Discussion:Taux de compression (mécanique)

Autre définition possible

Il me semble qu'il existe une autre définition du taux de compression en informatique, qui mesure ce qui a été "enlevé", c'est à dire :

(taille initiale-taille finale)/(taille initiale)

Faut-il faire figurer les deux définitions, ou bien n'en retenir qu'une seule ? Syntex 2 janvier 2006 à 13:57 (CET)

Tu peux mentionner les deux. Dake* 2 janvier 2006 à 14:46 (CET)

pia bafeur atyap ici

Dans l'état actuel du titre les deux sont acceptables.
Pano38 (d) 10 août 2012 à 08:11 (CEST)

Retrait d'un paragraphe

Le taux de compression est le rapport entre le niveau de pression dans le cylindre en fin d'admission et celui obtenu lorsque le piston est au Point Mort Haut. Le Rapport Volumétrique (grandeur physique), est donc majoré par le phénomène d'élévation de t° liée à la compression (grandeur thermodynamique)dans l'obtention du taux de compression

Cette définition qui a malheureusement était enlevée, me semble pourtant pertinente. Le taux de compression est "lié" au RVG (Rapport Volumétrique calculé a partir du moment ou la (les) soupapes d'admission se ferme : RFA

Le rapport volumétrique est une grandeur purement géométrique (rapport de volumes), qui est aussi appelée dans le jargon de la mécanique (bien qu'improprement) taux de compression. Ce n'est pas le rapport des pressions, car ce rapport n'est pas une grandeur intéressante pour caractériser intrinsèquement un moteur, car elle dépend du point de fonctionnement sur lequel l'essai est réalisé (moteur entraîné hors combustion), qui dépend donc de la loi de distribution (en particulier le retard fermeture admission), de la pression et température du collecteur d’admission et du transfert thermique, qui lui-même est lié à l'état thermique du moteur (et donc à sa charge) et à celui du circuit de refroidissement. Syntex 29 novembre 2006 à 21:47 (CET)

Formule

Je suis désolé, mais la formule actuellement sur la page : [(volume du cylindre) + (volume de la chambre de combustion)] / (volume de la chambre de combustion) est fausse. C'est pourquoi je l'ai retiré précédemment. La raison en est qu'on ne saurait distinguer la chambre de combustion du cylindre, la combustion n'ayant pas toujours lieu uniquement lorsque le piston est au PMH, mais elle peut démarrer bien avant le PMH (cela dépend de beaucoup d'autres choses comme le type de moteur : allumage commandé, injection, ...), et se prolonger quelque peu au delà du PMH. C'est pourquoi, en toute rigueur, la seule formule vraiment exacte que l'on puisse écrire est (volume au PMB) / (volume au PMH), cf. la référence donnée en fin d'article. Toutefois ce n'est qu'une simple redite de la définition, ce qui n'apporte rien à l'article, c'est pourquoi il est inutile de la mentionner. Syntex (d) 29 janvier 2010 à 23:43 (CET)

Bonjour,

Cette formule est bien la bonne. Le seul problème est que je ne sais pas comment mieux la présenter. On additionne le volume du cylindre et celui de la chambre de combustion et on divise le résultat obtenu par le volume de la chambre de combustion. Pour le taux de compression, ce qu'il faut bien voir c'est que cette donnée ne prend en compte que le volume du cylindre et celui de la chambre de combustion, et seulement cela. Le diagramme de distribution ou la loi d'avance à l'allumage/injection ou encore le taux de remplissage des cylindres, n'ont aucune influence dans le calcul du taux de compression, même s'ils ont une importance capitale pour le bon fonctionnement du moteur et sur ses caractéristiques. C'est une donnée purement théorique et invariable (pour les moteurs "classiques" tels qu'on les connait actuellement), contrairement aux pressions de compression par exemple qui peuvent varier énormément. J'entends parler parfois de "taux de compression réel", or ça n'a pas de sens. Le taux de compression est une donné abstraite qui d'ailleurs n'a pas d'unité.

La chambre de combustion ne doit justement pas être confondue avec le volume du cylindre proprement dit. C'est l'espace restant quand le piston est au point mort haut où est effectuée la combustion (même si effectivement cette combustion commence un peu avant que le piston arrive au PMH), que cet espace soit au-dessus du piston ou dedans comme avec les diesel à injection directe. La seule différence dans ce dernier cas étant que la chambre de combustion descend avec le piston.

La définition dans la première phrase n'était pas claire, un formateur a trouvé cet article et s'en est servi pour rédiger un questionnaire pour les chauffeurs routiers (formation de sécurité obligatoire où sont abordés divers domaines du métier dont la mécanique). Or en se fiant à l'article il a confondu taux de compression et volume d'air, et les réponses possibles étaient toutes fausses. Ayant à faire le stage je me suis retrouvé finalement à ne rien cocher pour cette question. D'où mon retour sur cet article pour essayer de le rendre moins ambigu, et l'annulation de la dernière modification. Power600 (d) 30 janvier 2010 à 12:09 (CET)

C'est justement là le problème avec cette définition : le volume mort correspondant au volume au PMH n'est pas à lui tout seul dans le cas général la chambre de combustion, car la notion de chambre de combustion n'est pas clairement définie du fait que la combustion n'a pas lieu instantanément au PMH. Elle peut démarrer bien avant le PMH et se poursuivre au delà. La durée exacte de la combustion dépend de beaucoup de choses (entre autre le type de moteur considéré).

En tout état de cause, ceci n'a pas d'influence sur le taux de compression qui est bien une grandeur invariable purement fixée par la géométrie du cylindre et la cinématique bielle-manivelle (volume au PMB sur volume au PMH). Le problème de la formule est de faire croire que ce qui est rigoureusement parlant (dans le langage des motoristes) un volume mort (au PMH) est la chambre de combustion, ce qui n'est pas le cas. Pour les motoristes, la notion de chambre de combustion n'est pas distincte du volume du cylindre, on conçoit l'ensemble du cylindre avec son volume mort comme étant le volume de contrôle dans lequel se déroule la combustion, en agissant sur la géométrie, la cinématique mécanique, le remplissage, les actionneurs, etc.

C'est pourquoi la seule définition rigoureusement valable est celle des rapports des volumes PMB sur PMH. Si cela est nécessaire, et si vous trouvez la référence à Guibet insuffisante, je pourrais ajouter une référence à Heywood Internal Combustion Engine Fundamentals (une référence courante dans le domaine des moteurs à combustion interne), pour lequel la formule s'écrit ((Volume balayé)+(Volume mort))/(Volume mort). Il s'agit bien de notions purement géométriques (et par extension liées à la cinématique) n'ayant rien à voir avec la combustion. Toutefois cette façon d'écrire la formule n'apporte rien par rapport à la définition V(PMB)/V(PMH). Syntex (d) 30 janvier 2010 à 22:56 (CET)

Le problème de cette formule est précisément qu'il faut montrer qu'elle est purement théorique, même si elle n'est pas sans influence. Parler du retard à la fermeture de l'admission ou de la vitesse de la combustion n'apporte rien pour ce calcul car ça n'entre pas en ligne de compte. Dans ce calcul purement théorique la chambre de combustion est l'espace restant quand le piston est au PMH, là aussi à l'exclusion de toute autre donnée.

Je n'ai sans doute aucune chance de trouver ce livre de Guibet mais par contre j'ai trouvé ceci:

http://jcdperformance.free.fr/rapvol.htm

Cette page est intéressante. On y trouve la formule du calcul du rapport volumétrique, mieux écrite d'ailleurs que ce que j'ai pu faire dans l'article.

Puis on y trouve ce "rapport volumétrique géométrique" qui est justement une autre donnée, et celle là n'est plus "aussi théorique" si on peut dire. Et ces deux caractéristiques (taux de compression "théorique" et taux de compression "géométrique") ne doivent pas être confondues. Le taux théorique est en effet rien à voir avec la combustion ni le diagramme de distribution ni rien d'autre. Il faut aussi bien indiquer que ça ne représente même pas la pression en fin de compression. J'ai sous les yeux une revue technique (pour les Fiat Tipo et Tempra).

-Le petit moteur Fire 1100 cm3 de 56 chevaux a un taux de compression de 9.6 et la pression de compression est de 11.5 bars.

- Le diesel atmosphérique 1.9L de 65 chevaux a un taux de compression de 19.2 et la pression en fin de compression est de 30 bars.

Et ainsi de suite, le chiffre de la pression en fin de compression n'est jamais le même que celui du taux de compression.

Il y a peut-être lieu de faire un autre article pour ce rapport volumétrique géométrique. Ou bien faire comme cette page, avec une séparation nette évitant toute confusion entre les deux. Power600 (d) 31 janvier 2010 à 10:40 (CET)

Précisémment, si je cite la référence que vous fournissez (http://jcdperformance.free.fr/rapvol.htm), il est bien écrit Rv =(V+v)/v dans laquelle "V + v représente donc le volume occupé par le mélange admis quand le piston se trouve au PMB. v représente également le volume qui sera occupé par le mélange en fin de compression." A aucun moment il n'est dit que le volume restant au PMH est la chambre de combustion. C'est cette dernière affirmation qui est fausse dans la formule.

Affirmer que le volume (mort, ou non balayé par le piston) restant au PMH est la chambre de combustion laisserait à penser que le ratio de compression (ou rapport volumétrique) dépendrait de la combustion, ce qui n'est absolument pas le cas, il s'agit d'une pure grandeur géométrique (et par extension cinématique). Par ailleurs, cela n'a rien à voir avec le rapport des pressions, qui lui dépend de bien d'autres choses, qui n'ont rien à faire dans cet article.

Je propose donc trois possiblités :

• soit ne pas mentionner de formule dans l'article, la définition initiale étant largement suffisante pour comprendre
• soit utiliser la formule V(PMB) / V(PMH), mais ce n'est qu'une simple redite de la définition
• soit utiliser la formule (V(balayé)+V(mort))/V(mort) ou dit autrement (V(balayé)+V(PMH))/V(PMH)

Si vous souhaitez vraiment utiliser une formule mathématique, il faut qu'elle soit parfaitement rigoureuse (sinon ça ne sert à rien par rapport à la phrase qui introduit la définition) et fasse référence à des grandeurs précisément définies et non-ambigües comme le volume au PMB, le volume au PMH, ou le volume balayé, qui sont toutes trois des grandeurs définissables d'une façon purement géométrique. Les deux références que j'ai citées sont les principales références courantes générales des ingénieurs motoristes (Guibet pour les francophones, et Heywood pour les anglophones), et la seule définition rigoureuses du ratio de compression qu'ils fournissent est basée sur l'une ou l'autre formule. Il n'existe pas beaucoup d'autres ouvrages faisant davantage référence au plan général que ces deux-là dans le domaine des moteurs à combustion interne, mis à part sans doute leurs équivalents chez les motoristes allemands et japonais. Aucun ingénieur motoriste que je connaisse ne parlerait de chambre de combustion pour le volume mort au PMH, c'est beaucoup trop simpliste et prête à confusion. Syntex (d) 31 janvier 2010 à 23:07 (CET)

C'est écrit très clairement, au contraire: " v représente quant à lui le volume de la chambre de combustion " C'est net et sans ambiguïté. Le volume v est bel et bien le volume de la chambre de combution, espace restant quand le piston est au PMH. Encore une fois cette formule est purement théorique et ne prend en compte que les volumes du cylindre et de la chambre de combustion. Power600 (d) 4 février 2010 à 01:21 (CET)

En effet, autant pour moi, je n'avais retenu que le second paragraphe qui dit "v représente également le volume qui sera occupé par le mélange en fin de compression" (ce qui est correct), mais pas le premier paragraphe disant " v représente quant à lui le volume de la chambre de combustion" : c'est cette dernière phrase qui est fausse sur le site en question, pour les raisons que j'ai évoqué précédemment ci-dessus. Voir aussi les références courantes dans le domaine, et les définitions exactes proposées. Syntex (d) 4 février 2010 à 20:41 (CET)

Cette phrase est juste, au contraire. La formule est bonne aussi. Je l'ai apprise en mécanique et elle est toujours d'actualité. Je ne vois pas en quoi elle serait devenue fausse.

Encore une fois, ce calcul est purement théorique et ne prend en compte que ces volumes et strictement rien d'autre. J'insiste sur ce point. Il faut être rigoureux justement et ne pas le confondre avec ce "taux de compression géométrique" qui tient compte cette fois d'autres données, ni avec les pressions de compression en elles-même (même si le taux de compression a en fait une incidence sur les pressions de compression). Je suis sûr que ce livre "Carburants et moteurs" aborde cette notion et la formule (V+v)/v, comme bien des livres sur le thème des moteurs thermiques. Power600 (d) 5 février 2010 à 16:38 (CET)

C'est malheureusement une conception erronée assez ancienne qui perdure dans l'enseignement que d'assimiler le volume au PMH avec le volume de la chambre de combustion. Ceci n'est vrai que dans des cas particuliers. Dans le cas général (consulter les références comme Heywood) on dénomme par chambre de combustion tout le volume enfermé dans le cylindre, puis on précise les notions que sont :

• le volume de la chambre de combustion (ou du cylindre) au PMB
• le volume de la chambre de combustion (ou du cylindre) au PMH, que l'on nomme aussi volume mort, c.à.d. non balayé par le piston
• la différence entre le volume au PMH et le volume au PMB, que l'on nomme volume balayé par le piston

A partir de ces définitions, on peut définir le rapport volumétrique (ou son synonyme le taux de compression) comme étant :

$\tau ={\frac {V_{PMB}}{V_{PMH}}}={\frac {V_{balaye}+V_{mort}}{V_{mort}}}$

soit encore en introduisant les notations $V=V_{PMB}$ et $v=V_{mort}$, on peut écrire $\tau ={\frac {V+v}{v}}$. Je ne conteste pas la forme générale de la formule que vous proposez qui est juste, mais le fait que dans cette formule on assimile v (le volume mort ou volume au PMH) au volume de la chambre de combustion. La chambre de combustion est le volume enfermé dans le cylindre, et ce volume varie au cours du temps. C'est la conception moderne qu'ont les ingénieurs motoristes d'une chambre de combustion, qui se trouve expliquée dans les deux références citées. J'aurais préféré que Wikipédia cesse de transmettre une conception ancienne peu rigoureuse, mais puisque vous insistez ... c'est seulement dommage que vous ne vouliez pas tenir compte des références actuelles dans ce domaine, qui sont utilisées quotidiennement dans les ingéniéries des constructeurs (automobiles, poids lourds, ...) et de leurs fournisseurs (de systèmes d'injection, d'actionneurs, d'ECU, etc...). Syntex (d) 6 février 2010 à 14:16 (CET)

Cette "conception ancienne" perdure logiquement parce que les moteurs n'ont pas fondamentalement changé à la base: un cylindre obturé à une extrémité par une culasse et dedans un piston qui monte et descend. Je ne vois pas en quoi c'est un problème, après tout ma voiture "moderne" de 2008 fonctionne selon un brevet d'invention déposé par un certain Rudolph Diesel, en 1892. Bien sûr ce TDI n'a plus grand chose à voir avec les gros moteurs de l'époque mais on y retrouve le principe de base du carburant introduit dans la chambre de combustion en fin de compression et enflammé par la chaleur de l'air fortement comprimé. Ca n'a nullement empêché le motoriste de faire un moteur "de son temps". Et le taux de compression est une des données fournies pas le motoriste. Le taux de compression est également indiqué dans la Revue Technique, ouvrage de référence s'il en est pour les réparateurs. Il y est donné à côté d'autre caractéristiques comme les longueurs de la course et de l'alésage, la puissance maxi, etc.

Vous disiez plus haut que "cette formule est fausse" et maintenant vous reconnaissez qu'elle est juste en ne contestant plus que l'appellation "chambre de combustion". Je ne comprend pas où vous voulez en venir. Vous faites l'amalgame entre une formule théorique (calcul classique du taux de compression) et la recherche menée par le motoriste pour la conception du moteur. Recherche qui est aussi une "conception ancienne" d'ailleurs. Elle lui est même antérieure en fait. Sans les études de Beau de Rochas, de Herbert Akroyd Stuart (brevet pour le moteur "à boule chaude", en quelque sorte un ancêtre du moteur diesel qui entre autres fera la fortune de la société Lanz puis causera sa perte), Dugald (moteur deux temps) et bien d'autre, il n'y aurait pas eu de moteur. Les motoristes modernes continuent les études entamées par ces précurseurs pour faire évoluer leurs moteurs. Ca n'empêche pas que certaines choses n'ont pas changé. C'est le cas du calcul du taux de compression, du contrôle de la circulation des gaz par des soupapes, ou de l'utilisation du classique cycle à 4 temps, pour ne citer que ça.

Je ne comprends pas non plus pourquoi il ne faudrait "pas dissocier chambre de combustion et cylindre". pour le calcul du taux de compression. Sur un diesel à injection directe la chambre de combustion ne peut tout simplement pas être vue comme une partie du cylindre. Ou encore, sur un essence de compétition, à haut régime la combustion se termine dans le collecteur d'échappement. Phénomène facilité par l'importante avance à l'ouverture échappement qui a pour but de faciliter l'évacuation des gaz. Est-ce à dire que dans ce cas on ne saurait distinguer la ligne d'échappement de la chambre de combustion? Non.

Encore une fois il ne faut pas faire la confusion entre le calcul du taux de compression et d'autres caractéristiques qui n'ont plus rien de théorique. La "chambre de combustion théorique" si on peut dire, est bien l'espace restant quand le piston est au PMH. Power600 (d) 7 février 2010 à 10:42 (CET)