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RÉSUMÉ
Après un bref historique, sont présentés les paramètres de la distribution variable pour moteurs à combustion interne. Les notions de commandes Variable Valve Actuation (VVA) et Variable Valve Timing (VVT) sont définies et les principales potentialités évoquées. Dans sa forme la plus simple, la modification du diagramme de distribution est réalisée par des décaleurs ou déphaseurs. Des systèmes plus sophistiqués permettent d'agir sur la levée et/ou la durée. La stratégie de fermeture précoce Early Inlet Valve Closing (EIVC) ou tardive Late Inlet Valve Closing" (LIVC) de la soupape d'admission est abordée. Les réalisations constructives et l'explication de leur fonctionnement sont étudiées dans cet article.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Pierre PODEVIN : Ingénieur de recherche au Conservatoire national des arts et métiers
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Adrian CLENCI : Maître de conférence à l'université de Pitesti (Roumanie) - Chercheur associé au Conservatoire national des arts et métiers
INTRODUCTION
Dans le contexte automobile actuel, le moteur à combustion interne doit être :
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de moins en moins polluant : respect de normes de plus en plus rigoureuses ;
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de moins en moins gourmand afin de limiter les émissions de CO2 : respect de futures réglementations européennes et/ou engagement des constructeurs automobiles incités par une législation fiscale ;
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de plus en plus performant : la cylindrée du moteur est réduite, tout en conservant les performances d'un moteur de taille supérieure (downsizing). La puissance spécifique des moteurs, rapport de la puissance en bout d'arbre du moteur sur la cylindrée, de dernière génération atteint 70 kW/L, alors que cette valeur était autrefois uniquement rencontrée pour les moteurs destinés à la compétition automobile. La distribution variable permet d'apporter au moteur à combustion interne un degré de souplesse supplémentaire qui autorise une augmentation de ses performances sur sa plage d'utilisation. De ce fait, cette technique concerne surtout les moteurs des véhicules de transport routier.
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MOTS-CLÉS
distribution variable levée variable décaleur camless VVT VVA EIVC LIVC EVA HVA
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1. Distribution variable
Le tableau 1 résume quelques dates importantes de l'évolution du moteur à combustion interne en pointant les technologies dues à la distribution variable.
Le premier brevet sur la distribution variable est déposé en 1902 par Louis Renault. 1954 est l'année de l'apparition du premier déphaseur produit en série par Alfa Romeo et cette production s'est poursuivie jusqu'en 1993. Un autre pionnier dans ce domaine est Honda qui, en 1989 introduit en série le célèbre système VTEC.
Depuis, une multitude de systèmes de distribution variable ont vu le jour. Parmi ces solutions, BMW propose, en 2001, le système Valvetronic-Vanos qui permet sur des moteurs de série un fonctionnement sans papillon de gaz.
En 2009, une véritable innovation introduite sur des véhicules de série est la distribution électrohydraulique MultiAir de Fiat qui est maintenant déclinée sur plusieurs gammes de moteurs de ce constructeur.
La distribution électromagnétique, objet de nombreux développements, a souvent fait l'objet d'une annonce de commercialisation en série imminente, mais qui n'a jamais été suivie d'effet.
Aujourd'hui, de nombreux constructeurs développent ou utilisent des décaleurs (ou déphaseurs), ceux-ci représentant la forme la plus simple d'une distribution variable. Des systèmes plus complexes ont maintenant tendance à se démocratiser.
La distribution variable est envisageable pour les deux types de moteurs (essence et diesel), aussi bien pour l'admission que pour l'échappement, mais présente une adéquation plus forte pour le moteur à essence.
1.1 Paramètres de la distribution
« La distribution regroupe l'ensemble des organes qui permettent la mise en communication du cylindre avec le milieu extérieur lors des phases de vidange et de remplissage (opérations de transvasement). Sa fonction est de définir la loi d'évolution de la section de passage des gaz brûlés et des gaz frais en fonction de l'angle de rotation du vilebrequin (diagramme de distribution) » [B 2 805].
La...
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Distribution variable
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BÎZÎIAC (A.), CLENCI (A.), PODEVIN (P.) - Intérêts et enjeux de la distribution variable. - 8e Cycle de conférences Cnam/SIA « Utilisation rationnelle de l'énergie dans les moteurs à combustion interne et environnement », Paris (2007).
-
(2) - DURET (P.) - Discours d'ouverture – SIA conference on variable valve actuation. - IFP Rueil, 30 nov. 2006.
-
(3) - GRIMALDI (F.), ESNÉE (F.), FLOCH (A.) - Comparison of different variable valve actuation systems impact on combustion and pumping losses. - SIA Conference on Variable Valve Actuation, IFP Rueil, 30 nov. 2006.
-
(4) - WANG (Y.) - Introduction to engine valvetrains. - SAE International, ISBN 13:978-0-7680-1079-4 (2007).
-
(5) - WIEDEMANN (H.), DELARBRE (P.), ENGELMANN (B.), KREHL (M.), SIGL (L.) - Recent developements in P/M variable-valve-timing systems for automobiles. - PM2-Tec Conference, Orlando (2002).
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