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1 Architecture moteur La distribution Distribution Présentation générale Analyse fonctionnelle Types de distribution Architecture Dimensionnement Distribution variable Autres systèmes Exemples Octobre 2007 Cours ENSTA D3 Le Moteur Automobile C. Savalle 2 Ch 4-11 Architecture/Distribution 1

2 Présentation générale Déphaseur d AAC Came Arbre à cames Linguet à rouleau Emplacement ressort de soupape Coupelle Ressort Soupape Soupape Coupelle supérieure Butée hydraulique Octobre 2007 Cours ENSTA D3 Le Moteur Automobile C. Savalle 3 Ch 4-11 Architecture/Distribution Analyse fonctionnelle Fonctions Transformer le mouvement de la poulie ou du pignon de distribution en ouvertures contrôlées des conduits Transmettre le mouvement de la poulie aux accessoires Transmettre de l huile aux paliers Transmettre l information de position des pistons au capteur Contraintes Résister à et respecter : la poulie de distribution + sa fixation le pignon de chaîne entre AAC les accessoires (pompe à vide, pompe à injection) le joint d étanchéité les fluides de combustion et les produits de combustions (calamine) la culasse l huile et le brouillard d huile le guide et le siège Respecter l oreille Etre implantable dans l environnement moteur Résister à l ambiance extérieure Octobre 2007 Cours ENSTA D3 Le Moteur Automobile C. Savalle 4 Ch 4-11 Architecture/Distribution 2

3 Types de distribution Culbuteurs à rouleau TU1/3/5 JP Poussoirs mécaniques puis hydrauliques TUD5 DW8 TU5 16s EW ES Linguets à rouleau DWTT DV ET3 EW10D Octobre 2007 Cours ENSTA D3 Le Moteur Automobile C. Savalle 5 Ch 4-11 Architecture/Distribution Arbre à came Poussoir Culbuteur Linguet Soupape Ressort Autre Architecture Octobre 2007 Cours ENSTA D3 Le Moteur Automobile C. Savalle 6 Ch 4-11 Architecture/Distribution 3

4 Arbre à cames AAC Géométrie Comporte des cames admission et/ou échappement La position angulaire des cames dépend : Du type de distribution choisie (aspect cinématique) Du calage des lois de levées (AO RF) (remplissage Agrément de conduite) Nb et position des paliers Distribution de l huile pour les AAC creux Entraînement Pompe injection essence HP Pompe injection diesel HP ou BP Pompe à vide (pièce de sécurité) Et aussi Arbres d équilibrage Allumeur, pompe à huile Octobre 2007 Cours ENSTA D3 Le Moteur Automobile C. Savalle 7 Ch 4-11 Architecture/Distribution Torsion Couple des accessoires Couple des cames (statique et dynamique) Torsion propre Flexion Effort radiaux des cames Effort radiaux sur les paliers Effort de la courroie/chaîne AAC - Sollicitations Octobre 2007 Cours ENSTA D3 Le Moteur Automobile C. Savalle 8 Ch 4-11 Architecture/Distribution 4

5 AAC Matériau et procédé Matériau Fonte grise Fonte GS Acier Acier (cames 100C6, came acier fritté) Procédé Forgé Coulé Assemblé Traitement des cames : Trempé sur refroidisseurs (fonte) Induction (fonte) Cémentation (fritté) Refusion (acier ou fonte) Usinage & rectification Brut de frittage (cames frittées) Octobre 2007 Cours ENSTA D3 Le Moteur Automobile C. Savalle 9 Ch 4-11 Architecture/Distribution Mécanique Pas de rattrapage de jeux Réglage Appairage Avantage : légèreté Architecture poussoirs Hydraulique Pas de réglage en usine Maintenance en après-vente supprimée Inconvénients Masse Coût Mise au point Nécessite une alimentation en huile Octobre 2007 Cours ENSTA D3 Le Moteur Automobile C. Savalle 10 Ch 4-11 Architecture/Distribution 5

6 Architecture culbuteur Le culbuteur est en rotation sur un axe La came et la soupape sont de part et d autre de l axe Le culbuteur peut intégrer : un rattrapage de jeu hydraulique un circuit d alimentation en huile 3 points Matériau : Acier forgé Acier ou fonte coulé Aluminium avec insert «toucheau» Inconvénients : Inertie grande Rigidité faible Octobre 2007 Cours ENSTA D3 Le Moteur Automobile C. Savalle 11 Ch 4-11 Architecture/Distribution Linguet La came est placée entre l axe de rotation et la came Acier embouti Acier fritté Avantage : Inertie faible Raideur forte Le bras de levier permet d avoir une levée came deux fois plus faible que la levée soupape compacité L axe du linguet est en fait une rotule La rotule peut intégrer le rattrapage de jeu hydraulique Octobre 2007 Cours ENSTA D3 Le Moteur Automobile C. Savalle 12 Ch 4-11 Architecture/Distribution 6

7 Soupape Sollicitations Efforts poussoir Contact linguet/soupape Efforts ressorts Contact sur les sièges Flux thermique des gaz d échappement Géométrie Diamètre de queue mini (implantation culasse) 7, 6 et 5,5mm Gorge simple ou triple pour fixation coupelle Forme de tête optimisée pour l écoulement Creuse remplie de sodium pour évacuation de l énergie thermique Procédé Forgé Tulipe, queue soudé par friction Matériau Acier Titane Octobre 2007 Cours ENSTA D3 Le Moteur Automobile C. Savalle 13 Ch 4-11 Architecture/Distribution Ressort Sollicitations Efforts coupelles Effort soupape ouverte (frottement) Effort soupape fermée (réouverture) Vibrations propres Géométrie Cylindrique ou conique pour obtenir une raideur progressive Simple ou double pour augmenter la raideur Spires «mortes» Spires amorties pour limiter les vibrations propres du ressort Nb entier de spires pour garantir la symétrie de l effort Matériau Acier Procédé Tréfilage Arasage Octobre 2007 Cours ENSTA D3 Le Moteur Automobile C. Savalle 14 Ch 4-11 Architecture/Distribution 7

8 VVT Octobre 2007 Cours ENSTA D3 Le Moteur Automobile C. Savalle 15 Ch 4-11 Architecture/Distribution VVT Octobre 2007 Cours ENSTA D3 Le Moteur Automobile C. Savalle 16 Ch 4-11 Architecture/Distribution 8

9 VVT Octobre 2007 Cours ENSTA D3 Le Moteur Automobile C. Savalle 17 Ch 4-11 Architecture/Distribution Autres Cones Assurent la liaison soupapecoupelles Souvent en deux parties Simple ou tri-gorges Coupelles Inférieure et supérieure Liaison ressort-cones Guidage du ressort Interface ressort/culasse Octobre 2007 Cours ENSTA D3 Le Moteur Automobile C. Savalle 18 Ch 4-11 Architecture/Distribution 9

10 Dimensionnement Came Loi de levée Equations Accélérations Comportement dynamique Octobre 2007 Cours ENSTA D3 Le Moteur Automobile C. Savalle 19 Ch 4-11 Architecture/Distribution Came Elément central de la distribution la came est dimensionnée pour respecter les critères : Pression de Hertz maximale entre la came et l élément suiveur Epaisseur du film d huile entre la came et l élément suiveur Régime d affolement Rayon de courbure de la came Vitesse maximale de levée Vitesses ouverture et fermeture Les besoins fonctionnels étant : Largeur de la loi Hauteur Efficacité Octobre 2007 Cours ENSTA D3 Le Moteur Automobile C. Savalle 20 Ch 4-11 Architecture/Distribution 10

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