Frein moteur

[cedbont]

Bonjour,
j'aimerais savoir qu'est-ce qui produit le frein moteur pour un moteur thermique.
Pouvez-vous m'expliquer ?
Merci.
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[invite751056e1]

http://fr.wikipedia.org/wiki/Frein_moteur voilà une bonne explication!!!

[cedbont]

Ahhh oui merci !

[sitalgo]

Bonjour,

L'explication donnée par wiki n'est pas du meilleur choix. L'énergie fournie pour la compression (vers PMH soupapes fermées) est restituée à la phase suivante (vers PMB).
En revanche les fuites entre piston et cylindre créent un déséquilibre entre les deux phases et dont l'effet sera plus sensible sur un diesel.
D'autre part le frottement piston/cylindre est augmenté (oblicité de la bielle avec compression pus forte).
Mais quand on compare essence et diesel, il faut savoir ce que l'on compare. A puissance égale en atmosphérique, la cylindrée en diesel est disons 50% plus importante, à cylindrée égale (avec un turbo moderne) la différence serait-elle aussi importante ?

De toute façon le moteur à explosion utilise une partie non néglgeable de son énergie pour lutter contre les frottements, notamment piston et distribution.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite2c6a0bae]

De toute façon le moteur à explosion utilise une partie non néglgeable de son énergie pour lutter contre les frottements, notamment piston et distribution.

hello,
les puristes (les motoristes donc) utiliseront le terme de moteur à déflagration interne, car un moteur n'explose pas

excusez moi, mais a chaque fois que je peux sortir cette phrase d emon prof de physique de premiere année, je ne peux pas m'empecher

François

[cedbont]

Donc si je comprends bien le frein moteur est dû :
- aux frottements entre les différents éléments du moteurs (spécialement piston/cylindre),
- à l' "amortisseur" crée par les interstices entre le piston et le cylindre par lesquels passe l'air (les joints et les segments ne font pas étanchéité alors ?).
Je pense que l'article de Wiki en faisant référence à la compression des gaz entre le PMB et le PMH, soupapes fermées, veut indiquer la perte d'énergie par échauffement de ces gaz, non ?

[sitalgo]

Donc si je comprends bien le frein moteur est dû :
- aux frottements entre les différents éléments du moteurs (spécialement piston/cylindre),

On peut aussi ajouter l'alternateur (et sa courroie), la pompe à eau, pour ce qui est des éléments intimement liés au moteur.

(les joints et les segments ne font pas étanchéité alors ?).

Les segments ne sont pas des cercles fermés.

Je pense que l'article de Wiki en faisant référence à la compression des gaz entre le PMB et le PMH, soupapes fermées, veut indiquer la perte d'énergie par échauffement de ces gaz, non ?

Ca peut effectivement jouer mais je pense que le gaz a plutôt tendance à se réchauffer (à égale distance du PMH et en considérant une absence totale de carburant) car il est dans une enceinte à plusieurs centaines de degrés. Perso, je doute que ça joue beaucoup.

[invite897678a3]

Bonjour,

Je réagis au message de Spip (#5):

les puristes (les motoristes donc) utiliseront le terme de moteur à déflagration interne, car un moteur n'explose pas

Je te conseille de vérifier auprès de l'enseignant qui aurait affirmé cela!

IL S'AGIT D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE

Je viens d'ailleurs d'écrire sur un autre sujet: (Essence 95 ou 98)
http://forums.futura-sciences.com/thread154214.html
Citation:
Donc plus l'indice d'octane est elevé plus le pouvoir détonant est important

Pas d'accord!

Ne pas confondre inflammation et détonation!

Dans les conditions normales, l'étincelle produit une INFLAMMATION
du mélande carburé au voisinage de la bougie d'allumage.
Il y a ensuite propagation du front de flamme dans la chambre de combustion...

Je ne vais pas re-décrire le cycle Beau de Rochas!

Ce que l'on doit éviter c'est la détonation!

Donc

plus l'indice d'octane est elevé plus le pouvoir

ANTI- détonant est important

Pour tous, et pour revenir au frein moteur:

Les moteurs des véhicules industriels (camions) sont pratiquement tous
pourvus d'un frein moteur qui ouvre la (ou les) soupape(s) d'échapement
au cours de la phase descentante du piston.
Le piston n'est donc plus repoussé par la détente des gaz.

[cedbont]

Et j'ai entendu parler de frein à eau pour les poids lourds, mais j'ai beau m'imaginer ce que c'est, je ne vois pas. Est-ce une aube dans un liquide ?

[invite0324077b]

tu a plutot entendu parler de ralentisseur hydraulique pour un poid lourd : c'est une espece de turbine faite pour perdre le plus d'energie possible en brassant de l'huile : quand toute l'huile est dans un reservoir il n'y a pas de freinage , quand toute l'huile est dans la turbine le freinage est maximum

[cedbont]

Y aurait-il des schémas quelque part ?

[invite93cd8550]

Ah, ah, ah. Voici mon grain de sel.

Question : qu'est ce que le frein moteur ?

2 expériences :
1°/
moteur à 4000 tr/mn vous lâchez l'accélérateur sur une ligne droite horizontale.
avant : vitesse V1, après au bout de 10s vitesse V2, entre une décélération DA égale en moyenne à (V2-V1/10)

2°/
moteur à 4000 tr/mn vous lâchez l'accélérateur sur une ligne droite horizontale et vous mettez avec votre boite de vitesse un rapport inférieur (plus court)
avant : vitesse V1B, après au bout de 10s vitesse V2B, entre une décélération DB égale en moyenne à (V2-V1/10)


On observe que |DB| > |DA| Quelle est l'explication ?
C'est le frein moteur

Il faut pour le démontrer passer par la conservation de l'énergie.
Réduisont le temps de l'expérience pour ne pas prendre en compte frottement et autres.
Quand on change de rapport il faudrait instantanément que le moteur tourne plus vite puisque on passe une vitesse avec un rapport plus petit. Mais les organes du moteur avant le changement de vitesse (arbre primaire de boite de vitesse, embrayage, vilebrequin, bielles, piston, distribution...) ont une inerte soit suivant leur axe de rotation soit suivant leur déplacement linéaire où les 2. Si on leur demande de bouger plus vite en contre partie il faut leur donner l'énergie nécessaire pour augmenter leur mouvement (la physique se réduit à un principe la nature n'aime pas changer !!!). Mais vous avez enlevé le pied de la pédale d'accélérateur donc ce n'est pas le moteur qui va fournir cette énergie, il peut même (voir les explications d'autres messages) lui même si opposer.
Donc les organes du moteur prenant cette énergie à l'énergie cinétique du véhicule, il faut donc qu'à masse constante (on n'est pas dans un ballon où on largue du lest, encore que la belle mère serait une hypothèse ) la vitesse baisse ce qu'il fallait démontrer.

m : inertie du véhicule
J1 : inertie des organes en rotation directement lié à la vitesse du véhicule
J2 : inertie des organes liés via la boite de vitesse à la vitesse du véhicule

Vs/Ve = r Vs vitesse du véhicule, Ve vitesse du moteur,
r1 rapport en première, r2 rapport en deuxième, r1>r2
les inertie sont ramenée à une seule vitesse.

Energie avant de changer de rapport = Energie après avoir changé de rapport
1/2 (m+J1)xVA² + 1/2 J2x(VA/r1)² = 1/2 (m+J1)xVB² + 1/2 J2x(VB/r2)²

soit a tel que VB = aVA, on veut démontrer si a est sup ou inf ou égal à 1 ?

1/2 (m+J1)xVA² + 1/2 J2x(VA/r1)² = 1/2 (m+J1)xa²VA² + 1/2 J2xa²(VA/r2)²

1/2 (m+J1)xVA² + 1/2 J2x(VA/r1)² = 1/2 (m+J1)xa²VA² + 1/2 J2xa²(VA/r2)²
(m+J1)x(1-a²) =J2x[ a²/r2² - 1/r1² ]
(m+J1)/J2 = [ a²/r2² - 1/r1² ] / (1 -a²) = constante1
r2² x [ a²/r2² - 1/r1² ] / (1 -a²) = r2² x constante1
[ a² - r2²/r1² ] / (1 -a²) = r2² x constante = constante2=b
[ a² - (r2/r1)² ] = b x (1 -a²)
[ a - (r2/r1) ]x[a+(r2/r1)] = b x (1 -a)x(1+a)

[ a - (r2/r1) ] / (1-a) = b x (1+a)/ [a+(r2/r1)] nombre positif obligatoirement

Mais r2/r1 < 1 ceal implique que [ a - (r2/r1) ] / (1-a) > 0

hyp 1 : a est égal à 1 alors (1-a) = 0, division par 0 impossible
hyp 2 : a> 1 alors (1-a) < 0 et a - (r2/r1) < 0 (multiplié par un nombre négatif, l'inégalité change de sens) => a < (r2/r1) mais r2/r1<1 donc a<1 impossible car contredit l'hypothèse 2.
hyp3 : a<1 alors (1-a)>0 et [ a - (r2/r1) ] > 0 => a > (r2/r1) mais r2/r1<1 donc r2/r1<a<1 possible.

En conclusion le seul cas possible est a inférieur à 1, donc la vitesse diminue. Avec une étude des équations au 2° degré on doit pouvoir exprimer a en fonction du rapport des vitesses mais je vous laisse le soin !!!!

La démo est plutôt lourde, il doit y avoir plus élégant mais la démonstration est faite. Il faut bien comprendre qu'on peut intuitivement expliquer un phénomène mais seule la démonstration rigoureuse peut le valider même si dès fois ce n'est plus que des math. .

[cedbont]

Ouiiii Chatelot16, c'était bien un ralentisseur hydraulique qui a d'abord fonctionné à l'huile, mais qui fonctionne maintenant à l'eau (il paraît que le rendement est meilleur,...). C'est bien comme tu as dit : on as une turbine dans un bâti qui brasse plus ou moins de fluide.