Quelles sont les caractéristiques et les utilisations des valves desmodromiques?

En réponse à une autre question, @Ceshion a présenté un type de train de soupapes fascinant dont je n'ai jamais entendu parler, les soupapes desmodromiques, telles que présentées par Ducatti. Cette réponse est ici:
Quels sont les différents types de poussoirs / poussoirs et les avantages / inconvénients de chacun

et voici l'image qu'elle a fournie à titre d'exemple:

Voici les questions spécifiques:

• Sont-ils utilisés uniquement dans les motos, sinon, dans quel autre cas s'agit-il?
• Étant donné l'absence totale de flotteur de soupape, à quelle hauteur peuvent-ils tourner? Quel est le prochain facteur limitant dans quelle vitesse ils peuvent tourner (en ignorant le reste du moteur pour l'instant. À moins que la seule autre chose qui limiterait la vitesse de rotation est quelque chose dans le bas de l'échelle.)
• A quel point ces systèmes sont-ils plus ou moins fiables que les configurations de train de soupapes modernes habituelles?
• Sont-ils limités à la course ou existe-t-il des applications de rue pour ces applications?
• Est-ce que quelqu'un d'autre que Ducatti les utilise ou sont-ils brevetés par Ducatti?
• Étant donné le manque de flotteur de soupape, à quel point les soupapes peuvent-elles devenir plus grandes et plus lourdes pour permettre plus de débit et plus de puissance?
• À première vue, la position de la vanne dépend totalement des suiveurs de came pour les arbres à cames qui s’ouvrent et se ferment, ce qui la met exactement à la place. Il n’existe pas de ressorts ni d’hydraulique pour éliminer les résidus du système. Comment un système comme celui-ci explique-t-il l'usure des surfaces de contact? Y a-t-il un ajustement dans un système comme celui-ci? Ont-ils des fuites plus importantes que la configuration habituelle, car il est difficile d’obtenir les cames d’ouverture et de fermeture permettant de positionner la vanne pour obtenir une bonne étanchéité?
• Un système comme celui-ci nécessite-t-il une pression d'huile plus élevée pour éviter une usure prématurée à mesure que le régime augmente?

Les hauts régimes signifient tellement plus de puissance, il doit y avoir des inconvénients à ce qu'ils ne soient pas utilisés dans beaucoup d'endroits.

Merci d'avance!

Je peux également répondre à certaines de ces questions. Il y a d'autres entreprises qui les utilisent, alors que Ducati est la plus connue. Ducati les utilise dans leurs moteurs de course et de streetbike. Mercedes Benz est une autre entreprise qui les utilise, notamment dans les moteurs de F1. Le facteur limitant théorique, le mieux que je sache, est la chaleur et le frottement. Il n’ya aucune raison pratique de faire travailler le moteur au point d’atteindre ces limites. Ils sont un peu moins fiables en raison de la complexité et du nombre de composants devant rester synchronisés, et la fourniture de puissance est également moins fiable. En fait, il existe des ressorts dans la plupart des configurations de vannes desmodromiques, ils ne sont tout simplement pas utilisés pour le suivi de caméra. Cependant, ils sont utilisés pour réduire le jeu dans le système, comme le montre ce qui suit:

Cela montre également une configuration alternative à celle que j'ai décrite dans l'autre article, dans le sens où cet exemple utilise le même arbre à cames pour l'ouverture et la fermeture des vannes. Ils sont ajustés avec des cales, indiquées dans le diagramme ci-dessus. C’est ce qui en fait un tel cauchemar, car il existe deux dégagements sur chaque vanne qui interagissent.

Maintenant, pour ce que je ne sais pas: je ne sais pas exactement comment la pression d’huile a besoin comparée aux soupapes classiques, mais gardez à l’esprit que, dans la plupart des cas, lorsque le régime du moteur augmente, la pression d’huile aussi. Donc, cela peut être nécessaire, oui, mais cela peut aussi être produit de manière quelque peu automatique en tant que sous-produit d’une vitesse aussi élevée. De plus, je ne sais pas vraiment comment se comparent les tailles de vanne potentielles, cependant, je n'ai personnellement vu aucune différence énorme entre les configurations desmodromiques et conventionnelles.

Tu as demandé

Sont-ils utilisés uniquement dans les motos, sinon, dans quel autre cas s'agit-il?

Aucun autre fabricant de motos ne tire actuellement parti du système desmodromique.

Compte tenu de l'absence totale de flotteur de soupape, à quelle hauteur peuvent-ils tourner?

le Ducati GP7 La plateforme MotoGP de 2007 a atteint 19 000 tr / min.

Quel est le prochain facteur limitant à quelle hauteur ils peuvent tourner?

Peut-être qu'une course plus courte avec des soupapes plus grandes et un jet moins alternatif dans la soupape permettront le prochain incrément de vitesse de rotation. À l'heure actuelle, le canal d'admission atteint la vitesse du son, ce qui pose des problèmes de contre-pression et de poches d'air bloquées dans le canal d'admission. Les chiffres actuels des GP15.X et GP16 RPM n’ont pas encore été publiés par Ducati, mais les spéculations les prévoient à plus de 20 000 RPM.

A quel point ces systèmes sont-ils plus ou moins fiables que les configurations de train de soupapes modernes habituelles?

Le plus de pièces mobiles, nous pouvons supposer que la fiabilité est liée à la simplicité. Ma propre expérience professionnelle avec les trains de robinets Ducati Desmodromic a été très bonne. Les statistiques sur les taux d'échec ne sont pas disponibles, mais je pense que nous verrions qu'elles ont une tolérance globale aux cycles de contrainte à long terme plus faible qu'un train de soupapes de calage de godet utilisé dans la plupart des motos modernes à hautes performances.

Sont-ils limités à la course ou existe-t-il des applications de rue pour ces applications?

Ducati utilise ce train de soupapes dans tous ses véhicules de production et de course.

Étant donné le manque de flotteur de soupape, à quel point les soupapes peuvent-elles devenir plus grandes et plus lourdes pour permettre plus de débit et plus de puissance?

Je différerais la réponse d'un ingénieur en mécanique, le mathamagic devenant assez complexe en ce qui concerne le stress à des régimes aussi élevés. De plus, toutes les informations de poids et d’angle devront être publiées pour répondre à cette question.

Est-ce que quelqu'un d'autre que Ducatti les utilise ou sont-ils brevetés par Ducatti?

Aucun autre fabricant n'utilise actuellement ce système. Mercedes les utilisa en F1 en 1954 et 1955. Ducati possède des brevets sur divers composants, mais cette conception remonte aux machines à vapeur de la fin du 19ème siècle.

Voici une liste assez complète des véritables utilisations d'un système desmodromique dans les moteurs à combustion interne.

Comment un système comme celui-ci explique-t-il l'usure des surfaces de contact? Y a-t-il un ajustement dans un système comme celui-ci?

Les moteurs Ducati SR2 à deux soupapes plus anciens ont subi une usure accrue avec des angles particuliers de soupapes à champignon. Les plates-formes actuelles et traditionnelles utilisent un ressort hélicoïdal sur le culbuteur négatif pour empêcher tout rebond et sceller correctement les vannes lors de la fermeture. Voici la modélisation sur un design Ducati .

Un système comme celui-ci nécessite-t-il une pression d'huile plus élevée pour éviter une usure prématurée à mesure que le régime augmente?

Les tolérances de pression d'huile sur les plates-formes modernes sont conformes aux conceptions normales de culbuteurs plus petits du passé.

Inconvénients

• Plus de masse

• Plus de pièces mobiles

• Augmentation de la masse inertielle par rapport à la glace globale

• Complexité de la maintenance / réglage de la vanne

• Les coûts de fabrication sont plus élevés

• Plus de poids au-dessus du centre de gravité de la moto