Radiateur plus gros ou segments de piston plus fins ? Frottement dans les moteurs à combustion interne

Nous reconnaissons tous que les moteurs à combustion interne génèrent de la chaleur en tant que sous-produit de la combustion. Les moteurs refroidis par air et par eau déploient des stratégies pour dissiper cette chaleur. Tout cela est fait dans le but d'empêcher le moteur de tourner trop chaud.

Mais qu'est-ce que cela a à voir avec les segments de piston? Avant d'en arriver là, nous devons parler d'une autre source de chaleur dans un moteur : la friction.

La chaleur est un sous-produit du frottement. Pensez à vous frotter les mains pour les réchauffer par temps froid. Plus vite vous vous frottez les mains, plus elles deviennent chaudes. Pensez maintenant aux pistons de votre moteur qui tournent à plus de 200 cycles par seconde.

C'est pourquoi les segments de piston sont importants en ce qui concerne la température du moteur.

La source de friction la plus élevée dans un moteur provient du frottement des segments de piston contre la paroi du cylindre. Plusieurs études de recherche ont conclu que le segment de piston et la paroi du cylindre représentent jusqu'à 40% de tous les frottements du moteur. Pas étonnant que les moteurs OEM d'aujourd'hui aient des segments de piston plus fins que leurs prédécesseurs.

Lors d'un test récent chez Shaver Specialties Racing Engines, l'effet de la taille et de la tension des segments sur la température de fonctionnement du moteur a été mesuré.

La ligne de base pour ce test était un ensemble d'anneaux Total Seal Diamond Finish de 0,7 mm, 0,7 mm et 2,0 mm. Le moteur fonctionnait à 2 800 tr/min avec un réglage de charge fixe de 75 lb-pi. et un réglage fixe du débit de liquide de refroidissement. Au bout de 30 minutes, trois tests consécutifs de balayage dynamique (3 000 RPM à 6 000 RPM) ont été effectués. A la fin de ces 3 tests, la température de l'eau et la température de l'huile ont été enregistrées.

Le moteur a ensuite été équipé d'un ensemble standard d'anneaux de 1/16e de pouce, 1/16e de pouce, 3/16e de pouce. Encore une fois, le moteur fonctionnait à 2 800 tr/min avec un réglage de charge fixe de 75 lb-pi. et un réglage fixe du débit de liquide de refroidissement. Au bout de 30 minutes, trois tests consécutifs de balayage dynamique (3 000 RPM à 6 000 RPM) ont été effectués. A la fin de ces 3 tests, la température de l'eau et la température de l'huile ont été enregistrées.

Deux tests différents avec les anneaux 1/16e, 1/16e, 3/16e ont généré environ 15 degrés de température d'eau plus chaude et près de 20 degrés de température d'huile plus chaude par rapport au jeu d'anneaux de 0,7 mm, 0,7 mm et 2 mm.

Les résultats confirment que le frottement entre le segment de piston et la paroi du cylindre contribue de manière significative à la température de fonctionnement du moteur, et il a été assez facile d'identifier le frottement comme source de chaleur. Les anneaux standard 1/16e, 1/16e, 3/16e ont réduit la puissance du moteur de près de 20 lb. pieds de couple et plus de 15 CV par rapport à l'ensemble de bagues à gaz de 0,7 mm, 0,7 mm et 2 mm. En fait, le jeu de bagues 1/16e, 1/16e, 3/16e a généré tellement de température d'huile que l'étiquette sur le filtre à huile a commencé à "rétrécir" sous l'effet de la chaleur !

Dans une comparaison du "monde réel", Joe Gibbs Racing Engines a construit le nouveau moteur de course hors route JD-1 dans le désert en utilisant des anneaux Total Seal Diamond Finish de 0,7 mm, 0,7 mm et 2,0 mm. Alors que de nombreux autres moteurs de course tout-terrain utilisent des anneaux traditionnels 1/16e, 1/16e, 3/16e et luttent pour empêcher les moteurs de surchauffer, le moteur JD-1 fonctionne remarquablement bien. En fait, il faisait presque trop froid pendant BAJA 1000 lorsque les températures nocturnes ont chuté à près de 40 degrés F.

Tous ces résultats de dyno et de course indiquent la même chose, les segments de piston frottant contre les parois du cylindre génèrent de la friction, et cette friction produit de la chaleur et vole de la puissance. En optant pour des segments de piston plus fins, la friction peut être considérablement réduite et les avantages sont doubles : une puissance accrue et des températures de fonctionnement réduites.

Donc, avant de décider d'acheter un radiateur plus gros pour votre moteur qui tourne à chaud, vous voudrez peut-être envisager d'essayer d'abord un jeu de segments de piston plus fins.

Cet article a été sponsorisé par Total Seal Piston Rings. Pour en savoir plus, veuillez visiter notre site Web à l'adresse www.totalseal.com.