juin 11

La technologie “valve-by-wire” pour un contrôle complet des soupapes

La technologie “valve-by-wire” pour un contrôle complet des soupapes

Ce nouveau système combine des composants mécaniques éprouvés avec de l’électronique à haut débit pour fournir un contrôle indépendant de la levée des soupapes, du phasage et de la durée d’ouverture sur toute la plage de régime et de charge moteur.

Camcon Automotive, un développeur britannique de systèmes d’actuation de précision, pense être sur ​​le point d’amener la commande des soupapes dans une nouvelle ère technologique. La société développe un système de commande de soupape appelé Intelligent Valve Actuation (IVA) qui fournit un contrôle « by-wire » du phasage, de la levée et de la durée d’ouverture de chaque soupape. Le système Camcon fournit un contrôle mécanique continu et précis de la soupape à chaque étape de son mouvement et, dans chaque condition de régime et de charge.Système de contrôle des soupapes CamconContrôle de l'ouverture des soupapes

« Le contrôle de la soupape est l’une des rares grandes contraintes restantes sur l’optimisation de la combustion », explique le directeur technique Camcon Roger Stone, ancien directeur technique (conception) à Ricardo. « Nous avons résolu ce problème en brisant finalement la dépendance du système sur un arbre à cames entraîné par le vilebrequin, permettant aux ingénieurs calibration de spécifier le contrôle de soupape idéal pour chaque régime / charge. Les systèmes classiques de gestion variable des soupapes ont permis d’améliorer ce compromis, mais l’IVA l’élimine virtuellement sur toute la plage de vitesse moteur pour les moteurs essence et diesel. »

La percée technologique de Camcon est la combinaison d’une nouvelle technologie d’actionneur multi-stable (une évolution de la technologie éprouvée bistable de Camcon, qui fonctionne comme un moteur électrique compact, ultra-sensible) avec un mécanisme innovant qui utilise des paires et des culbuteurs de came desmodromiques afin de traduire le mouvement de rotation de l’actionneur en mouvement linéaire de chaque vanne, de façon rapide et précise.

Chaque module de soupape comprend un ressort de récupération d’énergie, améliorant l’efficacité du système en recyclant l’énergie d’un événement de soupape à l’autre. Combiné avec des servomoteurs rotatifs, cela rend le système IVA efficace en énergie et donc capable de fonctionner au sein d’une architecture électrique conventionnelle de 12V. La hauteur du système est similaire à un celle d’un cache-culbuteur actuel.

Stone dit que parce que l’IVA permet un contrôle de soupapes optimisé pour chaque point régime/charge, il peut fournir une économie substantielle de carburant et réduire les émissions avec une évolution relativement simple d’un moteur existant. Il peut également fournir plus de couple à bas régime pour permettre une plus grande ouverture de la boîte de vitesse, permet la suppression du papillon d’admission pour réduire les pertes par pompage et un meilleur contrôle de la recirculation des gaz d’échappement. Ce niveau de mise en œuvre pourrait fournir « une confortable amélioration de 15% d’économie de carburant et des émissions de CO2 », dit-il.

Tests physiques du système de contrôle« Mais lorsque vous utilisez le système de commande des soupapes IVA afin de mettre en œuvre de nouvelles stratégies de combustion, vous déclenchez un autre niveau substantiel d’amélioration », se réjouit-il. « Il devient beaucoup plus simple, par exemple, d’opérer sur de courtes périodes en fonctionnement deux temps afin de fournir un gain de puissance temporaire, ou de faire de la combustion HCCI (IVA est capable d’actionner plusieurs fois les soupapes pendant le cycle d’échappement) ou d’opérer en cycle Miller. Les stratégies de désactivation des cylindres sophistiquées deviennent aussi relativement simple à mettre en oeuvre « .

Suite à de vastes boucles de simulation, Camcon dispose désormais d’un système d’exploitation physique sur un banc de test. « Nous avons une relation étroite avec un constructeur automobile majeur et nous sommes en discussion avec plusieurs autres », dit le PDG Danny Chapchal. « Jusqu’à présent, notre travail de modélisation a démontré des résultats précis et nous sommes convaincus que, si demandé par un client, avec l’appui d’un partenaire de fabrication de range un, la technologie pourrait être en production dans les temps pour aider à répondre aux besoins exigeants de 2020 de réduction des économies de carburant et des émissions. »

Source : Camcon

L’avis de Romain :

Un grand nombre de systèmes similaires font leur apparition (Launchpoint, Cargine) et il semble que la technologie soit de plus en plus mature. Les constructeurs pourraient craindre d’être les premiers à introduire un tel système plus risqué que le système traditionnel d’arbre à cames entraîné par chaîne ou courroie. Quel sera le premier constructeur à équiper un moteur de série avec une technologie camless complète ? Quelle technologie sera choisie ?

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