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Pression moyenne effective



par François Dovat

Le couple développé dépend de la cylindrée et de la pression moyenne effective (p.m.e.). La p.m.e. dérive de la notion de p.m.i. ou pression moyenne indiquée, qui est la pression spécifique moyenne sur la surface de piston durant une course double compression-expansion.

La p.m.i. n'est cependant pas entièrement transformée en couple disponible au volant moteur, car une fraction de l'ordre de 15 à 25% est absorbée par les frictions internes, pour l'éjection des gaz d'échappement et l'aspiration des gaz frais (pertes par pompage), ainsi que pour l'entraînement de la distribution et des auxiliaires (pompes à huile, à eau, d'alimentation et d'injection, générateur, éventuellement compresseur et ventilateur).

Le rendement mécanique d'un moteur est donc usuellement compris entre 0.75 et 0.85, ce qui fait que la p.m.e. n'est que 75% à 85% de la p.m.i. Autrement dit, la p.m.e. est la p.m.i. moins les pertes mécaniques.

La p.m.e. multipliée par la cylindrée nous donne le couple développé. Les courbes de couple et de p.m.e. sont donc identiques, 12,57 bars de pme correspondant à 100 Nm par litre de cylindrée.

M (en Nm) = pme (en bars) x V (en l) x 7,957

P (en kW) = pme (en bars) x V (en l) x n (en tr/min) / 1200

Comme le couple multiplié par le régime de rotation nous indique la puissance on peut calculer directement la puissance si l'on connaît la cylindrée, la p.m.e. et le régime

Par exemple, si un moteur de 2 litres développe une pression moyenne effective de 10 bars et tourne à 6000 tr/min, sa puissance est alors de 2 x 10 x 6000 / 1200, soit 100 kW.

Si la pression moyenne est donnée en kg/cm2 , on obtiendra la puissance en ch grâce à la constante 900. Naturellement, il est facile d'inverser la formule pour retrouver la p.m.e. en connaissant la puissance et le régime. Notons qu'en cycle 2 temps, ces constantes deviennent respectivement 600 et 450.

Que l'on prenne un minuscule monocylindre de modèle réduit ou un diesel marin géant (ci-dessous), on ne sera guère surpris de constater des pme du même ordre de grandeur. La pme des moteurs essence à aspiration naturelle est comprise entre 10 à 12,5 bars au régime nominal et 11,5 à 13,5 bars au régime du couple maxi. Cependant, la pme des moteurs suralimentés est très largement supérieure, des valeurs de plus 20 bars étant courantes pour les moteurs de production turbosuralimentés.

(© François Dovat)
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