Fondée en 1952, la Nihon University Engine Association a commencé en tant que club axé sur la recherche automobile et a collaboré avec les principaux constructeurs automobiles au cours de ses premières années. Les années 1980 ont marqué un changement vers les sports automobiles compétitifs. L’association a commencé à participer aux défis de l’écomile, des compétitions pour voir qui pouvait voyager le plus loin sur un seul litre d’essence, ainsi qu’aux événements de rassemblement de bénévoles. En 2000 et 2001, ils avaient fixé des objectifs plus élevés, en s’affrontant dans la prestigieuse Formule américaine SAE avec une fabrication de bénitier personnalisée et une construction de cadre en aluminium.

Aujourd’hui, dans le cadre de l’initiative de projet étudiant « Future Doctor Workshop » de l’université, la Engine Association bénéficie d’un soutien institutionnel, y compris un financement et un espace de travail dédié. Ce soutien leur a permis de participer à chaque événement de Formule étudiante japonaise depuis la compétition inaugurale de 2003, un exploit réalisé par seulement quelques équipes universitaires. Dans cet article, nous nous asseyons avec M. Iki de l’Association des moteurs de l’Université de Nihon pour apprendre comment le Flir T540 aide son équipe à se hisser dans des classements plus élevés dans le développement de voitures de course.

M. Iki de l’Association des moteurs de l’Université de Nihon

L’importance de la construction de l’expérience et de la collecte de données avec des tests de conduite réels des machines développées

Le parcours de la Nihon University Engine Association n’a pas toujours été fluide. Pendant des années, ils ont eu du mal à se classer aux alentours de la 50e place. Cependant, une révision complète du projet a transformé leurs performances. Les compétitions récentes les ont constamment vus se classer dans le top 20, avec des finitions impressionnantes à la 19e, 26e et 16e place. Ce redressement découle de l’unité renforcée de l’équipe et du soutien inestimable des anciens élèves. Même pendant la pandémie de COVID, lorsque de nombreux programmes ont échoué, ils ont maintenu leur avantage technique et leur esprit concurrentiel.

« Pour entrer dans le niveau d’élite, il faut un engagement total dans le développement de voitures de course et l’ingénierie des composants, ainsi qu’une conduite d’essai approfondie », explique M. Iki. 

L’écart entre les écoles de premier et de milieu de gamme diminue souvent pour suivre le temps. Il n’y a tout simplement pas de substitut à l’expérience réelle et à l’accumulation de données. La voiture de course actuelle de l’équipe reflète son approche ambitieuse : elle est dotée d’un système de suspension sophistiqué (POU) conçu pour contrôler le roulement du châssis, associé à un réglage du moteur à haut rendement qui repousse les limites de performance. 

Châssis de voiture de course de la Engine Association.

L’un des avantages de l’équipe était l’accès à une caméra thermique professionnelle Flir T540 de résolution 464 × 348. Au départ, M. Iki prévoyait d’utiliser le Flir T540 pour l’analyse de la température des pneus, en particulier pour optimiser les angles de carrosserie (Photo 3) et la surveillance du système de freinage. Cependant, il a rapidement découvert la valeur inattendue de la caméra dans les applications de réglage du moteur. 

Pneus arrière droit (au-dessus) et avant gauche (en dessous) illustrés avant et après la conduite.

Une distribution uniforme de la chaleur indique une configuration correctement optimisée.

Se concentrer sur la relation entre la puissance de sortie et les changements de température du système d’échappement - Analyse vidéo du système d’échappement

« Les véhicules de production sont conçus avec des marges de sécurité pour les conditions de conduite quotidiennes, mais les moteurs de voitures de course fonctionnent selon des principes complètement différents. La performance est tout », explique M. Iki. « Faire progresser le temps de combustion du mélange air-carburant peut augmenter la puissance, mais s’il est réglé trop tôt, il peut provoquer des chocs, ce qui dans le pire des cas peut entraîner une défaillance du moteur. En revanche, si le temps de combustion est trop conservateur, l’énergie est gaspillée sous forme de chaleur plutôt que convertie en puissance utilisable. Les effets des ajustements de la temporisation d’allumage peuvent être considérés comme des valeurs numériques sur la courbe de puissance d’un dynamomètre de châssis. Cependant, lorsque nous avons analysé les séquences vidéo des changements de température dans le système d’échappement et les avons comparées aux données de puissance, les résultats correspondaient parfaitement à la courbe de puissance. »

Caméra thermique professionnelle Flir T540

La Flir T540 est une caméra haute performance conçue pour la recherche et le développement avancés, mais lorsqu’elle est associée au logiciel d’analyse rationalisé Thermal Studio Pro, elle permet aux équipes d’obtenir rapidement et intuitivement des résultats de mesure directement sur site.

Pour l’avenir, l’association des moteurs prévoit de développer un carter d’huile personnalisé pour abaisser le centre de gravité de la voiture. À ce stade, le Flir T540 jouera également un rôle clé pour vérifier si les performances de refroidissement du moteur sont suffisantes.

Réglage de la température du collecteur du silencieux, de la temporisation avant et après l’allumage.

Une fois la temporisation d’allumage ajustée, la température du collecteur du silencieux a diminué, indiquant que les gaz d’échappement étaient convertis plus efficacement en puissance utilisable.

Données de température du silencieux et de la série temporelle du collecteur.

M. Iki a noté que le Flir T540 est non seulement utile pour le réglage du moteur, mais également pour évaluer les performances de dissipation thermique. En comparant les images thermiques de la surface du silencieux avant et après l’application de HDP, un revêtement haute performance conçu pour augmenter la surface et améliorer la dissipation de la chaleur, l’efficacité du revêtement a été clairement démontrée à l’aide du Flir T540. 

Silencieux avant et après le revêtement HDP.

Les températures ont été mesurées après des charges de conduite identiques. Une augmentation d’environ 8 °C de la température de dissipation thermique a été observée dans la zone du treillis après l’application du revêtement.