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Nombre de cylindres



par François Dovat

Dans le dossier Les paramètres fondamentaux d'un moteur d'automobile (2e partie/3) , nous avions sommairement vu que l'augmentation de la cylindrée unitaire est proportionnelle au cube des dimensions linéaires du cylindre alors que la surface de ses parois croit avec le carré de l'alésage et de la course. Il s'en suit que la proportion de chaleur rejetée aux parois diminue lorsque le volume du cylindre augmente, ce qui procure une meilleure utilisation de la chaleur. En conséquence, le rendement indiqué (thermodynamique) croit avec la cylindrée unitaire.


Contrairement à celui des diesels, l'alésage des moteurs à allumage commandé est limité car de trop longues durées de combustion provoquent la détonation. Le double allumage (deux bougies par cylindre) repousse la limite, mais les gros moteurs d'avions à double allumage sont restés en dessous de 4 litres par cylindre.

Image : Fiat S76 : 4 cylindres de 28 litres, 290 ch à 1500 tr/mn, vitesse maxi 225 km/h


A notre connaissance, les seuls moteurs à essence ayant excédé ce volume unitaire furent les 4 cylindres montés sur la Blitzen-Benz et sur la Fiat S76 de 1909-1912 dans le but de battre le record de vitesse sur terre. Le premier cubait 21,5 l avec 185 mm d'alésage pour 200 mm de course. Son rapport volumétrique était de 5,8:1 et ses 200ch à 1600 tr/min (soit une pme de 5.1 bars et 10,7 m/s de vmp) permirent à Bob Burman d'atteindre 228 km/h en 1911.

Conçu pour des dirigeables, l'énorme Fiat à triple allumage de la S76 dépassait les 28 litres, soit 7 litres par cylindre obtenus par des cotes de 190 x 250 mm (4) ! Le champ de vision du pilote était complètement obstrué vers l'avant par le capot moteur…

Image : Vilebrequin d'un Sulzer RTA 96C de 10 cylindres reposant sur son carter-semelle


Pour de très grosses cylindrées unitaires, le diesel s'impose car, en plus de de son rendement supérieur, ses dimensions ne sont pas limitées par la détonation, la charge thermique et la vitesse de propagation du front de flamme.

Bien au contraire, l'élongation de la durée de combustion lui est avantageuse: on construit maintenant des diesels marins d'une puissance pouvant aller jusqu'à 80 000 kW (109 000 ch) avec 14 cylindres en ligne ! Leur course atteint 2,5 mètres et leur rendement 53% (163g/kW.h - 120g/ch.h).


(4) : Les cotes d'alésage et course sont toujours données sous la forme "alésage x course".

(© François Dovat)
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