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Qu'est-ce qu'une soufflerie ou banc de débit ?

Une soufflerie est un appareil qui produit un mouvement d'air à travers un circuit fermé induisant une différence de pression d'air à l’intérieur du circuit. Le volume d'air qui se déplace dans le circuit fermé est mesuré par rapport à la pression différentielle au travers de ce circuit.

Pourquoi une soufflerie ?

Les éléments où s’effectue la circulation d'air, comme les collecteurs et les culasses, peuvent souvent être améliorés d'une façon ou d'une autre. Puisque l'amélioration du débit d'air des moteurs de course à combustion interne mène souvent à une plus grande puissance et efficacité, une soufflerie peut aider à déterminer la meilleure méthode pour améliorer ce débit d'air.

Les conduits d'admission de culasse sont habituellement le meilleur lieu d’amélioration du débit d'air en raison des contraintes liées au moulage en usine à un coût raisonnable. Les pièces moulées à grand volume conduisent souvent à des compromis par rapport au conduit idéal. En retravaillant les passages moulés en usine à la main à l'aide de fraises, les conduits peuvent souvent laisser passer l'air beaucoup plus efficacement. C'est ce qu'on appelle "Porting" en Anglais.

Si le travail d'une culasse peut souvent améliorer l'efficacité du débit d'air pour les moteurs de course, ce n'est pas toujours le cas. Les zones de travail d'un conduit qui n'ont pas besoin d'être retouchées peuvent entraîner une diminution du débit et des vitesses de gaz plus faibles. C'est pourquoi les meilleurs constructeurs de moteurs de course utilisent une soufflerie non seulement pour déterminer le résultat final de leur travail, mais aussi comme un outil précieux pendant le processus de préparation pour déterminer les zones d'un conduit qui ont besoin d'être améliorées et les zones qui doivent être laissées intactes.

Pourquoi une soufflerie ? Un conduit plus grand n'est-il pas toujours meilleur ?

D'une manière générale, vous voulez améliorer le débit volumétrique tout en maintenant la taille de la tubulure aussi petite que possible. Cela devrait vous donner la meilleure performance globale sur une large gamme de régime moteur. Ceci est particulièrement important pour les moteurs de rallye.

Le flux d'air dans un conduit d’admission ne s'écoule pas en régime stable et continu. Lorsque la ou les soupapes d'admission se ferment, le flux d'air dans le conduit s'arrête et même s'inverse. Lorsque la ou les soupapes d'admission s'ouvrent, nous voulons que la colonne d'air du conduit d'admission pénètre le plus rapidement possible dans la chambre de combustion. La colonne d'air dans le plus petit conduit, ayant moins de masse, se déplace plus vite que la colonne d'air dans un conduit plus grand. Une colonne d'air plus rapide continuera également à remplir le cylindre pendant que le piston atteint le bas de sa course.

En utilisant une soufflerie, il est possible de déterminer où un conduit peut être amélioré pour augmenter le débit sans avoir à enlever trop de matière. Si vous enlevez de la matière d'un conduit et que votre débit n'augmente pas, vous augmentez seulement la taille et la masse de la colonne d'air dans votre conduit.

Il est très facile de faire une section de passage trop grande pour la taille de la ou des soupapes utilisées. En utilisant un banc de débit, vous pouvez déterminer quand votre ou vos soupapes ne peuvent plus supporter le débit du conduit. C'est trop souvent le cas de nombreuses fois. Le préparateur continue d'augmenter la taille d'un conduit sans amélioration du débit parce que la ou les soupapes ne peuvent tout simplement plus supporter ce débit. Cela diminuera probablement les performances du moteur.

Comment fonctionne une soufflerie ou banc de débit ?

Une source d'air (aspirateur d'atelier) est utilisée pour produire une pression différentielle à travers la pièce à tester (culasse, collecteur d'admission). La pression différentielle est souvent appelée "dépression" ou "pression d'essai". La pression d'essai est mesurée à proximité de la pièce à tester et sert de référence. Il est important de connaître la pression d'essai car le débit volumique dépend de celle-ci.

Comme la pression différentielle de la source d'air déplace l'air à travers la pièce à tester, l'air est également acheminé à travers un dispositif (l’élément primaire) qui mesurera le volume d'air.  Cet appareil de mesure de volume est souvent un opercule ou diaphragme, il crée une pression différentielle causée par l'air qui le traverse. Cette pression différentielle est mesurée et sert à calculer le volume d'air.

Qu'est-ce qu'une source d'air ?

Pour une soufflerie, une source d'air est le dispositif qui crée une différence de pression qui permet à l'air de se déplacer d'un point à un autre. C'est ce qui crée le flux d'air à travers un banc d'essai et à travers la pièce à tester. Un aspirateur d'atelier est un bon exemple d'une petite source d'air, utilisant un moteur d'aspiration pour créer la différence de pression. De nombreux bancs utilisent plusieurs moteurs d'aspiration pour créer de grandes quantités d'air. D'autres sources d'air sont les soufflantes industrielles et les soufflantes centrifuges. La plupart des sources d'air sont bidirectionnelles pour les souffleries, ce qui signifie qu'elles peuvent déplacer l'air dans les deux directions.

Qu'est-ce que la pression d'essai ? Qu'est-ce que la dépression ?

La différence entre la pression (statique) absolue de l’air et la pression atmosphérique à l'endroit et à l'instant de la mesure.

La dépression est un terme utilisé pour décrire la pression différentielle à travers la pièce à tester. Le terme pression d'essai est souvent utilisé.

Qu'est-ce qu'un élément primaire ?

Un élément primaire est généralement une section de tube qui est équipée de capteurs qui permettent de mesurer le débit et la vitesse du fluide qui la traverse.

Dans un banc de débit à diaphragme, c’est l'orifice utilisé pour mesurer le débit à travers la pièce à tester. L'air qui traverse la pièce à tester passe également par l'orifice de mesure. Lorsque l'air se déplace à travers l'orifice de mesure, une pression différentielle est créée à travers cet orifice. En mesurant cette pression différentielle, le débit peut être calculé à partir de la pression différentielle et du diamètre de l'orifice.

Qu'est-ce qu'un adaptateur d'alésage de cylindre ?

Pour une soufflerie, un adaptateur de cylindre simule le cylindre d'un moteur à combustion interne pendant le test de débit des culasses. Le cylindre affecte le débit d'une culasse, il est donc utile de simuler les effets du cylindre par rapport à la culasse pendant le test de débit. Certaines culasses peuvent avoir un débit plus ou moins important avec des cylindres de tailles différentes.

Quelle est l'importance du diamètre de l'adaptateur de l'alésage du cylindre par rapport au débit de la culasse ?

Dans certains cas, le diamètre de l'alésage peut être critique pour le débit de la culasse à des levées de soupapes les plus élevées. Mais dans de nombreux autres cas, le diamètre de l'alésage ne semble pas du tout affecter le débit. Les culasses à soupapes inclinées ou les culasses hémisphériques sont beaucoup moins affectées par le diamètre de l'alésage. Sur les culasses sensibles au diamètre de l'alésage, les dimensions critiques sont la distance entre la paroi de l'alésage et le bord de la tête de soupape. Ceci peut être ajusté en décalant la culasse sur l'adaptateur de cylindre, ce qui fait qu'un petit alésage a le même effet qu'un alésage plus grand en décalant la culasse. Il est alors important de noter ce décalage pour des essais ultérieurs et successifs.

Qu'est-ce que CFM ?

CFM signifie Cubic Feet per Minute. C'est une mesure du volume (pied cube) sur une période de temps (1 minute). 1 CFM = 2.12 litre par seconde. Unité très utilisée dans la littérature anglophone.

Puis-je remplacer mes manomètres à eau par un FCU SmartFlow ?

Oui, vous n'avez plus besoin de vos manomètres à eau ou à huile lorsque vous utilisez le FCU SmartFlow et son logiciel. Vous utilisez également les mêmes connexions que vos anciens manomètres, vous n'avez donc pas besoin de modifier votre banc de mesures ni de faire de calculs.

Qu'est-ce qu'un opercule étalon ?

Un opercule étalon est un orifice dont le débit est connu à une certaine pression différentielle. Il est utilisé pour calibrer un système de mesure de débit comme un banc de débit. Un opercule d'étalonnage typique est une plaque plate et fine avec un trou au milieu. Cet opercule étalon est placé au-dessus de l'entrée du banc de débit et l'air est aspiré à travers l'orifice à une pression d'essai précise pour étalonner le banc de débit.

Quel aspirateur d'atelier dois-je utiliser ?

Un aspirateur d'atelier de 1000 à 1500 W fonctionne très bien avec SmartFlow. Des essais d’aspirateurs de 1000 à 1400 W ont donné les mêmes résultats. Vous choisirez un aspirateur d'atelier qui utilise un tuyau de 40 mm, et si vous faites des essais d'échappement, une sortie soufflante.