Levée variable des soupapes - Variable valve lift
La levée variable des soupapes ( VVL ) est une technologie de moteur à piston automobile qui fait varier la hauteur d'ouverture d'une soupape afin d'améliorer les performances, l'économie de carburant ou les émissions. Il existe deux types principaux de VVL : discret, qui utilise des quantités de levée de soupape fixes, et continu, qui est capable de faire varier la quantité de levée. Les systèmes de levée continue des soupapes permettent généralement d'éliminer le papillon des gaz .
Lorsqu'elle est utilisée en conjonction avec le calage variable des soupapes (VVT), la levée variable des soupapes peut potentiellement offrir un contrôle infini sur le calage des soupapes d'admission et d'échappement.
Histoire
En 1958, Porsche a déposé une demande de brevet allemand, également demandé et publié sous le nom de brevet britannique GB861369 en 1959. Le brevet Porsche utilisait une came oscillante pour augmenter la levée et la durée de la soupape. La came desmodromique entraînée via une tige de poussée/traction à partir d'un arbre excentrique ou d'un plateau cyclique . On ne sait pas si un prototype fonctionnel a déjà été fabriqué.
Fiat a été le premier constructeur automobile à breveter un système de calage variable des soupapes automobile fonctionnel qui comprenait une levée variable. Développé par Giovanni Torazza à la fin des années 1960, le système utilisait une pression hydraulique pour faire varier le point d'appui des suiveurs de came (brevet américain 3 641 988). La pression hydraulique change en fonction du régime moteur et de la pression d'admission. La variation d'ouverture typique était de 37%.
En septembre 1975, General Motors (GM) a breveté un système destiné à faire varier la levée des soupapes. GM était intéressé à étrangler les soupapes d'admission afin de réduire les émissions. Cela a été fait en minimisant la quantité de portance à faible charge pour maintenir la vitesse d'admission plus élevée, atomisant ainsi la charge d'admission. GM a rencontré des problèmes de fonctionnement à très faible portance et a abandonné le projet.
Discret
Honda
En 1989, Honda a lancé son système VTEC ( Variable Valve Timing and Lift Electronic Control ). Ce qui passe à un profil de came séparé à des régimes moteur élevés pour améliorer la puissance de pointe. Les versions ultérieures ont ajouté VVT ainsi qu'une levée de soupape à 3 étages .
Nissan
Nissan a présenté sa levée et calage variables des soupapes orientés vers l'écologie Nissan sur son moteur Nissan VVL, il comportait une levée de soupape à deux étages.
Toyota
Le premier système VVL de Toyota était le VVTL-i , un système de levée de soupapes à deux étages qui intègre également un calage variable des soupapes. Comme VTEC il a un profil normal et "sauvage" sur le même arbre à cames. Ce système n'était utilisé que sur le moteur 2ZZ-GE .
General Motors
General Motors (GM) a introduit la commande de levée de soupape d'admission ( IVLC ) sur le moteur Ecotec de troisième génération . Le système fournit une levée de soupape variable à deux étages en plus d'un calage variable continu. Commandé en continu par l'unité de commande du moteur, le culbuteur de soupape bascule entre les profils à grande levée et à faible levée sur l'arbre à cames, actionné par une soupape de commande d'huile via un ajusteur de jeu hydraulique stationnaire à deux alimentations, permettant une levée de 4,0 ou 10,5 mm.
Fiat Chrysler Automobiles
Fiat Chrysler Automobiles a ajouté une levée de soupape à deux étages (VVL) à la mise à jour 2016 de son moteur Pentastar ainsi que des améliorations à son système de calage variable des soupapes (VVT).
Porsche
Porsche a présenté VarioCam Plus qui a ajouté une levée de soupape d'admission à deux étages à son système VarioCam .
Subaru
Subaru a introduit le système de levée de soupapes i-Active ( i-AVLS ) sur la 2e génération EJ25 (EJ253) qui comporte une levée d'admission à deux étages, mais il n'est utilisé que sur l'une des deux soupapes d'admission. L'EZ30 de 2e génération utilise des cales de levage à deux étages, un godet, sur toutes les soupapes d'admission. Pour le EZ36D, il a été remplacé par D- AVCS , Dual VVT sur les cames d'admission/échappement.
Mitsubishi
Mitsubishi a introduit sa commande électronique de calage et de levée des soupapes innovante ( MIVEC ) Mitsubishi en 1992, elle comportait une levée de soupape à deux étages.
Continu
BMW
En 2001, BMW a introduit le système Valvetronic . Le système Valvetronic peut faire varier en continu et avec précision la levée des soupapes d'admission, et en outre, le système indépendant Double VANOS peut faire varier simultanément le calage des soupapes d'admission et d'échappement. Le contrôle précis du système sur les soupapes d'admission permet à la charge d'admission d'être entièrement contrôlée par les soupapes d'admission, éliminant ainsi le besoin d'un papillon des gaz et réduisant considérablement les pertes de pompage. Ce dernier à lui seul peut augmenter à la fois la puissance et l'économie de carburant de 10 à 15 %. De plus, les deux systèmes peuvent également être combinés avec le système BMW DIVA (admission d'air variable différenciée) qui est le premier collecteur d'admission à longueur variable en continu au monde. À partir de 2017, BMW est la seule entreprise qui peut mettre en œuvre les trois calage variable des soupapes, la levée et le collecteur d'admission sous forme de réglage continu sur la voiture de production.
Honda
Le VTEC avancé de Honda , qui n'apparaît dans aucun de ses véhicules de production à partir de 2018, permet un VVL en continu par rapport à ses systèmes VTEC précédents qui avaient des réglages de levage discrets. Bien qu'il ait été supposé qu'il serait utilisé pour la première fois dans la Honda Accord 2008, le véhicule utilise plutôt le système i-VTEC existant.
Mitsubishi
En 2005, Mitsubishi a introduit la levée de soupape à variation continue sous le nom existant de MIVEC . Le système utilise une came oscillante intermédiaire pour modifier le point d'appui du culbuteur.
Nissan
Nissan a introduit son système d'événement et de levée variables des soupapes (VVEL) en 2007 en tant que deuxième système CVVL au monde. La première application concernait le moteur VQ37VHR V6 de Skyline Coupé (Infiniti G37). Le système de Nissan est plus compact que celui de BMW, impliquant moins de pièces et moins de pertes d'énergie, et est donc plus adaptable aux moteurs hautes performances. Le VVEL n'utilise pas d'arbre à cames d'admission conventionnel. Chaque soupape est actionnée par une came qui pivote sur - mais n'est pas fixée à - l'arbre à cames. Alors que les arbres à cames conventionnels comportent des lobes rotatifs fixes, la came dans VVEL oscille de haut en bas; c'est pourquoi il n'a pas besoin d'un profil symétrique. Son mouvement est entraîné par l'arbre à cames via une série de composants. VVEL fait varier la levée de soupape par l'arbre de commande excentrique à l'intérieur du culbuteur. En tournant l'arbre de commande excentrique, la position du culbuteur est décalée, changeant l'angle de pivotement de la came. L'angle de pivotement de la came détermine le degré de levée de la soupape.
Toyota
Toyota a introduit sa technologie Valvematic en 2008. Valvematic utilise un arbre intermédiaire pour obtenir une levée variable continue des soupapes. L'arbre intermédiaire a un organe d'actionnement pour chaque cylindre. Chaque organe d'actionnement est constitué de deux doigts suiveurs de part et d'autre d'un organe de roulement à rouleaux. Les suiveurs peuvent tourner par rapport à l'élément de rouleau au moyen de filetages d'engrenages internes et d'un moteur électrique fixé à l'extrémité de l'arbre intermédiaire. Les filets d'engrenage de l'élément de rouleau et des suiveurs de doigt sont dans des directions opposées. Cela signifie que lorsque l'arbre pivote, l'élément de rouleau et les suiveurs de doigts se déplacent dans des directions opposées, en s'éloignant ou en se rapprochant. De cette façon, l'angle d'essieu entre eux peut être modifié à l'infini par le moteur électrique. La soupape d'admission est actionnée par l'arbre à cames via l'arbre intermédiaire. Concrètement, l'arbre à cames agit sur le galet de l'arbre intermédiaire, transférant le mouvement aux deux poussoirs, puis vers les culbuteurs à galet et finalement vers les soupapes d'admission. Lorsque l'angle des suiveurs de doigt est étroit par rapport à l'élément de rouleau, la levée de soupape est faible. Au fur et à mesure que l'angle augmente, la levée de soupape augmente également. De cette manière, Valvematic peut faire varier la levée de soupape en ajustant l'angle des suiveurs de doigt par rapport à l'élément de roulement à rouleaux.
Fiat Chrysler Automobiles
La technologie Multiair de Fiat qui permet non seulement un calage variable des soupapes (VVT) et une levée variable des soupapes (VVL), mais également un profil de came variable.