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Quelques informations sur l’optimisation d’un circuit de lubrification. Nous avons pris comme exemple une Renault Clio 2 RS groupe N3 équipée d’un F4R de 185ch, mais ces résultats sont transposables à tout type de cylindrée ou niveau de préparation…
Nous avons réalisé un ensemble de simulations numériques avec un logiciel de mécanique des fluides (hydrodynamique avec contacts) que nous avons comparé avec des mesures sur banc moteur afin d’en vérifier les tendances. 3 éléments majeurs en sont ressortis :
- le jeu de fonctionnement
- la température d’huile
- la viscosité de l’huile
Rq.
Maneton : palier entre la bielle et le vilebrequin (4 manetons dans le cas d’un 4 cylindres en ligne), on parle dans ce cas de coussinet de bielle
Tourillon : palier entre le vilebrequin et le bloc moteur (généralement 5 tourillons dans le cas d’un 4 cylindres en ligne), on parle dans ce cas de coussinet de vilebrequin ou de coussinet de ligne d’arbre
Serrage : déformation élastique des coussinets qui sont plus longs que le logement. Le serrage permet de plaquer les coussinets pour ne pas qu’ils tournent en cas de déformation de la bielle à haut régime. |
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Jeu de fonctionnement :
Il s’agit du jeu entre l’axe (maneton ou tourillon) et la paire de coussinets qui sont plaqués dans le logement
C’est par ce jeu que l’huile circule afin de lubrifier les 360° du palier et qu’elle ressort afin de le refroidir.
Nous avons fait varier le jeu de 30µm (0.03mm) qui est la valeur usuelle des moteurs moderne à 100µm (0.1mm) qui semble être un maxi à ne pas dépasser. (Quand le jeu est trop important, l’huile fuit du palier sans en lubrifier toute la périphérie)
Dans les manetons en passant de 30 à 60µm :
870-663=207
207x4=828
Dans les tourillons en passant de 30 à 60µm :
1351-990=361
361x5=1805
Total : 828+1805=2633W = 3.5 chevaux à économiser dans un moteur en optimisant les jeux…
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La viscosité de l’huile : dans les voitures de rallyes il est pour habitude d’utiliser des huiles à viscosité très importante : 15W60… sur les voitures modernes c’est une source de perte importante.
Dans les manetons en passant de 10W60 à 5W40 :
663-499=164
164x4=656
Dans les tourillons en passant de 10W60 à 5W40 :
990-718=272
272x5=1360
Total 656+1360=2016 = 2.7 chevaux à économiser dans un moteur en choisissant une huile plus fluide…
Rq.
Sur les moteurs anciens équipés de carburateurs, il faut conserver une huile à viscosité importante (*W60) car ils sont sujet à dilution : de l’essence passe dans l’huile et la viscosité baisse naturellement.
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Température d’huile : à chaud un moteur est plus performant qu’à froid
Dans les manetons en passant 80°C à 120°c :
1223-663=560
560x4=2240
Dans les tourillons en passant 80°C à 120°c :
1896-990=906
906x5=4530
Total 2240+4530=6770 = 9.2 chevaux à économiser dans un moteur travaillant à 120°C au lieu de 80°C
Rq.
Les validations des moteurs série actuels (diesel ou essence) se font généralement à une température de 150°C. Les huiles modernes sont donc leur plage de travail optimale à haute température.
L’utilisation d’une modyne (échangeur eau/huile) permet à l’huile d’atteindre rapidement sa température de fonctionnement.
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Conclusion :
Sur un moteur groupe N, mais aussi sur un moteur plus pointu, on se rend compte que l'optimisation du circuit permet de gagner quelques chevaux... ou tout du moins de ne pas les perdre en faisant de mauvais choix techniques (qui sont pourtant ancrés dans les habitudes)
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