Pour la première fois depuis 1955, l’équipe Chevrolet présente un tout nouveau moteur V8 à petit bloc dans la catégorie supérieure des courses de stock-car. La nouvelle Chevrolet R07 est son tout premier moteur spécialement conçu, conçu et développé par GM Racing spécifiquement pour la compétition NASCAR Nextel Cup.
La nouvelle R07 doit succéder au moteur SB2 (petit bloc / 2e génération) qui a remporté le championnat et qui est utilisé par les équipes GM dans les courses de la Coupe NASCAR depuis 1998. NASCAR a approuvé le petit bloc R07 pour la compétition cette année, et il est prévu qu’il devienne le groupe motopropulseur exclusif de Chevrolet dans la Nextel Cup series lorsque les équipes retourneront leur inventaire de moteurs et de composants SB2.
Les travaux sur un successeur au SB2 ont commencé sérieusement en 1999, et depuis lors, plusieurs variantes du V8 à petit bloc conventionnel ont été conçues, testées et évaluées. En 2004, la NASCAR a eu des discussions avec les constructeurs automobiles sur un possible « Moteur du Futur », pour mettre en parallèle le programme Carrosserie / châssis de la Voiture de demain et, bien que cela ne soit pas devenu réalité, les réunions ont établi un cadre pour les futurs moteurs NASCAR.
« Les discussions avec NASCAR et les autres constructeurs sur le Moteur du futur ont été extrêmement productives « , a déclaré Jim Covey, responsable du programme moteur NASCAR pour GM Racing. « Bien que le programme Engine of the Future ait été mis sur le marché en 2005, le directeur de la NASCAR Nextel Cup Series, John Darby, a élaboré une liste de paramètres qui définissent l’enveloppe pour tous les constructeurs, donnant à Chevrolet l’occasion de développer le moteur R07. Cette « boîte » définit les limites des caractéristiques de conception spécifiques et des dimensions minimales et maximales pour les composants clés du moteur.
« Nous avions déjà commencé à jeter les bases d’un futur moteur Chevrolet, et nous avons pu adapter ce design à la Chevrolet R07 », a poursuivi Covey. « C’était la clé pour concevoir, tester et soumettre le moteur à l’approbation selon un calendrier très serré. Un prototype de moteur R07 effectuait des tests de durabilité sur un dyno six mois après le lancement du programme. L’équipe de développement du moteur R07 comprenait Ed Keating et Ron Sperry, qui se concentraient sur les culasses et les collecteurs d’admission, et Ondrej Tomek, responsable du bloc-cylindres. Nous avons également travaillé avec nos principales équipes Chevrolet, GM Powertrain et nos fournisseurs.’
Comme dans toutes les formes de sport automobile, le règlement définissait le package moteur de base, mais l’objectif de GM Racing était de produire le moteur le plus compétitif et le plus fiable dans les limites établies par la NASCAR. « La boîte de NASCAR offre une latitude considérable aux constructeurs pour concevoir leurs moteurs, et de nombreux paramètres doivent être équilibrés », a expliqué Pat Suhy, directeur du groupe GM Racing, oval track. ‘Si un constructeur optimise un aspect de la conception du moteur, cela peut limiter ce qui peut être fait dans un autre domaine. Notre objectif chez GM Racing était de trouver le point optimal pour tous. Nous nous sommes appuyés sur nos outils d’ingénierie et de conception assistés par ordinateur, notre expérience et les commentaires de nos équipes affiliées pour prendre des décisions éclairées sur la configuration du moteur. Il s’agissait d’équilibrer ces compromis pour produire un moteur qui produirait une puissance compétitive avec une fiabilité exceptionnelle, tout en améliorant la sécurité et en réduisant les coûts pour les équipes Chevy.’
Bon nombre des ressources techniques avancées utilisées par les ingénieurs de GM Racing pour développer le moteur de course Chevrolet R07 sont également utilisées pour développer des moteurs de production GM. En utilisant des technologies telles que la dynamique des fluides computationnelle, l’analyse par éléments finis et la modélisation 3D solide, les ingénieurs de GM Racing ont pu évaluer et analyser diverses conceptions dans des simulations informatiques. Cette utilisation intensive de la modélisation informatique a également accéléré la production de pièces prototypes une fois les spécifications finalisées.
Alors que le CFD est plus communément associé au développement aérodynamique des voitures de course, il a été utilisé ici pour analyser le comportement de fluides tels que le flux de liquide de refroidissement à travers le bloc et les culasses de la R07. FEA, quant à lui, a été utilisé pour analyser la résistance et minimiser le poids du bloc et des culasses de la R07.
« Bien que nous utilisions beaucoup des mêmes outils d’ingénierie, le délai pour les moteurs de course est beaucoup plus court que pour les moteurs de production », a noté Suhy. « Le revirement rapide en course nous permet d’obtenir très rapidement des commentaires sur la précision des simulations et des modèles informatiques de GM. Les mêmes programmes peuvent ensuite être affinés pour les rendre plus précis lorsqu’ils sont utilisés pour développer de futurs moteurs de production.’
‘ Les concepts et les processus utilisés pour améliorer les performances de nos moteurs de course sont partagés avec les concepteurs de moteurs de production pour améliorer l’efficacité de nos moteurs de production « , a déclaré Tom Stephens, vice-président du groupe chez GM Powertrain.
La Chevrolet R07 conserve la disposition de la tige de poussée / à deux soupapes du V8 à petit bloc GM de première génération, mais cette conception classique a maintenant évolué pour devenir un moteur de course très avancé.
Selon les spécifications NASCAR, la Chevrolet R07 déplace un maximum de 358ci (5,87 litres) avec un diamètre d’alésage maximal du cylindre de 10,63 cm (4,185 po). Le bloc est une coulée de fer de précision avec des passages d’huile et de liquide de refroidissement intégrés qui éliminent le besoin de la plupart des lignes extérieures. La distance entre les alésages des cylindres de la Chevrolet R07 est de 11,43 cm (4,5 po), contre 11,18 cm (4,4 po) dans le petit bloc SB2. Cet espacement d’alésage plus large améliore la circulation du liquide de refroidissement autour des barillets et, associé à un système de refroidissement ciblé, la conception du bloc minimise les températures aux endroits critiques. Parallèlement à cela, un nouveau modèle de boulon à tête à six boulons, au lieu de la conception traditionnelle à cinq boulons du petit bloc, améliore l’étanchéité du joint de culasse et réduit la distorsion de l’alésage du cylindre.
L’arbre à cames de la R07 est situé plus haut dans le bloc que l’arbre à cames de la SB2, ce qui signifie que les poussoirs qu’elle actionne sont en conséquence plus courts et plus rigides, améliorant ainsi la dynamique du groupe de soupapes à haut régime. Cette came surélevée offre également un dégagement pour les gicleurs de piston intérieurs qui pulvérisent de l’huile sur le dessous des pistons pour le refroidissement. Le tunnel d’arbre à cames est isolé du carter pour minimiser les pertes de dérive causées par la chute d’huile sur l’ensemble de vilebrequin rotatif de la came et pour contenir les pièces de la chaîne de soupape en cas de rupture.
Contrairement aux culasses à « port miroir » de la SB2, les culasses en aluminium de la Chevrolet R07 ressemblent à des culasses à petit bloc de la série LS de production, avec des soupapes d’admission et d’échappement alternées. Un angle de soupape peu profond produit une conception de chambre de combustion compacte et efficace qui produit le taux de compression requis avec un piston léger à sommet plat ou légèrement bombé. Comme on pouvait s’y attendre, compte tenu de son application principale, la disposition des orifices d’admission de la R07 est optimisée pour le carburateur unique à quatre barillets monté au centre, mandaté par la NASCAR. Le collecteur d’admission en aluminium a un plénum allongé pour égaliser la distribution du carburant entre les cylindres et est sec, un couvercle de vallée séparé transportant le liquide de refroidissement des culasses.
Les couvercles de culbuteurs sont en fonte d’aluminium rigide avec joints toriques et intègrent des huileuses à ressort de soupape intégrées alimentées par pression à partir de passages dans les culasses, éliminant ainsi le besoin de conduites d’huile externes. Les autres améliorations apportées aux accessoires sont une pompe à eau à haut rendement et un capot avant en fibre de carbone qui protège les entraînements par courroie d’arbre à cames du marché secondaire utilisés par les équipes NASCAR. Le R07 est prévu pour entraîner une pompe à carburant à membrane conventionnelle hors de l’arbre à cames ou une pompe à carburant mécanique montée à distance peut être entraînée via un câble à l’arrière de l’arbre à cames. Lors de l’utilisation de l’entraînement par câble, la pompe à carburant peut être déplacée à l’arrière de la voiture près de la pile à combustible, améliorant ainsi la sécurité en cas d’accident.
« Les équipes de Chevy NASCAR ont été profondément impliquées dans la conception de la Chevrolet R07 », a déclaré Suhy. « Nous rencontrons tous les mois des représentants de nos quatre partenaires clés – Hendrick Motorsports, Richard Childress Racing, Joe Gibbs Racing et Dale Earnhardt Inc – pour obtenir leurs commentaires sur la façon dont nous pouvons rendre les moteurs de course Chevrolet plus fiables et plus faciles à construire et à entretenir. Beaucoup de leurs idées ont été incorporées dans la conception finale du R07, telles que l’intégration des systèmes d’huile et de refroidissement.
« Il ne s’agit pas d’aider nos équipes affiliées à construire le moteur le plus puissant car chacune d’elles a développé ses propres pièces et processus propriétaires », a-t-il noté. « Le rôle de GM Racing est de fournir des composants de qualité supérieure et faciles à utiliser. Nous voulons que les équipes Chevy puissent consacrer plus d’énergie et de ressources à gagner des courses et moins d’énergie à la préparation des moteurs.