La chambre de combustion Hemi à deux soupapes

La chambre de combustion Hemi à deux soupapes

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Kevin Cameron lleva casi 50 años escribiendo sobre motocicletas, primero para la <em>magazine cycliste</em> et, depuis 1992, pour <em>Monde du cycle</em>. » data-has-syndication-rights= »1″ height= »900″ src= »https://www.cycleworld.com/resizer/0qzMBY3i8l-IhIlRkrIhYu4GbXQ=/cloudfront-us-east-1.images.arcpublishing. com/octane/VZP7EERSAG2T7RGZ2PJUAMHCM4.jpg » width= »2000″ /></p>
<caption>Kevin Cameron écrit sur les motos depuis près de 50 ans, d’abord pour le <em>magazine cycliste</em> et, depuis 1992, pour <em>Monde du cycle</em>.  (Roberto Martín/)</caption>
<p>Si vous utilisez un banc de mesure pour mesurer le débit d’échappement, vous faites monter la culasse d’essai sur un cylindre factice qui est lui-même fixé au banc.  Lors du test, l’air est soufflé à travers la soupape d’échappement partiellement ouverte et sort par l’orifice.  En règle générale, vous avez construit un dispositif pour maintenir la ou les soupapes d’échappement à l’élévation souhaitée (comme tous les flux réels ne se produisent pas à pleine élévation, les tests de débit doivent donc être effectués à différentes élévations).</p>
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<p>Ce qui est étrange avec les tests de débit d’échappement, c’est que si une mesure est effectuée avec l’orifice nu sortant dans l’atmosphère (formant ce qu’on appelle un « flux libre »), un deuxième test est effectué avec un cône brut fait de papier roulé coincé dans le port, le débit est environ 30 pour cent plus élevé dans le second cas.</p>
<p>Si vous vous asseyez et réfléchissez un instant, vous comprendrez pourquoi il en est ainsi.  Dans le premier cas, le jet d’air à grande vitesse sortant du port nu est <i>serré</i> de tous les côtés, poussant la pression atmosphérique vers l’intérieur, réduisant ainsi la surface du jet et la quantité de débit d’air.  En effet, la pression de l’air en mouvement est inférieure à celle de l’air au repos, un effet qui a reçu le nom de « principe de Bernoulli ».</p>
<p>Dans l’air immobile, les molécules d’azote (78 %) et d’oxygène (21 %) courent dans toutes les directions et entrent en collision les unes avec les autres.  La pression atmosphérique mesure l’intensité et le nombre de ces collisions.</p>
<p>Si nous laissons maintenant cet air s’échapper vers une région de pression plus basse, la partie de l’énergie moléculaire dirigée parallèlement au flux est soustraite de l’énergie dirigée de manière aléatoire des molécules dans l’air immobile.  La pression dans le jet est donc <i>moins que</i> pression atmosphérique calme.  Une façon de voir les choses est de souffler à travers une valve à clapet.  Intuitivement, il semble que la pression du souffle sur le roseau devrait ouvrir grand les pétales.  Mais ce n’est pas ce qui se passe : les pétales flexibles s’ouvrent à peine, et la raison en est que la pression atmosphérique les pousse à se fermer contre la pression de la respiration qui tente de les ouvrir.</p>
<p>En plaçant ce cône de papier dans l’orifice d’échappement dont nous testons le débit, nous protégeons le jet libre, dont la pression est plus faible, du <i>pincer</i>-le dirigé vers l’intérieur <i>plus grand que</i> pression de l’air ambiant.  Et à mesure que le flux « d’échappement » à grande vitesse se déplace le long du cône qui s’agrandit progressivement, il décélère et reprend progressivement de la pression.  Par conséquent, le cône est appelé diffuseur : un élément d’écoulement qui convertit l’énergie cinétique d’un mouvement rapide en énergie de pression sans direction.</p>
<p>Cela peut paraître fou, mais si vous coupez maintenant ce cône en deux dans le sens de la longueur et réessayez avec seulement la moitié du cône en place, un certain effet bénéfique sur le débit est maintenu, mais il est réduit de l’augmentation initiale de 30 pour cent à environ 15 pour cent. Dans ce cas, le demi-cône protège le jet de la moitié de la pression de l’air ambiant.  Il s’agit d’un « support diffuseur ».</p>
<p>Si vous avez passé du temps avec des personnes qui travaillent avec le flux d’air, vous avez probablement entendu quelqu’un dire : « L’élément oublié d’un bon flux d’air d’admission est ce qui arrive à l’air qui le traverse. » <i>après</i> a traversé la valve.</p>
<p>Le débit d’admission sortant du cylindre par une soupape ouverte est un jet circulaire libre et, en tant que tel, est sujet au piégeage par l’air ambiant à haute pression.  Mais si cette valve est située dans un <a href=chambre de combustion en forme de bol, la surface incurvée de la chambre fait office de demi-diffuseur, tout comme le demi-cône collé à l’orifice d’échappement nu d’un collecteur testé sur un banc d’écoulement. Lorsque le flux sortant sous la vanne adhère à la surface de la chambre de combustion en forme de bol, ce côté du flux est ainsi protégé de la moitié de l’effet de compression de l’air calme environnant. Par conséquent, cette protection peut augmenter le débit d’air d’admission jusqu’à 15 pour cent.

Si le siège de la vanne présente une arête vive, cela peut « déclencher » le débit, l’empêchant d’adhérer au récipient, entraînant ainsi une perte de débit.

Lorsque j’ai essayé pour la première fois le test de débit sur une culasse à quatre soupapes, j’ai remarqué que son coefficient de débit d’admission (le débit en CFM par pouce carré de surface de tête de soupape) était nettement inférieur à celui des soupapes d’admission. chambres. J’ai finalement compris que la raison de cette différence était qu’il est beaucoup plus difficile, voire impossible, de faire adhérer le débit d’entrée à la forme plus plate et moins en forme de bol d’une chambre à toit en pente à quatre soupapes.

Alors, comment les moteurs modernes à quatre soupapes peuvent-ils surpasser les conceptions à deux soupapes de l’époque précédente ? Notez que le débit spécifique est de pieds cubes par minute. par pouce carré de la tête de soupape. Celui à quatre vannes atteint son débit élevé. en ayant beaucoup de surface de tête de soupapenon pas parce qu’ils ont des coefficients de débit portuaires élevés.

La deuxième chose qu’une caméra à deux soupapes peut faire est de brûler sa charge rapidement. Nous savons que le taux de combustion dépend de la génération de turbulences de charge qui détruisent et transportent rapidement des parties du noyau de flamme de la bougie d’allumage à travers la chambre. Cette turbulence est obtenue en stockant l’énergie cinétique du flux d’admission rapide sous la forme de tourbillon axial. Le tourbillon axial est un mouvement de charge autour de l’axe du cylindre, et dans une chambre à deux soupapes, cela est facilement créé en dirigeant le flux non pas directement le long d’un diamètre, mais plutôt tangentiellement. Nous avons tous fait l’expérience de remplir un seau avec un tuyau d’arrosage, et nous avons joué avec cet effet pour faire tourner l’eau du seau.

Avec la nouvelle charge tournant de cette manière, à mesure que le piston s’approche du point mort haut (PMH), l’étincelle d’allumage est produite et la durée de l’arc crée une traînée de flammes. Lorsque le piston atteint le PMH, le tourbillon de charge se décompose en turbulences aléatoires qui convertissent rapidement l’énergie chimique du carburant en chaleur et en pression.

Étant donné qu’une combustion rapide réduit le temps pendant lequel la chaleur peut être perdue vers les surfaces métalliques plus froides qui la contiennent, un peu plus de pression de combustion est disponible pour entraîner le piston.

Toutes les conceptions à deux vannes n’atteignent pas ces idéaux, mais c’est une autre histoire.

Quelques pépites d’un autre temps: