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Cylindrée



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 tous les moteurs utilisant un fluide.

Animation montrant un moteur avec quatre cylindres en ligne, la cylindrée est coloriée en orange.

La cylindrée est homogène à un volume. Ainsi la cylindrée est plus couramment exprimée en litres pour les voitures et en cm3 pour les motos.

Dans le cas particulier d'un moteur à combustion interne, la cylindrée est le produit du volume balayé par un piston entre le point mort haut (PMH) et le point mort bas (PMB) et du nombre de pistons que comporte le moteur.

Sommaire


Calcul d'une cylindrée pour un dispositif 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 : \({\displaystyle S=\pi \times R^{2}=\pi \times {\frac {d^{2}}{4}}}\), 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 égale à deux fois l'excentricité du vilebrequin.

\({\displaystyle V_{\text{cylindrée}}=N\times C\times S=N\times C\times \pi \times R^{2}}\)

avec :

  • N, le nombre de cylindres ;
  • C, la course du piston ;
  • S, l'aire de la section du piston.

Il faut tenir compte des 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 :

  • celle donnée ci-dessus donnant la somme des cylindrées unitaires (pour un seul aller retour de chaque piston) qui constitue ce qu'on peut appeler la cylindrée apparente ;
  • celle obtenue en considérant les mouvements de tous les pistons pour un tour de l'axe moteur. Par exemple une pompe disposant de sept pistons commandée par une came à huit lobes offre 7×8=56 aller-retour, ce qui lui confère une cylindrée réelle huit fois supérieure à la cylindrée apparente. Il existe des moteurs thermiques type étoile et sans bielle présentant les mêmes caractéristiques.

Cas des moteurs à combustion interne

Pour un taux de compression identique, un moteur de « grosse » cylindrée développe un couple approximativement proportionnel à celle-ci. En contrepartie, un tel moteur ne pourra pas tourner très vite en raison de la taille et donc de la masse des pistons et autres pièces mobiles.

Les moteurs à faible nombre de cylindres sont moins puissants (à cylindrée égale), car ils tournent moins vite ; en revanche, 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 fréquents donc équilibrent mieux l'ensemble.


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