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Moteurs alternatifs

Moteurs alternatifs. I Principe de fonctionnement. Diagramme de distribution. Diagramme de Watt. Courbes caractéristiques. Banc d ’essai moteur. Électrique (TELMA). Les freins. Hydrauliques. III Dispositifs auxiliaires. . et. et. Turbo compressé. Turbo Compound. Atmosphérique.

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Presentation Transcript

  1. Moteurs alternatifs

  2. I Principe de fonctionnement Diagramme de distribution

  3. Diagramme de Watt

  4. Courbes caractéristiques Banc d ’essai moteur

  5. Électrique (TELMA) Les freins Hydrauliques

  6. III Dispositifs auxiliaires . et et

  7. Turbo compressé Turbo Compound Atmosphérique Compressé Atmosphérique Gain de Peff et de heff Gain de Peff mais heff faible

  8. IV Modélisation des moteurs alternatifs IV-1 Hypothèses: • Admission échappement à pa • Compression détente adiabatique réversible • Gaz idéal r=287J/kgK, g=1,3 à1,4 • Combustion mixte: isochore puis isobare

  9. Diagrammes de Clapeyron et T,s:

  10. we,qe Instant i Instant i+1 Calcul de chaque évolution: 1er Principe en SF:

  11. Évolution 1,2: qe12=0, rév, GI Évolution 2,3: v=cte, qe23=xqc Évolution 3,4: p=cte, qe34=(1-x)qc

  12. Évolution 4,5: qe=0, rév, GI: Travail et rendement du cycle:

  13. IV-3 Beau de Rochas: Combustion totalement isochore Y=1

  14. IV-4 Rendement du cycle mixte:

  15. V Amélioration des cycles pour moteurs alternatifs • Rendement des cycles pour MA sont faibles: 45% • Théoriquement (voir Van Wylen et Sonntag) EchimiqueEmécanique à 99% pour les combustions?? • Transformer Echimique=>Emécanique: piles à combustible, mais rendements médiocres, combustibles spéciaux, puissances spécifiques faibles… • Avec les cycles dithermes, on peut espérer 80%. • Pour TC=1500K et TF=300K: • Application des cycles à rendement maxi: • Carnot, Stirling, Ericsson??

  16. V-1 Cycle équivalent de Carnot

  17. V-2 Amélioration des cycles

  18. VI Gaz réel VI-1 Gaz parfait non idéal Capacité calorifique en J/moleK diatomique H2O: CO2: Etc… Les fonctions d’état:

  19. Exemple: et Chercher la température de fin de compression isentropique = résoudre:

  20. VI-2 Diagramme s-log(v)

  21. V Combustion dans les moteurs alternatifs 1°) Le délai d’auto inflammation q: • V-1 Rappels p p croît => q diminue q mini pour R<1

  22. Déflagration homogène laminaire 2°) Modes de propagation Influence de la turbulence Combustion diphasique

  23. V-2 Combustion dans les moteurs à allumage commandé 1°) combustion normale: Avance allumage 25 à 40°

  24. 2°) combustion anormale: cliquetis • Onde de choc réfléchie par parois • Vibrations 5kHz (cliquetis) End gaz p,T Bang • détériorations mécaniques et thermiques, pollution - Forte charge - bas régime - Trop fort taux de compression ou avance - Délai d’auto inflammation trop faible - Température parois ou gaz - Richesse trop faible

  25. 3°) Indice d’octane - Chiffrer la résistance au cliquetis des carburants - Moteur CFR, comparaison avec mélange octane (long délai) - heptane (délai court) Saturnisme - Plomb tétraéthyle mais: Pots catalytiques Améliorations: Récession des soupapes - Sans plomb mais: Par: Procédés de distillation Transformation molécules…

  26. 4°) Adaptation des carburants de substitution aux MAC Gaz! CH4, H2 ou alcools Pouvoir comburivore (et PCI): alcools (7 à 9)<< essences de pétrole (15)=> consommation élevée +Modification de l’alimentation=>MTBE Ma=11,7 Chaleur massique est constante =>Puissance constante Indice octane: alcool>>essence de pétrole =>rendement élevé (si r adapté)

  27. V-3 Combustion dans les moteurs Diesel La combustion est vive puis lente Indice de cétane Combustion vive => cliquetis MD Avant Camions ou HDI

  28. V.4 Pollution: Législation automobile • Imbrûlés solides: Suies diesels 0,08g/km =>Filtres à particules • Oxydes de soufre: désulfuration mais Pb: catalyseurs • Oxydes d’azote: mélanges pauvres, HT°C, 0,08g/km (essence), 0,25g/km (diesels)=> catalyse • Oxydes de carbone: • - CO2 inévitable et proportionnel à la conso • - CO 0,5g/km (Diesels), 1g/km (essence)=>catalyse

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