Cylinder : chambre de moteur, pas seulement une forme

Dans le langage courant, un "cylinder" (cylindre) est une forme simple : un solide avec deux bases circulaires parallèles et une surface latérale courbe. On rencontre des cylindres partout, des boîtes de conserve aux vérins hydrauliques. Les mathématiciens et les écoliers les connaissent comme l'une des formes de base de la géométrie tridimensionnelle.

Dans le domaine automobile, un "cylinder" est quelque chose de beaucoup plus spécifique et exigeant. C'est une chambre alésée avec précision, généralement coulée dans le bloc moteur, où un piston coulisse d'avant en arrière sous l'effet de la compression et de la force explosive. Le "cylinder" doit être suffisamment dur pour résister au frottement constant métal sur métal, suffisamment lisse pour que les segments de piston assurent une étanchéité correcte des gaz, et suffisamment précis pour que les tolérances restent dans des fractions de millimètre. L'extrémité supérieure est scellée par la culasse, qui abrite les soupapes d'admission et d'échappement et, dans les moteurs à essence, la bougie d'allumage. L'extrémité inférieure s'ouvre sur le carter. À l'intérieur de cette chambre, le carburant s'enflamme, la pression monte à des centaines d'atmosphères, et le piston convertit cette force en mouvement de rotation au niveau du vilebrequin.

Le terme a emprunté le nom géométrique parce que la forme y ressemble : un long tube creux. Mais appeler un "cylinder" de moteur une simple forme masque la quantité de travail de précision qu'il implique. Une seule défaillance du joint de culasse peut laisser les gaz de combustion s'échapper dans les passages de refroidissement. Une paroi de "cylinder" rayée par un segment de piston cassé peut ruiner le moteur. L'alésage d'un moteur pour un diamètre de "cylinder" plus grand, une pratique appelée overboring (surfaçage), exige une précision pour éviter une épaisseur de paroi inégale qui provoquerait des points chauds.

Différentes conceptions de moteurs ont fait un usage différent des "cylinders". Un moteur à "cylinders" opposés (moteur à plat), privilégié dans l'aviation et certaines motos, loge deux pistons côte à côte dans le même "cylinder", leur chambre de combustion étant entre eux. Cette disposition équilibre bien les forces. Un moteur en V dispose les "cylinders" en deux bancs inclinés. Un moteur en ligne les aligne en une rangée. Le nombre de "cylinders", leur cylindrée (volume total balayé) et leur disposition déterminent le fonctionnement d'un moteur. Un moteur monocylindre vibre; un quatre cylindres fonctionne plus en douceur. Un douze cylindres est encore plus doux, mais coûte plus cher à construire et à entretenir.

Le mot a également traversé le domaine des pompes et des compresseurs, où un "cylinder" signifie la même chose : l'alésage où un piston se déplace. Les vérins hydrauliques, les vérins pneumatiques et les pompes volumétriques reposent tous sur le principe que des chambres cylindriques précises peuvent piéger, comprimer et déplacer des fluides ou des gaz de manière contrôlée.