La lubrification des manetons des moteurs de piste.

ffrd a écrit:

Le Gros Zimm a écrit:
En lisant ton article, je suis interpellé par la pression d'huile de ton moteur, à chaud, qui est d'environ 1.5 à 2 bars à 2500/3000 tr/mn. 
Quelle peut être la pression à 8000 tr/mn sachant que la viscosité de l'huile diminue avec la vitesse de rotation du moteur?

L'autre chose qui m'interpelle est que, apparemment, seuls les coussinets de bielles souffrent, alors que les paliers des tourillons ne semblent pas souffrir autant. 
Comme tu es avec un carter sec, utilises-tu une ou des pompes à huiles autre que celle d'origine? sinon aurais-tu des problèmes de cavitation de la pompe à huile?

8000 tr/mn, même dans les années 1970, n'étaient pas une vitesse de rotation extraordinaire pour un moteur de compétition avec des paliers lisses. Il me semble qu'un moteur Ford-Cosworth V8 de F1 moulinait jusqu'à 10500 tr/mn.
Le moteur de la Porsche 917 était un moteur d'endurance, étudié pour fonctionner 24 heures sans soucis.

Luc travaillant chez Danielson à Magny-Cours, ne peut-il pas se renseigner auprès d'un ingénieur moteur pour éventuellement connaitre certaines solutions que, peut-être, nous ignorons?

Salut Zim 
à 8000 les valeurs de pression du moteur en charge sont supérieures à 5 bars, je n'ai pas d'enregistreur de pression sur les side, ce sont les pilotes qui me renseignent, mais à ces régimes ils sont souvent occupés a autre chose 
Pour ce qui est de l'huile, compte tenu des températures atteintes -110°C-, et de l'impossibilité d'agrandir le radiateur d'huile -ce fut fait déjà une fois en doublant sa surface, il nous faudrait multiplier les ouvertures du carénage, comme certains l'ont fait ou rouler sans carénage. :

• percer le carénage ; je ne suis pas le propriétaire de la machine, un carénage coûte un bras.
  
• rouler sans carénage, le passager perds ces repères et ça le déboussole quelque peu, cela peut rapidement tourner au drame.
  

Nous avons changé de viscosité d'huile pour cette dernière saison sur les conseils du fabriquant, les additifs ont changé en quantité et qualité.
Les coussinets des tourillons, ne subissent pas des mêmes contraintes de centrifugation reçoivent un lubrifiant "frais" et la pression est "brute". J'utilise une pompe en tandem du même type que les pompes d'origine mais d'un diamètre inférieur, cette pompe sert uniquement à extraire l'huile et les émulsions du carter moteur et de renvoyer le tout au travers d'un radiateur à la bâche à huile. Je reviendrais par ailleurs sur ce graissage "carter sec".
Les problèmes de cavitation sur une pompe volumétrique du type Eaton en charge ? j'ai des doutes. Je connais les phénomènes de cavitation sur les pompe centrifuges et les hélices des bateaux   mais sur ce type de pompe volumétrique je doute. Si cavitation il y a, cela arrive selon les écrits des érudits, c'est justement au niveau des paliers par la formation de bulles (de vide) qui en implosant martèlent le revêtement de surface des coussinets. Je mettrais sous peu les écrits et études qui étudient ce phénomène (prévois un tube d'aspirine   )

Oui le Cosworth dfv prenait plus de 10 000 tours, mais là aussi, je n'ai pas ou peu de littérature et encore moins de retour d'expérience. Mais je fais confiance aux lecteurs de ces posts
nous avons parmi nous des pointures. 

Selon mes bouquins les Porsche étaient bien souvent mesurées au banc avant un démontage complet du moteur et un reconditionnement synonyme d'optimisation tout au long de l'année.

Merci François pour toutes ses explications.

Hoppla, a gruass t'hayma, 

Henri a écrit:

ffrd a écrit:

Henri a écrit:, c'est le principe des pompes centrifuges.

Merci Henri, mais cette technologie s'applique-t-elle sur les moteurs à paliers lisses ou bien sur les moteurs montés sur roulements ?
Ce graissage par centrifugation, c'est le graissage des séries 2 que tu décris là ?


Les exigences des moteurs de compétition sont bien spécifiques oui, mais là nous parlons de moteurs de grande série optimisés pour courir d'ou la difficulté. Si on ajoute au fait que ce moteur est né au milieu des années 60, c'est un moteur refroidis par air avec des points chauds biens localisés, soumis à des contraintes de malade. 

La surpression ne suffit pas pour des paliers lisses ...surtout à bas régime , je cite seulement cet exemple pour illustrer l'effet de la force centrifuge. Sauf erreur de ma part une course de 80 mm donc un rayon de 40 mm qui tourne à 8000 t/mn, ça fait une accélération centrifuge de l'ordre de  3 g * comme un basset dans la courbe de signe au Castelet ce qui ajoute 3 bars (à débit nul).
*  ou accél = R x Omega^2 avec Omega en radians par secondes  et R en mètres soit : 0.04 x 8000/60*6.28  = 32 m/^2 (en réalité il faut intégrer tout ce qui se passe le long du circuit avec R variable de 0 jusqu'à la demi course.

En effet gonfler un vieux flat c'est un peu comme faire du neuf avec du vieux !

En lisant Henri, je me rends compte que mes compétences et connaissances se sont arrêtées depuis longtemps! 


Et c'est là que je me dis que, au lieu de faire de la mob et de tourner autour des filles, j'aurais bossé au collège et lycée, j'aurais fait math sup et math spé, puis une école d'ingénieur, ben j'aurais été moins couillon! 

Hoppla, a gruass t'hayma, 

Henri a écrit:
La surpression ne suffit pas pour des paliers lisses ...surtout à bas régime , je cite seulement cet exemple pour illustrer l'effet de la force centrifuge. Sauf erreur de ma part une course de 80 mm donc un rayon de 40 mm qui tourne à 8000 t/mn, ça fait une accélération centrifuge de l'ordre de  3 g * comme un basset dans la courbe de signe au Castelet ce qui ajoute 3 bars (à débit nul).
*  ou accél = R x Omega^2 avec Omega en radians par secondes  et R en mètres soit : 0.04 x 8000/60*6.28  = 32 m/^2 (en réalité il faut intégrer tout ce qui se passe le long du circuit avec R variable de 0 jusqu'à la demi course.

En effet gonfler un vieux flat c'est un peu comme faire du neuf avec du vieux !

Henri, pour le résultat de ton équation, tu as oublié les secondes non ? Je veux dire que le résultat de l'accélération serait de 32m/s^2 (enfin, il me semble).

En suivant ton raisonnement, on peut même déterminer la perte de pression dûe à la force centrifuge opposée dans le début du conduit qui achemine l'huile du tourillon au maneton de vilo. Je n'ai pas de vilo sous la main (je suis à la maison), mais de mémoire le conduit doit faire une bonne douzaine de centimètres, selon un angle d'à peu près 45° par rapport à l'axe de rotation du vilebrequin. Pour simplifier le calcul à la manière dont tu l'as fait, mettons que le conduit est perpendiculaire à l'axe du vilo, qu'il achemine l'huile du tourillon au maneton, en traversant de part et d'autre le premier et le second. En simplifiant le calcul de cette manière, le tourillon faisant 60mm de diamètre, et le maneton 48mm, la demi-course étant de 35.3mm, on a donc un conduit schématique de (60/2+35.3+48/2) soit 89.3mm. Sur ces 89.3mm de conduit, les premiers 30mm sont en contre-pression dûe à la force centripète, les 59.3mm suivants sont eux en sur-pression toujours dûe à cette force.
Si on calcule, on aurait donc une accélération centrifuge de 0.03 x 8000/60*6.28 = 25.12m/s^2 en contre-pression (2.5 bars à peu près).
Et pour la partie du conduit de l'autre côté de l'axe de rotation du vilo, on aurait 0.0593 x 8000/60*6.28 = 49.65m/s^2 de pression supplémentaire, juste dûe à la force centrifuge. J'espère que je n'ai pas raconté trop de conneries... ?

L'un ne suffit-il pas à annuler l'autre ? Je me demande par là : n'est-il pas possible que la partie du conduit en pression additionnée à la partie en contre-pression fasse une composante positive dans tous les cas ? J'ai jamais fait de mécanique des fluides, moi, c'est con, je crois que j'aurai adoré ça !

Si ça peut te rassurer je me sens aussi assez couillon par rapport aux gens qui ont de l'expérience, moi, je n'ai connu que des moteurs propres et neufs conçus par d'autres, qu'il fallait alimenter, allumer et surtout dépolluer, (je n'ai pas œuvré dans la mécanique pure, seulement en carburation allumage et dépollution, contrôle moteur.... sur les autos de monsieur tout le monde), avec des cahiers des charges de durée de vie de 300 000 km et on s'affolait dès qu'un truc risquait de dégrader le fonctionnement trop tôt. Quelques rares trucs un peu fun, premiers turbos de Renault, AX sport et 205 rallye,, pas mal d'injection directe ....
.
Quand j'ai restauré ma FN de 1931 peu après ma sortie d'école il était évident pour moi que sa conception n'aurait pas permis de faire un trajet de plus de 100 km sans tomber en panne, tout ça parce que j'avais appris plein de trucs trop sophistiqués, mais je prends mon pied à côtoyer des moteur lubrifiés à huile perdue et à avance fixe et au carburateur sommaire qui étaient "faits pour rouler". J'apprend beaucoup au contact de ceux qi pratiquent ce "sport".
Tiens comment régler la tension de la courroie de ma dernière acquisition des années vingt ? C'était pas écrit dans mes livres

Merci Gaël, merci Henri et merci à tous les contributeurs,
Cette contre-pression constatées "au guidon", tu la retrouve au banc moteur ? c'est à dire tu notes une chute de pression passé un certain régime ?
Ce serait une confirmation des limites du régime de rotation de nos moteurs.
Voici quelques photos du vilo des 917, pas de perçage sur les tourillons, surprenant quand même.

Super intéressant même si... J'suis pas bon en calcul !!!

pockaman a écrit:


Henri,  tu as oublié les secondes non ? ........ l'accélération serait de 32m/s^2
......
Et pour la partie du conduit de l'autre côté de l'axe de rotation du vilo, on aurait 0.0593 x 8000/60*6.28 = 49.65m/s^2 de pression supplémentaire, juste dûe à la force centrifuge. J'espère que je n'ai pas raconté trop de conneries... ?

L'un ne suffit-il pas à annuler l'autre ? Je me demande par là : n'est-il pas possible que la partie du conduit en pression additionnée à la partie en contre-pression fasse une composante positive dans tous les cas ? J'ai jamais fait de mécanique des fluides, moi, c'est con, je crois que j'aurai adoré ça !

OK j'ai oublié le "s" ce sont bien des m/s/s
Rappels:
    - ces considérations sont valables si le débit d'huile est nul (cas où la pression centrifuge/centripète sont au maxi)  La plus efficace des pompes donne une surpression nulle si sa sortie est ouverte à l'atmosphère et son débit au maximum.
    - Ces calculs prennent en compte la zone d'huile située au maxi de la distance par rapport à l'axe, pour plus de rigueur il faudrait considérer toute l'huile contenue dans le canal comme une colonne, (disons un long piston qui coulisserait sans frottement dans le canal), le vrai calcul serait une intégration tranche par tranche.
    - le fait que le canal soit incliné par rapport à l'axe n'a pas d'influence, seule compte la distance orthogonale de la tranche d'huile considérée par rapport à l'axe.
.
Ton calcul, me semble correct : si le canal qui alimente la périphérie d'un maneton provient de la périphérie opposée du tourillon voisin,  toute la partie située entre le tourillon voisin et le centre du tourillon (du vilo) cré de la contre pression.

L'utilisation des carters sec sur nos side par d'une très bonne intention, mais je peux vous certifier que la mise en œuvre approximative de ces systèmes peut s'avérer désastreuse...
Or quasiment systématiquement le pilote juge du bien-fondé du dis carter sec en constatant qu'il à fini sa course !!
C'est une analyse un peu simpliste genre je n’aurais pas eu ma ceinture j'étais mort !!
Mal foutu, le bastringue peut provoquer :
Une bâche à huile parfois quasi vide (déjaugeage)
Une bâche complètement émulsionnée à certain régime (la pompe de pression aspire de la mousse ..)
Voir :  https://www.youtube.com/watch?time_continue=75&v=noO16P5vSwQ&feature=emb_logo
Un refroidissement de l'huile de faible rendement (trop d'air)
Des problèmes de ventilation du carter (clapet de décharge qui dégueule)
 
Bref un enterrement de première classe pour le superbe moteur plein de pièces spéciales qui ont coutées la peau du cul !!
 
Un carter sec de moteur à palier lisse n'a rigoureusement rien à voir celui d'une bonne vielle anglaise ou d'un 500 xt...
 
https://www.youtube.com/watch?v=qJxMNcHRvpU
 
En horlogerie, on appel ces montages des complications !!
C'est compliqué (donc cher), éventuellement impressionnant, des fois on résout des problèmes, souvent on en ajoute !!
 
Donc sur un moteur avec carter sec si tu as des problèmes de coussinet, vérifie déjà de prêt le dis carter sec pour être bien sûr qu'il fait correctement son job.
Après on peut passer aux autres points.
 
A titre d'info voilà deux saisons complètes que je roule en carter humide en me limitant à 8000 tr avec la pompe d'origine 120 degrés max de température d'huile 76 cv à la roue arrière, et mes coussinets font la saison complète sans difficulté.
 
Dans tous les cas c'est sûr que si tu veux plus de tours plus de chevaux ... ben les coussinets vont trinquer... (c’est pour ça que ça fait plusieurs mois que j'étudie de prêt le Fallert sur roulement ..)

Bon je dis ça mais sur le nouveau moteur j'ai préparé ... un systeme à carter sec !!
Je teste le moulin en carter humide au vigeant, et si ça marche en l'état, la bache à huile et les pompes d'aspiration finiront sur la cheminé pour la déco !!
A+

Mick13 a écrit:

popov1100 a écrit:ce forum est passionnant !!!

Une mine d'infos même 

Avec de sacrées pointures
Merci pour le partage de vos connaissances

ffrd a écrit:Cette contre-pression constatées "au guidon", tu la retrouve au banc moteur ? c'est à dire tu notes une chute de pression passé un certain régime ?

A la réflexion, 
je me demande si la contre-pression qui induit une baisse de pression localisée aux coussinets de bielle n'est pas limitée qu'au cœur du vilo, c'est a dire le canal tourillon, maneton.
Dans ce cas le mano contact de pression d'huile, situé en fin de circuit, comment voit-il cette baisse de pression ? 

chris-seven a écrit:L'utilisation des carters sec sur nos side par d'une très bonne intention, mais je peux vous certifier que la mise en œuvre approximative de ces systèmes peut s'avérer désastreuse...
Or quasiment systématiquement le pilote juge du bien-fondé du dis carter sec en constatant qu'il à fini sa course !!

Chris, nous discutons les-uns les-autres souvent autour de nos moteurs de ce fameux système carter sec tout au long de la saison sur les circuits une fois les essais ou les courses achevés.
Nous pouvons en discuter sur le Flatistan, mais je préférerais mieux que l'on ouvre un autre post pour ne pas interférer avec le sujet de celui-ci a savoir la pression de graissage des bielles.
J'ai réalisé pas mal d'essais avec ces carters secs ces dernières années pour partager ton avis...   
Mes moteurs à carter secs n'ont jamais descendus de coussinet ni de villo lorsque j'en assurais les démarrages et la maintenance sur les circuits. 

Si l'on considére que l'on a suffisement de pression sur le palier de vilebrequin, avant de parler de contre pression généré par la rotation dans la section du percage qui vas au palier du maneton,
est on sure d'avoir un débit suffisant ?
l'huile ne vas au palier de  maneton que quand les percages sont en vis a vis. Le régime de rotation augmentant, le temps de passage de l'huile diminue. à un certain régime le débit vas devenir insufisant pour assurer la pression?
(quel régime ? calculable ..)
 Si tel étais le cas augmenter le temps de passage en ovalisant l'entrée d'huile du vilebrequin ne serait il pas une piste ? (alimenter à l'axe du vilo suprime ce probléme potentiel mais la modif est de taille...)

Dans tous les cas une chute de pression localisée au palier de bielle ne se veras pas au mano, puisque l'on mesure la pression en amont de ce canal...
Si vous constatez une chute de pression à haut régime au mano, cela viens d'un autre phénoméne.
A+

ffrd a écrit:

ffrd a écrit:Cette contre-pression constatées "au guidon", tu la retrouve au banc moteur ? c'est à dire tu notes une chute de pression passé un certain régime ?

A la réflexion, 
je me demande si la contre-pression qui induit une baisse de pression localisée aux coussinets de bielle n'est pas limitée qu'au cœur du vilo, c'est a dire le canal tourillon, maneton.
Dans ce cas le mano contact de pression d'huile, situé en fin de circuit, comment voit-il cette baisse de pression ? 

Moi non plus ! Peut-être que la baisse que je remarque n'est aucunement liée à ce phénomène.

Au banc, il est impossible d'amener l'huile moteur à plus de 70°C : le refroidissement du moteur étant complètement faussé par rapport à la route, les culasses chauffent énormément puisqu'elles manquent de refroidissement, et comme l'huile ne participe que très très peu au refroidissement des culasses, elle chauffe très lentement... Bref, pour éviter de décoller les sièges de soupapes bêtement, je n'attends pas 100°C de température d'huile pour faire les tests ! Et du coup, à 70°C, l'huile est très visqueuse, la pression du mano est toujours au-dessus de 7 bars, de 3000 à plus de 8000trs. Donc pour répondre à ta question, non, je ne note pas de baisse de pression au banc.

chris-seven a écrit:Si l'on considére que l'on a suffisement de pression sur le palier de vilebrequin, avant de parler de contre pression généré par la rotation dans la section du percage qui vas au palier du maneton,
est on sure d'avoir un débit suffisant ?
l'huile ne vas au palier de  maneton que quand les percages sont en vis a vis. Le régime de rotation augmentant, le temps de passage de l'huile diminue. à un certain régime le débit vas devenir insufisant pour assurer la pression?
(quel régime ? calculable ..)
 Si tel étais le cas augmenter le temps de passage en ovalisant l'entrée d'huile du vilebrequin ne serait il pas une piste ? (alimenter à l'axe du vilo suprime ce probléme potentiel mais la modif est de taille...)

Non, l'huile va en permanence du palier au maneton. Le coussinet est percé à de multiples endroits, et une gorge étant pratiquée au milieu du coussinet au niveau des trous du tourillons. L'huile passe tout le temps, heureusement !

Henri a écrit:
Rappels:
    - ces considérations sont valables si le débit d'huile est nul (cas où la pression centrifuge/centripète sont au maxi)  La plus efficace des pompes donne une surpression nulle si sa sortie est ouverte à l'atmosphère et son débit au maximum.
    - Ces calculs prennent en compte la zone d'huile située au maxi de la distance par rapport à l'axe, pour plus de rigueur il faudrait considérer toute l'huile contenue dans le canal comme une colonne, (disons un long piston qui coulisserait sans frottement dans le canal), le vrai calcul serait une intégration tranche par tranche.
    - le fait que le canal soit incliné par rapport à l'axe n'a pas d'influence, seule compte la distance orthogonale de la tranche d'huile considérée par rapport à l'axe.
.
Ton calcul, me semble correct : si le canal qui alimente la périphérie d'un maneton provient de la périphérie opposée du tourillon voisin,  toute la partie située entre le tourillon voisin et le centre du tourillon (du vilo) cré de la contre pression.

Bon, ben déjà on part sur de mauvaises bases, puisqu'il y a du débit à cet endroit. Faudrait calculer la section de passage de la fuite.

Quant au calcul de l'intégrale pour connaître la perte de pression à chaque endroit du conduit... Là, je passe mon tour. Par contre, la section du conduit a-t-elle une influence ?

ffrd a écrit:

ffrd a écrit:Cette contre-pression constatées "au guidon", tu la retrouve au banc moteur ? c'est à dire tu notes une chute de pression passé un certain régime ?

A la réflexion, 
je me demande si la contre-pression qui induit une baisse de pression localisée aux coussinets de bielle n'est pas limitée qu'au cœur du vilo, c'est a dire le canal tourillon, maneton.
Dans ce cas le mano contact de pression d'huile, situé en fin de circuit, comment voit-il cette baisse de pression ? 

Il y a un truc que je ne comprends pas!

Dans ton préambule, tu dis que tu utilises un bloc récent de série 7, donc avec le circuit de graissage de deuxième génération qui ne correspond donc pas pas au schéma ci-dessus.

Dans le cas du nouveau système de graissage, le palier arrière est lubrifié par l'huile sous pression qui vient par le canal principal (provenant du filtre à huile) et se ramifiant pour aller sur le palier d'arbre à cames, le palier avant et la palier arrière. Et c'est justement sur la canalisation qui lubrifie le palier arrière que se trouve le mano de pression d'huile et non sur un canal retour.

Hoppla, a gruass t'hayma, 

pockaman a écrit:
Bon, ben déjà on part sur de mauvaises bases, puisqu'il y a du débit à cet endroit. Faudrait calculer la section de passage de la fuite.

Quant au calcul de l'intégrale pour connaître la perte de pression à chaque endroit du conduit... Là, je passe mon tour. Par contre, la section du conduit a-t-elle une influence ?

Il est clair que indépendamment de la "source de pression", centrifuge ou issue d'une pompe, la pression résultante dépend du débit, comme dit plus haut, à la limite si le débouché du circuit se fait à l'atmosphère sans perte de charge (grosse usure et jeu entre maneton et tête de bielle) la pression tombe à zéro.  Le calcul de l'effet centrifuge évalue seulement le potentiel de pression de ce phénomène.

Le Gros Zimm a écrit:Il y a un truc que je ne comprends pas!
Dans ton préambule, tu dis que tu utilises un bloc récent de série 7, donc avec le circuit de graissage de deuxième génération qui ne correspond donc pas pas au schéma ci-dessus.

Heureusement il y en a un qui suit ! 
Oui Guy, j'ai utilisé ce vieux schéma (souvenir d'un mécano de la gendarmerie ?) de /5, j'aurais-dû mettre celui là, peut-être un poil plus complexe.

en 5 le mano contact de pression d'huile.

Ouch!

J'adore vous lire.

Mais qu'est ce que je me sens couillon et ignorant