TIPE influence de l’injection électronique sur un moteur 2t

[pavel94]

bonjour, je suis en première année de prépa MPSI, je souhaite pour mon TIPE réaliser la transition carburateur ⇒ injection électronique d’un moteur 2T (2T car c’est plus simple) pour étudier le gain en rendement au sens de la pollution

η = puissance/pollution

avec comme indice de pollution le taux de co2 a l’échappement et le calcul de la puissance par la relation*: couple x rpm
je compte donc faire des expériences pour valider mes hypothèses
j’utilise un microcontrôleur type Arduino en mieux (esp32 240MHz) j’ai commencé le a écrire le programme (mesure de la quantité d’air dans le cylindre grâce a débitmètre et calcul de la quantité d’essence a injecter, allumage, analyse de la combustion grâce a la sonde lambda, correction par un PID)

je vous sollicite pour une question technique concernant le fonctionnement de injection sur un moteur de voiture actuelle : pourquoi avoir une cartographie prédéfinie si on peut mesurer la quantité d’air admise a chaque cycle grâce au débitmètre et calculer avant chaque injection la quantité d’essence a injecter puis corriger avec la sonde lambda

aussi j’ai étudié divers fichier de cartographie qui sont des tableaux de valeur représentant les temps d’injection en fonction du régime moteur et soit de la masse d’essence soit du pourcentage d’ouverture du papillon
est-ce que les cartographies qui utilisent comme paramètre l’ouverture du papillon possèdent aussi un débitmètre, si oui pourquoi utiliser l’ouverture du papillon pour obtenir les quantités a injecter et donc passer par des calculs au lieu de mesurer le débit et donc d’avoir un mesure exacte

j’essaye d’anticiper sur une de vos réponses on m’a dit a plusieurs reprises que se sujet était sûrement trop compliqué et qu’il y avait sûrement trop de notions a aborder ce qui ne rentrerait pas dans un TIPE et donc je risque de ne faire que survoler le sujet tout ça sans même parler du fait que je ne soit tout simplement pas capable de réaliser se projet.
J’en suis conscient et j’ai protégé mes arrières avec un TIPE d’amplificateur sonore, domaine dans lequel je suis très en avance sur la partie pratique donc a tout moment je peut bifurquer sur ce second projet quasiment terminé

enfin, je suis désolé de vous demander ça de cette manière mais je vient d’autres forums ou l’on m’a bombardé de réponses plus idiotes les unes que les autre et ou apparemment tout le monde est ingénieur motoriste et n’allez surtout pas leur dire qu’ils se trompent… tout ça pour vous demander de ne me répondre que sur les parties que vous maîtrisez.
Merci beaucoup de m’avoir lu
-----

[albanxiii]

Bonjour et bienvenue sur le forum,

Pour les questions techniques autour des TIPE, il vaut mieux les poser dans le sous forum correspondant. Je déplace votre message en technologies.

[JeanYves56]

Bonjour ,

"est-ce que les cartographies qui utilisent comme paramètre l’ouverture du papillon possèdent aussi un débitmètre, si oui pourquoi utiliser l’ouverture du papillon pour obtenir les quantités a injecter et donc passer par des calculs au lieu de mesurer le débit et donc d’avoir un mesure exacte "

Vous pensez qu'un debimetre est plus precis qu'un papillon ??

Il me semblait que le papillon est utilisé sur les essence et le debimetre sur les diesel !!

[XK150]

Salut ,

Je réponds en partie bien que n'étant pas ingénieur motoriste ...

Pourquoi des cartographies prédéfinies ?
Parce qu ' un même moteur peut être optimisé dans différents buts . Il n'existe pas UN réglage ultime .
On peut favoriser la puissance , le couple en fonction du régime , la consommation , le passage aux différents carburants , etc , etc , en restant ( ou pas ... ) dans des limites réglementaires de pollution .

Evidemment , avec les carbus , il y a pratiquement aucune latitude possible et là , il y a un réglage optimum le moins mauvais possible qui est ce qu'il est ...

[A voir en vidéo sur Futura]

[penthode]

hello ,
les deux temps à injection sont un sujet de recherche des motoristes.

leur principal avantage étant d'éviter le gaspillage de carburant lors de l'admission classique par le carter.

[XK150]

Et pour un TIPE , ce serait mieux d'utiliser un petit 4 temps pour éviter les complications du 2 t dues au remplissage .
Il existe des petits 4t sur les outils de jardin , voir ma tondeuse ...

[Gwinver]

Bonsoir.
Je ne suis pas motoriste non plus.
Cependant, il y a des différences importantes entre un moteur 2T et un 4T.
Voir ici le cycle du moteur 2 temps : https://fr.wikipedia.org/wiki/Moteur_à_deux_temps
Le moteur 2T aspire le mélange air/essence/lubrifiant par le carter (comme dit plus haut), avant de le refouler vers le cylindre.
Ce faisant, le mélange lubrifie le vilebrequin et les roulements.

L'injection sur un moteur 4T se fait dans le cylindre. Quel est le lieu prévu pour un 2T : le carter ou le cylindre?
Si c'est le carter, l'injection doit prévoir le carburant et le lubrifiant, ou le mélange 2T.
Si c'est le cylindre, l'injection est similaire à celle du 4T la lubrification du carter ne se fait plus, ou alors, il faut arriver à ne plus utiliser le carter comme une pompe. Mais, la fonction de pompe doit être assurée d'une autre façon.

[penthode]

c'est le cas des diesels de marine deux temps

l'admission d'air se fait dans le cylindre par un compresseur

[Tifoc]

Bonsoir,

pourquoi avoir une cartographie prédéfinie si on peut mesurer la quantité d’air admise a chaque cycle grâce au débitmètre et calculer avant chaque injection la quantité d’essence a injecter puis corriger avec la sonde lambda

Vous calculez quoi/comment ? Vous corrigez à partir de quelle(s) référence(s) ?

pourquoi utiliser l’ouverture du papillon pour obtenir les quantités a injecter et donc passer par des calculs au lieu de mesurer le débit et donc d’avoir un mesure exacte

L'ouverture du papillon est une image de la charge (situation de circulation du véhicule et demande conducteur), il serait difficile de s'en passer... par ailleurs :

Vous pensez qu'un debimetre est plus precis qu'un papillon ??

Bonne remarque

on m’a dit a plusieurs reprises que se sujet était sûrement trop compliqué et qu’il y avait sûrement trop de notions a aborder ce qui ne rentrerait pas dans un TIPE

Je suis d'accord avec "on"

Il me semblait que le papillon est utilisé sur les essence et le debimetre sur les diesel !!

Chicanons un peu : il y a des boîtiers papillons (parfois 2 !) sur les diesels liés à la gestion de l'EGR. Ils n'ont donc pas exactement la même fonction que pour un essence, et votre remarque reste appropriée

[Gwinver]

Bonsoir.

Milles excuses, j'avais oublié les diésels deux temps.

[pavel94]

bonsoir, merci de m'aider



------------------------------------------------------------------- " Vous calculez quoi/comment ? "

je mesure le débit d'air dans le collecteur d'admission avec un débitmètre (enfin si vous pensez que c'est aussi précis de le faire via un papillon ça m'arrange) puis je calcule la quantité d'air (mol) dans le cylindre grâce au temps d'une phase d'aspiration des gaz frais par le moteur (1/rpm x (degrés ouverture/360) le "degrés d'ouverture" étant l'angle lu sur le vilebrequin entre l'ouverture de la lumière d'admission et sa fermeture, je peut donc savoir combien de mol d'air j'ai dans le moteur et en suite grâce au rapport stœchiométrique je peut calculer le nombre de mol d'essence a injecter, ce qui me permet de trouver le temps d'injection grâce au débit de l'injecteur


petit détail de fabrication je veut coller le débitmètre a la lumière échappement pour connaitre la quantité d'air dans le moteur et pas dans le collecteur + moteur et ainsi me dispenser de toutes mesures de pression/température le débitmètre donne un valeur en kg/s donc la quantité d'air n'est pas impacté par la pression/température






------------------------------------------------------------------- " Vous corrigez à partir de quelle(s) référence(s) ? "


voila pour la partie calcul, maintenant la correction


une sonde lambda analyse la quantité d' O₂ dans le gaz d'échappement et la compare, la une reference et revoit une tension entre 0 et 1V, 0.5V étant la valeur qui indique la combustion parfait (le melange air essence parfait : ni pauvre, ni riche)


le mode correction dépend de la sonde lambda utilisé il y en a de deux types :

les sonde lambda qui produisent une réponse en "tout ou rien" et la je corrigerais les temps d'injection par essai erreur avec un coefficient sur le rattrapage (je n'ai pas encore refléchit a comment faire un PID pour la methode "essai erreur")

les sonde lambda qui produisent une réponse proportionnelle et la je peut corriger avec un PID classique ( corec_lambda = erreur*coef_proportionel + somme_erreur*coef_integrale + diff_erreur*coef_derive )







-------------------------------------------------------------- " L'ouverture du papillon[...], il serait difficile de s'en passer... par ailleurs "


pour se qui est du papillon je comptait évidement le garder pour contrôler le moteur ( limiter l’afflux d'air ) mais je ne comptait pas me servir lui pour calculer le débit d'air car je ne voit pas comment faire sans connaitre pression/température dans le moteur

[pavel94]

le message si dessus était une réponce a Tifoc




apparemment le sujet a été déplacer donc je rappel donc mon projet ici :

--------------------------------------------- rappel de mon projet :


TIPE influence de l’injection électronique sur un moteur 2t

bonjour, je suis en première année de prépa MPSI, je souhaite pour mon TIPE réaliser la transition carburateur ⇒ injection électronique d’un moteur 2T (2T car c’est plus simple) pour étudier le gain en rendement au sens de la pollution

η = puissance/pollution

avec comme indice de pollution le taux de co2 a l’échappement et le calcul de la puissance par la relation*: couple x rpm
je compte donc faire des expériences pour valider mes hypothèses
j’utilise un microcontrôleur type Arduino en mieux (esp32 240MHz) j’ai commencé le a écrire le programme (mesure de la quantité d’air dans le cylindre grâce a débitmètre et calcul de la quantité d’essence a injecter, allumage, analyse de la combustion grâce a la sonde lambda, correction par un PID)

je vous sollicite pour une question technique concernant le fonctionnement de injection sur un moteur de voiture actuelle : pourquoi avoir une cartographie prédéfinie si on peut mesurer la quantité d’air admise a chaque cycle grâce au débitmètre et calculer avant chaque injection la quantité d’essence a injecter puis corriger avec la sonde lambda

aussi j’ai étudié divers fichier de cartographie qui sont des tableaux de valeur représentant les temps d’injection en fonction du régime moteur et soit de la masse d’essence soit du pourcentage d’ouverture du papillon
est-ce que les cartographies qui utilisent comme paramètre l’ouverture du papillon possèdent aussi un débitmètre, si oui pourquoi utiliser l’ouverture du papillon pour obtenir les quantités a injecter et donc passer par des calculs au lieu de mesurer le débit et donc d’avoir un mesure exacte

j’essaye d’anticiper sur une de vos réponses on m’a dit a plusieurs reprises que se sujet était sûrement trop compliqué et qu’il y avait sûrement trop de notions a aborder ce qui ne rentrerait pas dans un TIPE et donc je risque de ne faire que survoler le sujet tout ça sans même parler du fait que je ne soit tout simplement pas capable de réaliser se projet.
J’en suis conscient et j’ai protégé mes arrières avec un TIPE d’amplificateur sonore, domaine dans lequel je suis très en avance sur la partie pratique donc a tout moment je peut bifurquer sur ce second projet quasiment terminé

enfin, je suis désolé de vous demander ça de cette manière mais je vient d’autres forums ou l’on m’a bombardé de réponses plus idiotes les unes que les autre et ou apparemment tout le monde est ingénieur motoriste et n’allez surtout pas leur dire qu’ils se trompent… tout ça pour vous demander de ne me répondre que sur les parties que vous maîtrisez.
Merci beaucoup de m’avoir lu


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le sujet ayant été déplacé je répond ici aux messages de l’ancien topic







------------------------------------- réponse a XK150

quand je parle de cartographie prédéfinie je veut dire que l’on définit pour tel moteur et tel utilisation climat ect… une suite de valeurs de temps d’injection en fonction des rpm/charge
et pourquoi le calculateur ne modifie pas une copie (placé dans un buffer) de la cartographie en fonction de l’utilisation du moteur a ce moment pourquoi le calculateur ne recalcule pas la cartographie en fonction des besoins tout en gardant l’original pour le prochain redémarrage
et je voit pas les avantages d’un moteur 4T sur un 2T vis a vis de la simplicité je compte injecter un mélange essence/huile, mes injecteurs étant surdimensionnés cela ne posera pas de problème, je pense, je devrais juste recalculer leur débit





-------------------------------------- réponse a Gwinver

l’admission de mon moteur se fait par le bas moteur mais je ne suis pas sur d’utiliser se moteur au quel cas je trouverais un moteur lubrifié pas le mélange essence/huile et j’injecterais en face de la lumière d’admission, je n’ai jamais voulu faire une injection directe, je ne veut pas percer la culasse

[Tifoc]

Bon...
Remarque préliminaire : vous allez vous faire enguirlander par un modo pour avoir ouvert 2 fils ! Mais comme ils sont bienveillants, il y en a surement un qui regroupera les deux fils
Je ne sais pas dans quel section du forum vous aviez posté, mais ils ont été déplacés en technologie (à raison).
Revenons au sujet proprement dit, et je m'excuse par avance d'être direct : laissez tomber. Je vais répondre à certains points, juste pour essayer de vous faire comprendre que le sujet vous dépasse, et je me retirerai de la conversation.
Mes questions avaient pour but de vous faire réfléchir au rôle d'une cartographie; je n'aurais peut être pas dû les poser comme ça...

je mesure le débit d'air dans le collecteur d'admission avec un débitmètre (enfin si vous pensez que c'est aussi précis de le faire via un papillon ça m'arrange) puis je calcule la quantité d'air (mol) dans le cylindre grâce au temps d'une phase d'aspiration des gaz frais par le moteur (1/rpm x (degrés ouverture/360) le "degrés d'ouverture" étant l'angle lu sur le vilebrequin entre l'ouverture de la lumière d'admission et sa fermeture

Vous ne calculez ainsi que la quantité de gaz frais, mais que faites vous des résiduels ? Par ailleurs vous ne savez pas avec quelle cinétique ils entrent : votre évaluation repose sur l'hypothèse que la pression est constante et c'est évidemment faux.

je peut donc savoir combien de mol d'air j'ai dans le moteur et en suite grâce au rapport stœchiométrique je peut calculer le nombre de mol d'essence a injecter

Et que faites vous de la richesse ? C'est bien joli et rassurant dans la théorie le rapport stœchiométrique, mais ce n'est pas la réalité. Sur un 4T essence, il n'est respecté qu'à pleine charge (et encore). (Sur un diesel, jamais.)

pourquoi le calculateur ne modifie pas une copie (placé dans un buffer) de la cartographie en fonction de l’utilisation du moteur a ce moment pourquoi le calculateur ne recalcule pas la cartographie en fonction des besoins tout en gardant l’original pour le prochain redémarrage

Et que croyez vous qu'il fait ? Comment pensez-vous qu'on arrive aux valeurs de consommations actuelles sur les moteurs si ce n'est en tenant compte (finement !) des besoins ?
Le calculateur est même capable de se passer d'un certain nombre des paramètres mesurés en temps réel pour recréer une cartographie optimale (ça s'appelle un mode de marche dégradé).

Voilà, j'espère que vous ne serez pas trop déçu, et vous souhaite, très sincèrement, une bonne réussite dans vos études. Vous avez au moins une qualité : vous êtes capable de vous atteler sérieusement à des sujets ardus. Ça vous servira !

[pavel94]

je vous remercie profondément pour vos réponses pertinentes aussi je comprends très bien que vous vous arrêtiez la, en me recommandant après estimations de mes capacités d’abandonner devant l’écart entre mes connaissances/aptitudes de développement et les capacités nécessaire pour monter ce projet.
J’aurais surement fait la chose même si j’avais été a votre place je sait que vous ne répondrez pas, mais de la manière dont se termine votre message, je doit signaler que je continue ce projet juste pour continuer de recevoir de la documentation d’autres utilisateurs

[JPL]

Fusion de deux discussions.

[Gyrocompas]

Bonjour,
Petit correctif : un moteur thermique est avant toute chose une pompe à air.
Pour respecter les normes environnementales, il faut respecter le rapport masse carburant injecté / masse d'air aspirée, selon la charge courante du moteur.
Les systèmes d'injection mesurent la température de l'air aspiré pour corriger le résultat du débitmètre. Pas obligatoire, d'autres dispositifs existent.
Ensuite, ça se complique. Le temps de combustion (montée en température dans la chambre) est variable selon le régime et les conditions de charge, voir front de flamme.
-> Il n'y a que dans les films qu'un feu d'hydrocarbures explose. Dans la réalité, la flamme court sur la surface, ce sont les vapeurs qui s'enflamment, d'où l'intérêt de pulvériser le carburant pour réduire la taille des gouttelettes.
Le point d'allumage en tient compte pour obtenir le maximum de pression juste après le passage du point mort haut.
La cartographie n'est qu'une simplification des calculs nécessaires à partir de mesures de base (régime-température-charge).
Les réglages sont effectués sur un banc test exposé à des conditions variables.

[Gyrocompas]

Bonjour,
Le demandeur semble avoir disparu...
Ci joint, un fichier montrant l'évolution de la pression dans la chambre.
TDC = point mort haut. Le réglage de l'allumage cherche à produire la pression max 22° après le passage du PMH.
Le temps de combustion depuis l'étincelle est critique, si trop tôt, le piston peut se percer.

Un document Honda sur son injection pour les petites motos, scooter.
Le nombre de mesures pour réaliser un fonctionnement correct est à considérer.