I.5-2 Quantité de chaleur échangée
dQ = CpdT + h dP
dQ = CVdT + ldV
dQ = ?dP + ?dV
où Cp, CV, ?, h, l, ? sont les coefficients
calorimétriques, tels que :
h = - ( ) ; l = ( ) ; ?= Cp( ) ; ?= CV( )
Pour les gaz parfaits, on a les expressions :
h = - V et l = P
Cp - CV = r ou ( R)
I.5-3 Energie interne On a : U = Q + W
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Le premier principe de la thermodynamique nous rappelle que : dU
= CVdT ou dU une fonction d'état
I.5-4 Enthalpie
C'est la fonction d'état d'un fluide qui a pour expression
: H = U + PV
D'autre part, la « variation d'enthalpie dH » s'exprime
:
dH= dQ + VdP
I.5-5 Entropie On a : S =
Q
? dS = Q
T
Donc : dQ = TdS Remarque :
Les cycles thermodynamiques théoriques relatifs au
moteur thermique ont été imaginés par Otto et diesel en
prenant comme hypothèses :
- La compression et la détente sont isentropiques.
- La combustion dans les moteurs à essence se fait
à volume constant. - La combustion dans les moteurs diesel se fait
à pression constante. - La combustion est instantanée (sans
délais).
- L'écoulement dans la tubulure d'admission est sans
pertes de charge. - Le balayage des gaz d'échappement est isochore.
L'écoulement dans le collecteur d'échappement est
sans pertes de charge
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CHAPITRE II : LES PARAMETRES DE PERFORMANCES DANS LES MCI
II.1 Exposants thermomécaniques
II.1-1 Exposant indiqué
Travail indiqué :
On appelle travail indiqué, le travail
développé dans le cylindre par les gaz de combustion dans le
réacteur. Son expression est = ?
Avec : pression moyenne indiquée Cylindrée
unitaire
Pour un multicylindre = ? ou nombre de cylindres
h -{1}
Pression moyenne indiquée :
La pression moyenne indiquée est la pression constante
qui, agissant seule sur le piston pendant la détente produirait un
travail égale . Cette pression peut avoir aussi plusieurs
formes de cette manière : = ?? avec
? coefficient donnant la densité du diagramme
? : 0,94 à 0,97 pour l'essence : 0,92 à 0,95 pour
le diesel
: pression moyenne indiqué du cycle théorique
d'où
?
?
?
?? ? (??-1)? (diesel)
?
? (essence) avec
?? = 1 pour l'essence et = 1,25 à 2 pour le diesel
(taux de dilatation du volume ou taux de pré détente)
: Pression théorique début de compression ( =
0,1Mpa 1 bar) k : exposant adiabatique
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k =
: Capacité calorifique à pression constante
: Capacité calorifique à volume constant k : 1,2
1,4
? = taux de dilatation de pression
? =
Pression en fin de combustion (3 à 5,5 MPa (essence) et 4
à 12 MPa (diesel))
Pression en fin de compression (0,9 à 2 Mpa (essence) et
3,5 à 6 Mpa (diesel)) : Rendement thermique théorique
|
= 1
|
?
? ?? ? ? pour le diesel
|
|
= 1- ?
|
pour l'essence car ?? = 1
|
Puissance indiquée :
Elle est appelée aussi puissance
développée sur le piston qui est définie par le travail
développé par la combustion du mélange gazeux dans le
cylindre par unité de temps.
= autrement
=
N : régime du moteur (tr/mn)
n : nombre de cylindres
: Cylindrée unitaire (l)
: Temps cyclique ( = 4 pour moteur 4 temps ou =2 pour moteur 2
temps)
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Rendement indiqué :
Le rendement indiqué est le rapport entre la puissance
indiquée et la puissance théorique du moteur.
=
: Puissance théorique du carburant
On sait que d'après la notion de base transfert de
chaleur qui s'effectue en 3 modes, à savoir la convection, combustion,
et le rayonnement. Dans notre cas, la combustion du mélange
carburé dans le réacteur est surtout caractérisée
par le rayonnement des énergies libérées qui vont
s'orienter suivant 3 directions (vers culasse, piston, chemise). A cet effet,
on remarque presque la moitié de ces énergies sont
absorbés vers la culasse et la chemise. Cela dit que, l'énergie
nécessaire pour basculer le piston sera réservée pour la
moitié qui reste. D'où la faiblesse de la puissance
indiquée par rapport à la puissance théorique.
II.1-2 Exposant mécanique II.1-2-2
Puissance mécanique
a) Définition
On appelle puissance mécanique, la perte de puissance
engendrée à la fois par les frottements au niveau des organes
mobiles et par l'entrainement des organes périphériques ou
auxiliaires du moteur. Il est désigné et exprimé par la
relation :
= Pfr+ Porg avec Pf r = 75%
: Puissance de frottement : Puissance organique
b) Expression élargie
Qualitativement, la puissance mécanique s'exprime à
travers la pression moyenne mécanique
comme suivant : P =
: Pression moyenne mécanique
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: (0,04 à 0,13 )
: vitesse moyenne du piston
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