Influence de le T° de l'air d'admission sur le rendement

[Pierre-Yves]

sur un bateau, la température de la salle machine est toujours très élevée et atteint très souvent les 45-50°. Pour l'abaisser, il faut des ventilos brassant autour de 10 000 m^3/h (pour un bateau autour de 16 mètres). Il y a souvent un ventilo en admission et un autre en extraction.

Je cherche la relation entre la température de l'air d'admission et le rendement d'un moteur diésel. Sur les notices des constructeurs, il est indiqué que la température de la salle machine doit être entre 20 et 30°, et qu'elle ne doit pas dépasser 50°.

Je cherche donc des renseignements plus précis. Tout ce que je sais, c'est que, sur un bateau, l'amélioration de la ventilation a permis de gagner 10%.

Merci !!!!!

[chatam]

Simple: l'air chaud a une densité moins élevée que l'air froid, moins de densité= moins de remplissage, donc moins de puissance...c'est un phénomène bien connu des pilotes d'avion: lorsque l'on oublie la réchauffe (air chaud pour éviter le givrage du carburateur lors du roulage au sol ou en descente), la puissance baisse nettement...

Sur mon bateau, l'air ne sera pas aspiré dans la caisson machine (qui doit être ventilé aussi pour éviter les points chaud au moteur et le réchauffage du carburant) mais par une boîte dorade (prise d'air séparant l'eau de l'air)

[Pierre-Yves]

lorsque l'on oublie la réchauffe..., la puissance baisse nettement

Merci, Chatam, mais il m'en faut plus !! cela reste qualitatif. Ce que je cherche, c'est des chiifres du style : avec 20° en admission, le moteur a un rendement de x% ; avec 50°, cela passe à y%.

[Flytox]

Bonjour Pierre-Yves

La réponse ci dessous tiré de "La préparation de moteurs" de Luc Méloua:





A+

[Andre]

Bonjour

Sujet souvent débatu sur le forum qui porte a interpretation
entre la puissance et le rendement (encore une fois)
Comment interpretez vous ces courbes?

sur un bateau, la température de la salle machine est toujours très élevée et atteint très souvent les 45-50°. Pour l'abaisser, il faut des ventilos brassant autour de 10 000 m^3/h (pour un bateau autour de 16 mètres). Il y a souvent un ventilo en admission et un autre en extraction.

Pour ce qui est des bateaux , Il est imperative d'avoir un systéme de ventillation du compartiment moteur et encore plus éfficace sur les moteurs essences , avant de toucher au démarreur il faut partir la ventilation pour éliminer toute vapeur de carburant dans ce local clos ,une simple étincelle et cela pourrait etre l'explosion
d'ailleur le démarreur et l'alternateur marin sont a l'épreuve des étincelles , le collecteur échappement et refroidi a l'eau

Prendre son air dehors donne un gain a la puissance maximal c'est tout, cela prend une boite a chicanes pour empecher que le moteur boivent une tasse d'eau , bien des bateaux cela tire directement dans le compartiment ventillé .

Pour ce qui est des avions si on tire de l'air chaud au carburateur (carbheat) il y a une baisse de 150rpm , c'est normal on aspire une plus petite masse d'air, avec un carburateur on se trouve aussi trop riche avec de l'air chaud ,
En réalité il y perte de puissance seulement si la poigné a gaz est fond , a même titre qu'il y a perte de puissance maximal avec le filtre a air (sur les hydravions, on enleve le filtre a air pour gagner 100rpm au décollage)
Si un avion vole en palier 75% de la puissance sans toucher la poigner a gaz on tire le réchauffeur, le moteur perd 150rpm il suffit d'augmenter la poigné a gaz et réajuster la mixture ratio, il ne perd rien du tout , au contraire il marche plus économique.

le seul inconvénéant c'est que la température culasse augmente légerment.

Si la temperature de l'air avalé augmentait le rendement ,quand on vola -30 cela devrait devenir super puissant et économique
et ce n'est pas le cas sur un moteur essence a carburateur.

Mes vehicules diesel, jamais en pleine hiver -25 plein gaz j'ai réussi aatteindre la vitesse plien gaz de l été, il y plus 10kmh de differrence

Je suis bien d'accord que pleine puisssance, quand l'air avalé est froide la puissance disponible augmente.
mais a puissance de croisiere cela ne change rien , réduire par une reduction de l'accellerateur ou par une consomation d'air chaud ?
si les ratios sont bien ajusté ..

André

[chatelot16]

il ne faut pas confondre rendement et puissance

l'air chaud est moins dense que l'air froid : donc un air aspiré plus chaud reduira directement la puissance maximum du moteur

mais sur un moteur de bateau en puissance de croisiere on n'est pas au maximum et ce n'est pas la le probleme

si par malheur on aprochait de la puissance maximum le resulat pourait etre grave : si le debit maximum de la pompe a injection est reglé pour de l'air froid , avec de l'air chaud le gazoil ne brulera pas entierement et sera gaspillé en fumé noire

plus raisonablement de l'air admis plus chaud fera monter la temperature en fin de compression dans le cylindre et comme la temperature de l'eau de refroidissement est constante il y aura un peu plus de perte de chaleur par le refroidissement d'ou une petite baisse de rendement : mais je ne vois pas comment le calculer dans un cas general sans tenir compte des caracteristiques exacte du moteur et meme je crois qu'il serait plus simple de mesurer que de calculer ...

je pense que si la temperature de l'eau de refroidissement montait exactement avec la temperature ambiante le rendement serait constant : mais pas forcement la duré de vie

ce resultat a ete verifie avec les moteur a refroidissement a air qui supportent bien la chaleur : avec les refroidissement a eau on est limité par la temperature d'ebulition de l'eau

[chatam]

plus raisonablement de l'air admis plus chaud fera monter la temperature en fin de compression dans le cylindre

ce resultat a ete verifie avec les moteur a refroidissement a air qui supportent bien la chaleur : avec les refroidissement a eau on est limité par la temperature d'ebulition de l'eau

Pas du tout: l'air chaud à l'admission fait baisser la t° en fin de compression, toujours pour une raison de densité qui est primordiale...ceci dans toutes les phases du fonctionnement...ce qui fait augmenter la consommation vu que pour une même puissance il faut "donner plus de gaz", donc plus de débit à la pompe à injection (en partant du principe que c'est un diesel simple, pas un HDI ultra perfectionné...)
En moyenne le rendement des moteur refroidis à eau est bien meilleur que celui des moteurs à air, car en fait la t° INTERNE moyenne du moteur est nettement supérieure sur un moteur à eau...ce qu'on ne peut pas se permettre sur un moteur à air sur lequel les variations de t° sont très importantes...
Lorsque je parlais de rendement avec air froid, c'est de l'air froid aux t° positives car avec de l'air à -20 -30 par ex., la t° de combustion baisse ce qui diminue le rendement car moins d'expansion des gaz.

[Pierre-Yves]

merci à Flytox pour ses équations et à André pour ses courbes, et honte à moi pour la confusion entre puissance et rendement !!

j'avais oublié de dire que je posais le problème pour des chalutiers au travail et non pas pour un bateau en régime de croisière. C'est quand ils chalutent que ces bateaux consomment énormément (de 120 à 180 litres par heure...). Et ils passent environ les 2/3 de leur temps à chaluter. Même si des progrès sont réalisés sur les chaluts, qui sont plus sélectifs, moins dévastateurs et plus économes, la consommation représentent 33% du chiffre d'affaire. D'où la situation de quasi faillite de cette filière, la tentation de pratiquer le cercle vicieux de la surpêche, de sortir en mer quand les conditions météo disent qu'il vaudrait mieux rester au bistrot, etc.

Tout gain est donc appréciable. Je connais l'effet de la température sur la densité de l'air et je voulais avoir des chiffres : c'est plus parlant.

[Andre]

Bonjour

Pas du tout: l'air chaud à l'admission fait baisser la t° en fin de compression, toujours pour une raison de densité qui est primordiale...ceci dans toutes les phases du fonctionnement...ce qui fait augmenter la consommation vu que pour une même puissance il faut "donner plus de gaz",

Je parle pour un moteur essence
Possiblement que la théorie dicte cela ,mais la prochaine fois que tu monte dans un oiseau Lycoming ou Continental .
équipe d'un Thermocouple sur les cylindres (ou du moins le cylindre No4) si tu a aussi (un EGT bien que pas necessaire pour ce test)
Tien le en croisiere Rpm stabilisé sans le carb heat reléve la temperature des cylindres , ensuite pas 5 minuites mais un 15 a 20 minutes opere le avec le Carb heat (réchauffeur) observe la temperature des cylindres , aprés tu m'expliqueras

Pourquoi pense tu que Lycoming ne recommande pas la marche en continu sur le rechauffeur, pas pour la puissance ,a -20 je marche souvent en continu sur le carb heat (pourtant l'air est sec comme un clou a ces températures .
Quand la culassedevient trop chaude ceux a haute compression on tendance a faire de l'autoallumage (même au 100LL)

André