Débit admission moteur thermique

[invite9e4cb3ba]

Bonjour,

Voulant réaliser une expérience personnelle j'aurais besoin d'avoir un ordre de grandeur ou une fourchette de valeurs du débit volumique d'air transitant dans le circuit d'admission d'un moteur thermique turbocompressé (type voiture).
Ayant déjà passé un bon moment sur le net à chercher sans rien trouver je me tourne vers vous.
J'ai entendu parler d'entre 300L.min-1 et 600L.min-1, cela semble-t-il cohérent à quelqu'un?

J'espère avoir posté ce sujet de discussion au bon endroit.

Merci par avance de vos réponses.
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[phuphus]

Bonjour,

si tu pars sur un débit volumique dans les cylindres (donc indépendant de la pression), le calcul est assez simple :
- moteur 4 cylindres
- 4 temps
- cylindrée : 2 litres

Chaque cylindre se remplit tous les 2 tours, donc tous les tours la moitié de la cylindrée moteur y passe = 1 litre.

Diesel sur autoroute : environ 3000 tr / min => 3 000 litres / min.

Ensuite, pour le débit volumique dans les tuyaux, il faut pondérer par la pression. Il me semble que cela ne change pas grand chose (peu de pertes de charge, et sans turbo on est quasiment à 1 bar dans les cylindre à la fermeture des soupapes d'admission ; je ne connais pas la surpression générée par un turbo).

[invitecaafce96]

Bonjour ,
Moteur auto : 6L essence par heure , soit 4.2 kg /heure
Composition du mélange : 14.7 kg d'air par kg d'essence , donc 61.7 kg d'air à l'heure soit environ 51000 L/h , soit 850 L/mn .

[le_STI]

De mémoire, sur les impreza (2l turbo) le débit massique maximum en configuration d'origine est de l'ordre de 240g/s.

Phu^phus, ce n'est pas si simple. Le remplissage des moteurs n'est jamais de 100%. Je n'ai plus les détails en tête mais je me suis fait rappeler à l'ordre après avoir tenu les mêmes propos que toi sur un forum subaru où on parlait perte de charge

[A voir en vidéo sur Futura]

[phuphus]

Bonjour,

De mémoire, sur les impreza (2l turbo) le débit massique maximum en configuration d'origine est de l'ordre de 240g/s.

Phu^phus, ce n'est pas si simple. Le remplissage des moteurs n'est jamais de 100%. Je n'ai plus les détails en tête mais je me suis fait rappeler à l'ordre après avoir tenu les mêmes propos que toi sur un forum subaru où on parlait perte de charge

Alors peut-être faudrait-il aller sur ce forum pour remettre un peu d'ordre ? Voir le diagramme suivant (paragraphe 6.3), où les 1 bars sont atteints pour un volume à peine inférieur au volume max du cylindre (si l'on calcule par rapport à la cylindrée, on atteint la pression atmosphérique pour environ 87% de la cylindrée) :
http://hmf.enseeiht.fr/travaux/CD990...oteur/admi.htm

Les mesures ont apparemment été effectuées sur un moteur de petite cylindrée et tournant très vite, mais pour un moteur automobile je pense que nous sommes dans des conditions encore plus favorables.

On trouve aussi l'info ici :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Cycle_...3.A9chappement

La page Wiki évoque même une suralimentation naturelle hors turbo (par exemple : inertie des gaz, accord acoustique, etc.).

Je maintiens mon 3 000 litres / min pour un Diesel sur autoroute, mais si quelqu'un a des données exactes, pourquoi pas.

[le_STI]

En regardant le diagramme PV, je vois que la pression au PMB est d'à peu près 0,8bars. Elle est de 1bar au PMH à la fin de la phase d'échappement, puis elle diminue aux alentours de 0,5bar lors de la phase d'admission.

Il faut attendre la remontée du piston pour que la pression atteigne 1bar (comme tu l'as précisé). On peut donc en déduire que le taux de remplissage est de ~80% (déplacement de 0,3litre et delta de 0,05 litres entre le PMB et la fermeture de la soupape d'admission).
Ils précisent eux-même que la fin de l'admission ne se produit alors lorsque la compression a déjà commencé. Ca parait être un non sens mais ils ont voulu dire que la soupape d'admission se ferme alors que le piston a passé le PMB.

Il faut cependant faire attention car dans notre simulation, nous commençons notre compression avant la fin de l'admission.

[le_STI]

Je viens de refaire des recherches et je confirme que le débit massique maximum mesuré sur impreza GT d'origine est environ de 240g/s.

[le_STI]

En relisant le message #6, je me rends compte que mes tournures de phrases ne sont pas extrêmement claires
Je vais donc essayer de les améliorer:

En regardant le diagramme PV, on observe que la pression au PMB est d'à peu près 0,8bars. On voit qu'elle est d'abord de 1bar au PMH (à la fin de la phase d'échappement), puis elle diminue aux alentours de 0,5bar lors de la phase d'admission pour atteindre 0,8 bar au PMB.

Il faut attendre la remontée du piston pour que la pression atteigne 1bar (comme tu l'as précisé). On peut donc en déduire que le taux de remplissage est de ~80% (pour une cylindrée de 0,3litre et un delta de 0,05 litres entre le PMB et la fermeture de la soupape d'admission).
Ils précisent eux-même que la fin de l'admission se produit alors lorsque la compression a déjà commencé. Ca parait être un non-sens mais ils ont voulu dire que la soupape d'admission se ferme alors que le piston a dépassé le PMB.

De plus tu dis que, sur une automobile standard, on doit se trouver dans des conditions plus favorables.
Mais le document que tu cites présente le cas d'un moteur de F1, qui doit être autrement plus optimisé. La faible cylindrée s'explique par le fait qu'ils ne parlent que d'un cylindre.

[Tifoc]

Bonsoir à tous,
Poursuivons le calcul de Catmandou. Ma diesel consomme justement 6L/100 (ça tombe bien !) et mon ordinateur de bord précise aussi ma vitese moyenne : 55 km/h (à peine, mais j'arrondi parce que c'est plus simple avec les valeurs qui suivent ). Maintenant si je me met à 3000 tr/min, je suis à 165 km/h, soit 3x plus. 850 L/min x 3 = 2550 L/min.
Corrigeons un peu les valeurs de Phuphus en tenant compte d'un taux de remplissage de 85 % (à haut régime) : 3000 L/min x 0,85 = .... 2550 L/min !
Et donc tout le monde a raison... c'est y pas beau ?
Pour le STI : la "compression" est le nom du temps entre PMB et PMH et ne désigne pas la compression réelle d'un point de vue thermo. Il y a bien un RFA (Retard Fermeture Admission) mais il ne faut pas voir ici la définition du taux de remplissage. Au contraire, le RFA est là pour améliorer ce taux, du fait de l'inertie des gaz. On n'est pas en statique mais en dynamique, et les valeurs de RFA relèvent de la mise au point moteur et nbe découlent d'aucune formule physique (Bernoulli est largué sur ce coup là ).
Cordialement,

[invitecaafce96]

Re,
Pour le Diesel , la composition stoechiométrique du mélange est de 20 kg d'air pour 1 kg de carburant .
Un Diesel consomme plus .... d'air ! ... Qui , pour l'instant , est encore gratuit ...

[Tifoc]

???
1/14,9 pour le diesel
1/15,1 pour l'essence
(dosages stoechiométriques)

[le_STI]

Pour le STI : la "compression" est le nom du temps entre PMB et PMH et ne désigne pas la compression réelle d'un point de vue thermo.

Je le sais, c'est justement ce que je tentais d'expliquer au lecteur lambda en signalant que ça peut paraitre être un non-sens

L'auteur du document précise qu'ils ont posé l'hypothèse de la fermeture de la soupape d'admission au moment où P=1bar, j'en ai donc parlé pour avoir un repère dans la lecture du diagramme.

[invitecaafce96]

???
1/14,9 pour le diesel
1/15,1 pour l'essence
(dosages stoechiométriques)

Re,
J'en reste à 14.7 ( valeur quasi universelle ) pour 1 en MASSE pour les 2 carburants , mais en fait le Diesel fonctionne avec un fort excès d'air , 20 à 1 est peut être un peu fort .

[wizz]

Re,
J'en reste à 14.7 ( valeur quasi universelle ) pour 1 en MASSE pour les 2 carburants , mais en fait le Diesel fonctionne avec un fort excès d'air , 20 à 1 est peut être un peu fort .

cela fait depuis 2000 (norme euro 3) que les moteurs diesel ne fonctionnent plus avec un fort excès d'air
c'est à partir de cette époque qu'on a limité l'excès d'air en remplissant le reste du volume de gaz du cylindre avec du gaz d'échappement, (et aussi les emmerdes avec les valves ERG)

[invite9e4cb3ba]

Merci beaucoup pour toutes vos réponses!!

Désolé de répondre que maintenant mais j'ai été pas mal pris par autre chose ces derniers temps...
Je vais essayer de mouliner tout ça et de faire ma petite sauce.

J'ai aussi continuer mes recherches d'ailleurs et j'ai trouvé un graphe donnant les valeurs de tension en fonction du débit pour un débit mètre Bosch utilisé sur un TDI. Les valeurs étant comprises entre 0 (évidement) et 450 kg/h je me suis basé sur cette dernière valeur pour avoir un max et ensuite convertir en L/min avec la masse volumique de l'air (1.204 g/L à 20°C je crois bien) et j'arrive à 6229 L/min (pour une valeur max).

[invite0bbe92c0]

Re,
Pour le Diesel , la composition stoechiométrique du mélange est de 20 kg d'air pour 1 kg de carburant .
Un Diesel consomme plus .... d'air ! ... Qui , pour l'instant , est encore gratuit ...

Certes, mais contrairement à un moteur à allumage commandé, un diesel ne fonctionne pas en composition stoechiométrique , mais avec une charge toujours beaucoup plus pauvre. (donc un excés d'air).
Il n'y a pas de papillon de gaz sur un moteur diesel.

[invite0bbe92c0]

Je viens de refaire des recherches et je confirme que le débit massique maximum mesuré sur impreza GT d'origine est environ de 240g/s.

Ce qui fait 11 m^3/min.
Ce qui parait beaucoup puisque pour un moteur de 2L à une vitesse de 6000t/mn, ça signifierait que la pression de suralimentaion serait à 1.85 Bar. (et encore, je ne compte pas l'échauffement de l'air du fait de la suralimentation - limitée par l'échangeur, certes).

[phuphus]

Bonjour,

Ce qui fait 11 m^3/min.
Ce qui parait beaucoup puisque pour un moteur de 2L à une vitesse de 6000t/mn, ça signifierait que la pression de suralimentaion serait à 1.85 Bar. (et encore, je ne compte pas l'échauffement de l'air du fait de la suralimentation - limitée par l'échangeur, certes).

+ 0,85 bars de suralimentation paraît être une valeur classique :
http://www.forum-auto.com/pole-techn...ujet383027.htm

[invite0bbe92c0]

Bonjour

+ 0,85 bars de suralimentation paraît être une valeur classique :
http://www.forum-auto.com/pole-techn...ujet383027.htm

En effet, donc le 240g/s doit être cohérent dans ces conditions.

[le_STI]

Effectivement, la régulation de pression d'origine vise les 0,9bars relatifs.
Voir le graphe du bas (celui du haut venait d'une impreza qui avait un soucis)