Le calcul de la pression de compression (réelle) dans les moteurs automobiles n’est pas un processus simple qui consiste à comparer les volumes dimensionnels maximum et minimum du cylindre pendant le cycle complet du piston. Cette comparaison ne fait que définir le taux de compression mécanique. La plupart des moteurs n’atteignent jamais une pression de compression finale qui est purement le résultat d’un taux de compression. D’autres facteurs tels que le calage des soupapes, les conditions ambiantes, la position de l’accélérateur et la charge du moteur peuvent avoir une incidence importante sur la pression de compression réelle, et un calcul utilisable devient une estimation éclairée qui doit tenir compte des autres termes.
Estimer les taux de compression volumétrique dynamique à différents régimes moteur. La plupart des moteurs ne ferment pas la soupape d’admission au point mort inférieur (BDC) de la course du piston. À des régimes moteur plus élevés, le flux d’air vers l’intérieur ne s’arrête pas lorsque le piston atteint le point BDC en raison de l’élan élevé de l’air à travers le collecteur d’admission. Maintenir la soupape d’admission ouverte au-delà de BDC, lorsque le piston commence à monter, abaisse effectivement le taux de compression à bas régime moteur pour éviter la détonation (cliquetis) et l’élève à des régimes plus élevés lorsque l’on recherche plus de puissance.
Si la soupape d’admission se ferme à 60 degrés après BDC, le volume de compression de départ n’est que d’environ 80 % (peut varier) de ce qu’il serait à BDC, de sorte que dans cet exemple d’un taux de compression mécanique de base de 9:1, le rapport effectif ne peut être que d’environ 9,0 x 0,813 = 7,32:1. À un régime moteur plus élevé, avec l’accélérateur grand ouvert, le volume de démarrage effectif peut s’approcher du volume réel du cylindre, moins seulement quelques pour cent de la perte de débit. Ainsi, le taux de compression efficace à grande vitesse peut être approximé en multipliant le rapport mécanique de base 9,0:1 par 0,95 pour obtenir 8,55:1.
Calculer la pression de compression de base à partir des deux taux de compression efficace à basse et haute vitesse de 7,32:1 et 8,55:1, respectivement, en supposant une pression atmosphérique standard au niveau de la mer de 6,67 kilogrammes par pouce carré (psi). En multipliant le taux de compression efficace à basse vitesse de 7,32:1 x 14,7, on obtient une pression de compression de 49,4 kilogrammes par pouce carré (psia). La valeur de la haute vitesse serait le taux de compression effectif de 8,55:1 x 14,7 psia, soit 125,69 psia.
Corriger la pression en fonction du facteur d’effet de chaleur spécifique. Lorsque l’air est comprimé, une partie de sa chaleur est extraite en raison de son volume plus faible, mais il n’a nulle part où aller, de sorte que la chaleur entraîne une température plus élevée, ce qui à son tour augmente la pression au-dessus de ce qu’elle aurait été dans des conditions idéales. (C’est en fait cette température plus élevée qui enflamme spontanément le carburant dans les moteurs diesel avec des taux de compression beaucoup plus élevés d’environ 18:1).
Pour l’air, ce facteur est d’environ 1,4:1. Ainsi, les pressions de compression estimées dans cet exemple seraient de 108,84 psi x 1,4 = 152,37 psi dans le cas des basses vitesses, et de 125,69 psi x 1,4 = 175,97 psi dans le cas des vitesses plus élevées.
Ressources utiles : 1.
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