Dossiers-Conseils > Fonctionnement d'une auto > Compression d'un moteur : comment et pourquoi ? 01/03/2019

Compression d'un moteur : comment et pourquoi ?


Grand classique est le sujet de la compression moteur, mais même si les moins connaisseurs en ont certainement déjà entendu parler, nous allons voir ici qu'il reste quand même beaucoup de choses à dire. Essayons donc dans cet article de recenser tous les paramètres à propos de la notion de compression.

La compression d'un moteur : les grandes lignes


La compression d'un moteur peut être représentée comme sa capacité à comprimer de l'air dans chacune des chambres de combustion. Il s'agit donc du moment où le cylindre sera au PMH, c'est à dire le point mort haut (sa position la plus haute). C'est à ce moment là que l'air est le plus comprimé, le cylindre ne pouvant pas aller plus  en avant pour "écraser" encore un peu plus l'air. On peut comparer cela à la compression d'un ressort hélicoïdal, plus on va l'écraser plus on aura un retour de force important.


De quoi dépend la compression ?

Il y a dans chaque chambre de combustion tout un tas d'éléments qui influent sur la compression, voyons-les.
On pensera en premier lieu à la segmentation du moteur, celle qui cloisonne la chambre au niveau de la paroi des cylindres qui font des vas et viens. Plusieurs sont "empilés" mais c'est avant tout celui qui est en contact avec la combustion qui a comme rôle de préserver la compression, d'autres appelés racleurs s'occupe de ramener l'huile vers le bas (en direction du carter).
Viennent ensuite les soupapes dont le rôle est de faire respirer le moteur en acheminant le comburant et en expulsant les gaz d'échappement résultant de la combustion. Au moment de la compression ces dernières doivent être totalement fermées, une distribution décalée pourrait l'empêcher. Le problème est le même avec une soupapes tordues ou de la calamine qui empêche leur fermeture parfaite.
On peut enfin penser aux accès au niveau des bougies (dévissée) ou encore des injecteurs (joint).


Il faut enfin voir ce que l'on injecte dans la chambre avant d'arriver au PMH ... Car si j'ajoute un verre d'eau on imaginera vite que le taux de compression va exploser au moment où le piston sera arrivé en haut. Il faudra donc prendre en compte les carburant et comburant, à savoir les quantités d'air (débitmètre) et de carburant admises.
Un turbo favorisera la quantité d'air et l'injection celle du carburant.


Voici la culasse avec les soupapes "rétractées"

Lien avec les performances ?


Le lien avec les performances est direct, et les connaisseurs de mécaniques savent bien qu'en rabotant un peu une culasse (ou en modifiant les bielles) on arrive à obtenir un peu plus de son moteur. En réduisant le volume de la chambre de combustion on obtient logiquement un plus petit espace au moment de la compression. Et lorsque le mélange va s'allumer, la force mécanique due à la dilatation dans une chambre fermée sera d'autant plus importante.



La compression se mesure comment ?

Un moteur a donc plusieurs chambres de combustion et chacune d'entre elles a un taux de compression qui lui est propre. Bien évidemment, tous ont à peu près la même valeur, mais avec le temps il arrive que certains accusent d'un déficit d'étanchéité ... Pour mesurer cela on va se servir des deux accès principaux aux chambres de combustion. Dans le cas d'un essence on va exploiter le puits des bougies, alors que sur les diesels (qui n'ont pas de bougie d'allumage) on va exploiter le puits d'un injecteur ou d'une bougie de préchauffage.
Il faut ensuite faire tourner le démarreur pour mouvoir les pistons et donc atteindre le PMH.


L'idéal est de faire la mesure à froid et à chaud pour voir si un déficit peut être remarqué plus ou moins dans l'un des deux contextes.

Ce qu'implique de grosses compressions

Les moteurs modernes ont un taux de compression allant de 10 à 25, l'écart important est lié au fait que le diesel va plus haut. Il doit en effet provoquer une auto-inflammation, il est donc nécessaire de comprimer suffisamment le carburant pour le faire brûler.
Techniquement, l'accroissement du taux de compression implique d'avoir une pression à l'injection plus importante, surtout dans le cas de l'injection directe. Le but est d'injecter à la remonté du piston, il faut donc pouvoir faire face à cette pression (elle sera donc d'autant plus grande que le piston est haut). Cela est d'un grand intérêt pour la charge stratifiée destinée à appauvrir au maximum le mélange, le tout en évitant le mélange pauvre dévastateur. Il faut pour cela éviter de mélanger trop le carburant et le comburant, on injecte donc le plus tard possible. La pression est donc obtenue grâce à une chambre d'accumulation (la pompe à injection passe sont temps à la garder sous pression) qu'on appelle rampe commune (common rail).


Il faut donc aussi une segmentation adaptée ainsi que des sièges de soupapes solides. Car c'est surtout lors de l'inflammation du mélange que les contraintes les plus importantes sont déployées

Taux de compression et fiabilité


Comme vous l'aurez deviné, plus le taux de compression d'un moteur sera élevé plus il faudra calibrer haut la résistance des matériaux employés, Pistons, segments etc. De ce fait, un moteur à forte compression verra sa vie potentiellement plus courte si il n'a pas été renforcé en conséquence. Ceux qui touchent à ce paramètres sont prévenus, mais ils le savent déjà rassurez-vous ...
Une perte de compression est en revanche problématique dans le fait où vous allez consommer plus et éventuellement induire des fumées. Les combustions étant moins bonnes les imbrûlés vont se matérialiser.

A lire :

Compression et auto-allumage / cliquetis


Le taux de compression (en augmentant) peut amener de l'auto-allumage ou du cliquetis. Si c'est bien sur un moteur diesel (même vital), c'est en revanche problématique sur les moteurs à allumage commandé (qui doit donc être commandé et non pas "auto-déclanché"). De ce fait, en augmentant le taux de compression, il se peut que le carburant s'enflamme de lui même avant l'allumage et avant que le piston soit totalement remonté ... Le résultat est très mauvais pour la mécanique.

Ethanol ? Quel lien ?

C'est ici qu'arrive l'avantage de l'éthanol, ce dernier a en effet un taux d'octane plus élevé qui permet de repousser les limites de l'auto-allumage. On peut donc exploiter plus facilement les moteurs à fort taux de compression sans risquer d'être victime d'auto-allumage.

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