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Volume chambre de combustion culasses vs Volume tête de pistons

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Message par Mike_84 Jeu 18 Nov 2021 - 10:28

Hello,

J'ai une questions pour les experts moteurs.

Quel est le plus avantageux pour le moteur atmo en termes de perfs/fiabilité entre :

Des pistons plats avec un grand volume de chambre des culasses ou un un gros volume au niveau de la tête des pistons et une petite chambre au niveau de la culasse ?

Je trouve aucune information claire sur le net à ce sujet.

Merci d'avance pour vos retours.
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Message par papy thumper Jeu 18 Nov 2021 - 12:36

Tu parles des 4T en général ou des moteurs GM en particulier ?
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Message par GregX1 Jeu 18 Nov 2021 - 13:20

Si tu as des pistons plats, tu as moins de compression, donc moins de puissance

Et il n'y a pas de mystère.
On peut presque dire "moins c'est performant, plus c'est fiable", à moteur équivalent bien sur. C'est logique: moins tu sollicites, moins ça s'use.

c'est ça, ta question?
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Message par Mike_84 Jeu 18 Nov 2021 - 14:17

En faite ma question c'est :

A rapport volumétrique équivalent, vaut il mieux avoir du volume au niveau de la tête de piston ou au niveau de la chambre de culasse ?

Exemple :

Piston 12 cc avec chambre culasse 64cc ou bien piston 3cc avec chambre culasse à 72 cc (c'est un éxemple, je n'ai pas calculé le RV pour ces exemples).
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Message par papy thumper Jeu 18 Nov 2021 - 14:44

Très très bonne question sachant que la forme idéale pour une chambre de combustion est lenticulaire (Cf système RFVC chez Honda).
Je n'ai pas la réponse scientifique, mais perso je n'ai jamais vu de piston 'en creux" sur aucun moteur atmo performant (avec un compresseur ou turbo c'est différent)..
Il me semble que les pistons "en creux" sont surtout faits pour permettre de réaliser des culasses entièrement plates qui sont beaucoup moins chères à fabriquer que des culasses qui possèdent leur propre chambre de combustion.
Mais il est sûr que le point dont nous discutons présentement n'est qu'un des nombreux facteurs qui influent sur le rendement/fiabilité d'un moteur 4T.
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Message par gazgaz Jeu 18 Nov 2021 - 17:03

Mike si tu sais pas quoi faire, calcule le RV, c est ce que je vais avoir Wink😉enfin.... Si un jour je finis de tout remonter😖😖😖
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Message par Mike_84 Jeu 18 Nov 2021 - 18:16

C'est pour mon choix de kit bas moteur justement.
Eagle et scat vendent des kit 383 soit avec des petits volumes de pistons ou soit des très gros, il n'y a pas de juste milieu il doit y avoir une raison à cela et la raison m'échappe (on passe de 6cc a 16cc sans rien au milieu)...
Après il y a la solution de Guillaume avec des pistons custom mais c'est les seuls a le faire.
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Message par GuTu34 Jeu 18 Nov 2021 - 23:17

Je pense que les constructeurs jouent sur les pistons parce que ça coûte moins cher que de faire de nouveaux moules pour faire varier la chambre de combustion d’une culasse.

Par exemple, entre un L-82 et un L-48, les chambres de combustions étaient les mêmes, d’ailleurs les bruts de moulages des culasses étaient identiques. Beaucoup de choix qui sont fait au travers des moteurs de série sont liés à la production de masse plus qu’à l’idéal d’un point de vue rendement moteur.

En ce qui concerne les volumes des pistons, je pense que le plus important est dans la manière dont le creux est fait.
De par la forme des chambres de combustions qui ne sont pas hémisphériques, un small block a besoin d’une effet de « quench » (je ne connais pas le terme français). Il s’agit de l’effet créé entre le piston plat et la partie plate de la culasse au dessus du cylindre. Quand le piston arrive à grande vitesse à ce niveau là, cela chasse l’air et l’essence qui s’y trouvent et assure un meilleur mélange dans la chambre de combustion, il en résulte une meilleure combustion.
Les pistons creux basiques utilisés sur les moteurs d’origine étaient creuses de partout, ça supprimait cet effet.
Les pistons orientés performance qui sont creuses gardent la partie plate à ce niveau de façon à conserver cet effet (c’est le cas des miens, 10cc mais plats sur une partie de la surface).

Au final, ça ne répond peut être pas à ta question… je ne sais pas si une solutions est meilleure que l’autre si les pistons sont bien foutus. Je dirais plutôt, que les différentes tailles de culasses et de pistions permettent de faire une multitude de configurations selon l’utilisation que l’on souhaite faire du moteur.

Et pour ce qui est de dire qu’aucun moteur performant n’a des pistons creusés, je ne suis pas d’accord… le LT5 des C4 ZR1 a des pistons creusés. Ce n’est plus aujourd’hui le plus puissants des moteurs de Corvette, car il commence à dater, mais c’est de loin le plus évolué techniquement qui a été produit à ce jour.
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Message par Mike_84 Ven 19 Nov 2021 - 8:40

Ce qui fait l'unanimité sur les forum US c'est le type de pistons effectivement, il faut privilégier les pistons type "D-Dished" pour avoir l'effet "quench".

Pistons plats : réduction des couts de production en série.
Pistons dome : pour avoir un RV très haut pour les moteurs de course mais très mauvaise combustion.
Pistons valve relief : pour les ACC avec grande durée d'ouverture.

Par contre ou privilégier le volume tu as tout et son contraire dans les forum, certains vont dire qu'il faut privilégier le volume au niveau du piston, d'autres au niveau de la chambre des culasses.
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Message par papy thumper Ven 19 Nov 2021 - 8:58

Le terme français pour "quench" est "squish".
Sur nos SB c'est la partie qui est située entre la tête de piston et la partie plate de la culasse.
Lorsque le piston arrive en fin de compression, c'est l'espace minime qui permet de chasser les gaz présents à cet endroit vers la partie ou se trouvent les soupapes et la bougie.
In fine naturellement plus cet espace est réduit plus la compression est élevée.
Valeur cruciale qui si elle est trop réduite peut conduire au phénomène de détonation.
Sur un 2T un squish réduit augmente la réponse à bas régime mais augmente aussi le risque de percer un piston.
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Message par papy thumper Ven 19 Nov 2021 - 9:04

Concernant le volume des chambres de combustion, n'oublions pas que les ricains usent de la suralimentation plus que nous et que si, pour un moteur atmo il faut une compression élevée (et donc une chambre de combustion réduite), pour un moteur suralimenté il faut au contraire un volume important afin que le compresseur puisse bien remplir le moulin.
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Message par Mike_84 Ven 19 Nov 2021 - 9:15

J'ai toujours entendu ça effectivement papy, privilégier le volume important au niveau des pistons pour les moteurs suralimentés.
Pour les v8 américains en atmo avec nos type de culasses je ne sais pas, on a tellement de choix en termes de pièces, il y a de tout ! chose qui n'existe pas sur les moteurs européens.
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Message par papy thumper Ven 19 Nov 2021 - 9:21

Absolument d'accord mike, et avec toutes les pièces qu'ils ont le même résultat peut être obtenu avec des configurations différentes ce qui complique encore les choses.
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Message par GuTu34 Ven 19 Nov 2021 - 10:01

Au final, ce qui est important, c’est la pression dans la chambre de combustion.
Si elle est trop élevée, tu as de l’auto allumage et tu détruis ton moteur.

Sur un moteur suralimenté, tu pars avec une pression supérieure dans ton cylindre avant la compression, du coup après compression tu aurais une pression nettement plus importante que sur un moteur atmosphérique, ce qui créerait problème d’auto allumage.
Du coup, la solution est de diminuer la compression pour avoir une pression plus ou moins équivalente dans la chambre de combustion.
Le gain de puissance vient du fait qu’au final tu as fait rentrer plus d’air et donc que tu as virtuellement un moteur plus gros en cylindrée.
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Message par Dorian51 Ven 19 Nov 2021 - 22:41

La chambre de combustion est dessinée de façon à avoir un avoir un mouvement d'aire (soit circulaire, soit tourbillonnant) permettant d'augmenter le mélange air/essence et d'avoir une combustion parfaite, c'est un dire un front de flamme homogène et à vitesse constante.
Ce qu'il faut éviter c'est toutes les parois avec arrêtes, angles fermé etc favorisant le phénomène de condensation d'essence sur ces zones qui provoquant une richesse trop importante et donc de l'essence imbrulee et inutilisée ==》obligation d'enrichir inutilement sont carbu

La chambre de combustion n'est pas réellement modifiable une fois faite. Ce qui peut donc être fait pour favoriser l'écoulement gazeux est la forme du piston, la forme des soupapes (1,2 ou 3 angles) et la forme du conduit d'admission.

Sur nos V8, la chambre est très mauvaise, beaucoup d'arrêtes, la bougie en.position latérales etc font que l'homogénéité du mélange est horrible une fois dans le cylindre. Le piston plat va aider à augmenter le RV mais aucunement à l'homogénéité des gaz (sauf si les conduit d'admission et les soupapes sont travaillées) ==》ok en perfo mais pas en rendement de combustion
Le piston creux aide beaucoup pour l'homogénéité des gaz, mais avec une bougies latérales je pense que le front de flamme ne se déplace pas correctement dans la chambre. La vitesse de combustion sera donc lente ==》 ok pour le couple pas pas pour la perfo. Rendement moyen. Et il faut un AAC avec beaucoup de croisement pour aider à chasser correctement les gaz d'échappement

A mon humble avis, le piston conique permet le mix des deux autres solutions si on reste avec une forme d'admission standard et soupapes standard
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Message par papy thumper Sam 20 Nov 2021 - 10:18

Le sujet est passionnant. Et je suis bien d'accord avec toi, ce n'est pas pour rien que les Mopar hemi ont cette réputation.
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