Théorie des Moteurs alternatifs et suralimentés 03
Avant-Propos 05
Note du Traducteur 07
Table des Matières 09
Principales Abréviations 17
Chapitre 1. Base thermodynamique des cycles des moteurs à
piston à combustion interne 21
§1. Indicateurs d'efficacité des cycles moteurs 22
§2. Cycles thermodynamiques réversibles des moteurs à piston et des
moteurs suralimentés 24
2.1. Hypothèses dans l'étude des cycles thermodynamiques réversibles
2.2. Cycles du moteur à piston
2.3. Cycles des moteurs suralimentés
§3. Recherche et optimisation des cycles thermodynamiques réversibles
3.1. Influence du taux de compression sur le rendement du cycle 24
3.2. Analyse de l'influence du taux de compression et de la loi de l'apport
de chaleur dans le cycle d'un moteur suralimenté
3.3. Efficacité thermique lors du contrôle du fonctionnement du cycle 42
3.4. Comparaison des cycles d'un moteur à pistons et d'un moteur suralimenté 45
3.5. Comparaison des cycles de moteurs suralimenté avec turbine à
impulsion et turbine à pression constante
3.6. Efficacité du refroidissement après le compresseur 45
Chapitre 2. Fluides de travail et leurs propriétés 49
§1. Réactions de combustion et produits de combustion
1.1. Combustion complète du carburant à 1
1.2. Combustion incomplète du combustible liquide
§2. Chaleur de combustion des mélanges combustibles 50
§3. Propriétés thermodynamiques de la charge fraîche et des produits de combustion 71
Chapitre 3. Processus d'échange de gaz 77
§ 1. Périodes d'échange de gaz
1.1. Calage des soupapes des moteurs à quatre temps
1.2. Diagramme d'indicateur des processus d'échange de gaz
1.3. Périodes d'échange de gaz
1.4. Travail des processus d'échange de gaz
1.5. Périodes d'échange de gaz dans les moteurs à deux temps
§ 2. Calcul thermodynamique des processus d'échange de gaz dans le
cylindre 89
2.1. Équation du premier principe de la thermodynamique pour les
processus d'échange de gaz dans un cylindre
2.2. Objectifs du calcul des processus d'échange de gaz 90
2.3. Température des gaz dans le cylindre au début de la phase de
compression 92
2.4. Paramètres de l'air ou du mélange combustible dans le tuyau
d'admission 96
2.5. Température du mélange combustible dans la conduite d'admission du
moteur à gaz 98
§ 3. Indicateurs de qualité des échanges gazeux 98
3.1. Rendement volumique 99
3.2. Facteur de purge 102
3.3. Rapport d'excès d'air de purge 104
§ 4. Processus d'échange de gaz dans les moteurs à quatre temps 105
4.1. Rendement volumique d'un moteur à quatre temps 105
4.2. Coefficient des gaz résiduels 107
4.3. Influence des facteurs de conception et de fonctionnement sur le
remplissage du cylindre 108
§ 5. Processus d'échange de gaz dans les moteurs à deux temps
5.1. Organisation du mouvement du gaz dans un cylindre
5.2. Schémas d'échange de gaz en boucle
5.3. Systèmes d'échange de gaz à flux direct
5.4. Processus se produisant dans le cylindre pendant l'échange de gaz 118
5.5. Nature du mouvement instationnaire des gaz pendant la période
initiale de l’échappement libre 128
5.6. Flux de gaz dans les organes d'échappement et dans la canalisation
d'échappement 129
§ 6. Détermination des paramètres des gaz pendant la période d'échange
gazeux 131
6.1. Equations initiales 131
6.2. Calcul de la combustion dans le moteur 133
6.3. Détermination des variations de la pression du cylindre par l'angle de
rotation du vilebrequin 143
6.4. Calcul d'un processus transitoire 147
6.5. Calcul du processus dans le système d'échappement à pression
variable dans la canalisation
6.6. Données initiales pour le calcul du processus d'échange de gaz dans les
moteurs à deux temps 156
Chapitre 4. Transformation de compression 157
§ 1. Dispositions générales 158
§ 2. Transfert de chaleur et équilibre thermique pendant la compression 161
2.1. Détermination des paramètres du fluide de travail en fin de
compression 161
Chapitre 5. Formation du mélange et processus de combustion 167
§1. Formation de mélanges combustibles
§ 2. Processus d'allumage et de combustion
§ 3. Méthodes d'organisation du processus de combustion
§ 4. Analyse du processus de combustion selon le diagramme indicateur
4.1. Principales phases de combustion dans les moteurs
4.2. Phases de combustion dans les moteurs à allumage commandé
4.3. Phases de combustion dans les moteurs diesel
§ 5. Caractéristiques de dissipation de la chaleur
5.1. Détermination des caractéristiques de dégagement de chaleur
pendant les essais du moteur
5.2. Propriétés générales des caractéristiques de dissipation thermique 209
5.3. Caractéristiques du dégagement de chaleur du moteur à allumage
commandé 212
5.4. Caractéristiques de dissipation de la chaleur du diesel 213
§ 6. Formation de substances toxiques lors de la combustion dans les
moteurs 217
6.1. Monoxyde de carbone 217
6.2. Hydrocarbures 218
6.3. Oxydes d'azote 220
6.4. Suie 221
§ 7. Amélioration de la formation de mélanges et de la combustion afin de
réduire les émissions nocives et la consommation de carburant 222
Chapitre 6. Thermodynamique des phases de combustion et
détente 229
§ 1. Chaleur utilisée dans les phases de combustion et de détente dans le
cylindre 230
§ 2. Calcul des phases de combustion et détente par la méthode
Grinevetsky - Masing 232
§ 3. Calcul de la phase de combustion 234
3.1. Équations de base
3.2. Calcul de la phase de combustion dans un moteur à auto-allumage par
compression 235
3.3. Calcul de la phase de combustion dans un moteur à allumage
commandé 236
§ 4. Transformation de détente 238
§ 5. Calcul des phases de combustion et détente basé sur la résolution
numérique des équations différentielles 240
5.1. Équations semi-empiriques des caractéristiques de dégagement de
chaleur 242
5.2. Équation différentielle du processus de combustion 245
Chapitre 7. Indicateurs du moteur 249
§ 1. Pression moyenne indiquée et puissance indiquée 250
§ 2. Indicateur d'efficacité et indicateur de consommation spécifique de
carburant 255
§ 3. Influence de divers facteurs sur les indicateurs
3.1. Influence des facteurs de conception et d’ajustement
3.2. Influence des facteurs opérationnels 258
Chapitre 8. Performances efficaces du moteur 267
§ 1. Schémas et principes de fonctionnement des moteurs suralimentés
§ 2. Puissance effective et pertes mécaniques
§ 3. Rendement effectif et consommation spécifique de carburant
§ 4. indicateurs de contrainte et limites de forçage du moteur
4.1. Indicateurs de contrainte 285
4.2. Méthodes pour forcer les moteurs en termes de puissance spécifique 268
4.3. Limite de l'augmentation de la puissance avec l'augmentation de la
pression de la charge fraîche 296
Chapitre 9. Utilisation de l'énergie des gaz d'échappement 307
§ 1. Conditions générales 308
§ 2. Conditions de fonctionnement de la turbine du moteur suralimenté
2.1. Système de suralimentation avec turbine à pression constante
2.2. Système de suralimentation avec turbine à impulsions 309
2.3. Système de suralimentation à impulsions avec convertisseur
d'impulsions 315
§ 3. Travail disponible (performances) des gaz d'échappement
§ 4. Indicateurs d'efficacité énergétique des gaz d'échappement
4.1. Travail disponible du flux des gaz 318
4.2. Travail disponible du flux du gaz à l'entrée de la conduite
d'échappement
§ 5. Température moyenne des gaz d'échappement 334
Chapitre 10. Modes de fonctionnement et caractéristiques des
moteurs suaralimentés 345
§ 1. Modes de fonctionnement et caractéristiques
§ 2. Caractéristiques de vitesse
§ 3. Caractéristiques des vis
§ 4. Caractéristiques de charge
§ 5. Caractéristiques combinées
§ 6. Caractéristiques du régulateur et du diesel
§ 7. Caractéristiques de régulation et autres § 8. Caractéristiques de toxicité
§ 9. Stabilité du mode de fonctionnement du moteur
§ 10. Adaptation du compresseur et de la turbine
§ 11. Correspondance des caractéristiques du turbocompresseur
11.1. Calcul des caractéristiques du moteur avec des turbocompresseurs
11.2. Calcul des caractéristiques d'un moteur à couplage de gaz 346
11.3. caractéristiques de calcul du fonctionnement conjoint de la partie
piston du moteur et d’un turbocompresseur à deux étages
§ 12. Régulation du turbocompresseur
12.1. Régulation du compresseur 424
12.2. Régulation des turbines 428
§ 13. Principes de régulation du moteur suralimenté 418
Chapitre 11. Processus de travail des moteurs conception spéciale 435
§ 1. Moteurs à pistons rotatifs (MPR)
1.1. Cycle de travail 436
1.2. Indicateurs de performance 441
§ 2. Générateurs de gaz à piston libre et compresseurs diesel
2.1. Générateurs de gaz à piston libre (GGPL)
2.2. Capacité et performances du GGPL
2.3. Diagramme de force et équilibre de travail
2.4. Fréquence du cycle GGPL
2.5. Régulation du GGPL 448
2.6. Caractéristiques du GGPL 451
2.7. Compresseurs diesel à pistons libres (CDPL) 436
§ 3. Marteaux pilons 454
Chapitre 12. Équilibre thermique et échange de chaleur dans les
moteurs 455
§ 1. Bilan thermique
§ 2. Transfert de chaleur dans le moteur à combustion interne
2.1. Échange de chaleur dans le cylindre du moteur
2.2. Transfert de chaleur par rayonnement
2.3. Transfert de chaleur par convection dans un cylindre 463
2.4. Échange de chaleur dans les cavités des systèmes de refroidissement
par liquide des moteurs 478
Chapitre 13. Caratéristiques de fonctionnement du moteur en
régime instationnaire 483
§ 1. Dispositions générales 484
§ 2. Fonctionnement du moteur avec un consommateur d'énergie dans des
conditions de modes instationnaires 487
§ 3. Conditions de fonctionnement similaires 492
§ 4. Cycle de travail similaire 496
§ 5. Accélération du moteur 501
§ 6. Réception de charge 505
§ 7. Démarrage, préchauffage et arrêt du moteur 509
§ 8. Modes irréguliers, oscillants et cycliques 512
Chapitre 14. Méthodes de calcul et modélisation mathématique
du cycle réel du moteur 515
§ 1. Modélisation mathématique d'un cycle réel
1.1. Fiabilité du modèle mathématique
1.2. Principales étapes de la modélisation mathématique sur ordinateur
§ 2. Méthodes de calcul des cycles moteurs réels et modèles
2.1. transformations thermodynamiques dans le cylindre du moteur
2.2. Équations du modèle mathématique des processus d'échange de gaz
2.3. Modèle mathématique d'un cycle moteur réel d’un moteur à turbine 514
2.4. Conditions aux limites pour un cylindre dans l’hypothèse d’une
pression invariable dans les conduites d'admission et d'échappement
§ 3. Algorithmes de calcul du cycle réel à l’aide d'un ordinateur
3.1. Calcul des phases de compression, de combustion et détente
3.2. Calcul de l'échange du gaz
3.3. Exemple de calcul 539
§ 4. Exemples de calculs de cycle réel 525
4.1. Calcul du cycle d'un moteur à carburateur à quatre temps d'une petite
voiture de Tourisme 541
4.2. Calcul du cycle d'un moteur diesel quatre temps de type ЧН 26/26 548
Annexes : Voir fichier Moteurs_Annexes.pdf sur le site web
www.pagesbleues-editions.com (Télécharger / PDF)
Bibliographie