Rendement volumétrique

[NoNameHero]

Bonjour,

Je m'intéresse aux moteurs combustion internes et j'ai une question qui me travail depuis un bout de temps.

Comment varie la masse d'air admise (mair) et le débit massique (qm) lorsque le rendement volumétrique varie (nv)

Alors voilà: j'avais vus sur internet une formule qui lie qm à nv:
qm=(N*rô*V*nv)/120

Avec:
qm (kg.s-1) le débit massique
N/120 (cycles.s-1)
N le régime de rotation du moteur (tr.min-1)
rô (kg.m-3) la masse volumique de l’air
V (m3) le volume total du moteur
nv (rapport) le rendement volumétrique
mair (kg) la masse d’aire de l’air

On arrange un peu l’équation sachant que : rô.V=mair

On obtient :

Formule que l’on obtient également avec l’équation des gaz parfaits : P.V.nv=m.r.T

Or (m/V)=rô (kg.m-3)

Donc rô=(P.nv)/(r.T), puis on remplace ... etc etc

Si on met en fonction de la masse d’air on obtient donc :
mair=(qm.120)/(N.nv)

Jusqu’ici OK avec les calculs cela me semble correct, cependant lorsque j'y réfléchi j'ai l'impression que cela ne va pas dans le bon sens, je m'explique:
Le rendement volumétrique indique le rapport entre la masse d'air réellement introduite dans le cylindre par rapport à la masse d'air théoriquement introduite dans le cylindre (dans les conditions atmosphériques normales : P=101300Pa et T=293,15K).

Or moi je vois ça comme cela: si le rendement volumétrique augmente avec les autres paramètres considérés constants la masse d'air devrait normalement augmenter, or dans la formule obtenue on a:
mair=(qm.120)/(N.nv)
C'est le contraire : si nv augmente alors mair diminue, donc si on suit mon cheminement l'équation devrait être:
mair=(qm.120.nv)/N

Car augmenter le rendement volumétrique veut dire que l'on admet plus d'air dans le cylindre.

Quelle est alors la bonne formule ? Et comment l'expliquer?

A vous


PS : modos est-il possible de supprimer les deux premiers messages ils polluent la discussion, merci.
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[invite07941352]

Bonjour,
Pour moi , le rendement volumétrique ne se calcule pas puisque c'est la quantité réelle d'air aspiré par rapport à la quantité théorique : le volume du cylindre .

Il depend des pertes de charges dans les tubulures ADM et ECH , de " l'accord " des pressions et contrepressions ADM et ECH , énormément du temps de "croisement " des soupapes ,
et ce rapport varie énormément avec la vitesse de rotation .

Je supprime ...
... Je n'arrive pas à supprimer SEULEMENT le premier message ...

C'est fait ... Merci LPFR !

[NoNameHero]

Tout d'abord merci de votre réponse,

Ma question repose sur les formules et sa cohérence, je pensais éviter de détourner un peu le sujet, mais peu importe:

En réalité il est possible de modéliser le rendement volumétrique en pratique sur un essai moteur, dans les gestions électroniques il existe une table pour le rendement volumétrique, ceci permet d'affiner énormément le calcul de la masse d'air réellement admise dans un cylindre, la formule que j'ai énoncé plus haut (masse d'aire en fonction de qm etc) est en réalité la base de la cartographie d'injection. Le rendement volumétrique sera une variable qui permettra d'affiner la table du temps d'injection.

Mais j'aimerais évité de partir sur ce sujet là il y'a trop à dire, notamment les paramètres que vous avez énoncés et en plus une tonne d'autres.

De manière purement calculatoire (les deux dernières formules que j'ai énoncé dans mon précédent message) quelle est la formule qui est correcte.

[invite07941352]

Re,
Je ne vais pas aller contre votre affirmation :
"Plus on admet d'air et plus on augmente le rendement volumétrique "

C'est évident , puisque c'est la définition même du rendement volumétrique .

Maintenant , là où je comprends moins bien , c'est de vouloir prouver qu'une définition est juste ?
Sans ironie aucune et sans prétendre avoir raison : je ne comprends pas pour l'instant ... C''est tout .

[A voir en vidéo sur Futura]

[NoNameHero]

Je vous invite dans ce cas de relire minutieusement le premier message, le problème y'est pourtant très clairement expliqué. Merci.

[Tifoc]

Bonjour,
Comme le suggère Catmandou, nv n'est pas une "caractéristique" du moteur, ce n'est pas un parametre modifiable. Il est ce qu'il est, dans une configuration particulière (qui dépend de N entre autre).
Dans une situation de nv "plus grand", alors la masse devrait augmenter... mais le débit aussi. Maintenant si vous maintenez (je ne sais pas comment) le débit constant, alors effectivement la masse admise va diminuer si nv augmente (ça revient à vouloir remplir une plus grosse boîte avec moins de débit).

[NoNameHero]

Bonjour,
Comme le suggère Catmandou, nv n'est pas une "caractéristique" du moteur, ce n'est pas un parametre modifiable. Il est ce qu'il est, dans une configuration particulière (qui dépend de N entre autre).
Dans une situation de nv "plus grand", alors la masse devrait augmenter... mais le débit aussi. Maintenant si vous maintenez (je ne sais pas comment) le débit constant, alors effectivement la masse admise va diminuer si nv augmente (ça revient à vouloir remplir une plus grosse boîte avec moins de débit).

C'est exactement ce que je cherchais à comprendre, merci infiniment Tifoc!!

Donc le débit massique et le rendement volumétrique varient ensemble, j'ai effectivement fait l'essai en calculant, pour augmenter la puissance le débit massique augmente (évident, car plus d'air), mais le rendement volumétrique aussi. Vu dans ce sens la formule: mair=(qm.120)/(N.nv) devient évidente. C'est ce qu'il me manquais pour bien comprendre le fonctionnement des gestions moteurs type qm/N.

Dans les gestions moteur type pression/régime ou on à comme calcule de base: mair=(P.V.nv)/(r.T), on voit que si nv augmente alors mair augmente, pour les autres paramètres constant.

Sa paraît surement banal, mais je me contente pas seulement d'écrire des formules "magiques" juste pour le plaisir, mais j'essaye également de comprendre comment varie un paramètre et comment il influence dans la réalité d'autres paramètres. N'ayant pas les moyens de faire des essais.

En tout cas merci tifoc vous avez touché droit dans le mille.

[NoNameHero]

Je me permet de reprendre ce post pour mettre l'accent sur un point:
Si j'utilise donc la formule: qm=(N.mair.nv)/120 et non pas la formule qui est fausse: qm=(N.mair)/(nv.120)

Je trouve une consommation spécifique effective (CSE), plus basse au régime de puissance max, qu'au régime du couple max en pleine charge.

Est-il possible d'obtenir une valeur de CSE plus importante au régimé de Pmax qu'au régime de Cmax?
Cela m'étonne, pourtant j'obtiens bien ces résultat avec les calculs.

Normalement il est vrai qu'à pleine charge la CSE est la plus basse aux alentours du régime de couple maximum, car c'est ici que le combustible est le mieux brûlé, même si il y'a un enrichissement en pleine charge (dosage:11,6 turbo, 12,6 atmo). Avec l'augmentation du régime à pleine charge, il y'a à également un enrichissement progressif qui peut aller jusqu'à 10,5 sur moteur fortement suralimenté.

Etant donné que la CSE donne directement le rendement du moteur, par calcul, j'obtiens un meilleur rendement à haut régime (Pmax) qu'au régime de couple max. Pourtant il y'a un enrichissement flagrant à la Pmax, en comparaison avec le Cmax en pleine charge.

C'est également pour cela que j'avais des doutes avec la formule du débit massique en fonction du rendement volumétrique. Les résultats ne semble pas cohérent avec la réalité.

Qu'en pensez vous?

[NoNameHero]

Désolé je me suis mal relus: en fait j'obtiens une CSE plus basse à la Pmax qu'au couple max, donc un meilleur rendement effectif à la Pmax qu'au couple max. C'est ce qui m'étonne avec l'équation du débit massique en fonction du rendement volumétrique. Le rendement est forcément plus mauvais à haut régime (pertes mécaniques accrues, enrichissement du dosage), qu'au régime de Cmax.

Qu'en pensez-vous?

Cordialement.

[Tifoc]

Bonjour,
C'est très confus tout ça...
J'ai l'impression que vous mélangez beaucoup de choses, et surtout, que vous n'avez pas bien compris votre problème précédent.
Vous manipulez des équations dont les différents paramètres ne sont pas indépendants entre eux.
Je ne sais pas comment vous êtes passé d'une expression du débit masse d'air, à une expression de la conso spécifique qui dépend à la base de la masse de carburant, mais en gros cette conso spécifique dépend du régime (qui augmente entre Cmax et Pmax), du rendement volumétrique (qui baisse), de la masse d'air (constante ?), du dosage (idem), de la richesse (qui augmente) et de l'inverse de la puissance (qui augmente - donc l'inverse diminue). Mais toutes ces choses évoluent les unes en fonction des autres, donc
Et au final, oui la Csp est plus importante à Pmax qu'à Cmax.

[NoNameHero]

Bonjour,

Est-ce que quelqu'un peu me confirmer si la méthode suivant est correcte:

nv=mairr(réelle)/mairth(théorique), donc mairr=nv.mairth
qmth=(N.mairth)/120, donc mairth=(qmth.120)/N

Donc mairr=(nv.qmth.120)/N

D'où mairr est proportionnelle au rendement volumétrique et non pas inversement proportionnelle comme dans la précédente formule.

Je m'explique:
j'ai cherché sur le net un graphique dynanométrique d'un moteur avec la puissance et la CSP suivant le régime avec une pleine charge. J'ai donc calculé le débit massique en fonction des paramètres. L'équation est évidemment:
qm=(Pe.d.CSE)/(3,6.10^9)
Avec :
qm, le débit massique (en kg.s-1)
Pe, la puissance effective (en watt W)
d, le dosage (rapport mair/mess)
CSE/(3,6.10^9), la consommation spécifique effective (g.kW-1.h-1), la CSE est plus faible autour du point de Cmax que de Pmax sur le graphique, ce qui est une évidence puisque c'est le cas dans la réalité.

J'ai considéré le dosage d comme une constante pour vérifier comment varierait théoriquement le débit massique sur toute la plage de régime, d=14,7 (stoechiométrie pour l'essence).
Et bien j'ai vu que le débit massique est strictement croissant sur tout la plage, ce qui s'oppose à la formule plus haut dans le post en fonction du rendement volumétrique, car j'obtiens qm plus important à la Cmax qu'à la Pmax. Ce qui me laisse perplexe sur la crédibilité de la formule qm=(N.rô.V.nv)/120. De même lorsque je choisis des valeurs cohérentes du dosage d, j'obtiens également un débit massique strictement croissant sur toute la plage de régime.

Bref, que pensez vous de la démonstration que je propose?

Cordialement

[NoNameHero]

Up.
Personne? svp

[NoNameHero]

Sérieusement personne n'est capable de me répondre???

Est-ce qu'il y'aurais un motoriste dans le coin, sa simplifierais tellement les choses...

Cordialement.