1. Aperçu
Vous savez probablement déjà qu’un moteur a des pistons qui convertissent leur mouvement alternatif (mouvement de haut en bas) en mouvement rotatif (mouvement de rotation) du vilebrequin. La puissance de rotation du vilebrequin est mise à la disposition du piston par l’apparition d’une combustion à l’intérieur des chambres de combustion (cylindres) qui abritent les pistons. L’événement de combustion, et donc le mouvement des pistons, doit être coordonné pour assurer une production continue de puissance tant que le contact est allumé, que le moteur tourne et que toutes les autres conditions habilitantes sont remplies. La séquence dans laquelle les cylindres génèrent de la puissance est appelée ordre de mise à feu, l’ordre dans lequel les cylindres sont mis à feu. La plupart des moteurs sont aujourd’hui classés comme des moteurs à quatre temps où la course fait référence à la course vers le haut ou vers le bas d’un piston. Les quatre étapes / courses sont les courses d’admission, de compression, de puissance et d’échappement. Par conséquent, alors qu’un cylindre est sur la course d’admission, un autre est sur la course de compression, un autre sur la course de puissance et encore un autre sur la course d’échappement.
Si vous n’êtes pas familier avec le processus de transfert de puissance, voici un aperçu rapide. Lorsque la combustion se produit à l’intérieur d’un cylindre, elle crée une force explosive qui pousse le piston vers le bas. Cet événement s’appelle la course de puissance ou de combustion. Lorsque le piston est forcé vers le bas, il fait tourner le vilebrequin, le vilebrequin fait tourner le volant (si le véhicule a une transmission manuelle) ou la plaque flexible (si le véhicule a une transmission automatique). Le volant/plaque flexible transfère ensuite la puissance générée à la transmission. La transmission envoie finalement la puissance aux roues, les faisant tourner. Dans cet article, nous discuterons, à l’aide d’exemples, de ce qui se passe lors de l’exécution d’un ordre de tir et de la raison pour laquelle des ordres de tir sont nécessaires.
2. Feu et ordre
Le choix de l’ordre de tir est un élément essentiel de la conception du moteur. Les fabricants décident soigneusement des ordres de cuisson pour apprivoiser les vibrations et améliorer la dissipation thermique. L’ordre de tir a également un impact sur la qualité de conduite (douceur de conduite), l’équilibre du moteur et le son du moteur. Tous ces facteurs, à l’exception peut-être du son du moteur, jouent décidément un rôle dans l’allongement de la durée de vie en fatigue d’un moteur. Cependant, de nombreuses têtes de piston considèrent le son du moteur comme une partie essentielle de la conception du moteur, c’est compréhensible!
Les cylindres sont généralement numérotés 1234 à partir de l’avant du moteur où sont installés les entraînements accessoires (poulies). Par conséquent, le cylindre 1 sera le cylindre le plus proche des poulies et le cylindre numéro 4 sera le cylindre le plus proche du volant ou de la plaque de flexion comme illustré à la figure 1. Supposons que le moteur de la figure 1 ait un ordre de tir 1-3-4-2, comme c’est le cas sur une VW Jetta de 1,8 litre de 2005. Puisque nous supposons un ordre de tir de 1-3-4-2, le cylindre #1 sera le premier à tirer ou à générer de l’énergie. La prochaine étape sera le cylindre #3 suivi du cylindre #4 et enfin du cylindre #2.
Pour tous les 720 degrés de rotation du vilebrequin, l’arbre à cames tourne à 360 degrés, provoquant le tir de tous les cylindres une fois. Dans un moteur à 4 cylindres comme celui de la figure 1, au moment où le vilebrequin tourne deux fois, l’arbre à cames aurait tourné une fois, tirant les 4 cylindres une fois. Par conséquent, pour chaque 180 degrés de rotation du vilebrequin, l’un des cylindres tire. Ceci est obtenu en utilisant la formule de l’équation 1.
f=720/n …………………… Équation 1
Où f est l’intervalle de tir et le nombre de cylindres.
D’après la formule de l’équation 1, dans un moteur V6 par exemple, un cylindre serait tiré tous les 120 degrés. Notez cependant que dans certains moteurs V, en particulier les moteurs V8 et supérieurs, les fabricants ou les constructeurs de moteurs ne tirent pas nécessairement les cylindres à intervalles réguliers; il s’agit d’un concept de conception de moteur appelé tir inégal. Ceci est fait pour obtenir un son de moteur agressif et rauque. Les ordres de tir inégaux ne seront pas discutés dans cet article.
Avant d’entrer dans les écrous et boulons de ce qui se passe lorsque les cylindres tirent, expliquons le concept de cylindres compagnons. Les cylindres compagnons sont des cylindres qui montent et descendent par paire. Alors qu’un cylindre est sur la course d’admission, l’autre est sur la course de puissance et vice versa. De plus, alors qu’un cylindre est sur la course de compression, l’autre est sur la course d’échappement et vice versa. Dans un moteur 6 cylindres avec un ordre de tir de 1-5-3-6-2-4 par example, les cylindres compagnons seront les cylindres 1 et 6, 5 et 2 puis 3 et 4.
La figure 2 montre le cycle du moteur à 4 temps dans un schéma séquentiel; admission, compression, puissance, échappement. Ceci sera utilisé avec les figures 3a à 3e pour expliquer le processus de cuisson.
Dans les figures 3a à 3e, les 720 degrés de rotation du vilebrequin ont été divisés en intervalles de 180 degrés pour aider illustration.In figures 3a à 3d, la première colonne contient les numéros des cylindres (pas dans l’ordre de tir).
Sur la figure 3a, le cylindre #1 démarre avec la course de puissance. Puisque l’ordre de tir est 1-3-4-2, cela signifie que le prochain cylindre à tirer sera le cylindre #3. Il résulte de la figure 2 que si le cylindre #1 est sur la course de puissance (p) et que le cylindre #3 est le prochain à tirer, il devrait être sur la course avant la course de puissance car il se prépare à tirer après le cylindre #1. Il s’agit de la course de compression (c) – lire la figure 2 dans une direction opposée à la direction des flèches, dans le sens antihoraire.
Le cylindre #4 qui tire après le cylindre #3 doit être à deux coups de la course de puissance du cylindre #1. L’examen de la figure 2 à nouveau devrait permettre de déduire que le cylindre #4 devrait être sur la course d’admission (i).
Maintenant, le cylindre #2 devrait être à 3 coups de la course de puissance du cylindre #1. Cela mettrait le cylindre #2 sur la course d’échappement (e). Tout cela se produit dans les 180 premiers degrés de rotation du vilebrequin (Figure 3a).
Dans les 180 degrés suivants de rotation du vilebrequin (360 degrés), le cylindre #3 entre dans la course de puissance.
Le cylindre #4 est maintenant sur la course de compression, le cylindre #2 est sur la course d’admission (i) et le cylindre #1 est, comme prévu, sur la course d’échappement (e) pour expulser les gaz d’échappement produits par la course de puissance qu’il vient d’achever. Voir la figure 3b.
Dans les 180 degrés suivants de rotation du vilebrequin (540 degrés), le cylindre #4 entre dans la course de puissance. Le cylindre #2 est maintenant sur la course de compression, le cylindre #1 est sur la course d’admission (i) et le cylindre #3 est, comme prévu, sur la course d’échappement (e) pour expulser les gaz d’échappement produits par la course de puissance qu’il vient d’achever. Voir figure 3c.
Dans les 180 derniers degrés de rotation du vilebrequin (720 degrés), le cylindre #2 entre dans la course de puissance. Le cylindre #1 est maintenant sur la course de compression, le cylindre #3 est sur la course d’admission (i) et le cylindre #4 est, comme prévu, sur la course d’échappement (e) pour expulser les gaz d’échappement produits par la course de puissance qu’il vient d’achever. Voir la figure 3d.
Dans les 180 degrés finaux (720 degrés), notez que le cylindre 1 est de retour sur la course de compression (c), prêt à recommencer tout le processus lorsqu’il passe de la course de compression à la course de puissance (p). La figure 3e illustre un ordre de mise à feu complet avec cette fois les cylindres disposés dans l’ordre de mise à feu approprié. Cette disposition permet de voir plus facilement comment les cylindres tirent tous les 180 degrés conformément à l’ordre de tir désigné.
La figure 4 illustre les ordres de mise à feu d’un moteur 6 cylindres avec l’ordre de mise à feu 1-4-3-6-2-5. C’est l’ordre de mise à feu du moteur Mercedes Benz M272-E35 qui alimente les véhicules ML350 depuis 2006. Il alimente également le véhicule R350 et d’autres véhicules Mercedes Benz.
D’après la figure 4, le cylindre #1 tire dans les 120 premiers degrés.
Dans les 120 degrés suivants (240 degrés), lorsque le cylindre #1 passe de la course de puissance à la course d’échappement, le cylindre #4 se déclenche.
Dans les 120 degrés suivants (360 degrés), lorsque le cylindre #4 passe de la course de puissance à la course d’échappement, le cylindre #3 se déclenche.
Dans les 120 degrés suivants (480 degrés), lorsque le cylindre 3 passe de la course de puissance à la course d’échappement, le cylindre #6 se déclenche.
Dans les 120 degrés suivants (600 degrés), lorsque le cylindre 6 passe de la course de puissance à la course d’échappement, le cylindre #2 se déclenche.
Dans les 120 degrés suivants (720 degrés), lorsque le cylindre 2 passe de la course de puissance à la course d’échappement, le cylindre #5 se déclenche.
Le processus se répète lorsque le cylindre #1 se déclenche à nouveau.
La figure 5 est une illustration tabulaire d’un moteur 8 cylindres avec ordre de tir 1-5-4-8-7-2-6-3. Un exemple de moteur qui utilise cet ordre de tir est le S65 de BMW qui alimente le M3 E90 2012 entre autres véhicules. La figure 5 ne sera pas expliquée plus en détail car elle suit un format similaire à l’ordre expliqué précédemment dans la figure 4. La seule différence est que chaque cylindre tirera après 720/8 = 90 degrés.
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Author:Kwabena MensahAbout Author:Technical Editor and CTO at AutoShack Ghana