modélisation consommation automobile

[AlainLS]

Bonjour,

Je suis un petit nouveau, c'est mon premier message...

Je cherche une appli de type Excel ou Matlab qui peut modéliser, on va dire, "l'équation fondamentale de la dynamique appliquée à la conduite automobile". Le sujet m'intéresse du point de vue qualitatif uniquement, il s'agit pour moi de "sentir" quel est la meilleure stratégie de conduite pour économiser l'énergie en fonction du profil de la route. Je me pose cette question à titre de curiosité mais je me la pose à chaque fois que je monte dans ma voiture. J'applique les règles de bon sens: minimiser l'accélération, minimiser la vitesse, anticiper les obstacles, mais j'aimerais aller plus loin. De plus, je ne connais pas quels sont les termes pertinents (ex: frottements=f(V) ou = f(v²)? frottements dus à l'air, aux pneux, au choix de rapport de la boîte à vitesse, etc...

Autre problème (pour moi): passer d'une belle équa-diff à l'application numérique, j'ai perdu l'habitude ... c'est pour cela que Excel ou Matlab peuvent m'aider.

J'aimerais aussi trouver l'équivalent pour la consommation d'un chauffage central avec les paramètres suivants qui sont peut-être transposables au cas automobile pour la forme de l'équation: inertie du plancher chauffant, inertie de la maison, puissance de la chaudière, pertes diverses, consignes de la centrale de régul à la chaudière et la vanne trois voies. Ici aussi, je voudrais "sentir" en faisant mumuse avec des jeux de données numériques plutôt que rechercher quelquechose de rigoureux.

Pouvez-vous maider s'il vous plait?

Merci d'avance pour vos réponses,

Alain.
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[AlainLS]

Heu... personne n'est intéressé? Ai pas fait les choses correctement?

[obi76]

C'eut été sous fortran, Gambas ou un quelconque logiciel sous nux (sauf le C, dsl) j'aurai pu t'aider...

désolé.

[AlainLS]

Bonjour Obi,

C'est quand même sympa d'avoir répondu. Peut-être as-tu même seulement quelque algorithme ou structure de programme traitant de ces deux sujets et qui pourrait m'aider à démarrer? Si il faut que je programme, je dois dois pouvoir m'y atteler.

[A voir en vidéo sur Futura]

[chatelot16]

avant de parler de moyen de calcul il faut deja avoir les principales donné du probleme

pour moi la donné principale c'est le rendement du moteur : quelle raport faut il choisir pour obtenir le meilleur rendement : faut il mettre une vitesse courte pour laisser mouliner le moteur a faible couple : faut il passer une vitesse plus longue pour le faire tourner moins vite mais avec plus de couple

le pire c'est qu'avec les voitures modernes trop silencieuse on ne se rend meme plus compte au pifometre du fonctionnement du moteur

pour optimiser sa consomation il faut connaitre les courbe d'isoconsomation du moteur : c'est comme une carte avec des courbe de niveau qui indiquent la consomation en gramme/kWh en fonction de la vitesse et du couple du moteur

je n'ai trouvé ce genre de courbe que pour des moteurs anciens : celui qui a la chance de pouvoir acheter une voiture neuve devrait exiger du marchand de voiture cette courbe exacte : il n'y a pas de vraie conduite economique possible sans savoir cela

conduire avec un moteur qui tourne trop vite ou trop lentement augmente la consommation de facon catastrophique

tant que les fabricant ne veulent pas fournir ces courbes c'est de l'escroquerie anti ecologique car les essai de consomation sont fait par des pilote d'essai qui connaissent tout ce qu'il faut : et vous achetez la voiture et vous faite tourner votre moteur a des mauvaises vitesses et vous consommez largement plus

[chatelot16]

pour en revenir a la question de depart : si tu ne tient compte que de ce qui est facile a calculer en considerant le rendement du moteur constant tu aboutis a une absurdité : plus tu va doucement moins tu consomme : a 1 Km/h tu poura faire des millier de kilometre avec un litre

mais c'est faux car en roulant trop doucement la puissance neccessaire est tellement faible que le rendement du moteur devient presque nul

il y a donc une vitesse optimum en dessous de laquelle la consomation augmente

[cedbont]

Bonjour,

pour en revenir a la question de depart : si tu ne tient compte que de ce qui est facile a calculer en considerant le rendement du moteur constant tu aboutis a une absurdité : plus tu va doucement moins tu consomme : a 1 Km/h tu poura faire des millier de kilometre avec un litre

est-ce que tu pourrais détailler les calculs qui t'ont amener à dire ça Chatelot16 ?
Merci.

[AlainLS]

Merci Chatelot,

Le sujet commence à prendre, c'est bien.

Je ne suis pas mécanicien (automobile) dans l'âme, donc j'ai du mal à faire le lien entre rendement du moteur, couple et consommation. Mon seul point de départ pour "sentir" les choses, c'est l'équation de la dynamique:

f=mY+k₁.V+k₂V²

Y= gamma, accélération
V= vitesse

Pour moi, les k_i correpondent aux frottements, quel qu'ils soient: pneus, air, et même boîte à vitesse: la "première" présente plus de frottement (pertes par chaleur) que la "cinquième".

Dans ce cadre, comment intégrer ta remarque au sujet de la vitesse à 1km/h par exemple? Où apparaît le fait que le rendement est constant?

Je suis intéressé par un exemple de courbe d'isoconsomation même pour un moteur ancien afin de comprendre, de"sentir" comme déjà dit.

Merci et à bientôt.

[chatelot16]

est-ce que tu pourrais détailler les calculs qui t'ont amener à dire ça Chatelot16 ?
Merci.

ne fais pas attention aux chiffre que j'ai donné un peu au pifometre : mais en calculant la resistance de l'air et des pneu , plus on va doucement et plus c'est economique : ce qui casse la baraque c'est le moteur qui pour ne rien faire a deja une consomation minimum

[cedbont]

Hum, OK.
On souhaite participer au Shell Eco-marathon, sais-tu comment obtenir les courbes d'isoconsommation ?

[chatelot16]

tous les constructeurs automobile ont mesuré leurs moteur en detail : mais a ma connaissance il ne plublient jamais ces courbes exactes et gardent leurs petit secret

les vrais ecologistes doivent soulever le probleme !

par contre je sais comment le mesurer mais c'est pas simple : il faut acoupler le moteur a mesurer a un bon alternateur , avec un variateur electronique pour pouvoir le faire marcher a toutes les vitesse et tout les couple possibles

et mesurer la consomation exacte pour chaque couple et vitesse possible

je suis bien inquiet en constatant que les constructeurs ne publient pas ces courbes :
cela me fais soupconner plusieurs chose :
1)il n'y a pas de vrai progrès par rapport aux anciens moteurs
2)les moteur utilisé pour faire les test de consomation ne sont pas reglé comme les moteurs vendu : je sais tres bien qu'on peut regler l'electronique pour faire des economie d'essence de facon nuisible a la durée de vie du moteur :tant que je vois des publicité avec des consomations teriblement plus faible de ce que l'on mesure soi meme je mem mefie
3)en mecanique rien n'est absolument precis : si les courbes etaient publié on pourait se pleindre quand le moteur qu'on a acheté n'obtient pas exactement la performance annoncé

pour l'eco marathon c'est plus simple le moteur doit marcher a puissance constant pendant toute la course : moteur doit etre construit exactement pour avoir le meileur rendement a cette puissance et le reste n'a pas d'importance : dans ce cas c'est bien en roulant le plus lentement possible que la consomation sera la plus faible et que tu poura choisir le moteur le plus petit : mais je crois qu'il y a un temps maximum pour faire le parcours : donc une vitesse imposé : donc un seule choix possible rouler a la vitesse minimum pour finir a l'heure et faire le moins d'arret possible

comme les moteur pour l'eco marathon sont de faible puissance les mesures sont bien plus facile a faire que pour un moteur de voiture

si tu as des imformation sur les caracteristiques des moteur utilisé ca m'interresse car jusqu'a present je n'ai jamais rien vu de precis

j'ai un projet de petit moteur diesel a tres haut rendement pour groupe electrogene : il pourait peut etre aussi correspondre a l'eco marathon

[chatelot16]

http://www.histomobile.com/dvd_histo...tech/150-1.asp

[cedbont]

Oui,je suis déjà aller voir ce site.
En ce qui concerne l'éco marathon, la voiture est déjà réalisée (moteur y compris) (c'est de la récup). Seuls les autres gars de mon équipe l'ont vue, mais ils sont beaucoup plus doués en maths qu'en méca et donc ils n'ont pas pu me renseigner sur les détails. Je ne sais pas si on pourra changer le moteur. L'échappement peut-être. Mais pour calculer tout ça, il nous faut savoir le régime moteur consommant le moins possible pour un couple donné (si on roule à vitesse constante). C'est pour ça qu'il nous faudrait mesurer cette consommation.
Donc, tu as pensé à la même solution que moi : accoupler le moteur à un moteur électrique (pour créer un couple résistant) et mesurer la conso en fonction des RPM, si j'ai bien compris.
Cependant, je n'ai pas d'expérience dans la consommation la plus faible possible. J'ai pensé à la vitesse constante la plus faible possible, mais j'ai aussi entendu parler de phases d'accélération suivies de phases en roue libre (je ne sais pas si on coupe ou pas le moteur : j'ai peur d'une sur consommation lors du réallumage). Qu'en pensez-vous ?

[chatelot16]

si tu a un moteur trop gros qui donne le meilleur rendement a 1 kW et que ton vehicule a besoin de 500W pour avancer , c'est une solution de ne l'embrayer que de temps en temps plutot que de le faire marcher en permanence a une charge ou son rendement est mauvais : mais c'est une mauvaise solution : c'est ceux qui on les moyen de mettre le moteur bien choisi qui vont gagner

quelle est la vitesse pendant la course ?

quelle puissance ?

quel type de moteur ? je sent venir le 2 temps quand tu parle d'echapement ...

[cedbont]

Ben en fait, j'étais pas le VP réglement et oui je pensait à un 2 temps.
Mais en allant sur le site de Shell, je vois que les inscriptions sont closes depuis octobre, donc c'est fichu !
Donc, nous, on prévoit de bien étudier le véhicule avant de proposer les améliorations que l'on fera pour dans un an et demi !
Mais bon, la vie continue et j'aurai peut-être le temps de réaliser un super moteur à haut rendement !
Au fait, comment on fait pour savoir (modéliser, concevoir sur papier (ou ordi)) un moteur à haut rendement ? Parce que moi je connais en mécanique les liaisons parfaites (ça va pas aider), les lois de Coulomb (ça c'est un peu mieux), la thermo (mais là il faut faire plein d'hypothèses que je ne considère pas vraiment comme vraies)... ?

[AlainLS]

Moi, je suis toujours là et je suis silencieusement votre discussion... Si vous envisagez de rentrer dans les détails (de principe) de la conception d'un tel moteur, particulièrement si il y a modélisation, cela serait sympa de continuer sur ce post, il m'intéresse toujours.

Amicalement.

[AlainLS]

Un lien sur un sujet proche (comment accélérer pour conserver l'économie de carburant):

http://forums.motorlegend.com/vb/arc...hp/t-2896.html

Amicalement.

[chatelot16]

si la modelisation theorique donnait la bonne solution tout le monde serais gagnant a la fois ...

le 2 temps a essence n'est pas le modele de moteur economique

si des 2 temps ont eu des resultat honorable c'est que les 4 temps concurent etait vraiement lamentables ...

mais retour a la question precedente : quelle est la vitesse dans cet eco marathon ?

et quelle est la puissance habituelle ?

ma preocupation n'est pas l'eco marathon mais les groupes electrogene a haut rendement : et c'est peu etre bien la meme game de puissance

pour l'eco marathon la legereté du moteur n'est pas tres importante car la puissance etant bien faible le moteur est de toute facon bien plus leger que le pilote : la difficulté est qu'il n'y a pas de moteur classique aussi petit dans le commerce

mais quand je dis qu'il faut un petit moteur je n'ai pas trouvé de chiffre precis sur les site parlant de cet eco marathon : ceux qui ont presque gagné ne vont pas tout raconter alors qu'il espere gagner la prochaine fois : donc chacun doit tout recommencer dans son coin

[chatelot16]

Un lien sur un sujet proche (comment accélérer pour conserver l'économie de carburant):

http://forums.motorlegend.com/vb/arc...hp/t-2896.html

pour en revenir a ce sujet : c'est exactement a quoi sert la courbe isoconsomation :

sur un moteur a essence c'est clair le rendement est meilleur a basse vitesse et a gros couple

sur un bon vieux diesel de tracteur le rendement est meilleur a couple pas trop fort : d'ailleur la zone a bon rendement est bien plus large qu'un essence : c'est ce qui en fait l'economie en usage moyen

le pire c'est les diesel turbo de course que l'on trouve helas sur beaucoup de voiture : il ont une zone a bon rendement aussi reduite que les moteur a essence : et je crois que c'est pour cela que les constructeur ne publient pas fierement leurs courbes d'isoconsomation

si les donné etait bien connue je crois qu'il y a bien des voiture ou on comprendrait qu'il faut changer la culasse pour augmenter le taux de compression et virer le turbo

quand on a une voiture trop puissante avec turbo on fait tourner le moteur toujours trop doucement , le turbo ne fait jamais de pression et le diesel est aussi mauvais qu'un essence , et en plus on se fait recaler au controle technique pour cause d'opacité de fumé : pour etre bon il faut rouler une semaine en poussant les regime un peu plus haut pour decrasser le moteur : mais je viens d'en voir l'experience : ca consomme plus : si il faut consommer plus pour etre bon au controle c'est que le controle n'est pas bon

il est indispensable de contraitre la courbe d'isoconsomation pour conduire de facon economique : le probleme est que je n'ai jamais acheté de voiture neuve : celui qui est assez riche pour acheter devrais l'exiger ...

mais l'observation de ces courbe montrerais peut etre que la soit disant economie de certain moteur n'est utilisable que pour les pilotes d'essai qui font les test de consomation et ne profitent pas au conducteur normal

[chatelot16]

j'en reviens a la premiere question de ce post : si le moteur avait un rendement constant a toutes les puissance tu pourais te poser des question sur l'aerodynamique et les acceleration : mais le principal n'est pas la : si tu n'a pas les donnée pour choisir le bon raport de boite de vitesse tu gaspille 20% ou 50% de consomation de carburant

mes citroen GS on vu la consomation se reduire de 12 litre au cent a 6 litre au cent , en 20 ans , rien que par le changement d'habitude de conduite : ce qui me fait penser qu'il n'y a pas de gros progres dans les moteurs

[cedbont]

Salut, alors la mauvaise nouvelle, c'est que je pourrai pas satisfaire ton apétit de caractéristiques techniques car le réglement ne donne à priori aucune consigne au niveau du moteur (voir la pièce jointe, dans les parapgraphes Energie).
J'avais déjà entendu parler du taux de compression, mais je ne vois pas comment il influe sur le rendement.

[invite19431173]

Salut !

Le pièce jointe est-elle libre de droits ?

[Ouk A Passi]

Bonjour,

Je n'ai pas eu le loisir de suivre tous les messages de ce fil.
Mais c'est promis, je relis l'intégralité dès que possible.

J'avais déjà entendu parler du taux de compression, mais je ne vois pas comment il influe sur le rendement. (*)

Il n'y a pas beaucoup de solutions pour augmenter le rendement, mais le RVC
(rapport volumétrique de compression) est la première piste à laquelle il convient de penser.

Le rendement d'un moteur fonctionnant à l'esence est ... lamentable;
le rendement d'un moteur diesel est un peu meilleur.

Pourquoi donc, à votre avis? (hors pouvoir calorifique du carburant utilisé)

Le travail effectif fourni par le moteur ne dépend que de la pression moyenne effective
sur le piston et du régime moteur.
Comment augmenter cette pression?



(*) si l'on recherche la puissance - mais ce n'est pas le but du "Mobil Economy Run"
que vous projetez, on doit alors augmenter le régime, mais dans ce cas la courbe
de consommation va "se relever" sensiblement (et la courbe de couple diminuer!).
Mais ce n'est pas ce que vous cherchez!

Ce n'est qu'une question de compromis.

[chatelot16]

cedbont pour eviter tout probleme met plutot l'url ou est ton pdf

bien sur que la puissance du moteur n'est pas dans le reglement : mais une facon d'avoir une idée de la puissance moyenne est de prendre la consomation des gagnants

la vitesse moyene doit bien etre dans de reglement sous forme de distance a parcourir et de temps maximum

[chatelot16]

http://www.shell.com/static/eco-mara...es_2008_fr.pdf

[chatelot16]

le gagnant de 2007 a un resultat de plus de 3000km par litre , mais il est impossible qu'il ai reelement fait une teel distance
3000km / 50km/h = 60 heure

et en plus ces resultat sont obtenu en trois tentatives

donc la consomation est calculé sur un parcour plus court

le reglement ne donne que ce qui est autorisé pour le vehicule mais ne decrit pas la course

http://www.shell.com/static/eco-mara...2007/P_ICE.pdf

le gagnant a fait 3039 km/litre mais on ne sais pas en combien de temps sur quelle distance

mais si il n'y avait pas de distance et de temps a respecter il suffirait de faire un moteur encore plus petit et de rouler plus doucement pour faire mieux : j'ai cherché dans tout le site shell sans trouver la moindre indication sur la course

[chatelot16]

ca y est j'ai trouvé
http://www.shell.com/static/eco-mara...7_france_5.pdf

donc il faut faire 7 tours de circuit a plus de 30km/h de moyenne , et evidement il ne faut pas essayer de faire la moindre vitesse de plus

la piste de nogaro fait 3.636km
le parcour est donc de 25.45 km

25.45 km / 3039 km/litre = 0,651 litre

l'essence utilisé fait 32010 kJ/litre d'apres la page 19 du reglement
http://www.shell.com/static/eco-mara...es_2008_fr.pdf

30km/h / 3039km/litre = 0,00987 litre/heure

0,00987 litre/heure x 32010 kJ/litre = 315,99 kJ/heure

315,99 kJ/heure / 3600 = 0,08777 kW = 88 W

mais c'est la puissance thermique de l'essence : si le rendement du moteur est de 25% la puissance moyenne du moteur est de
88 w x 0.25 = 22W

ca me parait vraiment faible : pourtant je verifie le calcul dans tous les sens et ne trouve pas d'erreur

si un engin super aerodynamique peut marcher avec une puissance aussi faible il ne faut pas mettre un moteur de tronconeuse mais un moteur d'avion modele reduit et pas un trop gros ...

[chatelot16]

finalement une aussi faible puissance n'est pas impossible
P = 1/2 . S . Cx . rho . V³

Cx = 0.2 : engin bien pointu
30km/h / 3600 x 1000 = 8,33m/s
8.33³ = 578
rho = 1.2kg/m3 : densité de l'air
S = 0.25m2 : section transversale reduite au minimum pour loger un pilote

P = 1/2 * 0.25 * 0.2 * 1.2 * 578 = 17,36 W

il reste a compter la puissance perdue par les pneus

et surtout bien piloter pour profiter de l'aspiration de ceux qui roulent avec des engin moins bien profilé

[chatelot16]

j'ai fait une erreur dans le message 27

25.45 km / 3039 km/litre = 0,651 litre

25.45 km / 3039 km/litre = 0,00837 litre = 8,37 cm³
pour mesurer ca il ne faut pas en perdre une goutte

[chatelot16]

http://www.timupsinsa.com/article-5397615.html