GolfNeuch
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 Posté le: 23 Avr 2008 13:26 Sujet du message: |
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Des infos sur le véhicule :
| Citation: | La Honda S2000 est équipée d’un moteur VTEC deux litres, quatre cylindres en ligne, haut rendement, haute puissance conforme aux standards EU2000. Il s’agit d’un moteur atmosphérique DACT, léger et très compact. La longueur du moteur (de la poulie de vilebrequin à l’extrémité) est équivalente à celle d’un moteur de Civic 1,6 litres Modèle 96 .
Le moteur présente des caractéristiques uniques pour des performances maximales avec des dimensions réduites, notamment :
* Nouvelle culasse DACT VTEC
* Entraînement de l’arbre à cames à deux étages
* Culbuteurs spéciaux à rouleau
* Chapeau de palier principal spécial ultra résistant
* Refroidisseur d’huile simple compact
* Pompe à huile à chaîne silencieuse avec tendeur
* Nouvelle jauge à huile
* Tendeur de chaîne à came automatique hydraulique
* Piston en aluminium forgé
* Bielle traitée thermiquement
En 2004, pour la cinquième année consécutive, les Honda 2,0 litres ont décroché la palme de leur catégorie.
Le moteur Honda S2000 2,0 litres continue à dépasser tous ses concurrents dans la catégorie 1,8-2,0 litres, si bien qu’il n’est pas rare qu’on lui accole les qualificatifs d’« immortel », de « légende absolue au rendement phénoménal ».
Une nouvelle figure de référence
La puissance de 120 ch/litre est un nouveau record pour un moteur atmosphérique de série et redéfinit radicalement les standards mondiaux de performances spécifiques des moteurs. Honda avait déjà établi une référence avec le moteur 190 ch/1,8 litre de l’Integra Type-R, avec une puissance spécifique de 105,7 ch/litre, tandis que le moteur de la Civic Type-R (vendue au Japon uniquement) de 185 ch/1,6 litre développe une puissance de 115,6 ch/litre.
On dit en général de ces moteurs qu’ils sont le fruit d’une technologie issue de la compétition quand leur application est peu justifiée, mais dans le cas du tout nouveau moteur Honda, ce terme décrit véritablement les influences mécaniques à l’origine de son développement. De nombreux membres de l’équipe de développement faisaient en effet partie de l’équipe multi-victorieuse de développeurs des moteurs de Formule 1 Honda et étaient également impliqués dans le programme en cours US CART.
Pour atteindre les niveaux de puissance nécessaires à une voiture de sport, hautes performances, avec un moteur 2,0 litres quatre cylindres, tout en offrant le raffinement adapté et en respectant les normes sur les émissions, des solutions techniques particulièrement avancées sont nécessaires. Les ingénieurs Honda ont choisi une configuration quatre cylindres tout d’abord pour ses avantages en terme d’encombrement : en effet, ses dimensions compactes signifient que le moteur peut être placé très loin en arrière dans la baie moteur pour améliorer la maniabilité. Il est également plus léger qu’un moteur V6 de puissance équivalente.
Un turbocompresseur aurait été le moyen le plus facile d’amplifier la puissance, mais Honda a préféré augmenter le nombre de tours du moteur, pour pouvoir développer plus de puissance à haut régime puisqu’un nombre de tours plus élevés implique un nombre de courses de combustion plus élevé. Cependant, cette approche soulève un problème à résoudre, à savoir les pertes de frottement plus élevées et l’augmentation des sollicitations des composants.
Honda a depuis toujours la réputation de construire des moteurs à haut rendement, mais, selon Shigeru Uehara, ingénieur en chef, quand nous avons dépassé le cap maximum des 8000 trs/min, « nous avons découvert de nouvelles caractéristiques de bruit et de vibrations. Nous sommes entrés dans l’inconnu ». Sa réponse à ce défi technique était de se concentrer sur les détails techniques avancés, tels qu’une commande de soupapes légère, haute précision, mais également de réduire soigneusement le poids d’inertie et les frottements en fonctionnement, dans les composants du moteur et les composants auxiliaires clé, tout en assurant de bonnes performances de respiration. En associant une conception et des matériaux avancés, en y ajoutant des technologies clé inspirées des voitures de course, l’équipe Honda a obtenu un rendement du moteur exceptionnel.
Tous les composants du moteur ou presque ont été conçus et épurés dans l’optique d’augmenter le rendement du moteur, depuis les orifices d’admission droits qui accentuent la réponse du moteur, jusqu’à l’échappement à faible contrepression et les ressorts de soupape légers empruntés aux voitures de course. L’équipe a veillé à assurer une combustion efficace grâce à une chambre de combustion de conception avancée, exploitant au mieux les connaissances tirées de l’engagement de la société dans les sports mécaniques. Les caractéristiques clé pour atteindre un maximum de 9000 trs/min. sont des cotes supercarrées (les moteurs supercarrés peuvent tourner plus rapidement, tandis que la longueur de la bielle est maintenue à un minimum), une commande de soupape à faible frottement et une pompe à huile hautes performances. Certains composants sont le fruit d’une technique de placage à faibles frottements sur les surfaces d’appui, qui découle directement de l’expérience en Formule 1 Honda.
L’esprit compact
Les efforts de réduction des dimensions du moteur ont été aussi importants que les efforts d’augmentation de la puissance et, suivant une approche toute nouvelle faisant table rase du passé, ont permis aux ingénieurs Honda de créer un moteur remarquablement compact. La longueur, la largeur et la hauteur ont toutes été réduites par rapport au moteur standard Honda DACT VTEC 2,0 litres, et ceci a permis de placer le bloc HONDA S2000 derrière l’essieu avant dans une position avant-centrale pour une meilleure maniabilité. Le moteur est également exceptionnellement léger, plus léger que le bloc Prelude 2,0 d’environ 10 %.
Durant la phase de développement, les ingénieurs Honda ont constaté qu’un certain nombre de caractéristiques clé visant à améliorer les performances, telles que la conception supercarrée, les pistons forgés et les bielles légères permettaient également d’améliorer la réduction du bruit. Pour peaufiner le tout, un support de moteur avant et un support de différentiel à liquide ont été adoptés. Ils n’ont pas utilisé d’arbres d’équilibrage car leur niveau légèrement plus élevé de frottement en fonctionnement aurait eu une influence négative sur l’objectif d’obtenir un rendement et une puissance élevés du moteur.
VTEC : la nouvelle génération
Au coeur du nouveau moteur Honda trône la dernière version du système VTEC (système de commande électronique de temps et levée des soupapes) qui fournit très efficacement un rendement volumétrique à tous les régimes, pour obtenir un bon couple à bas et moyen régime et une puissance « hurlante » à haut régime, aspect encore plus important vu le moteur haut rendement de la Honda S2000.
La technologie VTEC fonctionne en maximisant la quantité de mélange air-essence admise et la quantité de gaz d’échappement évacuée des cylindres à tous les régimes du moteur. Dans l'idéal, les soupapes devraient rester ouvertes plus longtemps à haut régime pour laisser aux gaz suffisamment de temps pour vaincre l'inertie et entrer ou sortir du cylindre.
Pour chaque couple de soupapes d’admission et de soupapes d’échappement, il y a trois culbuteurs et trois bossages correspondants sur l’arbre à cames. Du ralenti à 5850 trs/min environ, les soupapes sont actionnées par les deux bossages de came extérieurs, leur courte durée et leur faible levée assurant un bon remplissage du cylindre. Au-delà de 5850 trs/min, les pignons des culbuteurs bloquent les deux culbuteurs extérieurs sur le culbuteur central qui est actionné par un bossage de came longue durée grande levée. L’ouverture des soupapes est ainsi adaptée à la synchronisation nécessaire pour un bon rendement à haut régime.
Culbuteurs à rouleau
Dans sa dernière version, le système DACT VTEC utilise de nouveaux culbuteurs à rouleau pour affronter les hauts régimes moteur de la Honda S2000. C’est la première fois qu’Honda choisit une telle approche sur son moteur DACT VTEC, et un rouleau en contact avec les arbres à cames permet de réduire considérablement les pertes par frottement. En même temps, le système VTEC a été compacté (réduisant ainsi son inertie) en intégrant le pignon baladeur servant à actionner le changement de profil de came dans la structure du rouleau. Avantage supplémentaire : l’injection d’huile n’est désormais plus nécessaire et le parcours simplifié de l’huile vers le tourillon d’arbre à came passe désormais à travers le nouvel arbre à cames creux.
Première mondiale : moulage par injection de métal
Un mode de production avancée est utilisé en première mondiale pour produire les culbuteurs très légers et extrêmement résistants. Au lieu des processus de moulage ou de forgeage classiques, qui nécessitent par la suite un usinage complexe, les composants sont formés en une seule phase par moulage par injection de métal qui fournit une finition de haute précision, nécessaire à la conception coaxiale à rouleau. Le traitement thermique des culbuteurs creux permet d’augmenter la résistance.
Les ressorts de soupape sont remarquablement légers et utilisent des matériaux développés spécialement pour le programme Honda CART ChampCar. Chaque ressort ultra-résistant est formé à partir d’un fil classique de section ronde, permettant ainsi de réduire encore plus le poids inertiel.
Pignon croisé compact
Le nombre de tours élevé du moteur requiert un niveau de précision élevé, pour ce faire une chaîne à tendeur automatique, au lieu de la courroie habituellement utilisée, entraîne les arbres à cames via un pignon croisé. L’utilisation d’un pignon croisé permet de réduire la longueur du moteur, tandis que les dimensions réduites du pignon permettent un espacement plus étroit de l’arbre à cames et un angle des soupapes similaire à celui d’un SACT ordinaire, ainsi qu’un cache culbuteur moins profond, ce qui représente un avantage critique pour la ligne surbaissée du capot. La chaîne à faible inclinaison assure un fonctionnement peu bruyant.
Les dimensions du moteur sont également réduites grâce à l’installation astucieuse de l’alternateur, des pompes à eau et à air conditionné, qui sont entraînés dans un même plan par une courroie multifonctions entraînée à partir du vilebrequin. Étant donné que la direction est assistée électriquement, il n’y a pas de pompe de servodirection. Pour résister aux hauts régimes, l’âme de la courroie est en aramide pour réduire l’allongement.
Pour assurer une étincelle chaude et stable à vitesse élevée, une bobine séparée est posée au sommet de chaque bougie iridium dans la culasse, ce qui a permis de réduire les dimensions du moteur grâce à l’élimination d’un distributeur classique.
Respiration profonde
Les collecteurs d’admission et d’échappement ainsi que le réglage de distribution et le chevauchement ont tous été réglés très précisément pour réduire la contre-pression du collecteur et améliorer la respiration du moteur. Comme il se doit pour un moteur de sport pur, le collecteur d’admission est de conception droite simple avec une admission grand diamètre à faible étranglement. L’air d’admission est prélevé directement à l’avant de la voiture et traverse un filtre conique pour réduire la contre-pression d’admission.
De même, chaque élément du système d’échappement est conçu pour réduire la contrepression et exploiter l’énergie des gaz d’échappement. Le système est caractérisé par des tuyaux grand diamètre, un double silencieux avec une préchambre à 2 étages et un tuyau en U.
Un rapport de compression exceptionnellement élevé 11:1 digne d’un moteur de course amplifie encore la puissance. L’entraînement à chaîne et le pignon croisé ont permis d’atteindre ce rapport remarquable, en permettant de rapprocher les arbres à came pour obtenir un angle de soupapes plus étroit et une chambre de combustion plus compacte. Par ailleurs, un écoulement optimisé de l’eau autour des cylindres et les bonnes propriétés de dispersion de chaleur des chemises de cylindre en FRM (métal renforcé de fibres) permettent d’empêcher le cliquetis du moteur malgré le rapport de compression très élevé.
Métal renforcé de fibres
Le FRM (métal renforcé de fibres) nécessite une technique métallurgique avancée utilisée par Honda dans le moteur 3,2 litres de la Honda NSX et aide à augmenter la dimension de l’alésage pour un moteur supercarré grâce à sa rigidité améliorée. Durant le processus de coulage, l’alliage aluminium du bloc-cylindres est versé autour du noyau des cylindres composés de fibres de carbone et d’alumine, qui commencent à absorber l’aluminium fondu. Une fois terminés, les cylindres sont alésés en enlevant la plus grande partie de la matière du noyau. Cependant, les extrémités extérieures sont conservées, laissant ainsi une paroi de cylindre composite dure et résistante, d’au moins 0,5 mm d’épaisseur, intégrée au bloc mais renforcée par les fibres de carbone et d’alumine. La résistance plus élevée obtenue avec ce processus permet de réaliser des alésages de plus grand diamètre avec des dimensions externes du bloc et un espacement des alésages identiques.
Pistons en aluminium forgé
Le fond du moteur présente une combinaison de résistance et de faible masse alternative, cruciale pour un moteur haut rendement. Dans une première pour Honda, des pistons de course en aluminium forgé sont utilisés pour une résistance accrue. En même temps, l’adoption d’un segment racleur plus étroit et la conicité de la petite extrémité de la bielle pour renforcer le bossage de piston aident à réduire la hauteur du piston et à augmenter la résistance. Le poids du piston et les pertes de frottement sont ainsi réduits simultanément.
Grâce à une autre technique inspirée de la compétition, les bielles sont en acier forgé et cémenté qui augmente considérablement la résistance. Il est ainsi possible d’adopter des bielles plus fines pour réduire le poids sans compromettre la résistance. De même, des boulons de bielle sans écrou permettent de réduire la taille du carter de moteur. Du côté vilebrequin, la résistance au cisaillement est augmentée car la source de contraintes torsionnelles est réduite par le chanfreinage des trous d’alimentation en huile du pignon.
Cadre de châssis en échelle en aluminium
Une entretoise de maintien du palier du châssis en échelle, inspirée des voitures de course, située entre le bloc et le carter d’huile, contribue aux dimensions compactes du bloc, et, avec le carter d’huile en aluminium, augmente la rigidité. Les parcours de respiration entre chaque cylindre et les parcours de retour d’huile ont tous été allongés pour arriver sous la chicane et empêcher la pénétration de l’huile dans le carter de moteur à haut régime, réduire les pertes mécaniques et l’aération de l’huile. Le moteur comprend une pompe à huile compacte entraînée par une chaîne à faible frottement « silencieuse ». Le carter d’huile en aluminium est muni d’ailettes pour dissiper la chaleur, augmenter la rigidité du moteur et réduire le bruit.
Le haut rendement se met au vert
Malgré les difficultés soulevées par le long collecteur d’échappement nécessaire pour un haut rendement, le moteur de la Honda S2000 se distingue par son taux d’émissions remarquablement bas. Le contrôle précis du rapport air/essence du moteur est obtenu grâce à des capteurs à oxygène en amont et en aval du pot catalytique.
Le système avancé de réduction des émissions applique un processus à 3 phases (démarrage à froid, préchauffage et fonctionnement à température normale) centré autour d’un système d’air secondaire d’échappement qui permet un chauffage très rapide du pot catalytique. Quand le moteur est démarré à froid, la synchronisation de l’allumage est modifiée pour donner des températures de combustion plus basses et réduire les émissions d’oxyde d’azote tout en maintenant des températures d’échappement relativement élevées. En même temps, une injection d’air secondaire d’échappement multi-orifices se met en marche, ce qui permet un chauffage très rapide du pot catalytique. Une pompe électrique envoie de l’air dans les orifices d’échappement pour réagir avec les particules de CO et d’HC contenues dans les gaz d’échappement, augmentant ainsi la température des gaz. En outre, le collecteur d’échappement en acier inoxydable est conçu à double paroi avec un canal d’air isolant entre les parois pour permettre le chauffage rapide du catalyseur.
L’adoption d’un pot catalytique en nid d’abeille en métal à paroi fine et à faible rayonnement thermique avec une faible densité de cellule à la place d’un pot plus traditionnel en céramique permet d’une part d’augmenter la surface de traitement des gaz d’échappement, et d’autre part de favoriser une augmentation rapide de la température.
En accord avec la politique Honda de responsabilité environnementale, le cabriolet Honda S2000 est conçu pour être très silencieux au ralenti et son circuit d’échappement comprend des silencieux séparés pour les tuyaux arrière doubles.
Si l’on prend pour référence la consommation sur route de la Honda S2000, de 9,9 litre aux 100 km, le réservoir de 50 litres permet de parcourir pas moins de 505 km.
Pour la première fois depuis plus de 30 ans, Honda présente à nouveau un véhicule à propulsion.
La transmission de ce roadster de sport est conçue pour tenir tête au moteur haute puissance haut rendement. Ses caractéristiques principales sont les suivantes :
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Embrayage tiré
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Changement de vitesses manuel à 6 rapports
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Pommeau du levier de vitesses en aluminium
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Arbre de transmission monobloc
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Différentiel arrière
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Arbre de transmission de gros diamètre
La transmission manuelle à six vitesses permet un changement de rapport rapide.
Une transmission manuelle compacte à 6 vitesses à rapports rapprochés permet au conducteur d’exploiter au mieux la puissance du moteur de la Honda S2000, tandis qu’un volant moteur à faible inertie et des pignons légers assurent que la capacité d’accélération n’est pas compromise. La boîte à vitesses à pompe à huile accessoire est conçue spécialement pour la Honda S2000 et n’a aucun composant en commun avec la transmission manuelle NSX à 6 rapports.
Avec le moteur déplacé le plus loin possible vers l’arrière du châssis, l’espace pour la transmission était réduit, ainsi, les ingénieurs Honda l’ont conçue la plus étroite possible. Les six rapports et la marche arrière sont sur deux arbres parallèles.
Les deux arbres de transmission sont couplés à l’extrémité de sortie, une caractéristique empruntée aux transmissions à roues avant motrices de Honda. Ceci réduit de 40 pour cent la charge sur les synchroniseurs, permettant ainsi de réduire les dimensions des pignons.
En plus de réduire les dimensions et le poids du volant moteur et des pignons de transmission, les ingénieurs Honda ont réduit la taille de l’embrayage en supprimant le disque de friction séparé et en le remplaçant par un dispositif plus simple dans lequel les deux surfaces de frottement se font face. L’une des surfaces de frottement est reliée à la face du volant moteur et l’autre à la plaque de pression. Un mécanisme d’embrayage tiré sépare et engage les faces de l’embrayage.
Honda a visé une qualité de changement de rapports qui permette un changement rapide, sans à coups et sans efforts excessifs du conducteur. Grâce à un mécanisme à crémaillère directe, le débattement est de seulement 23 mm dans le plan horizontal et de 40 mm dans le plan vertical, permettant ainsi des changements du bout des doigts. Des synchroniseurs à double cône ont été utilisés pour la première, la troisième et la quatrième et des synchroniseurs à triple cône pour la seconde.
L’arbre de transmission de diamètre exceptionnellement grand permet de maintenir la rigidité de la transmission du vilebrequin aux roues arrière et ainsi d’assurer des caractéristiques de maniabilité constantes quelle que soit la vitesse ou la force de dérive.
La puissance est transmise du différentiel aux roues arrière par un ensemble de demi-arbres rigides monoblocs. L’extrémité extérieure de chaque arbre de transmission est reliée au moyeu par une bride de grandes dimensions qui répartit mieux les charges d’entraînement que les cannelures utilisées en général.
Même les joints homocinétiques aux extrémités extérieures des arbres de transmission ont été conçus de façon à avoir une masse en rotation minimale et contribuent ainsi à accélérer la réponse de la transmission aux sollicitations de l’accélérateur.
Grâce à un châssis en forme de « X » ("high X-bone frame") développé pour la Honda S2000, la rigidité de la carrosserie obtenue est identique à celle des voitures avec toit.
Honda n’a pas créé une carrosserie ouverte spécifique pour la Honda S2000 mais l’a développée à partir d’une carrosserie existante en introduisant un châssis en forme de « X », conçu pour obtenir une carrosserie aussi rigide que la carrosserie initiale avec toit.
La structure « High X-bone frame » utilise le tunnel central comme châssis principal, avec des renforts positionnés en haut. Un plan rigide est posé au dessus du tunnel central, élevant le niveau des longerons pour les positionner en X. Grâce à cette structure particulière du châssis, la carrosserie dispose en cas de choc d’une rigidité et d’une sécurité en tout comparable à celles des carrosseries avec toit de dernière conception.
La situation du moteur en retrait par rapport au train avant et les suspensions à deux bras transversaux placées sur les quatre roues sont le résultat de la recherche pour une tenue de route performante.
Pour obtenir une tenue de route performante, il faut augmenter la réponse de la voiture à l’action du conducteur en virage. Ceci s’obtient en diminuant la force centrifuge et en accélérant en sortie de virage.
Pour cela, nous avons placé le moteur en retrait par rapport au train avant (Fr behind axle layout). De plus, la batterie, la roue de secours et le réservoir sont placés entre les essieux. De cette manière, on obtient une diminution notable de la force centrifuge et une répartition idéale des masses : 50% par axe.
Pour obtenir une réponse plus rapide lors de l’accélération en sortie de virage, nous avons cherché à garantir la stabilité de la tenue de route. Pour cela, la géométrie des suspensions à deux bras transversaux a été améliorée. Les pièces de jonction des bras sont rigides et la rigidité de la jonction entre les suspensions et le châssis secondaire a été considérablement améliorée.
Pour abaisser le centre de gravité et pour obtenir une visibilité optimale tout en maintenant les pare-chocs aussi bas que possible, des suspensions à deux bras placées sur les quatre roues ont été adoptées. L’augmentation de l’efficacité des stabilisateurs grâce à des raccords sphériques améliore la performance anti-roulis, accélère le transfert de charge et contribue à la rapidité de la réponse en sortie de virage. Le rapport de démultiplication réglé à 14,9 contribue à obtenir une excellente maniabilité.
De plus, la Honda S2000 dispose de pneumatiques conçus spécifiquement, avec une largeur de roues avant différente de celle des roues arrières afin d’optimiser le couple en virage, d’augmenter le contrôle dans les conditions extrêmes et d’améliorer la rapidité de réponse de la voiture.
Le moteur de la Honda S2000 a été développé par l’ingénieur qui avait développé les moteurs des championnats du monde de F1.
« Avant tout, nous voulons créer un moteur atmosphérique avec d’excellentes performances ». Avec cet objectif, les expériences de la F1 ont été exploitées, défiant les limites de la production en série en ce qui concerne la puissance et le nombre de tours.
Pour les débuts de la Honda S2000, le moteur a été développé par l’ingénieur qui avait participé à l’obtention du titre de Champion du Monde de F1.
« Nous avons créé un moteur avec la puissance maximale et avec le nombre de tour maximal qu’il soit possible de fabriqueren série ». C’est ainsi que le
concepteur a résumé le développement du moteur de la Honda S2000.
La technologie et l’esprit très compétitif de la F1 continuent à vivre dans le moteur de la Honda S2000.
Honda a réalisé un cabriolet avec une carrosserie aussi rigide que les carrosseries avec toit. De plus, la répartition des masses est idéale (50% par essieu) pour une voiture de sport.
Les performances d’une voiture de sport sont d’autant meilleures que la carrosserie est rigide.
L’équipe de développement de la Honda S2000 est partie avec comme principe de créer un élément ad hoc pour chaque partie de l’automobile à développer et elle a ainsi créé une carrosserie sans toit avec un nouveau châssis appelé ‘high X-bone frame’ (châssis en forme de « X »).
Avec ce châssis placé de façon longitudinale dans une position élevée, la structure est rendue très rigide, démentant le préjugé selon lequel les cabriolets ont des structures fragiles.
De plus, le positionnement du moteur en retrait par rapport au train avant, appelé « FR behind axle layout », rend parfaitement équilibrée la répartition des masses (50 % par essieu) et améliore la tenue de route en virage.
La résistance de la structure est un point clé des performances de conduite élevées de la Honda S2000.
Source : http://www.honda-s2000.fr (site fait par Honda France sur la S2000) |
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