Article du 27 juillet 2020

Calage variable et balancier d'équilibrage pour Harley-Davidson

Texte de Patrick / Photo(s) de Brevets Harley-Davidson

C'est une fois encore dans des documents de brevet qu'on découvre ce que concocte un constructeur. On y apprend qu'Harley-Davidson planche sur un calage variable des arbres à cames et un balancier d'équilibrage.

A titre personnel, j'adore découvrir ce genre de document et analyser les dessins aidé des explications écrites pour comprendre ce qu'a inventé le constructeur ! Ça demande parfois plusieurs lectures et pas mal d'observation pour décrypter les dessins.

Revenons-en à l'invention de Milwaukee. Le calage variable n'a rien de nouveau, Honda travaille son VTEC depuis de années. Là un circuit d'huile sous pression vient pousser une aiguille qui verrouille le poussoir devant une seconde came changeant ainsi le temps d'ouverture. Chez Suzuki c'est la force centrifuge qui fait pivoter le logement excentrique de l'arbre à came. Pout Ducati, le DVT fait tourner la came à l'intérieur de sa roue d'entrainement.

Si Harley-Davidson planche sur cette possibilité, c'est sans doute pour continuer de proposer un moteur refroidi par air pour certains modèles de sa gamme. Car en effet, le calage variable permet de mettre moins de mélange air-essense à bas régime et optimiser le rendement à plus haut régime. Seulement, le document qui a été rendu publique précise "Le système décrit dans ces pages peut être engagé avec ou sans actuateur de variation de calage (98)".

Mais alors qu'est-ce qu'on regarde ? Un astucieux systême de balancier qui doit équilibrer la rotation des cames (103 - car elles ne sont pas rondes, donc induisent des vibrations). En sortie de vilebrequin (axe 62), un pignon (154) entraine une roue (158) avec un ratio de 1:2. La vitesse de rotation de la roue est inférieure de moitié à celle du pignon. Cette roue entraine 2 arbres à cames (90) décalé de 180°. Logique, en deux tour de vilebrequin il faut ouvrir une fois la valve d'admission et une fois la valve d'échappement.

Sur l'axe de la roue, un engrenage de la même taille (170) entraine une chaine (178) pour faire tourner une roue (174) qui partage le même axe de rotation (62) que le vilebrequin, mais tourne en sens inverse ! Monté sur roulement (122) et solidaire de la roue (174), un balancier (86) tourne autour d'une extension du carter moteur (114), toujours dans le sens inverse. Cette rotation contre celle des cames et annule les vibrations.

Ce dispositif se retrouve de chaque côté pour qu'une unité actionne les valves du piston avant et une sur le piston arrière (Fig. 4).

Ainsi équipé, le moteur devrait devenir plus propre, plus efficient. Les puristes de la marque américaine pourront profiter d'un nouveau moteur refroidi à air. Mais dans quelles motos ? Le Milwaukee-Eight de la Fat Bob mentionnée sur les documents, est encore assez récent. Le V-Twin de la gamme Sportster Iron 883 et 1200 aurait en revanche bien besoin d'une mise à jour. Ce genre de moteur peut monter en régime et profiter du calage variable en plus de moins vibrer. Pour les plus grosse cylindrées qui tournent surtout lentement, le gain serait moins important.

Reste une technologie de valve sans cames, FreeValve dont on vous parlait fin 2016, qui n'a toujours pas été utilisée alors qu'on pourrait contrôler le temps d'ouverture des valves encore plus précisément qu'avec des arbres à cames, même variable ! Pour ceux qui aiment l'innovation, j'attend la prochaine innovation pour vous la détailler.

Patrick
Source :  Free Patents Online, Bennetts
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