Quel est le lien entre le taux de compression et l'économie de carburant?

Avez-vous remarqué la vague de voitures avec une grande consommation d'essence sur le marché? La Mazda3 avec le moteur SkyActiv peut obtenir 42 miles par gallon (17,9 kilomètres par litre). La Chevrolet Cruze Eco peut obtenir 40 miles par gallon (17 kilomètres par litre), et la Hyundai Elantra peut aussi. Et comprenez ceci: même si ces voitures consomment l'une des meilleures consommations d'essence de l'industrie, elles n'utilisent pas la technologie hybride essence-électrique, les carburants alternatifs ou d'autres astuces écologiques. Ils sont alimentés par le moteur à combustion interne à l'ancienne. Alors, qu'est-ce qui rend leur économie de carburant si bonne? Leurs moteurs sont super efficaces, grâce à leurs ingénieurs jouant avec une petite chose appelée le taux de compression.

Votre moteur de voiture de base fonctionne en transformant l'énergie chimique d'une explosion contrôlée du mélange d'air, d'essence et d'une étincelle en mouvement mécanique. Pour un aperçu plus détaillé de ce processus, découvrez comment fonctionne un moteur de voiture. Mais, l'histoire de base est que chaque moteur de voiture a un nombre défini de cylindres qui abritent des pistons. L'explosion contrôlée fait monter et descendre le piston, ce qui fait tourner le vilebrequin du moteur (c'est la conversion de l'énergie chimique en énergie mécanique), qui à son tour alimente les roues.

le ratio de compression est le rapport du volume du cylindre et de la chambre de combustion lorsque le piston est en bas, et le volume de la chambre de combustion lorsque le piston est en haut. Les ingénieurs automobiles peuvent améliorer le rendement énergétique et l'économie de carburant en concevant des moteurs avec des taux de compression élevés. Plus le rapport est élevé, plus l'air contenu dans le cylindre est comprimé. Lorsque l'air est comprimé, vous obtenez une explosion plus puissante du mélange air-carburant, et une plus grande partie du carburant est utilisée. Pensez-y de cette façon: si vous deviez être près d'une explosion, vous choisiriez probablement d'en être près quelque part à l'extérieur, car la force de l'explosion se dissiperait et cela ne semblerait pas aussi puissant. Dans une petite pièce, cependant, la force serait contenue, ce qui la rendrait beaucoup plus puissante. C'est la même chose avec les taux de compression. En gardant l'explosion dans un espace plus petit, une plus grande partie de sa puissance peut être exploitée. En augmentant le taux de compression de 8: 1 à 9: 1, par exemple, vous pouvez améliorer l'économie de carburant d'environ 5 à 6 pour cent.

Le type de taux de compression que nous venons d'apprendre est ce qu'on appelle un taux de compression statique. C'est ce qu'on appelle statique car il n'est mesuré que lorsque la soupape d'admission est fermée. Il existe un autre type de taux de compression qui prend en compte l'ouverture et la fermeture de la soupape d'admission. Nous en parlerons à la page suivante.

Comme nous l'avons appris à la page précédente, la compression statique du moteur est mesurée lorsque la soupape d'admission d'air d'un moteur est complètement fermée. Cependant, en fonctionnement réel, cela n'arrive presque jamais. Le moteur tourne si vite que la soupape d'admission d'air peut devoir s'ouvrir à nouveau avant que le piston n'ait terminé sa course ascendante et descendante complète. Lorsque cela se produit, une partie de la pression à l'intérieur du cylindre s'échappe, ce qui réduit l'efficacité. En substance, il y a plus d'espace pour l'air, de sorte que le moteur perd une partie de la puissance de la combustion air-carburant.

Les taux de compression dynamiques prennent en compte le mouvement de la soupape d'admission d'air. Les ingénieurs peuvent régler un moteur pour que la soupape d'admission d'air se ferme plus tôt, ce qui aide à augmenter la pression du cylindre. Le moteur peut également être réglé pour que la soupape se ferme plus tard, mais cela laisse sortir un peu d'air et réduit l'efficacité avec laquelle le moteur utilise le carburant..

Calcul du taux de compression dynamique est en fait assez difficile. Pour ce faire, vous utilisez la longueur de course et la longueur de bielle pour déterminer la position du piston lorsque la vanne est complètement fermée. Parce que ce rapport se trouve lorsque le piston est au milieu de sa course, il est toujours inférieur au taux de compression statique. Comme la compression statique, un taux de compression plus élevé signifie une utilisation plus efficace du carburant et une meilleure économie de carburant.

Les moteurs à haut rendement actuels de bon nombre de voitures d'aujourd'hui doivent une grande partie de leur économie de carburant à leurs taux de compression élevés. Mais un moteur à compression élevée a aussi ses inconvénients. Pour le maintenir en parfait état, vous devez utiliser du gaz à indice d'octane élevé, qui est plus cher que le gaz sans plomb ordinaire. Si vous sautez l'essence premium, avec le temps, le moteur peut développer un cognement. Une cognement du moteur c'est quand la combustion air-carburant ne se produit pas au moment optimal de la course du piston. L'utilisation de carburant à faible indice d'octane dans un moteur à haute compression peut rendre le moteur plus susceptible de cogner, donc si vous achetez une nouvelle voiture économe en carburant et à haute compression, assurez-vous d'utiliser le type de gaz recommandé dans votre manuel du propriétaire pour obtenir le le plus en dehors.

Vous recherchez plus d'informations sur le taux de compression du moteur et la consommation de carburant? Suivez simplement les liens sur la page suivante.

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Sources

• Toboldt, William K., Larry Johnson, W. Scott Gautier. "Encyclopédie automobile Goodheart-Willcox. Goodheart-WilCox Company, 2006. Tinley Park, Illinois.
• Vizard, David. "Technologie du taux de compression - La compression de puissance." Magazine populaire Hot Rodding. Février 2009. (16 décembre 2011) http://www.popularhotrodding.com/tech/0311_phr_compression_ratio_tech/index.html