Thèmes:
- Consommation spécifique de carburant
- Efficacité du moteur
- Diagramme de puissance / diagramme d'œuf
- Diagramme de réduction des actifs
Consommation spécifique de carburant :
On exprime généralement la consommation de carburant d'un véhicule en nombre de kilomètres parcourus par litre, par exemple : 1:15. La documentation du véhicule donne souvent des litres aux 100 km. Les conditions de conduite ont été prises en compte, c'est-à-dire résistances motrices qui jouent un rôle majeur.
Il est intéressant pour les techniciens de savoir combien de carburant il en coûte pour fournir une certaine puissance sur une période donnée. Cette consommation est exprimée en kilogrammes de carburant par heure (B). Quand on le regarde par kiloWatt, on parle de consommation spécifique de carburant (be), exprimée en g/kWh.
La consommation spécifique de carburant peut être incluse dans le diagramme couple-puissance du véhicule. Ce diagramme montre que la consommation spécifique de carburant à pleine charge est la dernière lorsque le couple moteur est juste au-dessus de son maximum.
Efficacité du moteur :
Nous obtenons la consommation spécifique de carburant la plus faible dans les circonstances où le rendement du moteur est le plus élevé. La puissance est exprimée en Watt ou Joule/s. La puissance fournie est le contenu calorifique du carburant, qui est égal à la consommation spécifique de carburant (be) * la puissance fournie (P) * la chaleur spécifique de combustion (H).
Schéma de puissance/schéma œuf :
Pendant la phase de test de chaque (nouveau) moteur, une mesure de la consommation spécifique de carburant a lieu. Dans cette mesure, la consommation de carburant est effectuée sur un banc d'essai moteur ou un banc d'essai de puissance à différentes vitesses et charges moteur variables. La charge est ajustée en appuyant progressivement sur la pédale d'accélérateur, de sorte que le moteur délivre quelques kW de puissance en plus à chaque pas. De cette manière, toute la plage de vitesse est parcourue.
L'image ci-dessous montre le diagramme de consommation de carburant, également appelé « diagramme de l'œuf ». Les îlots indiquent la consommation de carburant en g/kWh. Ces lignes (en forme d'œuf) relient les points dont la consommation spécifique de carburant est la même. Le plus petit îlot donne une vitesse d'environ 3000 tr/min. la consommation de carburant la plus faible, à savoir 240 g/kWh. Nous appelons cela le « sweet spot ». Le moteur est le plus économique à de telles vitesses et charges.
Explication des lignes du diagramme Ei :
- Axe vertical : le couple en Nm ;
- Axe horizontal : vitesse du vilebrequin ;
- Ligne bleue : la courbe de couple du moteur ;
- Lignes vertes : lignes électriques en kW ;
- Îles noires : les espaces de consommation
Les lignes électriques (vertes) montrent clairement qu'à mesure que la vitesse diminue, le couple (et donc la pression moyenne de combustion) doit augmenter pour conserver la même puissance. Nous constatons également une diminution de la consommation de carburant. La consommation minimale de carburant de 240 grammes par kWh est atteinte à un régime d'environ 3000 85 tr/min et une puissance d'environ 9 kW. La consommation de carburant de cette voiture est en moyenne de 100 l/XNUMX km.
Cela signifie que le moteur est plus économique lorsqu'il doit fournir environ 45 % de la puissance totale. À des puissances inférieures, le moteur est inefficace : pratiquement aucune puissance n'est délivrée, mais toutes les pertes de friction internes doivent être absorbées. En pratique, cela peut signifier que le véhicule peut être plus économique en roulant à 120 km/h en 6ème vitesse qu'en roulant à 90 km/h en 4ème vitesse.
Schéma de puissance pour downsizing :
Jusqu'à récemment, les constructeurs utilisaient des moteurs de grande cylindrée. Dans le groupe VAG, le moteur 6.0 cylindres 12 (W-) était la pièce maîtresse, entre autres, de l'Audi A8 et de la BMW M5 (E60) qui offrait des performances élevées avec le moteur V5 atmosphérique de 10 litres. Les voitures de la classe moyenne étaient également équipées d'une cylindrée relativement importante, par exemple un 2.0 litres atmosphérique. Aujourd’hui, les constructeurs recherchent tous les moyens possibles pour réduire considérablement les émissions sans sacrifier les performances. Nous constatons que la cylindrée de plus en plus de moteurs diminue et qu'un turbo à gaz d'échappement assure de bonnes performances. Nous en voyons un exemple dans la VW Golf, où le moteur 1.0 litre avec turbo est plus performant et plus économique qu'un (plus ancien) moteur 1.4 litre sans turbo :
- VW Golf V à partir de 2005, cylindrée : 1,4 litres, actifs: 59kW, consommation: 6,9 l'/100km (1 :14.5);
- VW Golf VII à partir de 2015, cylindrée : 1.0 litres, actifs: 85kW, consommation: 4,5 l'/100km (1 :22,2).
Les diagrammes d'œufs ci-dessous proviennent d'un atmosphérique moteur d'une cylindrée de 2,5 litres et un pressurisé 1,6 litre moteur. Les deux moteurs délivrent un couple maximal de 240 Nm. La courbe de couple du moteur atmosphérique est bien plus plate que celle du moteur turbo vers 3000 tr/min. Avec les deux moteurs, le couple maximum est atteint vers 3000 tr/min, mais on voit que le pression effective moyenne du piston (BMEP) pour le moteur turbo est 7 bars plus élevé au régime de couple. Un BMEP plus élevé entraîne moins de pertes de débit lors des échanges gazeux et un rendement plus élevé.
