Après avoir abordé un des aspects importants concernant la puissance d’un moteur, qu’est la cylindrée, il est nécessaire de détailler un indicateur de la performance d’un moteur à combustion. La PME, ou Pression Moyenne Effective, est le rapport entre le travail fourni par le moteur durant un cycle et la cylindrée du moteur. Pour un motoriste, la PME permet de calculer la charge moteur.
Pression Moyenne Effective
La Pression Moyenne Effective, ou PME, reste abstraite. En réalité, la pression de combustion change constamment : elle commence à augmenter peu de temps après que l’étincelle a enflammé le mélange, atteignant un maximum à environ 11 degrés après le point mort haut, puis diminuant à mesure que le piston descend sur sa course motrice.
Par conséquent, on utilise plutôt la valeur de la BMEP (Brake Mean Effective Pressure – Pression Moyenne Effective au Frein), qui est un critère très efficace pour évaluer les performances d’un moteur ou comparer des moteurs différents. C’est la pression moyenne appliquée uniformément sur les pistons de haut en bas de chaque course motrice, produisant la puissance réelle du moteur mesurée au frein de Prony – et donc celle mesurée au vilebrequin. Il est important de noter que la BMEP est la pression résiduelle après les pertes normales du moteur : les frottements, les pertes par pompage, etc. qui ont été soustraites de l’énergie brute des gaz de combustion. C’est normal dans les tests au banc d’essais : la puissance mesurée au vilebrequin est ce qui reste après la soustraction des pertes. La BMEP dépend de diverses variables :
Dans quelle mesure le moteur remplit-il ses cylindres ? Plus les cylindres sont remplis de mélange, plus la BMEP est élevé. Ainsi, le remplissage des cylindres est mesuré en tant que « rendement volumétrique », qui compare la cylindrée au volume de mélange air-carburant réellement admis dans le cylindre après la fermeture des soupapes d’admission. Une efficacité volumétrique de 100% signifie que le cylindre est complètement rempli, mais les différents accords acoustiques à l’admission peuvent parfois l’augmenter jusqu’à 125% – une sorte de suralimentation naturelle.
Avec quelle efficacité le moteur brûle-t-il cette charge ? Il y a une certaine extinction de la flamme sur les surfaces métalliques, et certaines gouttelettes de carburant injecté peuvent être trop grosses pour brûler complètement, ou peuvent heurter la paroi du cylindre et être perdues dans le carter – emportées par les segments de piston.
Quelle quantité d’énergie est consommée par les frottements, les pertes en chaleur et le pompage dans le carter ? Les ingénieurs cherchent à accélérer la combustion, car plus le gaz de combustion enflammé surchauffé est présent dans la chambre de combustion, et plus la chaleur est diffusée dans les pièces métalliques, ce qui nécessite un système de refroidissement du moteur bien plus efficace. À faible régime, beaucoup d’énergie est consommée par la perte de pompage, qui est associée au fait que le moteur effectue le travail de traction contre une faible pression du collecteur.
En général, les constructeurs ont réussi à faire augmenter la BMEP de leurs moteurs avec de nouveaux matériaux, de nouveaux designs de chambre de combustion, ce qui permet de produire plus de puissance. Cela est évident sur les hypersportives, mais est également valable dans le monde du tourisme, où les motos sont de plus en plus équipées de technologies qui pèsent du poids et ont besoin de plus de dynamisme.
A suivre…
