Cylindrée

La cylindrée est le volume balayé par le déplacement d'une pièce mobile dans une chambre hermétiquement close pour un mouvement unitaire.



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Moteur à explosion - Hydromécanique - Pompe hydraulique

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Définitions :

  • Volume intérieur d'un cylindre, correspondant à la course du piston dans une pompe ou dans un moteur à explosion; Volume cumulé des cylindres... (source : fr.wiktionary)
  • Techniquement parlant, la cylindrée est le volume total balayé par les pistons entre leur point mort haut et leur point mort bas.... (source : automotoconso)
  • cylindres - Chambres abritant les pistons. En formule 1, les cylindres doivent être de section circulaire et au nombre de 10 au maximum. (source : laberezina)


La cylindrée est le volume balayé par le déplacement d'une pièce mobile dans une chambre hermétiquement close pour un mouvement unitaire. Ce concept est utilisé pour les pompes et l'ensemble des moteurs utilisant un fluide.

Le mouvement unitaire est un aller-retour dans le cas d'un système linéaire comme un piston ou un tour dans le cas d'un système rotatif.

La cylindrée est homogène à un volume par nombre de mouvement, elle sera par conséquent exprimée en m³/tour ou m³/aller-retour dans le dispositif SI. Par abus de langage, on exprime la cylindrée comme étant homogène à un volume, on rend dans ce cas implicite le fait qu'elle soit rapportée à un mouvement unitaire. Ainsi la cylindrée est plus fréquemment exprimée en litre pour les voitures et en cm³ pour les motos.

Dans le cas spécifique des moteurs à combustion interne, la cylindrée est le volume balayé par un piston entre le point mort haut (PMH) et le point mort bas (PMB), par conséquent pour un aller-retour.

Exemple : Un moteur d'automobile d'une cylindrée de 2 litres (en réalité 2 l/tr) aspire et refoule 2 litres de fluide pour'''deux'''tours du vilebrequin. Quand le vilebrequin fait deux tours, l'ensemble des pistons ont fait un cycle complet de quatre aller-retour.

Calcul d'une cylindrée pour un système à pistons

La surface d'un piston correspond au diamètre ouvert par l'alésage des cylindres et se calcule selon la formule de l'aire d'un disque : :S = \pi \times  Rˆ2 = \pi \times \frac {dˆ2}{4}\,

Avec R le rayon de la section du piston et d son diamètre.

En multipliant la surface du piston par la course et le nombre de pistons, on obtient la cylindrée totale. La course C est la distance parcourue entre les deux positions extrêmes du piston. Elle est identique à deux fois l'excentricité du vilebrequin.

V_{cylindree} = N \times C \times S = N \times C \times \pi \times  Rˆ2

avec
N, le nombre de cylindres,
C, la course du piston,
S, l'aire de la section du piston. On fera bien entendu attention aux unités comme pour tout calcul.

Dans le cas de pompes ou moteurs hydrauliques à pistons radiaux le calcul de la cylindrée peut prendre deux formes :

Cas des moteurs à combustion interne

De façon qualitative, plus un moteur a une "grosse" cylindrée plus il développe un couple important, en contrepartie un tel moteur ne pourra pas tourner particulièrement vite à cause de la taille et par conséquent de la masse des pistons et autres pièces mobiles.


Le couple développé dépend de la cylindrée et de la pression moyenne effective (PME).

La PME dérive de la notion de PMI ou pression moyenne indiquée, qui est la pression spécifique moyenne sur la surface de piston durant une course double compression-expansion.

La PMI n'est pas entièrement transformée en couple, car une fraction (15 à 25%) est absorbée par la frictions des pièces entre elles, pour l'éjection des gaz d'échappement et l'aspiration des gaz frais (pertes par pompage), mais aussi pour l'entraînement de la distribution, pompes à huile, à eau, d'alimentation et peut-être d'injection et ou compresseur, et ou ventilateur.

Les moteurs à faible nombre de cylindres sont moins puissants (à cylindrée identique), car ils tournent moins vite; par contre ils disposent de reprises plus franches. Les moteurs à grand nombre de cylindres ont un comportement plus élastique, à la façon de moteurs électriques, et vibrent moins car les temps moteurs sont plus habituels par conséquent équilibrent mieux la totalité.

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La version présentée ici à été extraite depuis cette source le 09/03/2009.
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