Qu’est-ce que l’affolement de soupapes?
L’affolement de soupape est un phénomène dynamique caractérisant le décollement de la soupape par rapport à la came. Celui-ci engendre une levée de soupape plus importante que le profil imposé par la came:
Critères d’apparition:
- Un régime trop élevé
- Une masse des pièces en mouvement trop importante
- Une raideur de ressort trop faible
- La précontrainte du ressort trop faible
Objectif du banc:
- Créer un modèle de simulation dynamique par le calcul (tableur) et la représentation graphique (solidworks) en relation avec le cours de construction mécanique,
- Mettre en évidence les différents paramètres influant sur la levée de soupape et déterminer le régime d’apparition de l’affolement,
- Effectuer des essais: mesure du profil de came, position, vitesse, accélération de la soupape, régime d’affolement, …,
- Comparer avec le modèle numérique et interpréter les différences constatées.
Présentation du banc:
Le banc a été conçu sur deux années par les étudiants dans le cadre de leur projet.
Nous sommes partis d’un banc existant composé d’une culasse et d’un capteur de levée de soupape capacitif.
Le banc avait des problèmes de lubrification (étanchéité) et de fiabilité de l’acquisition de la levée
Modifications apportées:
- Remplacement de la culasse par un moteur complet. Le vilebrequin, amputé de ces bielles, est entrainé à vitesse constante par un moteur électrique et lubrifie la distribution à l’aide de la pompe à huile et du circuit d’origine,
- Entrainement de l’arbre à came par un second moteur électrique à vitesse variable (jusqu’à 4000 tr/min soit 8000 tr/min moteur),
- Implantation d’un capteur laser de mesure de levée de soupape, déplaçable d’un cylindre à l’autre (a nécessité une rehausse de culasse pour respecter la garde du capteur),
- Réimplantation du codeur angulaire de mesure de la position de l’arbre à cames,
- Installation et paramétrage d’un logiciel d’acquisition de la levée de soupape en fonction de la position angulaire de l’arbre à cames (OSIRIS),
- Création de 4 configurations par modification des caractéristiques des pièces mobiles (raideur, longueur du ressort, poids de la soupape, …),
- Réalisation d’un carénage de protection.
Les étudiants ont pu mettre en œuvre leurs connaissances et se confronter à des situations concrètes pour mener à bien ce projet:
Planification des taches à réaliser,- Réflexion sur les solutions de réalisations envisageables (architecture, systèmes d’acquisition, …), argumentation et choix du meilleur compromis,
- Modélisation des pièces (rehausse culasse, support capteur),
- Montage et recherche de solutions aux problèmes rencontrés (réglage de la pression d’huile, …),
- Paramétrage (chaine d’acquisition de levée, variateur, …),
- Essais de mise au point,
- Conception du modèle numérique d’affolement de soupapes,
- Validation des essais, ….
Les BTS MCI2 2014 ayant travaillé sur le projet & l’équipe pédagogique MCI