RPM : POURQUOI UN MOTEUR À PISTON PEUT-IL DIFFICILEMENT DÉPASSER LES 20 000 TOURS PAR MINUTE ?

Tout est dans la combustion !

Bien sûr, il y a la configuration du moteur qui entre en ligne de compte, mais théoriquement, malgré la meilleure configuration, les 20000 tours minute ne sont que rarement dépassés. Pour atteindre de grandes vitesses, le moteur ne doit pas s’auto-compliquer la vie avec soit des pièces en « trop », ou une tubulure d’admission et d’échappement trop complexe, sans compter une chambre à combustion peu propice à un bon mélange. Si vous mettez du lait dans votre café et que vous ne le brassez pas, le lait se répand mal si on compare avec un bon coup de cuillère, d’accord avec ça ? Une tubulure d’admission compliquée, une chambre à combustion bizarre comme un moteur « flathead », ne mélange pas bien la charge. Les nombreux angles que la charge doit faire pour se rendre dans la chambre à combustion l’épuise tellement avant, qu’il reste moins d’énergie pour pousser le piston. C’est une image, mais vous comprenez ce que je veux dire. Les moteurs performants vont prendre soin du chemin que la charge doit prendre pour se rendre sans encombre à la chambre à combustion, qui elle, a une forme la moins compliquée possible, comme une chambre hémisphérique par exemple. Aussi, les moteurs performants vont prendre soin de l’ouverture et de la fermeture de leurs soupapes. Ces moteurs vont s’assurer de bien fermer les soupapes à haut régime. Ce haut régime est difficile pour les soupapes, il faudra bien les fermer avant qu’elles n’ouvrent à nouveau. Le temps est si court entre la fermeture et l’ouverture qu’il est possible qu’une limitation en RPM soit causée par les soupapes qui n’ont pas le temps de se refermer. Dans ces cas, les moteurs performants utilisent des ressorts plus costauds. Certains moteurs n’ont pas de ressorts, mais plutôt un levier actionné par l’arbre à cames qui tire la soupape pour la fermer.

Les moteurs performants vont éviter des lourdeurs inutiles. Les moteurs avec double arbre à cames en tête sont plus performants que les moteurs simple arbre à cames dans le bloc. Ils n’ont pas les poussoirs, les tiges de poussoirs, et culbuteurs à opérer, et à canaliser l’énergie dépensée pour les faire bouger, ou ralentir. Un moteur avec double arbre à cames en tête pousse généralement directement sur la soupape. Donc, pas d’intermédiaire lourd à opérer à haut régime.

Les moteurs performants ont généralement une course de piston courte si on les compare aux moteurs moins performants. Cette courte course permet de faire tourner le moteur plus vite, car le piston est plus lent pour accomplir sa course. Vos yeux sourcillent un peu ? Les moteurs tournent sur un cycle complet de 720 degrés. Ces 720 degrés vont permettre de faire les 4 cycles que l’on connaît tous. Si la course du piston est de 2,5 pouces et que le moteur tourne à 5 000 RPM, le piston sera plus lent à parcourir sa distance de course que le moteur qui a une course de 4 pouces à 5000 RPM, c’est logique.

Si vous acceptez cette logique, voici maintenant pourquoi, principalement, les moteurs à piston ne peuvent atteindre facilement ou même dépasser 20000 RPM. Le problème est dû à la vitesse de combustion de l’essence. Si la vitesse du piston dans le cylindre atteint la même vitesse que la combustion, le piston ne sera plus ou sera que faiblement poussé.

Au parc, quand on poussait nos enfants sur la balançoire, à un certain moment notre main tentait de les pousser plus vite, mais ça ne fonctionnait plus, car la balançoire s’éloignait plus vite que notre main pouvait la pousser. Les enfants eux étaient limités dans la vitesse à laquelle on pouvait les pousser, due à notre main qui arrivait mal à suivre. La combustion est notre main et le piston la balançoire.

Voici sans doute la voiture la plus connue au monde. Ce véhicule militaire polyvalent appelé Jeep (General Purpose) fut créé par la compagnie américaine Bantam en 1940. La demande fut trop forte pour Bantam qui vendit une licence à Ford et à Willys-Overland. Cette dernière produisit bien plus d’unités que la première et parvint à conserver les droits du design et le nom «Jeep» après la guerre. Dwight D. Eisenhower a cité la Jeep militaire comme l’un des trois outils les plus importants de la Seconde Guerre mondiale (les deux autres étant le bulldozer et l’avion-cargo Douglas C47). Très simple et d’une robustesse extraordinaire, la Jeep était indispensable. Les modèles de guerre de base restèrent en production jusque dans les années 1940 sous le nom de Civilian Jeep (CJ). Quand le moteur à soupapes en tête plus haut remplaça le moteur à soupapes latérales, le capot fut surélevé. Le châssis de la CJ resta en production aux États-Unis jusque dans les années 1980, et des versions de l’originale sont encore produites en Inde !

L’exemple montré ici est un objet de collection restauré avec soin, mais des centaines de Jeep en condition d’origine des années 1940 sont encore en utilisation professionnelle partout dans le monde. Facile à conduire, facile à réparer et incroyablement résistante, la Jeep est très attirante pour les utilisateurs du monde entier. Willys introduisit une série de véhicules de tourisme en forme de Jeep sur un empattement plus long nommé la Jeepster. Un quatre places ouvertes et une version familiale, sans doute pionnière des véhicules utilitaires de sport VUS actuels qui rejoignirent la Jeep. Des véhicules 4X4 de la marque Jeep sont produits depuis plus de soixante ans et le seront sans doute encore dans la décennie qui s’engage. Les Jeep étaient fabriquées sous licence en France, au Brésil, au Japon et aux Philippines. Peu de personnes savent que même le prototype de la Land Rover fut construit sur un châssis de Jeep…