Dopage moteur à l'eau: thermodynamique

[chatam]

Non, le moteur ne fondrait pas car la masse des gaz est sans commune mesure avec la masse du bloc moteur, les gaz sont largement refroidit lors du 4ème cycle d'éjection du moteur 4 temps

C'est la T° à l'explosion qui est importante, la période est trés brève, on joue avec la vitesse et la surface, plus le moteur tourne vite, et moins il y a d'échange avec les parois, et plus la T° de l'échappement augmente

et
3000°C certainement pas car le moteur fondrait, et avant ça l'eau de refroidissement serait entrée en ébulition...

Pas plus quà 1500°C, ou si peu...
si tu vas par là, puisque tu confirme qu'en régime normal la T° dans les cylindres monte à 1500°C, l'eau de refroidissement devrait bouillir non? là c'est moi qui me gausse

bien sûr que le mélange peut monter à 3000°C, c'est de la thermodynamique, objet de ce sujet, la question est : est ce que les soupapes supporteront une augmentation de T° des gaz éjectés?

C'est la raison pour laquelle je pense que le crackage de l'eau, même partiel, peut sauver les soupapes en plus d'améliorer la combustion.

Ce n'est pas une question de masse de gaz mais de quantité d'énergie dégagée...sur un diesel donc on a ~1500°C et sur un essence 2000°C (lors de la combustion), les gaz sur un essence sont à 850° au passage de la soupape
La durée de combustion est brève (mais doit être identique à une combustion normale sinon on appelle ça une détonation et pour le moment AUCUN moteur à pistons n'y résiste longtemps)... mais tu oublies qu'on a 1 explosion par cylindre tous les 2 tours de vilebrequin: ça fait un bon paquet par seconde au régime de puissance maxi
Les soupapes ordinaires tiennent à ~900°, et une combustion à 3000°C ça fait 1/3 de t° en plus donc on peut imaginer que les gaz auront alors dans les 1200°: là il n'y a que les métaux spéciaux utilisés dans les réacteurs d'avion récents qui tiennent...

Oui avec un rapport de 23/1 on atteint 35bars de pression de compression: tu oublies que l'air chauffe (à 600°C) sous l'effet de la compression, donc se dilate, ce qui fait monter la pression

[Capt_Maloche]

T'as fini avec tes ?

Formules SVP, ou mesures?
AH, voilà, t'as plus qu'à rentrer les paramètres pour 600°C : http://fr.wikipedia.org/wiki/Masse_volumique_de_l%27air pour en déduire la pression finale

J'ai la flemme, faut que je dorme, j'verrais ça plus tard


avec

Rho humidité relative,
v température en °C,
p pression en Pa.

en cherchant quelques infos sur les diesels, j'ai trouvé ça http://www.motorlegend.com/entretien-re ... 11669.html

très interressant 6 pages en tout

Les chambres de combustion

Les études de chambres de combustion sont extrêmement soignées pour éviter le cognement (diesel knock) et les bruits excessifs qui caractérisaient les premiers diesels rapides.

La première condition à réaliser est d'assurer le contact de chaque particule injectée avec l'air comprimé dans la chambre pour limiter le délai d'inflammation. La seconde consiste à éviter un fonctionnement trop brutal et une pression maximale trop élevée.

Il existe deux solutions :
- Imprimer au combustible, grâce à une pression d'injection très élevée, une vitesse telle que les gouttelettes puissent atteindre toutes les parties de la chambre de combustion ;
- Créer une turbulence de l'air qui lui fera rencontrer les gouttelettes de combustible.

Avec le premier procédé, tout mouvement de rotation de l'air ne sera qu'un complément avantageux (citons le masquage partiel de la soupape d'admission d'air par un écran, système Hesselman en 1930).

Le second procédé oblige à concevoir des chambres de combustion à haute turbulence ou bien des préchambres d'allumage dans lesquelles s'amorcera la combustion

ça me fait penser à l'AVEC ou bien aux turbulences occasionnées par le "réacteur" du Pantone

Le délai d'inflammation de l'huile dépend principalement :
- Des caractéristiques des gas-oils et huiles
pour diesels :
- Des températures atteintes dans la chambre
de combustion et des pressions finales de compression
- Des caractéristiques techniques du système d'injection ;
- De la forme et des dimensions de la chambre de combustion.

Début de la compression :
L'air aspiré est animé d'un mouvement tourbillonnaire microscopique créé par les effets de l'aspiration et les formes du piston et de la chambre

Début de l'injection :
La compression subdivise le tourbillon principal en une multitude de tourbillons (turbulences) mais le combustible ne s'allume pas immédiatement.

Combustion :
La combustion se propage instantanément grâce à la turbulence mais elle continue pendant un certain temps car le combustible est injecté progressivement.

[Capt_Maloche]

Bonjour

Il ne faudrait pas penser que le diesel respire uniquement autravers le réacteur..

Ce qui passe dans le réacteur c'est c'est une trés petite partie de ce que le diesel aval, dans mon cas c'est un turbo, le réacteur est avant le turbo je ne pense pas que le moteur manque d'air, si il y a une petite restriction la Wesguet controlera..
André

Oui André

ce qui passe par le réacteur est un gaz saturé de vapeur d'eau et de carburant
Par contre pour assurer un débit suffisant dans le dit réacteur, il faut assurer un dépression conséquente avec une vanne qui ne laisse passer que de l'air comburant

As tu déja mesuré la pression à l'aspiration avec un montage Pantone?

[Andre]

Bonjour

Oui André
ce qui passe par le réacteur est un gaz saturé de vapeur d'eau et de carburant
Par contre pour assurer un débit suffisant dans le dit réacteur, il faut assurer un dépression conséquente avec une vanne qui ne laisse passer que de l'air comburant

As tu déja mesuré la pression à l'aspiration avec un montage Pantone?

Nos grand pere nous ont appris depuis fort longtemps a maitriser le venturi dans les carburateurs , un venturi bien concut fait une faible perte de charge et procure une dépression de 2 a 3 fois plus élevée et en prime elle donne une (certaine) régulation

Disons que avec un turbo mesurer la dépression ou la pression avant le turbo pas trés utile. Ce printemps je vais connecter un PA pour mesurer la pression dans le collecteur (juste pour voir a quelle RPM et charge le turbo fourni, bien que a 2000 rpm on cela commence a bien se sentir)
La depression fourni par le venturi est de 0,7 metres d'eau a 2200rpm

André

[chatam]

T'as fini avec tes ?

Formules SVP, ou mesures?

Les chambres de combustion


ça me fait penser à l'AVEC ou bien aux turbulences occasionnées par le "réacteur" du Pantone

Je te rappelle que je bosse dans la mise au point de moteurs diesel, notamment sur banc, et je n'ai pas à divulger quoi que ce soit comme données précises ici, même si j'en sais beaucoup plus que ce que je suis sensé savoir... (j'ai pas envie d'aller en tôle...)
L'AVEC c'est du n'importe quoi, juste un bidule à faire causer et ramasser du fric pour ceux qui le vendent, je me suis déjà étendu là dessus...
Les chambres à turbulences, injecteurs multijets, injections multiséquencielles,etc... c'est pas fait pour les chiens ...il y a une armée d'ingénieurs qui bossent là dessus pour optimiser les fonctionnements dans toutes les plages de régimes, d'une façon fiable et avec des équipements ultra pointus,si vous espérez faire mieux, bon courage...
La vapeur d'eau ça marche, ça a été testé au banc, mais ça ne marche pas dans toutes les conditions, parfois c'est carrément contre productif, c'est pour celà que ça n'a jamais été mis en série...

[Capt_Maloche]

Fallait le dire avant grand nigaud

Je ne te demande pas de divulguer des secrets industriels, loin de là, je cherche simplement à établir les bases minimums pour éventuellement améliorer les perf ou réduire la conso d'un diésel par l'injection d'eau ou vapeur, avant de passer à la pratique

Dailleurs, pour la pression de fin de compression, je te l'ai donné au dessus la formule adaptée, valeur théorique bien sûr qui ne tient pas compte des échanges avec les parois. mais qu'importe, 35 bar doit être possible, si tu le dis; je le calculerai un peu plus tard, juste pour voir, c'est vrai que je n'avais pas tenu compte de la dilatation de l'air.

Quand à atteindre 3000°C sans cramer les soupapes, je pense que le crackage de l'eau peu beaucoups aider pour abaisser la T° dans le 4ème temps, reste à le démontrer.

Je suis bien conscient qu'il y a un sacré travail sur les moteurs, et je trouve que les calculateurs font des merveilles, quand on voit les derniers 2.00 DCI à 180ch et 320Nm pour des consos modestes, c'est assez éloquent.

aujourd'hui, je sais déjà pour les avoir testé et après mûre réflexion que les "AVEC" ne peuvent rien apporter sur les moteurs récents

Par contre je ne comprends pas toutes les raisons de la complexité du développement des moteurs CAI; http://www.onversity.net/load/hcci_cai.pdf

Tiens, je suis trés heureux de m'adresser à un spécialiste et j'ai deux questions, tu réponds si tu peux:

- Pourquoi sur les moteurs CAI, ne pas simplement injecter le carburant (l'essence en l'occurrence) comme le Gasoil à haute pression juste en fin de phase de compression et laisser s'auto enflammer le carburant au moment voulu? je n'ai jamais compris pourquoi on ne pouvait pas le réaliser avec de l'essence... alors qu'on le fait simplement avec le gasoil.

- La production de NOx se produit avec l'azote de l'air à partir de 1600°C en présence d'O2; est ce que cela se produit parce que le mélange air/carburant n'est pas homogène? y a t il moins de NOx avec un combustible gazeux?

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Autre registre;

j'ai pris 2h00 ce soir pour bricoler ceci sur mon brûleur fioul avec une simple tôle
Mon tube ainsi adapté fait 80mm de diamètre et 22cm de long hors tout:


Désolé pas pris le temps de faire des photos...

Mais les résultats sont encourageants, à T° de fonctionnement égale (eau à 60°C) et réglages inchangés mes fumées sont passées de 110°C à 120°C (ce qui signifie plus d'énergie et sûrement moins d'imbrûlés) et ma flamme est devenues extrêmement lumineuse (beaucoup plus qu'avant), le tube de tôle devient rouge (aprés quelques secondes, tôle 10/10ème oblige) car la combustion du mélange commence au niveau des entrées d'air du tube (la flamme accroche juste après les ouïes que j'ai pratiqué) en fait d'ouïes le tube est quasiment ouvert à sa base

et puis zut, j'vais faire des photos, voyez vous même: c'est rustique mais ça fonctionne plutôt bien





Juste aprés l'arrêt du brûleur:


La flamme sort d'encore 20 bon centimètres aprés le tube ce qui signifie que les goutelettes sont loin d'être toutes vaporisées à l'intérieure

je suppose qu'il faudrait que je change de gicleur pour en prendre un qui disperse plus large, 60° par exemple et peut être que je rallonge le tube

je pense que ce qu'il faudrait c'est créer un venturi au niveau du gicleur, afin d'aspirer plus de gaz brûlés du corps de chauffe

j'attends vos avis à ce sujet, merci

[Capt_Maloche]

Bonjour

Pas sur, il faudrait avoir l'opinion a ceux qui sont plus théorique..

Mais j'ai toujours pensé que en fin de compression, plus l'air etait chaude plus elle etait dilaté, donc plus de pression .
Reste a confirmer c'est mon impression

André

Apparemment, c'est toi qui a raison

La masse volumique de l'air sec à 600°C est de 0.40 Kg/m3, un peu plus (disons 0.50 kg/m3) avec avec un air humide

[Capt_Maloche]

Beuah !

T'es là Chatam? il y a deux questions qui t'attendent plus haut

Tiens au fait t'avais raison
Un calcul trés simplifié nous donne

La masse volumique de l'air sec à 600°C est de 0.40 Kg/m3, un peu plus (disons 0.50 kg/m3) avec avec un air humide

de la même manière pour la pression, ce la donnerait pour :

0.9 bar x 22 /0.5 moins 20% parois = 32bar pour un taux de compression de 22

avec 35 bar, je suppose que mes pertes parois sont surestimées, ce qui semblerait normal pour pouvoir démarrer par -5°C et obtenir malgré tout les 600°C recquis

Disons quand même 32bars pour un ratio volume 22:1

Prenons 1litre d'air à 20°C et 50% d'hygrométrie, la masse volumique est 1.2 kg/m3 et l'enthalpie spécifique est de 40 KJ/kg et la Quantité d'eau est de 7.5g/m3 ( à 100% la masse d'eau serait de 15g/m3)

1L d'air à 20°C et 50%HR fait donc 1.2g et son enthalpie spécifique est de 40x1.2/1000= 0.048 soit 48 J/L

(Comprimé dans un ratio 22:1 je monte à 1.2 x 22 = 26.4 kg/m3 ou 0.0264 kg/L)
La pression est multipliée par 22, le volume initial est inchangé
PxV/T°=Cte
L'enthalpie spécifique passe à 48 J/L x 22 = 1056 J/L divisé par le ratio de la masse volumique 0.5 soit environs 2100 J/L et 20% sont absorbés par les parois soit 1680 J/L en fin de compression

au final 1,680 = 0.0012 x 1.007 (CP de l'Air sec) x Delta T° soit 800°C PFOUU !

[martien007]

T'as fini avec tes ?

Formules SVP, ou mesures?

Les chambres de combustion


ça me fait penser à l'AVEC ou bien aux turbulences occasionnées par le "réacteur" du Pantone

Je te rappelle que je bosse dans la mise au point de moteurs diesel, notamment sur banc, et je n'ai pas à divulger quoi que ce soit comme données précises ici, même si j'en sais beaucoup plus que ce que je suis sensé savoir... (j'ai pas envie d'aller en tôle...)
L'AVEC c'est du n'importe quoi, juste un bidule à faire causer et ramasser du fric pour ceux qui le vendent, je me suis déjà étendu là dessus...
Les chambres à turbulences, injecteurs multijets, injections multiséquencielles,etc... c'est pas fait pour les chiens ...il y a une armée d'ingénieurs qui bossent là dessus pour optimiser les fonctionnements dans toutes les plages de régimes, d'une façon fiable et avec des équipements ultra pointus,si vous espérez faire mieux, bon courage...
La vapeur d'eau ça marche, ça a été testé au banc, mais ça ne marche pas dans toutes les conditions, parfois c'est carrément contre productif, c'est pour celà que ça n'a jamais été mis en série...

Tiens un spécialiste du diesel.

J'ai une question : un possesseur de 807 Peugeot Hdi de 160000 km m'a dit avoir eu le problème suivant :

- pas de démarrage un matin
- véhicule au garage -> remplacement de la pompe de gavage ( 350 euros la pièce ) sans reprogrammer le calculateur car garagiste pas au courant -> destruction d'un injecteur -> véhicule chez le Grand concessionnaire Peugeot qui possède un appareil spécial pour décoller l'injecteur et pour éviter dépose de la culasse (impossible de démonter l'injecteur) coût : 1000 euros l'injecteur hors MO
- possesseur du véhicule très content -> il va vendre son 807 avant qu'un autre injecteur lâche. Merci Peugeot, merci Hdi injection directe haute pression .

Connais-tu ce problème ou bien s'est-il fait arnaquer ?

[Capt_Maloche]

T'es là Chatam? il y a deux questions sur les moteurs CAI qui t'attendent plus haut