Quelques données concernant la vie d’un piston dans nos Mazda 2 litres 184cv

Nos moteurs sont du type longue course, ce qui signifie que la course du piston est supérieure à l’alésage du cylindre (91.2mm contre 83.5mm dans le cas du moteur de 2 litres)

Cette caractéristique procure un bon agrément de conduite, avec du couple à bas régime
Pour maximiser la puissance, il faut recourir à un moteur carré ou hypercarré (course inférieure à l’alésage)

En effet un piston étant animé d’un mouvement alternatif à l’intérieur du cylindre, il subit depuis l’arrêt, une accélération puis une décélération pour s’arrêter et repartir à nouveau
Pour un régime moteur donné, plus il y a de chemin à parcourir sur un tour de vilebrequin et plus il devra aller vite et subir de fortes accélérations.
Raison pour laquelle un moteur longue course est limité en régime par rapport à un moteur hypercarré. Pour autant, les ingénieurs de Mazda savent ce qu’ils font , et ont opté pour un moteur longue course capable d’une puissance maxi de 184cv à 7000Tr/mn. Pour ma part je trouve que ce moteur est une vraie réussite en termes d’agrément et de souplesse .

Avec les données dont je dispose, et notamment la longueur de bielle (132.8mm), voici ce que l’on obtient :
Au régime de 7000Tr/mn, la vitesse maximum de chaque piston est de 127Km/h, mais ce n’est pas le plus impressionnant. En effet, il faut savoir qu’à ce régime moteur, chaque piston passe de l’arrêt à 127Km/h en moins de 2 millièmes de seconde…. Ce qui correspond à une accélération de presque 3355g !!!. A un tel niveau, cela fait longtemps que le corps humain est transformé en purée , même en étant pistonné !

Je n’ai pu trouver la masse d’un piston et de son axe, mais ce serait de l’ordre de 450gr, il faudrait multiplier cette masse par 3355g ce qui donnerait un effort de l’ordre de 14800N (presque 1.5 « Tonne ») que doit développer chaque bielle pour obtenir une telle accélération.
Ça donne tout de même une idée du savoir faire qu’il a fallu acquérir avant de maîtriser sur la durée de telles valeurs.

Pour info, sur la précédente génération de F1 (moteur hypercarré de 2.5 litres V8), les pauvres pistons atteignaient 141 Km/h à 18000Tr/mn avec une accélération de 9300g , on peut comprendre qu’il se produise parfois quelques casses en course, malgré une chasse à tout prix aux masses des différentes pièces en mouvement

Et?

Pour info compte tenu des valeurs atteintes la vitesse linéaire d'un piston s'exprime couramment en m/s.

Ainsi dans le SportAuto 719 de décembre 2021, Yves Maroselli (ex pilier du moniteur automobile fr) indique que la future corvette Stingray Z06 avec son V8 atmo étroitement dérivé de la compétition de 5,5L et 670ch aura une vitesse linéaire moyenne de piston de seulement 22,94m/s au régime de 8600tr/min quand le V8 7L de la Z06 est à 23,71m/s à 7000tr/min.

Cette information et l'accélération associée c'est quelque chose que l'on trouvait en communication dans les magasines sportifs des années 80 (Sport auto, Echappement, le moniteur automobile).
Mais aujourd'hui les technologies ont évoluées et les constructeurs ne communiquent plus sur ces valeurs d'ingénieur motoriste.

Il faut faire confiance, car la seule lecture brute de nette valeur ne peur en rien présager de fiabilité.

A l'inverse pour cette future Corvette Stingray Z06 elle dénote une vraie volonté d'avoir implanté un moteur de compétition dans une voiture homologuée.
Une sorte de baroud d'honneur avant le tout électrique.

Et... c'est juste interessant, c'est tout mais c'est déjà pas mal

Non, maintenant c'est les grammes de CO2 et le malus

Stef

+1.

Merci RITON83 et Grumly2000 pour ce petit moment de culture mécanique.

Pas eu le temps d'approfondir mais je peux te dire que tu as du faire une erreur de calcul car 127 km/h équivaut à 35 m/s et à cette vitesse ton moteur ne tiendrait pas bien longtemps, tu as du oublié de diviser par deux quelque part.....

Après petit calcul, je trouve 21.28 m/s, ce qui ,est beaucoup mais quand même plus raisonnable

Oup's je corrige, tu parles de vitesse maximum et moi de vitesse moyenne , tout le monde a raison....

35m/s , on doit pas être loin des 11500trs/min

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Régime courant sur une moto ça, avec une cylindrée unitaire plus faible il est vrai, est ce que cela signifie que les pistons des 2 roues subissent des contraintes plus fortes que ceux des voitures ??

Sur mon v2 990cm3 (143cv), à 11500trs/min ça donne 27m/sec

Lachutaie
désolé mais je ne sais comment citer quelqu'un pour lui répondre, et du coup je t'ai envoyé un message privé par erreur.

Donc voici ma réponse pour le tout le monde:

La vitesse maximum de piston est supérieure à celle que tu as calculée, car ton calcul correspond à la vitesse MOYENNE du piston et non à sa vitesse maximum, je m’explique :

Tu as divisé la distance parcouru par un piston (sa course) par le temps écoulé sur un demi-tour, or le piston s’arrête au point mort et au point mort bas.

Il passe donc de 0 à 127Km/h avec comme vitesse moyenne celle que tu as calculée, et c’est bien parce que sa vitesse varie qu’il subit des accélérations positives et négatives, c'est le propre du système bielle/manivelle

Je peux te mettre le lien permettant de faire ce calcul, j’en ai vérifié les résultats avec l’application des formules.

Oui tu as raison sur un tour (2 courses) la vitesse du piston est de 0 au pmh et au pmb


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J'ai gardé en mémoire de mes cours de d'ingénierie méca que 40m/s (à une vache près) est une vitesse linéaire du piston à partir de laquelle on a de trèèès grosses difficultés à faire durer les pièces. D’ailleurs on était restés sagement en dessous pour notre prototype à l'époque, mais c'était le rendement qu'on cherchait à optimiser, pas la performance pure. on avait comparé un bon nombre de moteur auto et moto à l'époque, et les valeurs de cette vitesse linéaire max étaient au final assez proche pour un grand nombre de moteur. C'est pas pour rien que pour prendre des tours on réduit la course...

Et pour une vitesse vitesse linéaire max du piston pour une course donnée on trouve un rpm maxi... bon ça c'est vrais quand la course est constante ce qui est une autre histoire puisque c'était le sujet de l'étude à l'époque de l'étude en question... on en avait bavé

Après pour ce qui est des contraintes sur les pistons, elles sont multiples et les G en bout de course ne sont pas les plus rudes, thermiquement ça morfle, et la compression sous l'effet de la combustion ça envoie aussi pas mal
Par contre sur de très gros moteur quand les pistons deviennent assez lourd ça devient prépondérant si j'ai bonne mémoire.