La caméra FLIR haute résolution fait entrer la science sur la piste de course

Les systèmes de préchauffage des moteurs sont en train de devenir une ressource de plus en plus précieuse et même un avantage concurrentiel sur les pistes de course automobile d'aujourd'hui. De nombreux professionnels de la course reconnaissent la valeur de cette technologie, car elle les aide à ralentir l'usure du moteur, à prévenir les mauvaises performances sur la piste et même à éviter de perdre de l'argent. Hot Products Engineering, un fabricant américain de moteur à préchauffage, consacre de nombreux efforts à informer le public sur le préchauffage des moteurs. La société utilise désormais les images thermiques prises par une caméra FLIR pour présenter la valeur de ses produits de préchauffage du moteur.

Préchauffer le moteur est un des principaux rituels de tout pilote de course avant d'aller sur la piste. Jusqu'à peu, pour de nombreuses disciplines de course (kart, course d'accélération, etc.), ce rituel signifiait simplement démarrer le moteur à froid et le faire tourner. Cependant, même sans parler des problèmes de bruit, de danger et d'odeur, démarrer un moteur à froid est toujours un mauvais choix s'il existe une alternative car cela implique une friction métal contre métal, une combustion incomplète et une consommation élevée de carburant pour le réchauffer.

Préchauffer le moteur est un des principaux rituels de tout pilote de course avant d'aller sur la piste.

Préchauffage des moteurs

Une solution à ce problème, acceptée par tous dans la course automobile, est d'utiliser un système de préchauffage du moteur. Cette méthode fait doucement augmenter les températures puis les maintient au bon niveau à l'aide d'essence sans plomb peu onéreuse provenant d'un petit générateur silencieux. Dix ans plus tôt, après une trentaine d'années à travailler dans le domaine de l'ingénierie de précision dans un laboratoire national à Livermore en Californie, Pete Davis a créé Hot Products Engineering Inc. et a commencé à concevoir et à fournir des produits de préchauffage pour la course automobile. Aujourd'hui, les radiateurs de moteur Hot Head sont utilisés par les équipes de course du monde entier. Davis a utilisé à la fois sa formation d'ingénieur et sa propre expérience de pilote pour développer une nouvelle gamme de produits qui offre aux pilotes non professionnels les mêmes avantages que ceux dont les autres équipes de course (IndyCar, Le Mans et CCA) profitent. Aujourd'hui, les systèmes Hot Products Engineering sont plébiscités par des équipes célèbres qui participent à des championnats tels que NASCAR, American LeMans, MSA, IndyCar, World of Outlaw Sprint & Dirt Late Model, USAC, IMCA, SCORE, 600 Micro-sprint, Bonneville et AMA Motocross.

Les avantages du préchauffage

Les moteurs de voitures de course n'atteignent leur puissance maximale qu'à une température très spécifique. Un système de préchauffage de moteur permet à celui-ci de se trouver en permanence dans cette plage étroite de température, afin que la puissance maximale soit disponible dès le début. La température idéale dépend largement du type de voiture utilisé. La température du moteur n'influera pas uniquement sur les performances de course ; un moteur pas assez chauffé peut également générer des pannes dues à un moteur trop froid, et même empêcher le pilote de finir la course. De plus, le démarrage à froid peut provoquer une usure importante du moteur. Le préchauffage peut faire économiser beaucoup d'argent aux équipes tout en réduisant l'usure du moteur, ce qui permet d'économiser sur les reconstructions onéreuses, et d'éliminer virtuellement le risque de grippage du piston à froid qui peut coûter très cher.

Expansion thermique linéaire

La raison pour laquelle nous devons laisser notre moteur chauffer tourne autour du concept d'expansion thermique linéaire. Un moteur est composé d'un certain nombre de différents matériaux. Le piston est fabriqué en un certain type d'alliage en aluminium, le cylindre en un autre type d'alliage d'aluminium, les segments sont en fonte ou en acier, les soupapes en acier, acier inoxydable, ou titane et les guides sont encore fabriqués dans un autre matériau. Lorsque le moteur démarre, ces composants se mettent à chauffer en raison de la combustion et de la friction pendant qu'ils se déplacent d'avant en arrière. Aucun de ces matériaux n'est exactement semblable aux autres et c'est pour cette raison qu'ils se dilatent lorsqu'ils chauffent ou qu'ils se contractent lorsqu'ils refroidissent à des vitesses différentes. Cette interaction entre le matériau et le changement de température est prévisible et linéaire. Lorsqu'un moteur froid démarre, le piston chauffe et se dilate en premier. La chaleur est transférée du piston aux segments puis à la paroi du cylindre. Si nous faisons augmenter le régime moteur et générons de nombreux cycles de combustion et augmentons la fréquence de friction trop tôt, le piston grandit beaucoup plus vite que le cylindre. S'il n'existe pas d'espace adapté entre le piston et le cylindre pour accueillir ce changement de taille, le moteur peut souffrir de ce qu'on appelle un grippage à froid. En permettant au moteur de chauffer avant de commencer la course, vous laissez aux composants du moteur le temps de se dilater lentement et de se stabiliser. Lorsque le moteur est chaud, les changements des dimensions des pièces du moteur sont moins importants et il y existe beaucoup moins de risque d'endommager le moteur.

Image thermique d'un système de préchauffage préchauffant un moteur de course 600cc

Les images thermiques produites par la FLIR SC6700 montrent clairement comment la température augmente doucement et se stabilise exactement entre 135°F et 210°F.

Faire entrer la science sur les circuits de course d'accélération

Au cours d'un test effectué sur une piste de course d'accélération, une caméra FLIR SC6700 a été utilisée pour capturer le résultat d'un radiateur de moteur de course Hot Head DragPro. Les images thermiques produites par la FLIR SC6700 montrent clairement comment la température augmente doucement et se stabilise exactement entre 135°F et 210°F. Ce test ne doit rien au hasard. Grâce à sa formation et à son expérience dans le laboratoire national, le fondateur de Hot Products Engineering, Pete Davis, connaît bien la puissance de l'imagerie thermique : « J'ai déjà utilisé des caméras thermiques auparavant pour étudier les variations de température dans un contexte de recherche et de développement. Par conséquent, je savais que ces caméras pouvaient voir des choses qui ne sont pas visibles à l'oeil nu. »

Ainsi, lorsque Pete Davis a lancé sa société qui allait fabriquer des systèmes de préchauffage du moteur (un produit qui résout évidemment un problème lié à la température pour ses clients), il savait que l'imagerie thermique serait capable de montrer aux professionnels de la course la valeur d'un système de préchauffage. « Nous développons en permanence de nouveaux marchés pour nos systèmes de préchauffage de moteur et nous devons constamment éduquer nos clients sur la valeur de nos produits. L'imagerie thermique nous aide beaucoup à ce sujet et nous comptons énormément sur les images que nous avons capturées avec la caméra FLIR SC6700, » poursuit Pete Davis. « Avant, nous n'avions pas d'informations visuelles sur l'efficacité de nos produits, jusqu'à ce que nous utilisions cette caméra thermique. »

« Les images FLIR nous aident également à établir notre image de société basée sur la science. Hot Products Engineering (HPE) se trouve à Pleasanton en Californie, juste au-dessus de certaines grandes universités, laboratoires nationaux et de la Silicon Valley. Cet environnement joue un rôle important pour développer efficacement
nos produits.

Utiliser la FLIR SC6700

Les caméras de la série FLIR SC6000 fournissent des images haute résolution à grande vitesse sous un format simple à utiliser et cependant flexible en termes de configuration pour n’importe quelle application scientifique ou de recherche. « Les images thermiques de la FLIR SC6700 montrent en détail l'accumulation de la chaleur du moteur, » explique Pete Davis. « La caméra FLIR est très avancée mais reste assez simple à utiliser et fournit ses informations au client très rapidement. En outre, la FLIR SC6700 vous propose de nombreuses options en plus de la capture d'images, pour visualiser, explorer ou modifier vos images thermiques. »