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Découverte
Cocorico, une nouvelle invention française pourrait bientôt booster nos moteurs tout en réduisant la pollution et la consommation. Une véritable technologie de rupture, pour laquelle la compétition de haut niveau (GP ou Endurance) constituera un formidable terrain de jeu. En attendant d’en arriver là, lerepairedesmotards.com vous présente l’Admission à Profil Aérodynamique Variable (APAV) !
Romain Besret, ingénieur autodidacte, est à l’origine de cette invention brevetée qui fait l’objet de bien des convoitises. Il faut dire qu’elle révolutionne la gestion des moteurs « à allumage commandé » (essence) qui contrairement aux moteurs à « allumage par compression » (les diesels…) ont besoin de fonctionner à richesse constante et utilisent de fait un papillon des gaz. En effet et pour rappel, sur un moteur essence, on gère la puissance en étranglant l’admission, afin de réduire le débit d’air aspiré. Par ailleurs, on adapte simultanément, la quantité de carburant injecté pour un ratio air/essence optimal. Sur un diesel, l’admission est ouverte à fond en permanence (il n’y a pas de boîtier papillon) et on régule la puissance, en injectant plus ou moins de carburant.
Etat de L'art
A aujourd’hui, quatre systèmes de gestion de la charge admise cohabitent. Le plus classique est le volet papillon que l’on retrouve sur 99,9% des motos. Il a cependant trois inconvénients. Le premier, c’est que pour gérer le flux d’air aux faibles ouvertures de la poignée, on met un obstacle dans le conduit qui crée une énorme perte de charge et des turbulences aérodynamiques colossales. Cet obstacle s’oppose aussi aux retours d’ondes et autres accords acoustiques du moteur, dès lors que le conduit est partiellement obstrué. L’onde ne parvient plus à l’extrémité du conduit, puisqu’elle butte sur le papillon. Ainsi, les systèmes d’admission à longueur variable ne fonctionnent pas, ou peu et en tout cas mal, aux faibles ouvertures de la poignée. Secundo, l’injecteur d’essence est en général, mal positionné, puisqu’il arrose le conduit plutôt que de tirer directement vers la soupape. Ce « mouillage » du conduit est préjudiciable au temps de réponse de l’injection, à la consommation et à la pollution, particulièrement à froid. En effet, une partie de l’essence qui reste sur la paroi de l’admission n’est pas aspirée par le moteur quand il en a besoin. En revanche, au moment où le pilote coupe les gaz, car il n’a plus besoin ni de puissance, ni de carburant donc, la très forte dépression « siphonne » le conduit et aspire les gouttes d’essence restantes, en pure perte. L’utilisation d’injecteurs douche placé dans la boîte à air évite le mouillage des parois, cependant l’utilisation d’un brouillard d’essence est certes bonne pour les performances, mais pas pour la consommation. De plus l’injecteur étant derrière le papillon, très loin de la soupape, la réponse aux variations de charges partielles dès le ralenti n’est pas précise et de fait l’injecteur douche est presque systématiquement épaulé par un injecteur classique, positionné « de travers », près de la soupape. En prime ça coûte deux injecteurs par cylindres et la gestion qui va avec… tertio, une fois gaz en grand, le papillon des gaz reste toujours au milieu du flux, ce qui perturbe malgré tout l’écoulement en pleine charge, occasionnant une très légère perte de puissance maxi. Pas glop.
La guillotine!
Non ce n’est pas ce que mérite le papillon, il s’agit d’un procédé, comparable aux boisseaux plats de nos antiques carburateurs. Il ne résout qu’un seul problème, celui de la pleine charge, puisqu’il dégage totalement le conduit. C’est mieux pour la puissance maxi, mais relativisons ce gain en se rappelant que même sur un tour de circuit, on est finalement peu de temps à fond, surtout si la moto est très puissante ! Sur une moto GP on est au maximum 35% du temps à pleine ouverture sur un circuit rapide. Pour mémoire, dans les années 90, une 500 de GP n’était à fond qu’environ 10 % du temps sur le circuit de Jerez !
Le boisseau tournant.
Peu répandu, ce dispositif est utilisé par KTM en moto3. Il offre les mêmes avantages que la guillotine avec un profil de conduit un peu moins mauvais aux charges partielles. Mais pour le reste… C’est bonnet blanc et blanc bonnet avec les deux solutions précédentes.
La distribution variable
Absent en moto à ce jour, le dernier procédé consiste à supprimer le papillon des gaz ou tout autre système analogue et à gérer le débit d’air ou moyen d’une distribution 100% variable qui modifie la levée des soupapes et leur durée d’ouverture en fonction du besoin en puissance exprimé par le conducteur. Au ralenti, les soupapes s’ouvrent d’une très faible hauteur et sur une très faible durée. A pleine charge, elles se lèvent plus et donc plus longtemps. La gestion de ce diagramme de distribution 100% variable peut être électrohydraulique, hydro mécanique, voire 100 % électrique. Problème, ces systèmes alourdissent la distribution et/ou n’aiment pas beaucoup les hauts régimes, synonymes d’efforts important. Bref à l’heure des soupapes titanes sur les moteurs de nos motos, ce type de distribution variable n’est pas encore dans le mouv’… NB, Ce type de distribution variable diffère du VTEC Honda, du DVT Ducati, ou du VVT Kawasaki.
Ce que propose l’APAV
Le principe consiste à gérer la section de passage du conduit en approchant ou en éloignant un profil aérodynamique de la trompette d’admission. Pour être plus imagé, on pourrait parler d’un œuf ou d’une goutte d’eau. Plus le profil aérodynamique s’éloigne, plus la section est grande, plus il est proche, plus on ferme les gaz. Le premier avantage, c’est qu’aux très faibles charges (ralenti et petites ouvertures) au lieu de perturber le flux, on le canalise, avec une mise en vitesse périphérique, sur le bord du conduit. L’injecteur étant quant à lui implanté à l’extrémité du profil aérodynamique, il pulvérise le carburant pile dans l’axe du conduit et rien ne se dépose sur les parois. Consommation et pollution sont donc en baisse. Aux charges moyennes, le profil recule et le conduit est de plus en plus dégagé, ce qui permet une bonne gestion des effets acoustiques favorisant le remplissage. Aux pleines charges, le profil aérodynamique libère totalement l’entrée du conduit, mais sa présence éloignée favorise la mise en vitesse des gaz à l’entrée du cornet, alors que plus loin, le conduit est totalement lisse. Résultat une très nette amélioration du remplissage moteur, validée par des pourcentages d’accroissements de puissance à deux chiffres, voire à deux dizaines !!! Le système a en effet été testé au banc avec succès sur un moteur monocylindre 250 cm3 4 temps…
L’effet papillon.
Présentée à divers acteurs de la moto et de l’automobile, l’APAV a toujours fait mouche et d’aucun n’a dit que son principe n’était pas pertinent. Nous ne sommes pas dans le secret des Dieux, mais des tractations sont en cours… En attendant, l’APAV va bientôt faire ses premiers pas en pistes sur la nouvelle Roadson 1078 R que nous vous présentons par ailleurs. Une invention française sur une moto française (avec un moteur Ducati), on a hâte de voir le résultat et on vous tient au courant de l’avancement des travaux !
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