Bien comprendre le principe du Vboost.
La qualité de remplissage d’un moteur dépend essentiellement des données suivantes :
Le diamètre des conduits qui doit être adapté au débit nécessaire.
La levée des soupapes, qui doit être suffisante pour permettre le débit nécessaire.
La température de l'air admis, qui doit être le plus frais possible.
La longueur des tubulures d'admission, qui s'accorde avec des régimes de résonnance, et qui intervient aussi dans l'inertie de la colonne gazeuse.
La longueur et la géométrie des tubulures d'admission sont des éléments prépondérants dans le comportement du moteur. Plus ces tubulures sont longues, plus elles permettront la formation et l'accélération d'une colonne gazeuse qui doit arriver à pleine vitesse dans le cylindre afin de mieux le remplir (au delà de 100 m/s, donc environ 400 km/h).
Pour revenir à la longueur des conduits, lorsqu'on n'a pas les moyens d'effacer les phénomènes vibratoires, elle doit être calculée de sorte que l'admission "vibre au quart d'onde" :
Lors de l'ouverture et de la fermeture des soupapes se créer une onde de choc (en P2 sur le schéma "Données" ci dessous) qui va partir dans le sens inverse à celui de l'air admis, pour résonner en P1 et donc revenir en direction de P2. La vitesse de cette onde se calcule facilement en fonction de la célérité de l'air admis, qui dépend essentiellement de sa température.
Il faut donc pouvoir déterminer les régimes auquel pour une durée d'ouverture de soupape donnée l'onde effectue ce parcours de telle sorte qu'elle revienne à la soupape lors de son ouverture.
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La longueur des conduits correspond à la distance entre le point générant l'onde (ouverture de soupape), noté P2 et le point auquel l'onde se réfléchit, P1. La température d'admission T° ADM est celle de la boîte à air. Si le moteur est bien implanté, cette température doit varier entre 20°C et 40°C pour un moteur atmosphérique, et entre 35°C et 70°C pour un moteur turbo. La température des conduits Tcond est une température moyenne des conduits d'admission (pipe, carbu/papillon, conduit de culasse). C'est une valeur approximative qui permet d'affiner le calcul de la célérité. Le diamètre des conduits d'admission Diam Cond est aussi une valeur moyenne pour déterminer le réchauffement de l'air en fonction de la surface interne, ici aussi dans le but de pondérer la célérité.
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Sur la courbe ci-dessus (simulation moteur automobile), qui représente la pondération du taux de remplissage par les ondes en fonction du régime avec un conduit de 55 cm, on peut noter 4 régimes de résonnance. A ces régimes l'onde générée par les soupapes d'admission est en phase avec le déplacement de la colonne d'air à l'admission et crée un effet compresseur : l'air admis est véritablement poussé par cette onde. On notre ici un couple maxi prévisible aux alentours de 5000 trs/min.
La partie intéressante de cette courbe, qui indique les régimes moteur à retenir pour cette géométrie d'admission, est comprise dans la zone verte. On y a en effet un taux de remplissage supérieur, égal ou proche de 1.0, C'est à dire que dans un cylindre de volume unitaire Vu, au moins le même volume d'air frais (Vu*Tr, où Tr est le taux de remplissage au régime donné) pénètre dans le cylindre.
La partie rouge de la courbe indique que le moteur manque de remplissage, donc de couple, et ainsi de puissance à ces régimes. Avec une admission statique, ce phénomène est inévitable. Un moteur mieux conçu pourrait offrir avec une admission statique une plage d'utilisation du moteur de plus de 2000 Trs, par exemple de 4000 à 6200 Trs/min. Il est aussi envisageable de faire en sorte qu'aucun résonateur ne soit rencontré dans le système d'admission, de sorte qu'aucune onde ne vienne pondérer le remplissage.
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Une idée vient tout de suite à l'esprit : pourquoi ne pas rejoindre deux conduits d'admission de longueurs différentes, qui génèrent deux courbes de remplissage complémentaires ?
Un système de sélecteur par clapets permet de sélectionner le conduit idéal pour le régime courant. C'est ainsi que fonctionnent les admissions variables de certains grands constructeur automobile.
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Cette dernière courbe est donc le résultat illustratif d'une admission variable, qui génère un accord quasi-optimal. On comprend très vite l'intérêt d'un tel système.
Voilà, si ça aide quelqu'un tant mieux.