Échappement accordé

[PhM]

Bonjour,

Dans un autre sujet, un contributeur évoque un "pot d'échappement accordé ". Je connais de réputation les pots Chabord entre autres, mais je n'ai aucune idée du principe d'application et de construction.
Si quelqu'un avait la patience de m'expliquer tout cela en termes clairs...
Meri d'avance.

[andre44]

Bonjour

la sortie des gaz échappement est pulsatoir.
Un échappement libre au raz du cylindre n'est pas la meilleure solution
une certaine longueur de tuyau  suivant le diametre et les RPM du moteur favorise l'évacuation des gaz échappement .
Idéalement on racorde deux cylindres  dans un même conduit pour qu Il se cree une deperssion dans le conduit juste avant que la soupape échappement ouvre  (dans moteur 4 cylindre en ligne ordre d'allumage 1-3-4-2  on relie le conduit du 1 avec le 4 et le conduit du  2 avec le 3 )
Accorder n'a rien avoir avec le silencieu  , mais si on utilise un silencieux le calcul des longueures des tuyaux est differrente (les conduits sont plus court)

A titre d'exemple un moteur  a 3000 rpm  
Echappement libre
50cm de conduit =20kw
150cm de conduit = 22kw
250cm d econduit = 19kw

le même moteur avec un silencieu
50cm de conduit = 21,5 kw
150cm de conduit =18,7 kw

Le meilleur exemple d' échappement accordeé on le retrouve sur les moteurs deux temps de motoneige de competition , les mecaniciens travaillent sur la forme et la longueur des  pipes et pots échappement pour sortie le plus de puissance possible a un régime donné  

Si tu fait des recherches il y a des formules spécifique pour calculer les longeur ,mai ssouvent il faut procedé par essaie les coudes et le ramassie de conduit influence .

André

Quand on sait comment les tuyaux en inox craques et qu'il doivent etre supporté pas trop rigide la complexité pour réaliser ces coudes , il faut se demander si parfois perdre un peu de rendement au detriment de la simplicité et d'une bonne durée de vie (une pipe échappement qui casse en vol pendant un voyage pas drole, risque de feu sous le capot , sans compter la chaleur sous  le capot proche du carter d'huile ,du carburateur et ddu demarreur , cela prend des deflecteurs de protection, avec les capots en fibre de verre cela passe proche compliqué...     

[ebonv]

Bonjour,

pour faire simple, la première chose est la longueur des tube en sortie de cylindre.
Ils doivent avoir une longueur strictement égale pour l'onde qui sort de chaque cylindre se sépare parfaitement des autres.
Pour qu'un moteur fonctionne au maximum de son rendement il faut que les gaz d'échappement s'évacuent complétement.
Le pot accordé permet une évacuation qui ne va pas crée une onde de retour, ce qui freine leurs sortie.
Comme son nom l'indique, en principe, la longueur des tubes sont définie en fonction de la fréquence sonore de l'onde de sortie et sont donc accordée à fréquence produite par la vitesse de rotation que l'on souhaite amélioré.
Cela permet de gagner jusqu'à 10 % sur la puissance utile sur un moteur 4 temps (par rapport à une sortie direct). sur un moteur 2 temps cela est encor plus important.
Il y a une légère diminution du bruit.
un post intéressant sur le forum des Piel http://www.avions-piel.com/moteur-et-helice/topic1867.html.

A+

Etienne

grillé par André

[Jethro]

Bonjour,

Dans un autre sujet, un contributeur évoque un "pot d'échappement accordé ". Je connais de réputation les pots Chabord entre autres, mais je n'ai aucune idée du principe d'application et de construction.
Si quelqu'un avait la patience de m'expliquer tout cela en termes clairs...
Meri d'avance.

Bonsoir PhM,

Je ne suis pas un spécialiste, il s'en faut de beaucoup, mais juste pour faire prendre la mayonnaise :

Je pense qu'il ne faut pas confondre "pot accordé" et pot type Chabord.

Comme son appellation l'indique, le pot accordé est un dispositif d'échappement qui présente une longueur telle qu'il y a "résonnance" sur une certaine fréquence (c'est comme un tuyau d'orgue, ça résonne sur un fréquence liée à sa longueur), et cette fréquence correspond à la fréquence d'émission des bouffées de gaz d'échappement : ainsi, on peut améliorer nettement le fonctionnement du moteur pour une certaine vitesse de rotation : la bouffée d'échappement peut créer (par rebondissement en retour) une pression qui favorise la bouffée d'aspiration à l'admission.

C'est du moins ce que j'ai compris de ce dispositif, qui, je crois, est essentiellement utilisé sur les petits deux-temps monocylindriques, et sur les moteurs de modélisme (sous réserve, les spécialistes me corrigeront !).

L'échappement type Chabord (connu et utilisé en course depuis bien longtemps) est un peu d'un autre genre (quoique...), n'a pas été inventé par monsieur Chabord, mais ce fabricant les réalise avec beaucoup de bonheur.
Ce dispositif est utilisé sur moteurs multicylindres (2, 3, 4... et plus !).
Là, on s'arrange pour que la longueur de chaque tuyau d'échappement, entre la sortie de chaque cylindre et l'entrée du pot, soit de la même longueur le plus précisément possible.
Ces divers tuyaux de longueurs identiques sont alors réunis ensemble avant d'aborder le pot lui-même, ou le turbocompresseur s'il y a lieu.
C'est alors qu'on parle d'échappement "2 en 1", ou "3 en 1", etc...
Dans ce cas, on cherche à éviter que les bouffées d'échappement ne se perturbent entre elles en créant des contre-pressions néfastes : ce n'est plus une question de fréquence, donc ce n'est pas lié à la vitesse de rotation, c'est une question de "timing" par rapport au cycle de fonctionnement du moteur.
Cette recherche pointilleuse du meilleur rendement conduit à des tuyauteries volumineuses et compliquées, tordues dans tous les sens, qu'on surnomme quelquefois "un nœud de serpents", et particulièrement ardues à mettre en œuvre... et c'est justement là que monsieur Chabord excelle !

Malheureusement, ça coûte la peau des fesses à réaliser... c'est le prix à payer pour obtenir un meilleur rendement d'un moteur !

Cordialement,

P.S. : Grillé par André et par Étienne !

[Jean-François GEAY]

Certes, il y a une histoire de fréquence (très importante) , mais aussi combinée avec le volume des gaz qui s'échappent.
D'où une longueur de tuyaux impressionnante, mais inégale en fonction de la cylindrée.
Mes deux cents

[PhM]

Merci à tous pour ces précisions détaillées.
J'en déduis qu'un moteur avec silencieux a un rendement meilleur.
Certes le poids du silencieux est à prendre en compte, mais pourquoi diable nos bouzins (sur avions modernes) pétaradent-ils encore de la sorte ?

[Ben]

... mais pourquoi diable nos bouzins (sur avions modernes) pétaradent-ils encore de la sorte ? ...

Parce que tout ça il faut le certifier pour chaque moteur, pour chaque couple avion/moteur !

[EMC]

Comme son appellation l'indique, le pot accordé est un dispositif d'échappement qui présente une longueur telle qu'il y a "résonnance" sur une certaine fréquence (c'est comme un tuyau d'orgue, ça résonne sur un fréquence liée à sa longueur), et cette fréquence correspond à la fréquence d'émission des bouffées de gaz d'échappement : ainsi, on peut améliorer nettement le fonctionnement du moteur pour une certaine vitesse de rotation : la bouffée d'échappement peut créer (par rebondissement en retour) une pression qui favorise la bouffée d'aspiration à l'admission.

C'est du moins ce que j'ai compris de ce dispositif, qui, je crois, est essentiellement utilisé sur les petits deux-temps monocylindriques, et sur les moteurs de modélisme (sous réserve, les spécialistes me corrigeront !).

Bonjour

Parfaitement exact
si en plus on a une admission variable comme au beau temps de Renault Sport F1

[barbeau]

Quelques précisions:
- dans un système d'échappement accordé, c'est avant tout la tubulure entre la culasse et le raccordement des tubulures qui est accordée sur un moteur 4 temps. Sur un 2 temps la configuration est différente même si le principe est le même
- le phénomême mis en oeuvre est de profiter de l'onde de pression créée par la fermeture et l'ouverture de la soupape d'échappement, pour vider au maximum le cylindre des gaz d'échappement et d'éviter que les gaz frais ne partent à l'échappement au cours du balayage (si croisement de la levée des soupapes) .
- Le coup de bélier, (le "bong" dans la canlisation) lorsque l'on ferme trop vide un robinet d'eau c'est une onde de pression.
- cette onde de pression est le résultat d'une variation très rapide de la vitesse de la veine gazeuse dans la tubulure
- cette onde de pression se déplace dans la tubulre sensiblement à la vitesse du son. Donc le temps mis à l'onde pour parcourir la distance entre la soupape et le raccordement des tubes est sensiblement constant (abstraction faite de la températue). Elle part de la soupape jusqu'au raccordement des tubes qui la renvoie vers la soupape.
- le calcul de la longueur des tubes est donc valable pour un seul régime de rotation du moteur, pour faire en sorte que le timing entre l'aller retour de l'onde corresponde à l'ouverture / fermeture de la soupape d'échappement.
- les tubulures accordées ont souvent des formes torturées pour respecter la longueur calculée / adaptée et identique pour chaque cylindre, et satisfaire aux contraintes d'encombrement
- un système d'chappement accordé apporte un peu plus de couple pour le régime moteur pour lequel il est calculé, donc un peu plus de puissance à ce même régime. Par contre il n'est pas garanti d'avoir une puissance maxi supérieure si le régime pour lequel il est calculé est éloigné du régime de puissance maxi.
Ensuite il faut passer de la théorie à la pratique par les éssais, toutefois l'informatique permet aujourd'hui d'approcher de très près un résultat final positif
Bons vols
Bernard

[bert59]

Bonjour,
sans rentrer dans les détails, je rejoins les deux explications données, en ajoutant les remarques suivantes:
1/les phénomènes pulsatoires dans les échappements ne sont pas sinusoïdaux, mais l'objectif ses collecteurs accordés est clairement de faciliter la vidange des cylindres en créeant une dépression à l'ouverture de la soupape d'échappement, et leur remplissage en créant une pression à la fermeture de la même soupape. Le temps d'ouverture de la soupape n'est pas forcément une fraction entière du cycle, ce qui ne simplifie pas le calcule du conduit idéal sur un multi-cylindres, même à régime constant
2/au delà de l'accord des tubes, le cylindre lui-même aura une fréquence propre (en clair, le volume du cylindre et son conduit résonnent à une certaine fréquence, ce qui se dit normalement par "la FP est la pulsation la plus basse à laquelle l'amplitude mesurée est amplifiée pour une excitation constante"). Ce phénomène est connu sous le nom de "résonateur de Helmoltz". Le principe est expliqué depuis le milieu du XIXeme siècle et maîtrisé depuis l'antiquité (flûte de pan + tous les instruments de musique à bec).
http://fr.wikipedia.org/wiki/Resonance_de_Helmholtz
http://subaru.univ-lemans.fr/AccesLibre ... ohelm.html
Petite drôlerie, le cylindre n'a pas un V constant...
3/l'accord des conduits peut se faire aussi sur les admissions (d'où les volumes et conduits plutôt travaillés de nos autos, si aujourd'hui, elles consomment la moitié de ce qu'elles faisaient il y a 20 ans, c'est plus parce que les constructeur ont raisonné pour faire résonner -elle était facile- les admissions/échappements que par l'apport de l'électronique).
4/un moteur un peu poussé peut avoir un taux de remplissage (volume unitaire d'air admis/cylindrée unitaire, càd volume déplacé par le cylindre sur une course) de 1.25 sans compresseur ou turbo, c'est ce que faisaient les F1 il y a une dizaine d'années. Je ne sais pas où ils en sont aujourd'hui, mais nos moteur "quatre à plat" et "six à plat" ont encore une très belle marge de progression, les taux de remplissages d'un Lyco devant tourner entre 0,3 et 0,4 à 2500 t/min. Le couple est directement proportionnel au remplissage.
5/Pour ceux qui ont peur de la capacité des inox à fissurer et à leur faible tenue aux vibrations, les aciéristes ont développé des gammes d'inox spécifiques pour les échappements (plus ductiles, meilleurs résistance aux gaz chauds) en fonction de la position et des contraintes de chaque élément (en clair, le choix ne se résume pas à "316 ou 304 ?" comme souvent quand on parle inox)
http://www.arcelormittal.com/stainlesse ... _241ko.pdf
5/quelques infos sur les autos: la première voiture de série à bénéficier d'un échappement accordée est la Porsche 928 de 1977 (celle qui a été voiture de l'année); une Clio de base a un filtre à air de 8 litres (excusez du peu) pour l'accord de l'admission; Volvo, BMW, Audi et beaucoup d'autres ont développé des systèmes d'admission avec des "boîtes à air" munies de clapets qui s'ouvrent et se ferment en fonction du régime, toujours pour l'accord des admissions. Ce sont les admissions variables:
http://www.youtube.com/watch?v=ozgctz1r3gw
http://www.youtube.com/watch?v=SYtykUCWJvA
A ne pas confondre avec les distributions variables, autre vaste sujet...
Bonne lecture et résonnez bien.
Bert59

[JodelD140]

Voila le Chabord monté sur mon mousquetaire il y a maintenant 12 ans oui déjà 12 ans!

[Andy]

Et on peut voir que c'est un 4 en 1.

[andre44]

Bonjour

Merci à tous pour ces précisions détaillées.
J'en déduis qu'un moteur avec silencieux a un rendement meilleur.
Certes le poids du silencieux est à prendre en compte, mais pourquoi diable nos bouzins (sur avions modernes) pétaradent-ils encore de la sorte ?

Non le meilleur rendement c'est échappement accordé sans silencieux , mais qui demande des conduits plus long .  
  
André

[Tartofraiz]

Moi je travaille actuellement sur le montage d'un Powerflow sur mon PA28 :

http://www.powerflowsystems.com

Bon pour l'instant j'en suis à la bagarre avec l'EASA pour l'agrément, mais je ne désespère pas

[Salusse]

Moi je travaille actuellement sur le montage d'un Powerflow sur mon PA28.../... Bon pour l'instant j'en suis à la bagarre avec l'EASA pour l'agrément, mais je ne désespère pas

Pourquoi ? Ce système n'est-il pas "homologué" aux USA pour le PA 28 ? Tu nous tiens au courant de tes négociations ?