1) Pression Moyenne Effective

La PME, ou pression moyenne effective, est la pression qui, si elle était appliquée de façon constante sur le piston pendant toute sa course motrice, permettrait d'obtenir un travail identique à celui qui est réellement créé. Il s'agit donc d'une grandeur fictive, mais très utile pour comparer différents moteurs. Seuls l'efficacité relative de la conception et du remplissage interviennent dans cette expression.

Si on note P la puissance moteur, on a pour un quatre temps :

pme = X.P / (N.V)

où N est la vitesse de rotation du moteur, V la cylindrée totale, et X un entier qui vaut 2 pour un moteur deux-temps ; l'exercice de savoir combien vaut X pour un moteur 4-temps est laissé au lecteur :-).

Nota : si l'on prend pour le calcul de pression moyenne la puissance développée au vilebrequin sur un banc frein, on obtient la pression moyenne effective dont on parle et que les anglo-saxons nomment bmep, pour "brake mean effective pressure". Sans tenir compte des différentes pertes (frottements, entraînement de la pompe à huile, pertes par pompage, etc ...), ils parleront d'indicated mean effective pressure, qui désigne la puissance que l'on devrait "théoriquement" obtenir ...

Revenons maintenant à l'expression de la puissance obtenue un peu plus tôt (cf. puissance.html pour ceux qui ont la mémoire courte)

P = k_m.k_g.k_v.Q.R.\rho.V.N / X 

On en déduit que

pme = k_m.k_g.k_v.Q.R.\rho

ce qui explique pourquoi la PME est considérée comme étant indépendante des caractéristiques "dimensionnelles" du moteur (cylindrée, nombre de cylindres, etc ...). Seuls les différents coefficients d'efficacité entrent en jeu, ainsi que le ratio carburant/air et la pression à l'admission. La richesse du mélange doit constituer un compromis entre l'augmentation de R et la dégradation de la combustion donc de k_g. L'influence de la pression à l'admission explique l'intérêt d'une suralimentation, ou au moins d'un bon "accord acoustique" de l'admission ...

2) PME "maxi théorique"

Si l'on se restreint à une pression à l'admission ne dépassant pas la pression atmosphérique (donc \rho de l'ordre de 1.2 kg/m³), que l'on utilise un carburant standard (Q = 43.5 MJ/kg), et que le mélange est stoechiométrique (R = 1/14.8), le produit \rho.Q.R =  3.5 MPa peut être considéré comme un maximum théorique pour la PME.

En tenant compte des coefficients d'efficacité, dont des valeurs typiques sont k_g = 0.34, k_v = 0.83 et k_m = 0.85, on tombe sur une PME de 0.84 MPa, ce qui correspond approximativement aux valeurs réellement "mesurées". A pleine charge, les valeurs de PME obtenues par les moteurs modernes tournent autour de 1 MPa. On estime qu'1.2 MPa constitue une limite supérieure pour un moteur non-suralimenté fonctionnant avec un carburant classique.

Avec un carburant plus exotique comme on peut en trouver sur les courses de dragster (5 % de nitrobenzène, 80 % de méthanol, 15 % d'acétone), les valeurs de R (0.15), Q (20 MJ/kg) permettent d'obtenir une PME maxi théorique de l'ordre de 4.5 MPa. Tenant compte du fait que ces carburants, beaucoup plus résistants au cliquetis, supportent des taux de compression de 16:1, la valeur de k_g augmente en conséquence, et l'on peut envisager des PME "réelles" de 1.4 MPa.

 Retour à l'accueil "Moteurs"

Retour à l'index