Mécanique des moteurs à combustion interne

Le cycle réel d'un moteur à combustion interne est affecté par diverses pertes, telles que les pertes de chaleur, les frottements internes, les pertes de pression, et d'autres facteurs. Le cycle réel est un cycle irréversible.

La surface supérieure du diagramme réel représente le travail moteur, tandis que la surface inférieure représente le travail résistant (pertes par pompage).

Le rendement pratique d'un moteur à essence est inférieur au rendement théorique en raison de diverses pertes.

• Remplissage insuffisant
• Compression insuffisante
• Pression de combustion trop faible
• Pression des gaz en fin de détente trop élevée

Le diagramme réel diffère du diagramme théorique en raison de plusieurs facteurs, notamment les hypothèses suivantes:

• La composition chimique et la quantité du fluide-moteur varient pendant le cycle.
• Les caractéristiques du fluide-moteur peuvent varier avec la température.
• Le moteur nécessite l'évacuation des produits de combustion et l'introduction régulière de charge fraîche.

Le travail net du moteur dans le cycle réel est inférieur à celui du cycle théorique, car il inclut les pertes par pompage.

La quantité de mélange air-carburant qui remplit le cylindre avant la combustion. Un bon remplissage optimise les performances du moteur.

La pression dans le cylindre est inférieure à la pression atmosphérique pendant l'admission, car le piston aspire le mélange air-carburant.

La chaleur transmise aux parois du cylindre réduit la pression finale de compression, car la compression n'est pas parfaitement adiabatique.

La combustion ne se produit pas instantanément au point mort haut (PMH), entraînant une combustion ni isochore ni isobare.

Ajuster le moment d'ouverture et de fermeture des soupapes pour optimiser le remplissage et la performance du moteur.

Avancer le moment d'allumage pour compenser la durée de combustion et maximiser la pression en début de détente.

Avancer l'ouverture d'admission pour éviter le freinage du flux d'air et améliorer le taux de remplissage.

Retarder la fermeture d'admission pour profiter de l'inertie gaz, maximiser le remplissage et augmenter la pression de début de compression.

Le retard à la fermeture de l'échappement (RFE) est une technique utilisée pour améliorer l'évacuation des gaz d'échappement. On utilise l'inertie des gaz pour aider à leur évacuation complète.

Le diagramme réel d'un moteur à essence montre l'état du moteur après avoir été réglé. Il a pour but d'améliorer le rendement du moteur en augmentant le travail utile du moteur.

Le cycle réel d'un moteur à combustion est un cycle théorique modifié pour tenir compte de divers facteurs réels. Il permet d'obtenir des résultats plus précis pour la modélisation du moteur.

Le croisement des soupapes dans un moteur Diesel permet l'entrée d'air frais après l'échappement. Cet air frais réduit la température des gaz brûlés, améliorant le rendement du moteur.

L'indicateur de pression est un outil permettant de déterminer le cycle réel d'un moteur. Il mesure la pression dans le cylindre et la transmet à un tambour pour enregistrer le diagramme.

Un diagramme réel est un graphique représentant les variations de pression en fonction du volume dans le cylindre d'un moteur pendant un cycle.

L'épure circulaire est utilisée pour concevoir la forme des soupapes d'admission et d'échappement. On utilise un cercle pour déterminer le diamètre et l'angle d'ouverture des soupapes.

La combustion à pression constante est un processus où la pression à l'intérieur du cylindre est maintenue constante pendant la combustion. Ce type de combustion est typique des moteurs Diesel.

Le tambour du moteur oscille sous l'action d'une corde. Le mouvement de la corde est contrôlé par un mécanisme alternatif qui suit le mouvement du piston du moteur, traçant ainsi un diagramme sur un stylet.

Il s'agit de la première étape de la combustion dans un moteur diesel. Le combustible est injecté dans la chambre de combustion.

Le délai d'inflammation est la période qui s'écoule entre l'injection du combustible et le début de la combustion.

Un diagramme indicateur représente graphiquement la pression du gaz dans le cylindre du moteur en fonction de différentes positions du piston. L'aire sous ce diagramme représente la puissance développée par le cylindre.

Pendant cette phase, le mélange air-carburant s'enflamme spontanément en raison de la chaleur et de la pression dans la chambre de combustion.

La puissance développée par chaque cylindre du moteur peut être calculée à partir du diagramme indicateur, en utilisant l'étalonnage du ressort et d'autres informations du moteur. Les valeurs de puissance doivent être similaires pour chaque cylindre en cas de charge équilibrée.

Le diagramme indicateur peut être visualisé en utilisant deux méthodes : un diagramme P-V (pression en fonction du volume) ou un diagramme de temps.

Cette phase correspond à la combustion contrôlée du mélange air-carburant restant.

Les systèmes informatiques modernes utilisés pour surveiller les moteurs marins peuvent générer automatiquement des diagrammes indicateurs. Ces diagrammes sont utilisés pour analyser et surveiller le fonctionnement du moteur en temps réel.

Le diagramme indicateur est un outil important pour évaluer les performances du moteur. Il permet de visualiser les différentes phases de la combustion et d'identifier les problèmes potentiels.

Les diagrammes indicateurs sont utilisés pour surveiller l'efficacité de la combustion et pour identifier les points faibles qui doivent être corrigés.

Des capteurs de pression installés dans le cylindre du moteur mesurent la pression à différents points du cycle. Les données relevées sont ensuite utilisées pour générer le diagramme indicateur.

Pendant la combustion, le carburant stocké pendant le délai d'inflammation brûle rapidement, ce qui provoque une augmentation soudaine de la pression et de la température.

Les données de pression relevées par les capteurs sont synchronisées avec la position du piston dans le cylindre à l'aide d'un capteur de position. Cela permet de créer un diagramme précis correpondant au cycle du moteur.

Les données de pression brutes sont traitées par le système informatique. Le logiciel analyse ces données et les convertit en un diagramme indicateur. Ce diagramme est ensuite utilisé pour surveiller le fonctionnement du moteur et détecter les éventuels problèmes.

La combustion s'étend de la zone à forte concentration vers les zones à faible concentration par la propagation des flammes ou par auto-inflammation.