Calculs sur le moteur à air de Mdi: des chiffres enfin!

[Christophe]

Nous avons enfin pu récupérer (à défaut de les faire nous même...) des calculs précis sur la fameuse voiture à air de MDI. Ces calculs ont été fait en 2003 par l'école des Mines de Paris dans le labo énergétique. Elle est évoqué dans le documentaire suivant: https://www.econologie.com/la-voiture-a- ... -3965.html

Vous pouvez télécharger les rapport intégraux ici:

https://www.econologie.com/telechargemen ... nes-paris/
https://www.econologie.com/telechargemen ... nes-paris/



Voici les premières informations de ce rapport:

A titre indicatif, considérons 340 l d’air initialement à la pression de 300 bar, qui se détendent jusqu’à la pression atmosphérique, P = 1 bar.

Le travail fourni, dans le cadre de l’hypothèse des gaz parfaits est :
Pour une détente adiabatique : 20.5 MJ
Pour une détente polytropique (k = 1.2) : 31.3 MJ
Pour une détente isotherme : 58.2 MJ

1 L de carburant diesel contient environ 10 kWh soit 36 MJ
Le rendement d'un moteur thermique se situe au alentours des 0.3 (30%)
1 L de carburant diesel fournira donc 36 * 0.3 = 10.7 MJ mécanique.

Le reservoir de 340L et 300 bars contient donc l'équivalent, au mieux (rendement de 100% du moteur mdi (!!) sur une détente isotherme) de 58.2/10.7 = 5,4 L de carburant! La réalité doit être entre 2 et 3 Litres "équivalent gasoil" compte tenu du rendement réel du moteur!

Ainsi, en vue d’optimiser la quantité de travail fournie par une détente, il est essentiel d’effectuer une détente proche d’une détente isotherme. C’est pourquoi, le concept d’une détente étagée est intéressant, caractérisée par un réchauffage du gaz (dont la température a chuté au cours de la détente) entre les étages de détente.

La suite dans le doc...

Bref j'invite tous ceux que les moteurs intéressent de près ou de loin à lire le doc: calculs sur le moteur à air

[Superform]

Après la lecture de ce pdf...

ben je retourne coder

il faudra attendre encore un peu pour voir ces véhicules circuler, à mon avis...

[Remundo]

Ils ne manquent pas d'air chez Mdi

Plus sérieusement, si y a l'équivalent de 4L d'essence, ça fait vraiment "short". Y'a de quoi tomber en rad même en ville

[Capt_Maloche]

Je reprend le message envoyé en MP à Christophe:

AH oui, c'est bien ça :
je savais bien qu'il y avait des échangeurs sur l'air ambiant

Ainsi, le rendement de la détente isentropique dans chacun des étages est fixé à 85%, les pertes par fuite dans les circuits, à l’entrée de chaque étage sont fixées à 2% (chiffre probablement inférieur au pourcentage réel de perte), et l’efficacité des échangeurs à 50%.

Comme indiqué ci-dessus, dans le tableau 5, l’autonomie du MDI CAT en cycle urbain ne serait plus que de 47 km, valeur maximale car nous n’avons pas encore pris en compte la consommation des accessoires.

7 CONCLUSION
Nous avons pu montrer ici, que l’autonomie du MDI CAT, était estimable à une quarantaine de kilomètres, lorsque l’on considère son fonctionnement en zone urbaine, et le système de détente étagée telle que nous l’avons simulé.
Et c’est précisément pour à ce type de parcours que ce véhicule est destiné.
Cette autonomie est faible, et est soumise à l’influence de paramètres importants comme la température de l’air extérieure où la consommation des accessoires.
En effet, en hiver, de nuit, ou/et sous la pluie (fonctionnement des essuie-glace et des phares), il est probable que l’autonomie descende en dessous du seuil des 40 km.
Nous pensons donc que l’ajout d’un système de brûleur, alimenté par du diesel (et non par de l’électricité ce qui dégraderait encore l’autonomie), est à envisager.

Citation:
Enfin il serait intéressant de travailler sur un moteur bi-énergie, fonctionnant à air comprimé uniquement en zone urbaine.

C'est donc l'autonomie de 2L de carburant qui est offert avec une charge de 5h30

Donc 5h30 de charge pour 40km d'autonomie... quelle puissance déjà le compresseur? ça fait quoi au prix du km?

[chatelot16]

vous avez tout compris : l'air comprimé et un moyen de stockage d'energie encore plus lourd que les bonne vieilles batterie au plomb

l'air comprimé peut quand meme servir a quelque chose : faire des vehicules hybride : pour un hybride il est inutile de mettre une batterie trop lourde pour avoir une bonne autonomie : il suffirait d'une toute petite batterie de capacité juste jufisante pour recuperer l'energie d'un freinage , et relancer la voiture au demarage : ce n'est pas possible avec une batterie : un temps de charge ou de decharge trop court la massacrerait rapidement

un reservoir d'air comprimé ne s'use pas quel que soit la vitesse de remplissage ou de vidage : c'est donc tres bien pour la recuperation d'energie de freinage : encore mieux les meme piston pouraient servir de compresseur a freinage , le moteur a air au demarage et de moteur thermique quand il n'y a plus d'air

[nlc]

Après la lecture de ce pdf...

ben je retourne coder

il faudra attendre encore un peu pour voir ces véhicules circuler, à mon avis...

Tu codes quoi de bô ?

[Superform]

C'est un secret, vous saurez tout !...

mais plus tard

[Christophe]

l'air comprimé peut quand meme servir a quelque chose : faire des vehicules hybride : pour un hybride il est inutile de mettre une batterie trop lourde pour avoir une bonne autonomie : il suffirait d'une toute petite batterie de capacité juste jufisante pour recuperer l'energie d'un freinage , et relancer la voiture au demarage : ce n'est pas possible avec une batterie : un temps de charge ou de decharge trop court la massacrerait rapidement

Exactement bien que je ne sois pas certain que l'air soit avantageux par rapport à un fluide hydraulique. Comme de l'huile par exemple.

Un de mes exercice d'école d'ingé éconologique (rares!) concernant justement des bus polonais bien usés que la mairie ne pouvait remplacer.

Ils ont donc planché sur une "autre solution" et ont finalement monté un systeme hydraulique de récupération de freinage: grâce à un "bête" moteur-pompe hydraulique monté (probablement je ne sais plus trop, l'exercice n'était pas trop détaillé) entre le moteur et la boite.

Je crois (ca fait presque 10 ans) que les performances étaient les suivantes: +30% de performances à l'accélération et -20 à 30% de consommation, coût moins de 5000€ par bus (à comparer avec un bus neuf qui aurait les mêmes performances: plus de 100 000€)!

Les polonais l'ont fait y a 15 ans...on attends pour généraliser le systeme sur TOUS les véhicules (au moins disons les poids lourds)? Le peakoil? On est vraiment trop cons ouais! C'est marrant cette habitude de toujours tout faire dans l'urgence...

Enfin il serait intéressant de travailler sur un moteur bi-énergie, fonctionnant à air comprimé uniquement en zone urbaine.

Ben c'était l'idée de Mdi ces dernières années...

[nlc]

L'huile n'etant pas compréssible, je vois pas bien comment on peut stocker de l'enrgie avec de l'huile

[Christophe]

Le but n'est de stocker l'énergie que 2 ou 3 freinages (peut être même que un me rappele plus) pour aider à la prochaine réaccelération: pas plus!

Quelques centaines (dizaines?) de kJ de stockage suffisent donc (rien à voir avec les 300L à 300 bars qui stockent 30 MJ).

Je pense qu'il y avait un espece de "vase" d'expansion à air ou gaz neutre sur la ligne, c'est vraiment loin cette histoire mais je pense qu'on pourrait retrouver des infos (brevets) sur la question...