[Technique] Le cliquetis
Posté: Sam 2 Fév 2008 02:06Voici comment arrive ce qu'on appelle le cliquetis, ses conséquences et ses solutions.
(Source : jcdperformance)
Le cliquetis
Comment se manifeste t'il
La combustion du mélange commence normalement après l'étincelle. Le front de flamme se propage et son souffle repousse une partie du mélange contre les parois du cylindre et le sommet du piston. L'élévation de pression et de température devient tellement importante que le combustible coincé contre les parois atteint son point d'auto-allumage et s'auto enflamme à plusieurs endroits.
Les micro explosions qui en résultent produisent des vibrations dans le domaine acoustique (de l'ordre de 5 à 10 Khz). Elles sont très vives et peuvent rapidement créer des points chauds qui accentueront encore plus le problème. L'accumulation de micro explosions va arracher ou faire fondre une petite quantité de métal sur le sommet du piston et/ou sur les parois du cylindre et des segments. Au bout de quelques temps (selon l'intensité) cela conduira à la destruction du piston, des segments ou des parois du cylindre.
Le cliquetis est souvent masqué par le bruit du moteur, surtout à haut régime et pour les mécaniques de compétition déjà bruyantes. Il s'accompagne d'une baisse importante de la puissance moteur.
Sur des moteurs multi cylindres, le problème peux très bien se concentrer quelques cylindres seulement. C'est le cas par exemple des moteurs de Mini (BMC type A) qui possédent une culasse à deux conduits d'admission siamois. Si on utilise un carburateur double corps DCOE (type 40-45-50), la pipe d'admission possède alors deux conduits courbés. les cylindres intérieurs fonctionneront alors avec un mélange moins riche que les cylindres extérieurs. il n'est pas rare d'observer une bon fonctionnement sur les cylindres extérieurs et des pistons troués sur les cylindres intérieurs.
Quelles en sont les raisons
Trop d'avance à l'allumage
C'est le cas le plus courant. L'étincelle se produit trop tôt, la propagation du front de flamme est plus lente car la densité du combustible est insuffisante. La fraction non brûlée comprimée contre les parois atteint alors sont seuil d'auto inflammation avant d'être rejointe par le front de flamme.
En général, le moteur atteint son meilleur rendement quand l'avance à l'allumage est calée pour chaque point (position papillon / pression admission, Régime moteur) juste avant le seuil de cliquetis. Cela a pour effet de produire une pression maximale sur la tête de piston quand celui ci a parcouru quelques degrés après le PMH (entre 10 et 20° selon les moteurs), ce qui représente le meilleur compromis. Néanmoins, jouer avec la limite rend le moteur très sensible aux variations.
Taux d'octane trop faible
Le taux d'octane du combustible conditionne directement son seuil de détonation spontanée. Plus le taux d'octane est élevé et plus la température d'auto inflammation est élevée. On peut donc avoir un moteur qui fonctionne parfaitement au SP98, mais qui cliquettera au SP95. Pour un moteur tournant Super plombé, que l'on compte utiliser avec du SP95 (+additif pour recréer la protection des siéges de soupape), il est fortement conseillé d'enlever entre 3 et 5° d'avance.
Néanmoins le pouvoir calorifique reste sensiblement le même entre du SP95 et SP98. En quelque sorte, un moteur tournant au SP95 ne produira pas plus de puissance avec du SP98.
On peut modifier la sensibilité d'un combustible à l'auto allumage en ajoutant des additifs, ou en mélangeant des combustibles différents.
Température du mélange à l'admission
Plus la température du mélange est importante à l'admission, plus la température d'auto inflammation sera atteinte rapidement.
Le problème se pose le plus souvent quand le filtre à air est placé dans un endroit confiné, en été, quand la température sous le capot devient importante. Pour les moteurs Turbo, le cas devient très sensible, l'échauffement de l'air étant très important. C'est pour cette raison que sur les R5 Alpine Turbo et MG Metro Turbo ne disposant pas d'échangeurs, la pression de suralimentation ne peut guère dépasser 0.4 bar.
80°C à l'admission est un seuil maximum à ne pas dépasser avec les carburants disponibles à la pompe.
Le rapport volumétrique
Plus il est important plus la température finale avant l'explosion sera élevée.
On considère que pour élever d'une unité le rapport volumétrique, il sera nécessaire d'utiliser un combustible possédant un taux d'octane de 3 à 6 points supérieurs.
Un point a considérer également est que la température finale du combustible avant allumage est en rapport avec le temps réel pour le comprimer. Plus le mélange est comprimé rapidement, plus sa température finale sera élevée. Un moteur fonctionnant à haut régime peut être victime d'auto allumage à partir d'un certain régime mais pas en dessous.
Points chauds, Mauvais système de refroidissement
Tous les points pouvant amener une température finale de la charge trop élevée peuvent être en cause :
- bougies trop chaudes
- Mauvais refroidissement moteur (radiateur entartré, culasse entartrée…)
- Mauvaise ventilation
On peut également avoir du cliquetis sur des moteurs encrassés. Les aspérités s'échauffent est peuvent créer des points chaud en favorisant l'apparition.
Richesse du mélange
L'utilisation d'un mélange pauvre ( rapport Air :Essence > 14.7 :1) conduit à des températures de fonctionnement plus élevées, des temps de combustion plus longs, favorisant l'auto allumage. Ce phénomène est amplifiée sur les moteurs turbo. C'est pour cette raison que l'on préférera un mélange riche (optimal vers 12.5 :1 et pouvant aller jusqu'à 11 :1 en pleine charge pour les moteurs turbo) pour les moteurs de compétition. L'excèdent de combustible sert à refroidir les parois des cylindres et le sommet des pistons. L'économie et la pollution ne rentrant plus en ligne de compte pour ces applications…
Remarques :
Sur les GT, en cas de détection au travers du capteur de cliquetis situé sur le bloc, l’ECU peut être amené à réduire l’avance de base en ajoute de la correction cliquetis négative. L’ECU écoute le capteur jusqu’au régime de 5700trs, au delà il ne corrige donc plus. Sur WRX et WRX Sti, l’ECU dispose également de la possibilité d’ajouter de l’avance à celle de base tant qu’il n’a pas de retour de cliquetis par le capteur ce qui rend le calage réellement actif jusqu’aux plus hauts régimes.
(Source : jcdperformance)
Le cliquetis
Comment se manifeste t'il
La combustion du mélange commence normalement après l'étincelle. Le front de flamme se propage et son souffle repousse une partie du mélange contre les parois du cylindre et le sommet du piston. L'élévation de pression et de température devient tellement importante que le combustible coincé contre les parois atteint son point d'auto-allumage et s'auto enflamme à plusieurs endroits.
Les micro explosions qui en résultent produisent des vibrations dans le domaine acoustique (de l'ordre de 5 à 10 Khz). Elles sont très vives et peuvent rapidement créer des points chauds qui accentueront encore plus le problème. L'accumulation de micro explosions va arracher ou faire fondre une petite quantité de métal sur le sommet du piston et/ou sur les parois du cylindre et des segments. Au bout de quelques temps (selon l'intensité) cela conduira à la destruction du piston, des segments ou des parois du cylindre.
Le cliquetis est souvent masqué par le bruit du moteur, surtout à haut régime et pour les mécaniques de compétition déjà bruyantes. Il s'accompagne d'une baisse importante de la puissance moteur.
Sur des moteurs multi cylindres, le problème peux très bien se concentrer quelques cylindres seulement. C'est le cas par exemple des moteurs de Mini (BMC type A) qui possédent une culasse à deux conduits d'admission siamois. Si on utilise un carburateur double corps DCOE (type 40-45-50), la pipe d'admission possède alors deux conduits courbés. les cylindres intérieurs fonctionneront alors avec un mélange moins riche que les cylindres extérieurs. il n'est pas rare d'observer une bon fonctionnement sur les cylindres extérieurs et des pistons troués sur les cylindres intérieurs.
Quelles en sont les raisons
Trop d'avance à l'allumage
C'est le cas le plus courant. L'étincelle se produit trop tôt, la propagation du front de flamme est plus lente car la densité du combustible est insuffisante. La fraction non brûlée comprimée contre les parois atteint alors sont seuil d'auto inflammation avant d'être rejointe par le front de flamme.
En général, le moteur atteint son meilleur rendement quand l'avance à l'allumage est calée pour chaque point (position papillon / pression admission, Régime moteur) juste avant le seuil de cliquetis. Cela a pour effet de produire une pression maximale sur la tête de piston quand celui ci a parcouru quelques degrés après le PMH (entre 10 et 20° selon les moteurs), ce qui représente le meilleur compromis. Néanmoins, jouer avec la limite rend le moteur très sensible aux variations.
Taux d'octane trop faible
Le taux d'octane du combustible conditionne directement son seuil de détonation spontanée. Plus le taux d'octane est élevé et plus la température d'auto inflammation est élevée. On peut donc avoir un moteur qui fonctionne parfaitement au SP98, mais qui cliquettera au SP95. Pour un moteur tournant Super plombé, que l'on compte utiliser avec du SP95 (+additif pour recréer la protection des siéges de soupape), il est fortement conseillé d'enlever entre 3 et 5° d'avance.
Néanmoins le pouvoir calorifique reste sensiblement le même entre du SP95 et SP98. En quelque sorte, un moteur tournant au SP95 ne produira pas plus de puissance avec du SP98.
On peut modifier la sensibilité d'un combustible à l'auto allumage en ajoutant des additifs, ou en mélangeant des combustibles différents.
Température du mélange à l'admission
Plus la température du mélange est importante à l'admission, plus la température d'auto inflammation sera atteinte rapidement.
Le problème se pose le plus souvent quand le filtre à air est placé dans un endroit confiné, en été, quand la température sous le capot devient importante. Pour les moteurs Turbo, le cas devient très sensible, l'échauffement de l'air étant très important. C'est pour cette raison que sur les R5 Alpine Turbo et MG Metro Turbo ne disposant pas d'échangeurs, la pression de suralimentation ne peut guère dépasser 0.4 bar.
80°C à l'admission est un seuil maximum à ne pas dépasser avec les carburants disponibles à la pompe.
Le rapport volumétrique
Plus il est important plus la température finale avant l'explosion sera élevée.
On considère que pour élever d'une unité le rapport volumétrique, il sera nécessaire d'utiliser un combustible possédant un taux d'octane de 3 à 6 points supérieurs.
Un point a considérer également est que la température finale du combustible avant allumage est en rapport avec le temps réel pour le comprimer. Plus le mélange est comprimé rapidement, plus sa température finale sera élevée. Un moteur fonctionnant à haut régime peut être victime d'auto allumage à partir d'un certain régime mais pas en dessous.
Points chauds, Mauvais système de refroidissement
Tous les points pouvant amener une température finale de la charge trop élevée peuvent être en cause :
- bougies trop chaudes
- Mauvais refroidissement moteur (radiateur entartré, culasse entartrée…)
- Mauvaise ventilation
On peut également avoir du cliquetis sur des moteurs encrassés. Les aspérités s'échauffent est peuvent créer des points chaud en favorisant l'apparition.
Richesse du mélange
L'utilisation d'un mélange pauvre ( rapport Air :Essence > 14.7 :1) conduit à des températures de fonctionnement plus élevées, des temps de combustion plus longs, favorisant l'auto allumage. Ce phénomène est amplifiée sur les moteurs turbo. C'est pour cette raison que l'on préférera un mélange riche (optimal vers 12.5 :1 et pouvant aller jusqu'à 11 :1 en pleine charge pour les moteurs turbo) pour les moteurs de compétition. L'excèdent de combustible sert à refroidir les parois des cylindres et le sommet des pistons. L'économie et la pollution ne rentrant plus en ligne de compte pour ces applications…
Remarques :
Sur les GT, en cas de détection au travers du capteur de cliquetis situé sur le bloc, l’ECU peut être amené à réduire l’avance de base en ajoute de la correction cliquetis négative. L’ECU écoute le capteur jusqu’au régime de 5700trs, au delà il ne corrige donc plus. Sur WRX et WRX Sti, l’ECU dispose également de la possibilité d’ajouter de l’avance à celle de base tant qu’il n’a pas de retour de cliquetis par le capteur ce qui rend le calage réellement actif jusqu’aux plus hauts régimes.
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