin l'atelier autrichien pour confirmer ?

[quote="Pickup"]

PS:il faut en effet poser des conventions de langage, donc pour moi le volume balayé est la cylindrée x le régime .

Volume que tu divises par deux pour un 4 temps, cela dit pour les valeurs de couple, elles, sont supérieures car en considérations théoriques c'est l' AOE qui vas dépressurisé le cylindre entre 45 et 55° avant le PMB et c'est 125° de poussée à comparé au 80° sur un 2 temps, mais je me souvient que Fritz nous avait révélé que l'inertie du vilebrequin donnais toute sa force dans sa phase ascendante sur un RSA pour l'exemple, pour le rendement il est à son maxi au régime du couple maxi, c'est à dire que le remplissage volumétrique est au moins égale à la cylindrée et jusque là tout va pas mal, ensuite nous avons un problème de rendement (qui est la consommation en grammes divisée par la puissance) ...

C'est sûr que la question de combustion est étudiée avec assiduité dans les facs et ailleurs... une ancienne copine de volley faisait son doctorat à Melbourne sur le problème... elle disposait même d'un quart de moteur Toyota muni d'un piston en verre optique et un camera à prises rapides.
Après elle est allée bossé chez Renault, malheureusement j'ai perdu le contact.

Le fait que Honda a pu foirer donne suffisamment d'évidence que le problème soit très, très complexe...

Ici , la consommation n'est pas limitative pour finir la course, donc on peut se permettre de viser la puissance maxi avec plein de pertes dues à la richesse extreme du mélange(=puissance maxi au détriment du rendement thermodynamique), heureusement qu'ils n' ont pas réglementé ça aussi, sinon ,c'était mort pour les moto3

Emmanuel Laurentz a écrit:

c'est l' AOE qui vas dépressurisé le cylindre entre 45 et 55° avant le PMB et c'est 125° de poussée à comparé au 80° sur un 2 temps,

L'avance de l'ouverture c'est uniquement du à l'inertie des gaz à sortir via les petites soupapes, cela ne dépressurise pas à ce moment là, c'est lors du croisement avec la longueur des pots qu'il y a une possible dépressurisation
 

encore une fois il faudrait avoir la même définition d'un même terme.

pour moi dépressuriser signifie "enlever de la pression" et non pas "mettre en dépression", donc je rejoins Emmanuel sur son explication que l'AOE permet de faire chuter la pression plus tot.

Il est bon de signaler aussi qu'historiquement les AO étaient la pour contrer/profiter les effets des inerties des veines gazeuses.
De nos jours sur les moteurs extrêmement rapides les valeurs d'AO (et RF) sont davantage la pour permettre d'avoir une plus grande section de passage plus tot sans pour autant avoir des accélérations de soupapes qui seraient préjudiciables à la fiabilité

le meilleur exemple est la valeur des AOA qui n'a cessé de fluctuer tout au long des évolutions technologiques :
dans un premier temps un des objectifs des motoristes était d'avoir la soupape 100% ouverte au plus tot après le PMH
->
quand le technologie faisait un pas en avant en ce qui concerne l'accélération de la soupape, l'AOA diminuait
quand le moteur prenait plus de tours mais que la technologue des distributions stagnait, l' AOA augmentait

dans un second temps le profil s'est un peu raffiné selon un autre critère : plus la section du rideau de soupape augmente et plus le vitesse d'écoulement baisse (à débit égal bien sur)
et
plus le piston s'éloigne du PMH et plus il accélère (sur la première partie de la course, là aussi bien sur), donc la vitesse du flux entrant va varier

or il se trouve que si on combine ces deux choses (section du rideau en augmentation + vitesse du piston en augmentation, mais de manière décalée) on est confronté a des fluctuations de la vitesse de la veine gazeuse.
ces variations de vitesse sont des pertes d'énergie.

la solution la plus simple (pas forcément la plus efficace !) étant d'obtenir la pleine ouverture des le PMH, ainsi seule la vitesse du piston conditionne la vitesse du flux et la variation de la vitesse du flux ne se fait que dans un seul sens au lieu d'avoir des fluctuations

NOTA : tout ce raisonnement n'est valable que pour des moteurs a très haut rendement volumétrique et régime élevé

Oui il vaut mieux dire détente des gaz brulés

mais Cristogrr j'ai l'impression que tu raisonnes tjrs selon ton expérience multicylindre de ton auto avec collecteur commun

Dans ce cas la vitesse des gaz dans la tubulure en phase échappement peut entrainer une dépression dans les autres tubulures du collecteur ce qui ira dans le sens de l'AOE pour détendre les gaz brulés

Non ,je parle uniquement des ondes , pas la vitesse des gaz, des formes des "conduits", en monocylindre, comme en bi etc.,les ondes se deplacent bien plus vite que les gaz, elles génèrent bien plus d'effets comme en 2T, qu'un simple déplacement d'un piston(3mm de différence mais volume final pareil (250cc))
Exemple en dragster les AOE tournent autour de 100°, les conduits d'echappement hyper courts isolés(voir plus loin pourquoi) et les flammes perdurent après l'explosion; pourtant ce sont des engins qui ne tournent pas à 10000rpm et leur rendement est très mauvais, et du fait qu'ils sont suralimentés , ils n'y a pas de croisement de soupapes, donc pas d'ondes à gerer, mais gaver et extraire un max, c'est leur "destin"  

Moteur moto3:on oublie qu'il faut une sacrée force pour les mettre en eveil! même avec des croisements élevés.
Je parie que ça comprime facile à 15:1, alors frein moteur ou pas? Les avis sont partagés. 

Bon, alors, c'est bien joli les ondes et tout ça, mais, honnêtement, est-ce qu'on construit un moteur en fonction de ça (et y a-t-il des logiciels pour ça) ou est-ce que les caractéristiques alésage, course, trs/mn, sont déterminantes, et en quoi?

Merci.

  

Jan et Frits ont évidemment un gros bagage sur les ondes, mais sans doute plus pour accorder un moteur que pour en définir les caractéristiques initiales; leur avis serait intéressant...

PS : la réponse de Sylvain est assez pragmatique et fort intéressante puisque, lui, il construit vraiment des moteurs de course...

  

Intéressante tentative de relancer un sujet qui n'arrive plus à prendre ses tours. Mais pour repartir vaudrait-il mieux élargir ou approfondir ? Le but étant bien sur d'améliorer le remplissage.

... ou bien de contrer l'effet pulsatoire ?

Allez, apparement les simulateurs de moteurs 4 temps fonctionnent plutôt bien. D'ailleurs, celui de Lotus est gratuit en version monocylindre:

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On peut faire une compét plb pour sortir le meilleur moteur virtuel  

Chiche?

Non, ou bien pas de tout à l'encontre de Stéphane, qui apporte des choses fascinant. Mais il faut avouer que la question soit suffisamment complexe d'avoir dérouter Suter, qui commençait il y a quelques années à bricoler un moteur basé sur un quart de celui d'une S1000RR... avant de se rendre compte qu'un monocylindre ne fonctionne pas forcément de la même manière qu'en groupe de 4. D'ailleurs, même en WSBK où le rendement à haut régime est privilégié (avec 1000cm3, c'est plus facile de garder un peu en bas...), l'alésage ne donne pas raison. Autrement, on aurait vu BMW devant Aprilia devant Kawasaki, alors que...

Puis, même si je me moque un peu de ceux qui disent Honda tout puissant et tout connaissant en moteurs, je suis bien d'accord que leurs ingénieurs sachent quelques choses dans la matière... et ils se sont bien plantés.

Alors, il me semble un peu optimiste de supposer qu'on aille valider leurs dessins (faits avec l'aide des logiciels de modélisation de transport de gaz et de combustion hors prix) avec quelques principes vagues sur les ondes... désolé.

Un tutoriel un peu plus complet   

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La formule de base pour la puissance , c est toujours : P = C ( couple ) x N ( régime ) donc soit on favorise
le couple soit le régime , à priori , selon ses besoins ou selon les circuits ...
Un alésage important offre plus d avantage au niveau remplissage et distribution sauf si on se limite à des régimes raisonnables , dans ce cas on peut jouer plus sur un moteur bien rempli DONC coupleux , c est à dire avec un rapport alésage / course correspondant plus à la recherche d un bras de levier plus important au niveau du vilebrequin , tout en profitant de la vitesse importante des gaz d admission à bas régime induite par le plus faible diamètre des dits conduits ... , et puis si le règlement est libre comme en DRAGSTER , on peut se rabattre sur une cylindrée plus forte , la suralimentation , et les carburants spéciaux!