[Matos] Préparation de culasse

[guir4l]

J'ai cru lire que la rugosité était valable que pour les conduits d'admission ! ( mélange Air-essence qui devient plus facilement gaz )
Les conduits d'echapp on peut les polir ( favorise le flux, ralentit le dépot de calamine .. )

[Smarties]

Le poli n'améliore en rien le flux... C'est l'aspect un
Peu rugueux (comme après un sablage) qui favorise le
Mieux l'écoulement des fluides...

Et ceci est valable pour l'admission et l'échappement...

(parole de motoriste et ingénieur en CFD)

[lmlm78]

c'est d'ailleurs pour cela que les balles de golf ne sont pas des sphères lisses

[Micka52]

Pourquoi?

Parce qu'une paroi lisse provoque un rebond des gaz, ce qui perturbe le flux et allonge la trajectoire de chaque particules. Dans un conduit sablé, il y a une couche fine le long de la paroi qui va avoir des petites turbulences, et le flux va glisser sur cette couche comme sur une couche d'huile, ce qui va permettre un écoulement stationnaire et non turbulent.

Pour compléter ce que dis Smarties. Après, il y a des limites de rugosité, il ne faut pas non plus mitrailler la culasse avec des graviers

[corentin]

Je ne veux contredire personne mais j'ai déjà refait un moteur Ferrari 248GT et le conduits d'admission était poli miroir.
Bon après les injé Ferrari ne doivent pas trop savoir de quoi ils parlent.

[Smarties]

une petite recherche qui pour le coup va mettre fin aux divergences d'avis (c'est long mais intéressant ^^)

par contre là où je ne suis pas tout à fait d'accord avec toi corentin, c'est que ce n'est pas parce que ferrari l'a fait à une époque lointaine, que c'est ce qu'il y a de mieux... Les divers outils de simulation numérique montrent souvent que beaucoup de choses n'ont pas été optimales par le passé... Après cela fonctionne quand même, et même plutôt bien, mais il y a mieux... Pour le coup, je pense qu'en lisant l'explication qui suit, ça devrait refroidir les gens qui veulent faire leur culasse eux-même, parce que la probabilité de faire de la diantre est plus élevée que celle de faire quelque chose d'efficace... C'est mon avis! Pour moi mieux vaut adapter un collecteur de diamètre plus élevé et juste aligner les conduits sur la culasse que d'y aller avec sa dremel dans son garage sans savoir ce que l'on fait...

Voici le doc que j'ai trouve à cette adresse :

http://www.labougeotte.org/tips/faut-il ... -admission

C'est le même genre de phénomène, c'est toujours de la meca des fluides. Mais là encore, c'est difficile de savoir ce qui va bien. En fait, quand un fluide circule autour d'un solide, ou d'une paroi, la viscosité fait que le fluide "colle" plus ou moins a la paroi du solide. Mais cet effet de "colle" n'est pas toujours le même. Il va dépendre de la vitesse de l'écoulement, bien sur, et de l'état de surface de la paroi, et plus généralement, de sa géométrie. Et donc, en fonction de la viscosité, et de la vitesse relative du fluide par rapport à la paroi, il existe 3 grands types d'écoulements (et la, je me rends compte que je vais pas tarder à causer de la finesse...).

Le premier cas est ce qu'on appelle un écoulement laminaire

Les "couches" de fluides restent bien organisées, et se déplacent de manière a "épouser" au mieux la forme de l'objet (conduit ou solide). Dans ce cas la, alors, une surface lisse est intéressante, puisqu'elle permet de limiter les "frottements" entre le fluide et la surface. Donc, si la vitesse d'admission des gaz et leur viscosité font qu'on est dans ce cas la, c'est intéressant de polir les conduits. Sauf que c'est rarement le cas. Déjà parce que ce genre d'écoulement ne peut se produire que pour des valeurs de viscosité très faibles (pas forcement compatible avec le mélange air / essence), et des vitesses faibles aussi (donc des conduits courts). Mais les conduits sont en général trop court près des boites à air, et ces dernières sont en générales trop petites pour que l'écoulement qui arrive dans le conduit ait les bonnes propriétés. Et ca n'a donc que peu d'intérêt. Au passage, c'est pour ca que nos Buell ont, d'origine, cette espèce de boite à pain sur le côté, pour calmer l'écoulement avant qu'il passe dans les conduits.

Le deuxième et troisième cas sont ce qu'on appelle des écoulements avec couche limite. La distinction se fait sur la nature de la couche limite.
Donc je reprend sur les cas 2 et 3, ou l'écoulement n'est plus complètement laminaire, mais ou une couche limite se forme. Avant d'aller plus loin, c'est quoi, la couche limite... La couche limite, c'est une zone entre le solide (ou les parois du conduit) ou l'adhérence du fluide est telle que, près de la surface, le fluide n'avance plus, et, au loin, il a sa vitesse "originale".
Couche limite laminaire

Le premier de ces 2 cas est celui de la couche limite dite laminaire. Le fluide en mouvement se comporte comme s'il était constitué de lames, infiniment minces, superposées. La première de ces lames, en contact avec la paroi, reste immobile. Les lames suivantes possèdent des vitesses croissantes les unes par rapport aux autres jusqu'a une lame, qui, comme celles qui se superposent ensuite, se déplace à la vitesse de l'écoulement libre. Dans le cas de l'écoulement laminaire, en fait, on néglige cette épaisseur, puisque comme le fluide est très peu visqueux, et qu'il va doucement, il glisse presque parfaitement. Quand la viscosité ou la vitesse augmente, la couche limite se développe et son épaisseur devient de plus en plus grande.

Et donc, la, tu te dis, si je poli mes conduits, la surface sera plus lisse, et ca glissera mieux. Erreur. Si tu fais ca, au contraire, tu offres a priori plus de surface au fluide pour "coller", et donc lui laisser le temps de développer une couche limite. Dans la couche limite, comme le fluide est ralenti près des bords, tu as des pertes, et donc un moins bon remplissage, et tout et tout. Mais par contre, tu as un écoulement qui reste "organise", ce qui n'est pas le cas dans le dernier cas.
Couche limite turbulente

Dans ce dernier cas, il y a un certain nombre de paramètres physiques, dont la viscosité et la vitesse du fluide, qui font que l'écoulement ne se comporte plus comme un empilement de lames minces. Les efforts qui se développent à l'intérieur du fluide, près du contact avec la paroi, font que le fluide va se comporte "bizarrement, et va, autour de la paroi, se mettre à tourbillonner. On a donc en fait deux écoulements de natures différentes qui coexistent. Près de la paroi, les tourbillons, dont la taille dépend de la vitesse, de la viscosité, de l'état de la surface et de pleins d'autres trucs, et un écoulement laminaire, au-dessus de la couche. L'inconvénient, ici, c'est que les tourbillons consomment pas mal d'énergie. Mais d'un autre côté, ces tourbillons constituent en quelque sorte des "rouleaux virtuels" sur lesquels l'écoulement laminaire vient rouler. Du coup, les pertes dans l'écoulement laminaire sont moins importantes que dans le cas de la couche limite laminaire. Autre point intéressant, c'est que cette couche limite est en général moins épaisse que la couche limite laminaire. Et ce sont ces deux effets la qui, en se combinant, peuvent rendre l'écoulement plus performant. La couche tourbillonnaire "consomme" de l'énergie, mais d'un autre côté, elle permet à l'écoulement laminaire de se faire dans de meilleures conditions.

Dans ce cas, quid des conduits polis? Pas grand chose, puisque dans ce cas, il y a peu de chance pour que l'écoulement développe une couche limite turbulente. En revanche, si les conduits restent rugueux, mais avec une rugosité contrôlée, on peut faire se développer une couche limite turbulente qui va faciliter l'écoulement du fluide dans le conduit.
Conclusion ?

D'un point de vue strictement meca-flu, il est difficile de dire si le polissage des conduits est efficace ou non. Pour statuer, il faut connaitre la viscosité du mélange, sa vitesse, mais aussi son état avant de rentrer dans le conduit. S'il y a une grosse boite à air qui permet le repos des gaz avant injection, ca peut être intéressant. Mais y a rien de sur. En revanche, dans le cas d'une admission d'air forcée courte (Hypercharger, ou ForceWinder), c'est pratiquement sur que ca sert à rien, puisque le fluide qui va arriver dans les conduits sera déjà assez perturbe. Dans ce cas, il faudrait faire des tubulures d'admission plus longues, pour laisser au fluide le temps de se "reposer". Mais si le fluide doit parcourir une longue distance sur un temps court (celui de l'injection), alors il y a de fortes chances pour qu'il y ait une importante couche limite. Si on a des conduits courts, l'écoulement sera chahute, et ca risque d'être peu efficace. Sans compter que par-dessus tout ca, il faut tenir compte des ondes de pressions qui, comme dans le cas de l'échappement, participent aux flux du mélange gazeux. Et donc, on ne peut pas mettre des conduits de n'importe quelle taille...

De mon point de vue, donc, ca demande à être analyse super précisément, au cas par cas. Et, en tout état de cause, ca ne sera intéressant que sur une plage limite d'utilisation du moteur.
Et pourquoi les structures "longues" frottent moins?

Ben, du coup, j'ai survole les principes qui permettent de répondre à la question . Quand une structure est placée dans un écoulement, en fonction donc de la vitesse, de la viscosité et de l'état de surface de la paroi, on peut avoir plusieurs types de comportement. Près du bord d'attaque, on a généralement un écoulement laminaire. Puis, a une certaine distance, par adhérence sur la paroi, une couche limite laminaire se développe. En général, très près du bord d'attaque. On pourrait donc penser que plus la paroi est longue, plus ca va frotter, et moins ca va être efficace... En fait, non, puisque passe un certain point, les efforts dans la couche limite laminaire deviennent important, et celle ci devient turbulente. Du coup, par les effets de "rouleaux", l'écoulement est améliore! Une partie des pertes est compense par le fluide qui "roule" sur la paroi.

Ceci, évidement, reste vrai tant que la couche limite reste près de la paroi. Parce que quand l'incidence du profil dans l'écoulement augmente, on peut avoir un décollement de couche limite. Dans ce cas, l'épaisseur dans laquelle se forme les tourbillons augmentent, et les pertes induites par ces tourbillons sont beaucoup plus importantes que les gains obtenus par l'effet "rouleaux".

Voili voilou. J'ai essaye d'être clair et le plus bref possible...

[Ozhora]

Smarties c'est nickel mais cite la ou les sources stp (pour le respect des auteurs)

[Smarties]

oui pardon, c'est rectifié, j'ai mis en citation pour plus de clarté et cité la source

[Ozhora]

C'est surtout que j'ai lu exactement le même article hier soir

Nickel tout ça.
Pour résumer :
Conduits polis --> Nickel pour le ralenti car écoulement laminaire
Conduits rugueux --> Nickel pour dans les tours car régime turbulent au niveau des parois qui introduit du laminaire au centre (plus rapide)

Donc en gros faudrait un conduit sablé puis légèrement poli pour atténuer les défauts de sablage

EDIT : Pour les moteurs qui ont déjà les conduits polis cela peut s'expliquer par le fait que l'air est tranquillisé avant l'injection dans les tubulures pour garder le régime laminaire le plus longtemps possible (mais un moteur de ferrari n'est pas étudié de la même manière qu'un renault )

[Bear]

Nickel tout ça. Pour résumer : ...... mais un moteur de ferrari n'est pas étudié de la même manière qu'un renault)

Et aussi que vous ne ferez JAMAIS battre une Ferrari par une 4L.
Faut arrêter de dire n'importe nawak avec les prépas de nos autos ..... ce ne sont QUE des 4L, MÊME avec des moteurs préparés. J'ajoute que (bien souvent), on passe beaucoup de temps (et on dépense pas mal de tunes) pour ce type de prépa qui ne fait pas une grosse différence au bout du compte.
Bref, pour moi, le jeu n'en vaut pas la bougie...... ;o)