Quelle est l’importance de l’architecture moteur ?

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Quelle est l’importance de l’architecture moteur ?

Message par Modena49 le Mer 2 Déc - 11:30:19

Quelle est l’importance de l’architecture moteur ?
Par Nicolas Carpentiers  
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Pour relever le défi de l’efficacité énergétique, les motoristes engagés cette saison en Grand Prix – Renault Mercedes et Ferrari – ont chacun emprunté des voies différentes. Cet espace laissé à la créativité des ingénieurs, nous vous proposons de l’explorer dans une série de quatre articles détaillant les différentes architectures retenues.
Après avoir soupesé toutes les options possibles, les trois constructeurs ont choisi une direction propre, en pondérant chacun à leur façon l’indispensable compromis entre les exigences du groupe propulseur (où doivent être conciliés besoins thermiques et électriques) et les contraintes aérodynamiques.
Rémi Taffin, directeur des opérations de piste chez Renault Sport – qui a accepté d’examiner nos schémas (*) – balise le contexte général dans lequel les différents choix d’architecture ont été opérés :
“Le changement de réglementation a ouvert les possibilités quant à l’architecture du moteur, il y a de multiples combinaisons possibles. On l’a vu cette année, tous les motoristes ne sont pas arrivés au même optimum. Plus les années vont passer, plus une convergence va s’opérer, un peu comme pour les V8 de l’an dernier. Si vous comparez les V8 de Renault, Ferrari ou Mercedes en fin de saison passée, ils étaient à peu près tous pareils et installés de la même façon dans la voiture : les radiateurs étaient implantés au même endroit, etc.”
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Optimums locaux
Pour le moment, les différentes architectures présentent des ‘optimums locaux’, comme dans une équation à plusieurs inconnues. Si on se trouve ici [pointant le schéma du Renault], on va trouver un certain optimum, si on se situe dans cette configuration-là [Mercedes], on va en trouver un autre. Le tout est de savoir quel est le meilleur, l’optimum global, pour reprendre l’analogie. À un moment, il faut bien fixer certaines contraintes. Selon les domaines dans lesquels on estime pouvoir faire le plus de gains, on fera certains choix.”
Entre les multiples éléments qui constituent un propulseur hybride (un V6 thermique suralimenté, deux générateurs électriques de récupération d’énergie, une batterie, un circuit de refroidissement, des échappements), l’interdépendance est telle que chaque choix opéré sur une pièce a de profondes répercussions sur les autres composants.
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Des choix d’intégration différents
Par rapport au V8, poursuit Taffin, le V6 turbo nécessite beaucoup plus d’intégration, de radiateurs, de récupération d’air, ce qui augmente encore le nombre de combinaisons possibles. Mais du point de vue de la performance stricto sensu, une architecture n’est pas meilleure, en soi, en elle-même, qu’une autre. Par contre, en termes d’intégration, certaines solutions ont des avantages.”
“Les motoristes de Ferrari ont logé l’intercooler dans le ‘V’ du moteur : ils ne peuvent donc pas installer le MGU-H à cet endroit [= entre les rangées de cylindres, comme sur le Renault et le Mercedes, voir le schéma ci-dessus]. Il faut donc l’implanter ailleurs, ce qui prend de la place dans le châssis… L’autre solution [celle adoptée par Renault] est plus compacte dans cette zone, mais elle implique de placer l’intercooler dans les pontons, ce qui a aussi des conséquences.”
C’est dans cette perspective qu’il faut appréhender les trois architectures adoptées par Renault, Mercedes et Ferrari : en gardant à l’esprit qu’elles sont le résultat de concessions faites dans un domaine au profit d’un autre dans le domaine de l’intégration (le rendement du moteur thermique au détriment du packaging, par exemple).
Ce week-end, nous examinerons à la loupe et en images l’architecture  du propulseur français, ainsi que son intégration, qui varie selon le châssis (Red Bull, Lotus, Toro Rosso et Caterham) où il est monté.
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(*) Réalisés dans une perspective avant tout comparatiste, les schémas présentés ici simplifient la réalité complexe des groupes propulseurs (le réservoir est normalement creusé pour accueillir la bâche à huile ; le dessin des échappements et de la prise d’air est trop schématique ; de nombreux périphériques sont manquants, etc.). Merci à Rémi Taffin de Renault Sport de s’être prêté à l’exercice délicat du commentaire, compte tenu de son devoir de réserve.


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