Amélioration Rendement / Combustion Moteurs Explosion

Astuces, conseils et trucs pour baisser votre consommation ainsi que des procédés ou inventions comme de moteurs non conventionnels: le moteur Stirling par exemple. Brevets améliorant la combustion: injection d'eau, traitement plasma, ionisation du carburant ou du comburant.
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Flytox
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par Flytox » 20/06/13, 21:14

Iridium a écrit :...Alors que pour 30% de compression supplémentaire, à même quantité de mélange le couple augmente de près de 30%.


Cela semble un peu optimiste .... Il y a un autre problème, les moteurs de série ne sont pas dimensionnés pour un tel accroissement de compression. Il faudrait peut être limiter dans la foulée le régime moteur etc...

Autre chose, sur les Diesel augmenter indéfiniment la compression ne fait pas augmenter indéfiniment le rendement....tellement le rendement mécanique de l'équipage mobile diminue.

Solution : transformer un bloc Diesel en essence !? :mrgreen:
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Iridium
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par Iridium » 21/06/13, 09:16

Le régime moteur et la compression n'ont rien a voir.
C'est le matériaux des masse mobile qui définissent une accélération plafond des piston/bielle et donc leur régime maxi.
Sur un diesel le régime maxi n'est pas limité par l'équipage mobile mais par la durée de la combustion.

Le diesel fonctionne déjà sur le principe d' auto-inflammation.
La réaction en chaine a déjà lieu, inutile de vouloir comprimé plus un diesel atmo.

Par contre sur un essence la combustion est piloté , on est donc loin de la réaction en chaine qu'est l'autoallumage , il y a donc beaucoup a gagner.

Pour ce qui est de la démonstration:
On suppose un moteur essence 1.6 atmosphérique comprimé à 10/1 dont la valeur de couple est constant de 2000 à 6000 RPM """couple irréel mais nécessaire pour les besoins de l'explication."""
Cette valeur de couple s’élève à 15mkg
1métre cubre d'air à 40% d'humidité et 20°c = 1.2kg
stoechiométrie de l'essence = 14.5 de la masse

Pour grimper une cote nous avons besoin de se trouver au minimum à 3000RPM
La puissance a 3000rpm est de
p = (C*R)/716 = (15*3000)/716 = 62.84chevaux.
Le volume d'air aspiré est de
cycle d'admission * cylindrée = (3000/2) *1600 = 2400000cc/min
= 2.4métre cube / minute
la masse d'air est de
2.4 * 1.2 = 2.88kg/min
la masse d'essence injectée est de
2.88kgmin / 14.5 = 0.198kg/minutes


Supposons maintenant que nous comprimions ce moteur 30% de plus.
Le coupe s’élève donc à 15 * 1.3 = 19.5mkg
19.5mkg sur la même plage de régime.
Nous avons eu besoin précédemment de 62.84 chevaux pour grimpé une cote.
le couple étant constant est 30% plus élevé ,nous allons calculé maintenant a quel régime nous obtenons les 62.84chevaux.
P = (C*R)/716
R = (P*716)/C = (62.84*716)/19.5 = 2307RPM
Le volume d'air aspiré est de
(2307/2)*1600 = 1845600cc/min = 1.8456métrecube/min
La masse d'air est
1.8456 * 1.2 = 2.21472kg/min
La masse d'essence est de
2.21472 / 14.5 = 0.15273kg/min


Nous économisons donc 0.198 / 0.15273 = 1.2964.
L'économie de carburant est donc de 29.64%

Voila j'ai démontré la chose.
Maintenant il ne reste plus qu'a s'instruire...
a+
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AurélienRC
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par AurélienRC » 21/06/13, 12:38

Pour la démonstration, faudrait il en déduire qu'augmenter la compression fait réellement descendre la consommation de la même valeur ? :?: :?:
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Iridium
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par Iridium » 21/06/13, 14:57

Pas vraiment.

Le raisonnement suivi est pour une valeur de couple constant.
A couple constant, sur une large plage de régime, vous retrouver la même puissance autant de % plus bas dans les tour que l'augmentation du RV.

Dans la réalité , sur les essence atmosphérique le couple n'est pas constant et augmente lorsque l'on monte dans les tours.
La puissance équivalente ne se retrouve plus a un régime inférieur du nombre de % d'augmentation du RV.
la puissance équivalente se retrouve donc non plus à 30% de régime inférieur mais peu passé à 20 ou 10% de régime inférieur.

Tout dépend de la courbe de couple du véhicule!

Ensuite à cela viennent s'ajouter de nombreuse perte dont je ne prend pas en considération ici.
Cela ne change rien sur le potentiel d'économie que permettrais un système comme je propose.

Ici a l'uvhc nous avons gagné a plusieurs reprise le marathon shell catégorie diesel avec 50% de km parcouru en plus que le second.
De mon coté l'essence ne fais pas partie des objectifs.
J'ai du mal à persuader de développer ce système.
J'espère que la maquette pédagogique que nous avons développé, attirera des collègues qui voudront passer le cap de lancé se projet.

En attendant je partage l'idée avec vous.
Je ne pourrais plus répondre pendant un bout de temps.
a+ et bonne continuation
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Andre
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par Andre » 21/06/13, 16:04

Bonjour

Suivant l'arbre a cam épure avec des angles differrents, le couple est differrent suivant le regime .

Exemple deux moteurs identiques meme cylindre, même piston , même taux de compression, même vilbrequin (alesage coures identique , même levé des soupapes) juste l'arbre a cam qui differre .
Soit le moteur Continental O-200 qui developpe 100hp a 2750rpm et le moteur Continental C90 qui developpe 90hp a 2575 rpm
a l'usage le moteur 90hp est nettement plus avantageux, plus de couple a 2350rpm qui est les RPM de décollage et de montée .
le C90 tourne des hélices de plus grand diametre ..
Dans le commerce les constructeurs pose des 100hp au lieu du 90 hp il reste scotché sur le chiffre 100hp versus 90hp, ce que les usagers savent pas, le 100hp tu vas jamais l'utiliser si tu ne réussi pas a l'atteindre .


Dans le post plus haut il fait mention d'augmenter le taux de compression dans un diesel (il faut tenir compte de l'énergie necessaire pour un tel taux de compression, sans compter la structure du moteur )
Sur les avions les taux de compression sont trés bas cela varie de 6,5 a 7,5 exceptionellement a 9,7 la cela fait un moteur a problémes qui doit marcher au carburant 100/130 .
La raison c'est que un moteur refroidi a l'air, a des culasses nettement plus chaude et en fin de compression la température du mélange est proche du point d'inflamation .

Il ya aussi le rapport alesage course entre un longue course un carré et un super carré .
la plupart des petits moteurs Lycoming sont super carré (malgrés leur basse revolution 2750rpm ) c'est une question d'encombrement de longueur de bielle ect..
les courses varient de 95 mm 102mm les diametres de pistons
varient de 120mm a 135mm dans des grande chambres il faut poser deux bougies placé a des endroit séloignés pour éviter la détonation (pas seulement pour une question de sécurité comme bien des gens pensent )
Quand on regarde l'évolution du moteur Lycoming on s'apercoit que souvent il garde la même architecture soit il grossi les pistons avec la même coures le 115hp versus le 135 hp , le 150hp , soit il augmente la course avec les mêmes pistons , soit le 150hp versus le 180hp .
A l'usage on s'apercoit qu'il y a un ratio alesage course qui est plus favorable sur le rendement consomation .

Il faut comprendre que les constructeurs essayent de ne pas trop diversifier les pieces, avoir les mêmes pistons les mêmes cylindres pour une gamme de moteurs , pour garder des pieces en stock sur des periodes de 30ans .

André
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par chatelot16 » 21/06/13, 17:15

si il suffisait d'augmenter de 30% le taux de compression pour augmenter de 30% la puissance sans une goutte d'essence en plus tout le monde l'aurait deja fait !

augmenter le taux de compression augmente le couple produit pendant la detente ... mais helas augmente aussi le couple pendant la compression ... il y a une eventuelle augmentation de rendement si tout est bien etudié ... mais les constructeur on deja trouvé l'optimum pour le moteur classique

l'optimum pour les moteur de voiture est different des moteur d'avion : les moteur de voiture ont des gamme de fonctionnement plus large que les moteur d'avion ... les moteur d'avion n'ont pas les meilleurs rendement car le but principal est la fiabilité : les complication pour gagner quelque % de rendement au detriment de la fiabilité ce n'est pas pour les avions !

rudolf diesel a fait un prototype avec un taux de compression enorme , qui avait tellement de perte qu'il ne produisait pas de puissance !
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par Flytox » 21/06/13, 18:16

Iridium a écrit :Le régime moteur et la compression n'ont rien a voir.
C'est le matériaux des masse mobile qui définissent une accélération plafond des piston/bielle et donc leur régime maxi.
Sur un diesel le régime maxi n'est pas limité par l'équipage mobile mais par la durée de la combustion.


Un petit peu quand même, cites moi des moteurs de série à cylindrée égale qui tournent à la vitesse d'un essence avec le taux de compression d'un diesel. Hormis quelques dragster fait pour 400 m je vois pas trop...

Sur un 2 temps (50 cm3) , quand on comprime trop, il est bien à bas régime mais ne il ne veut plus s'envoler dans les tours ( même sans cliqueter). Au final c'est moins bon. AMHA il y a un seuil à partir duquel on ne gagne plus rien voire on perd.
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par AurélienRC » 21/06/13, 22:15

Il existe des livres très intéressants là dessus, chez ETAI notamment. J'en ai lu quelques uns dans le passé avec des explications et des calculs thermodynamiques très très intéressants sur la suralimentation, la thermodynamique, les systèmes injection-allumage etc etc.
Mais entre nous, je ne crois pas que nous inventerons quoi que ce soit de bien pertinent à travers ces échanges, les ingénieurs des différents constructeurs ayant depuis longtemps fait ce qu'il fallait pour la mise au point de leurs moteurs....
Quand on voit que les culasses à 4 soupapes par cylindre existent depuis le début du 20 eme siècle, tout comme le calage variable de la distribution et d'autres choses encore.....
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Iridium
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par Iridium » 28/06/13, 12:01

Salut tout le monde,
me revoila.

augmenter le taux de compression augmente le couple produit pendant la detente ... mais helas augmente aussi le couple pendant la compression ... il y a une eventuelle augmentation de rendement si tout est bien etudié ... mais les constructeur on deja trouvé l'optimum pour le moteur classique


l'optimum , c'est avant tout la fiabilité en toute conditions pour leur tranquillité.
Un asservissement de la position du papillon lié a des hautes compressions , c'est moins fiable qu'un moteur simplement comprimé à 10:1,car le but est d' allé toujours chercher la compression optimale.
la question est : quelle sera la durée de vie!!

Un petit peu quand même, cites moi des moteurs de série à cylindrée égale qui tournent à la vitesse d'un essence avec le taux de compression d'un diesel. Hormis quelques dragster fait pour 400 m je vois pas trop.

Je répéte ce qu'il me semble avoir déjà dit précédemment :
Le régime moteur maximum d'un diesel est lié a la durée de l'explosion.
Le diesel est lent a prendre feu d'ou une perte de couple à haut régime, la combustion continu presque jusqu'au PMB et ce malgré l'autoallumage .
Ce régime moteur maximum sur un diesel n'est donc pas lié a la compression de celui ci.
Le seuil dont on parle se trouve après l’auto inflammation ce qui n'est pas le cas des moteurs essence.

MAZDA a réaliser un moteur comprimé à 14:1.
commercialisé au japon si mes souvenir sont bon , il utilise une essence a haut indice d'octane.
Le montage que je propose permet la même chose mais en plus permettrait d'utilisé des essence a faible indice d'octane en asservissant la position du papillon.
Bref sa rend plus souple d'utilisation qqch qui existe déjà.
Le but est de tiré au maximum parti de chaque carburant.
ce qui a terme réduit la durée de vie d'utilisation du moteur.
les garde fous inclus a l'asservissement permettent de définir cette durée de vie en optimisant plus ou moins la compression.

Voici la page wiki en anglais sur le rapport volumétrique.
on y apprend bcp plus de chose que sur celle française.

http://en.wikipedia.org/wiki/Compression_ratio

A bientot
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brenamanf
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par brenamanf » 29/06/13, 10:59

Salut à tous !

Je ne pensais pas qu'il y aurait des réponses mon sujet vu la réponse que j'ai pu avoir au début !

N'ayant que peut de réponse, je me suis tourné vers la réalisation d'un système de contrôle simple du véhicule.

J'ai quand même commencé un ECU sur base d'arduino, censé régler l'avance a l'allumage en fonction du régime, du capteur de cliquetis et de la sonde de température d'échappement et de la température du moteur.

-En Secondo venait l'idée de rajouter un injecteur d'eau HP après le papillon pour baisser la température dans le cylindre et augmenter la compression.
-Puis je comptais isoler le moteur avec de la laine de roche et mettre un calorstat avec une température entre 100 et 110 degrés
-Et pour finir rajouter un système type MSD pour générer plusieurs étincelles

Je publie et continue l'aventure ici :
http://brenamanf.wordpress.com/

Cdt.
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