Injection d'eau: compréhension et explications scientifiquesL'injection d'eau en compétition dans les années 80

Compréhension du procédé : idées de montages, études, analyses...Aspects physico-chimiques.
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Christophe
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L'injection d'eau en compétition dans les années 80

Message non lupar Christophe » 27/05/06, 20:55

Je viens de mettre en ligne un article sur l'injection d'eau en compétition. La 2ieme partie arrivera dans les prochains jours ( avec quelques rares courbes de puissance ).

L'injection d'eau sur les moteurs trés performants utilisés en compétition à été une coutume courante dans les années 70 et 80.

Le but de ces injections d'eau avait, au moins, 3 rôles essentiels bien distincts :

- augmenter le taux d'admission, c'est à dire la masse de mélange, en refroidissant le mélange ou l'air d'admission par évaporation de cette eau. Ainsi ceci augmentait la puissance spécifique du moteur.

- augmenter la résistance à la détonation du mélange ( autrement dit augmenter l'indice d'octane du mélange ). En ce sens, ceci rejoint l'injection MW50 - Methanol Water - sur les avions de chasse de la 2ieme guerre mondiale ( cliquez ici pour plus d'information ).

- refroidir les composants internes ( notamment : chemise, soupape, siege, piston...) du moteur lors des fortes solicitations.


Lire la suite : http://www.econologie.com/par-renault-a ... -2949.html

ps : j'ai pas encore relu, il doit rester quelques vilaines fautes !!
Dernière édition par Christophe le 14/08/06, 13:58, édité 1 fois.
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boulon
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Re: L'injection d'eau en compétition dans les années 80

Message non lupar boulon » 27/05/06, 22:55

Econologie a écrit :....3 rôles essentiels bien distincts :

- augmenter le taux d'admission, c'est à dire la masse de mélange, en refroidissant le mélange ou l'air d'admission par évaporation de cette eau. Ainsi ceci augmentait la puissance spécifique du moteur.


çà mérite réflexion, même si le résultat était là
çà voudrait dire que, la partie d'eau injectée, prenant du volume après s'être évaporée, même si c'est une petite quantité(à 1 atm le volume pris par de l'eau est multiplié par 1700 env, ici à 2,8 atm, ce serait 607)
serait moins important que la contraction de l'air d'admission qui passerait de 60°C à 12°C(14,4% volume en moins)
Qui est calé en chaleur massique?

Ou alors la vaporisation commence par faire des petites gouttelettes qui ne sont que partiellement évaporée dans la pipe d'admission, et finissent de refroidir l'air durant la compression, en se vaporisant complètement, mais là on est est déjà, je pense dans le deuxième point

Econologie a écrit :- augmenter la résistance à la détonation du mélange ( autrement dit augmenter l'indice d'octane du mélange ). En ce sens, ceci rejoint l'injection MW50 - Methanol Water - sur les avions de chasse de la 2ieme guerre mondiale ( cliquez ici pour plus d'information ).


ici, c'est pour les chimistes

Econologie a écrit :- refroidir les composants internes ( notamment : chemise, soupape, siege, piston...) du moteur lors des fortes solicitations.[/i]


Ici, c'est le plus compréhensible

boulon
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Message non lupar Christophe » 27/05/06, 23:05

1) Pour les 10 à 12°C, c'est une "petite erreur" de traduction ( le texte de l'ingé de renault était en anglais ), en fait il faut lire :

"Ainsi nous avons réussi à diminuer de 10 à 12°C la température de l'air compressé d'admission qui était avant aux alentours de 60°C"

2) Donc les résultats de ton raisonnement serait encore "pires"...Mais attention la pression de suralim montait jusqu'a 4,5 bars.

Mais ce bénéfice n'était pas forcement celui recherché avec l'exemple de Renault Sport qui voulait éviter la détonation.

Mais le pb c'est qu'on a aucune idée des débits d'eau injecté / débit de mélange...Quoique on pourait retrouver ce rapport ( en supposant que le mélange = de l'air pur pour simplifier ) avec le delta des 10°C à 12°C...Qui s'y colle :?: :cheesy:

3) Attendons la partie 2 ( Ferrari en F1 et SAAB sur véhicule routier ), il y a quelques chiffres...( mais pas grand chose ... :| )
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Message non lupar Andre » 28/05/06, 00:02

Bonjour
12 litres d'eau avant de retourner au puit cela nous donne une bonne idée par rapport au caburant consommé, donc peu d'eau.
On arrive a des ratio semblable que ceux dans nos moteur !
Ce systéme est bon sur un moteur avec un taux de compression limite pour le carburant utilisé et la chaleur de l'air du turbo,
il ne faudrait faire trop de comparaison avec un diesel ,dans mon cas je n'ai pas d'intrecooleur et en été le collecteur admission on peut le toucher a main nu pas longtemps, et j,ai remarquer que même dans des condtions ou le panton envoyait une sortie froide
80c il y avait une bonne réponse du moteur ,j'ai toujours supposé que cela refroidissait l'entrée d'air donc soulagait la comression ,d'ou le constat que le frein moteur diminue avec un panton et encore plus quand on lui fait boire plus d'eau.
Que l'eau s'évapore durant son voyage dans la tubulure et en rentrant dans , le cylindre c'est exact (la baisse de température nous le confirme , mais pendant le cycle compression , je pense qu'elle doit se condenser malgré la haute température final , et probablement s'évaporer pendant le cycle combustion retarder la brutalité du diesel,
cela explique aussi pourquoi quand on lui faire boire beaucoup d'eau le moteur devient plus puissant, et plus gourmand.
Mais cela m'explique pas pourquoi il faut lui faire boire une petite quantité d'eau bien précise pour que cela soit économique
c'est ma façon simple de voir ce que fait l'eau dans un diesel..

André
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Message non lupar Christophe » 28/05/06, 14:15

J'ai inséré quelques images sur l'article.
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Message non lupar lau » 28/05/06, 15:41

merci pour cet article!
comme quoi la vaporisation de l'eau augmenterait la pression de combustion et donc le rendement mais dans le cas des voitures de courses un abaissement de T°.
mais cela ne nous dit pas pourquoi cette technique n'est plus employée et pourquoi également elle n'a pas été appliquée sur les véhicules civils?
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Message non lupar zac » 28/05/06, 16:22

lau a écrit :mais cela ne nous dit pas pourquoi cette technique n'est plus employée et pourquoi également elle n'a pas été appliquée sur les véhicules civils?

salut
Elle est toujours employé (WRC sauf championnat du monde).

En civil,à ma connaissance elle à été abandonné car le client était inapte à faire 2 pleins :mrgreen:
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C'est pas parce que je suis con que j'éssaye pas de faire des choses intélligentes.
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Message non lupar ecototo » 28/05/06, 17:57

Un projet d'avion qui marchait au fuel,eau,alcool n'a jamais vu le jour a cause des 3 reservoirs...
sois disant, non rentable..lol
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Message non lupar boulon » 28/05/06, 19:21

bonjour
Je ne suis pas chercheur (à part sur le net) :cheesy:
Quand on veut une réponse, il faut bien se lancer

Normalement, la vapeur d'eau (sèche) a un volume massique plus important que l'air
mais pour comparer celà, il les faut à la même T°, même pression
:arrow: à 20°C (à 1 atm)la "vapeur d'eau" c'est de l'eau liquide, çà ne peut pas être autrement si l'eau est toute seule; il lui faut de l'air pour s'évaporer à cette T°(on a par exemple 14 gr de vapeur d'eau sèche maximum par kg d'air à 20°C ; 152 gr à 60°C ; 545 à 80°C; et l'infini à 100°C)
Prenons 100°C et 1 atm :
1 m3 d'air quasi sec = 0,946 kg (1kg d'air = 1057 litre)
1 m3 de vapeur d'eau = 0,585 kg (1 kg vap = 1709 litre)

mais la chaleur massique est plus importante pour la vapeur d'eau que pour l'air
air : 1005 joule/(kg.°K)
vapeur d'eau :1850 joule/(kg.°K)

En supposant qu'il n'y a pas décomposition de la molécule d'eau :
Si on fait avaler de la vapeur d'eau à un moteur, cette vapeur d'eau(inerte à confirmer) ne fait que remplacer une partie du comburant utile et indispensable à la combustion

Donc jusque là, ce n'est qu'un inconvéniant au moteur (hormis si la vaporisation se fait dans le circuit admission pour un effet initial T° entrée moteur)(mais dans un pantone, çà arrive trop chaud pour celà, mais bon, il y a soi-disant autre chose, mais ici je développe seulement l'effet vapeur)

(ici pour continuer, il faut supposer que le moteur en question ne manque pas d'air(remplacé par de la vapeur en partie))
(je suppose donc que le moteur a avalé de l'air plus de la vapeur déjà sèche)
ce volume aspiré(qui arrivera à satisfaire le carburant injecté, on est bien d'accord) a d'une part, une masse moins importante(par rapport à de l'air seul) et, d'autre part, une inertie thermique plus importante : dans ce cas, l'un annule l'autre, et s'il ne se passe rien d'autre, le seul avantage est la moindre inertie massique du volume aspiré, mais çà diminu quand même le volume de "comburant"

Par contre, si le moteur avale cette "vapeur" sous forme d'eau(micro gouttelettes), il avale le maximum d'air(de comburant) qui s'échauffe lors de la compression, tout en donnant des calories à ces micro gouttelettes se vaporisant complètement( on sait qu'à 40 bar, au dessus de 250°C, il ne peut plus y avoir la forme "eau")
donc en fin de compression, comme il y a certainement plus de 250°C, l'eau doit avoir fait toute sa pression en vapeur

Comme l'inertie thermique est plus importante, on peut supposer avoir une T° inférieure à la normale même si on a une pression plus forte, et si la T° est moindre, il y a moins de déperdition par les parois

Mais si l'inertie thermique est plus importante, on peut supposer qu'il faut compenser cette montée en chaleur plus pénible par un surplus de carburant

L'injection d'eau fait peut-être gagner des chevaux, mais à quel prix :?:
C'est sans doute pour celà qu'ils n'ont pas développé pour tout le monde
Faut bien comprendre qu'il n'injectaient de l'eau qu'à pleine puissance
Il y a fort à parier qu'à faible ou mi-charge, c'eut été la catastrophe : combustion moins bonne et consommation plus élevée

boulon
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Message non lupar Christophe » 28/05/06, 20:03

lau a écrit :mais cela ne nous dit pas pourquoi cette technique n'est plus employée et pourquoi également elle n'a pas été appliquée sur les véhicules civils?


Ben...J'ai bien écris : "Ces procédés d'injection d'eau ont tous été interdits en compétition officielles de type Rallye ou Formule 1 au fur et à mesure afin de limiter la course à la puissance." non ?

Quel intéret pour le civil puisque c'est dans une optique de course à la puissance ?
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