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LE RAPPORT VOLUMETRIQUE: Quand le piston est au PMH, les gaz sont comprimés dans un espace appelé: volume de chambre. Les gaz seront d'autant plus comprimés que ce volume est réduit. Le rapport volumétrique est le rapport existant entre le volume de chambre (v) et la cylindrée unitaire plus (v). Ce rapport influe sur le comportement du moteur. En théorie plus ce rapport est élevé, et plus la pression sur le piston au moment de la combustion est grande. On obtient donc un moteur avec une puissance et un couple important. Malheureusement il y a des valeurs à ne pas dépasser. Lorsque l'on comprime des gaz, ceux-ci s'échauffent et le mélange peut atteindre sa température d'auto-inflamation d'ou risque de détonation calcul du rapport volumétrique: V= cylindrée unitaire; v=volume de chambre; Tx= rapport volumétrique Tx=(V+v)/v Sur un moteur deux temps, on peut considérer que la compression commence après la fermeture de l'échappement, donc V ne sera plus la cylindrée unitaire mais le volume compris entre la fermeture de la lumière l'échappement et le PMH.
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Le volume au PMH est égal au volume de la chambre de combustion. Le volume au PMB est égal à la cylindrée unitaire V (cylindré divisée par le nombre de cylindre) ajoutée au volume de la chambre de combustion v. RV = ( V + v) / v (3) Caractéristiques dynamiques d'un moteur Le schéma permet de représenter l'ensemble des dimensions caractérisant un moteur. Pour calculer le rapport volumétrique il faut connaitre: Alésage Course Diamètre anneau feu du joint de culasse Epaisseur du joint de culasse Cote de compression du piston Dépassement du piston Volume du dôme du piston Volume de la culasse (4) Cylindrée unitaire V Cette valeur est très simple à déterminer. V = Course x ( PI x Alésage^2) / 4 L'exemple du TU3: Course = 77 mm Alésage = 75 mm V = 77 x ( 3. 14 x 75 x 75) / 4 V = 340175 mm3 = 340 cc ( cc pour centimètre cube) (5) Volume de la Chambre de Combustion v Ce volume est plus difficile à déterminer surtout si le piston n'est pas plat. Il ne faut pas confondre ce volume v avec le volume de la culasse.
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Pour un régime de rotation donné, on peut donc brûler une quantité de carburant plus importante avec un moteur suralimenté qu'avec un moteur atmosphérique. Nous arrivons donc à une tendance apparue il y a quelques années: le down-sizing. Les moteurs utilisés sont d'une cylindrée plus faible mais équipée d'un système de suralimentation (turbocompresseur, compresseur, …). On se retrouve donc avec des "petits" moteurs dans des "grosses voitures" (exemple la future classe S avec un 4 cylindres). Le moteur est sollicité à des charges (charge = couple moteur / couple maxi disponible à ce régime) plus élevées: ça tombe bien puisque c'est ici que la consommation spécifique (consommation de carburant/puissance délivrée) est la plus faible (la zone verte sur le graphique ci-dessous. Ce graphique correspond à un moteur essence mais il est uniquement là pour noter la présence de différentes zones) Pour résumer (et si vous m'avez bien suivi! ), le moteur Diesel consomme moins car: son rapport volumétrique est plus élevé la combustion est plus "confinée" il n'a pas de papillon il fonctionne en mélange pauvre le Gasoil a une énergie volumique plus élevée ils sont toujours équipés de système de suralimentation J'espère que ces explications ont pu vous éclairer.
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Ce rapport volumétrique est appelé rapport volumétrique corrigé. En conclusion: Le volume de chambre dépend du diagramme d'échappement. Plus le diagramme est élevé, plus le volume doit être réduit. Un rapport volumétrique élevé confère au moteur une meilleure puissance à bas régime, mais limite le régime maxi. On obtiendra alors une courbe de puissance plate, alors qu'avec un rapport volumétrique moins important le moteur prendra plus de tours mais il ne sera pas forcément plus puissant
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« Achète un Diesel, ça consomme moins! » Petit nouveau sur BlogAutomobile, je vous propose une série d'articles sur la technique des moteurs à combustion interne utilisés dans l'automobile. Il ne s'agit pas de faire un cours mais plutôt de donner des explications les plus simples possibles sur un produit de haute technologie. Un petit rappel (ou non) pour les quatre cycles d'un moteur et les différences entre un moteur à allumage commandé (moteur essence) et un moteur à allumage par compression (moteur Diesel): Admission: le cylindre descend et vient "aspirer" l'air via les soupapes d'admission Compression: les soupapes d'échappement sont fermées. Le piston remonte et comprime les gaz frais (air + carburant dans le cas d'un moteur essence, seulement de l'air pour un moteur Diesel) Combustion / détente: c'est la phase moteur. Pour un moteur essence, les gaz frais comprimés sont allumés par l'étincelle de la bougie et une flamme se propage. Pour un moteur Diesel, le carburant est injecté et, vu les conditions thermodynamiques dans la chambre de combustion (pression et température), s'enflamme directement.
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Si le piston est plat et si sa cote de compression fait qu'au PMH sa tête ni ne dépasse ni n'est plus bas que le haut de la chemise alors v = vc + vj où vc = Volume de la culasse vj = Volume du joint de culasse vc est à mesurer (voir plus bas pour la méthode) vj = (epaisseur du joint) x (PI x diam. anneau feu^2) / 4 Cas général Dans le cas général du calcul du volume de la chambre de combustion il faut prendre en compte 2 autres volumes, celui du dépassement du piston et celui du dôme du piston. (voir la photo précédente) vd = Volume du dépassement du piston par rapport à la chemise vp = Volume occupé par le dôme du piston v = vc + vj + vd + vp Attention vd et vp peuvent être négatifs Le dessin suivant représente deux cas de figure parmis la multitude possible. Dans le cas A: vd est négatif et vp est positif Dans le cas B: vd est positif et vp est négatif (6) Méthode de mesure de vc Il faut utiliser une pipette graduée et une plaque de plexiglass percée de 2 trous. En utilisant la pipette remplissez la culasse (de white spirit par exemple) par l'une des deux trous, le volume de liquide donne vc.
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