Moteurs économiques

[Lefeuvre]

Par tradition et notamment en France il y a méfiance à l’égard d’une innovation qui remettrait en question un système établi . Les industriels et financiers scient rarement la branche sur laquelle il sont installés quand bien même une innovation majeure vienne à présenter un intérêt économique général car il est beaucoup plus lucratif de fabriquer des montagnes de pistons, bielles, vilebrequins, culasses, etc que des machines comportant peu de composants et 10 fois moins chères.
Ces industriels sont donc peu enclins à se lancer dans de nouvelles technologies dont ils se méfient et qui pourraient présenter des chances de succès aléatoires notamment si l’on prend l’exemple de Citroën pour le moteur Wankel vers les années 1970.
Par contre, ces mêmes industriels peuvent poursuivre sans compter la sophistication des moteurs existants pour stimuler insidieusement leur clientèle.
Dans l’exemple le summum est atteint avec l’adoption du concept Mce5 VCR ( taux de compression variable) prévu ( peut-être)sur des moteurs de firmes Françaises alors que des concepts VCR beaucoup moins sophistiqués (excentriques sur paliers de vilebrequin, ou bloc moteur en 2 parties amovibles) ont déjà été réalisés par plusieurs motoristes mais finalement abandonnés en raison de performances non à la hauteur du surcoût générés par les concepts.
Sur le Mce5, sont ajoutés 4 pistons supplémentaires destinés à actionner le mécanisme VCR qui comporte de surcroît un asservissement de commande très complexe.
Il est donc inutile de préciser que peuvent être l’accroissement en masse et volume des moteurs comportant ce concept qui paradoxalement utilise (terme barbare) le « down sizing » qui consiste à gaver un moteur de plus petite cylindrée, donc normalement plus léger, pour obtenir la même puissance qu’un moteur de cylindrée plus importante grâce à un turbo-compresseur à multi-ailettes moderne à double étage dont la suralimentation est assurée notamment par des ailettes orientables pilotées électroniquement.
Ce choix laisse percevoir qu’il y a entière antinomie en adoptant le VCR (taux de compression variable) qui est sensé réduire la consommation alors que simultanément est utilisé un turbo-compresseur qui, lui, est très gourmand en carburant car il n’est plus un secret pour personne que le gavage d’un moteur à essence accroît considérablement la consommation par rapport au moteur atmosphérique en raison d’une réduction impérative du TC pour éviter la détonnation et de la chute de couple que génère le Turbo en freinant les gaz d’échappement.
Lorsque l’on imagine le coût d’un turbo-compresseur double étage qui est probablement aussi élevé, à lui sel, qu’une « Turbine radiale de série, pas nécessaire de réfléchir énormément pour comprendre quel sera le prix du véhicule doté du concept, comme disent certains : parfois on tombe dans le délire.
Par contre l’intérêt du turbo est majeur et incontestable sur les diésels qui ne subissent pas une perturbation de la colonne gazeuse due au volet d’aspiration des moteurs essence qui crée une dépression ou succion freinant le piston et réduisant ainsi le couple lorsqu’ils sont à faible charge.
En effet, sur les diésels il y a toujours remplissage complet du cylindre ; par conséquent l’air comprimé par le turbo exerce une poussée favorable sur le piston qui accroit d’autant plus le couple du moteur diésel alors que l’on se retrouve à l’inverse sur le moteur essence qui de surcroit est déjà limité à 10 dans son rapport de compression en raison du phénomène de détonnation.
Bien sûr, les concepteurs du Mce5 se targuent avec le concept de pouvoir abaisser le rapport volumétrique à 6,5 de façon à permettre de mieux gaver le moteur et obtenir un couple et une puissance élevés à bas régime, stratagème surtout destiné à impressionner le profane qui ignore qu’avec un moteur turbo-compressé on peut obtenir des puissances sup. à 150cv/l depuis des décennies, ils furent d’ailleurs beaucoup utilisés en formule1 vers les années 1970.
Le véhicule utilisant le concept intéressera probablement une clientèle restreinte, peu soucieuse de l’aspect financier mais surtout friande d’originalité et de sensations.

IL apparaît donc que la solution du Mce5 destinées à permettre de réaliser des économies tant pour la construction des moteurs que pour la réduction de leur consommation ne soit pas des plus convaincantes en raison de choix moins onéreux et moins complexes chez d’autres firmes.

Points semblant discutables du concept Mce5 :

1/ complexité du mécanisme embiellé doté de crémaillères , roue dentée oscillante intermédière dont la masse élevée ne peut qu’inciter à réduire le régime du moteur.
2/ réalisation de 8 cylindres et 8 pistons au lieu de 4 sur le moteur conventionnel.
3/ moteur plus volumineux et plus lourd qu’un moteur conventionnel de même cylindrée.
4/ opérations très spécifiques et onéreuses de forgeage d’estampage, d’usinage, de rectification et de traitements thermiques spéciaux des éléments du mécanisme embiellé.

http://www.youtube.com/watch?v=UEtm2y1yXnI&NR=1
Seul, le moteur Vtec ( brevet Honda ) et quelques autres systèmes presque semblables permettent de réaliser des réductions de consommation très appréciables depuis plus de 20 ans.
Son principe très simple consiste ( via un dispositif associé à l’arbre à came) à permettre le retardement de la fermeture des soupapes d’admission afin de ne garder que la quantité optimisée d’air nécessaire au mélange , le surplus d’air non nécessaire (à faible charge) étant relaché juste avant fermeture des soupapes d’admission.

Le principe Vtec permet donc de se dispenser en bonne partie du papillon ou volet d’admission sus-évoqué afin de réduire le phénomène de succion générateur d’accroissement de la consommation .
Mon véhicule doté du moteur Honda 16v Vetec consomme environ 15% de moins que ceux dotés de moteurs classiques. Cependant, pour obtenir des réductions de consommation optimum il serait intéressant d’associer le principe Vtec au VCR. Il semble que ce ne soit pas encore tenté.

Si l’on regarde le palmarés des moteurs à essence à consommation réduite, les moteurs turbo- compressés n’y figurent pas.

Utiliser un turbo-compresseur pour réduire la cylindrée semble être une hérésie.
A mon sens pour réduire considérablement la consommation il faut faire l’inverse, c’est-à-dire augmenter la cylindrée en passant par exemple de 1,5l à 2,5l pour enfin obtenir grâce au système Vtec un remplissage partiel des cylindres, autrement dit, dans ce cas, le volume de 2500cm3 ne serait rempli qu’à 1500cm3 au TC10 pour un taux de détente prolongée, sur 2500cm3, qui deviendrait env. égal à 17.
Selon cette configuration, de substantielles réduction de consommation peuvent être réalisées sans réels surcoût de fabrication.

UN autre procédé assez connu le « Turbo-compund » de Lokheed permet de récupérer les pertes à l’échappement et de réduire la consommation de plus de 10%. Son principe est d’ailleurs adopté avec succès depuis quelques années sur les camions SCANIA et VOLVO.
Le système assez simple consiste à adopter un turbo à l’échappement dont l’arbre sera relié, via un variateur et un train réducteur d’engrenages au vilebrequin ou autre arbre du moteur.
http://www.routiers.com/sejtbases/routi ... scania.pdf

[Aumicron]

Belle analyse. Je suis avec attention tes interventions sur un autre sujet et elles sont toujours très pertinentes. Toutes mes félicitations aussi pour ton invention et sa mise en oeuvre.

J'aimerais avoir ton avis sur cette idée d'Ilmor :

https://www.econologie.com/forums/recuperati ... t8413.html

Qu'en penses-tu?

[Remundo]

Merci Jean Claude pour ce sujet.

Si vous voulez parler plus spécialement du MCE5, voir ce sujet dédié.

Mais la problématique VCR et calage variable des soupapes est plus générale.

A bientôt.

[Philippe Schutt]

il y a quand même quelques affirmations qui me chiffonnent:

un turbo-compresseur qui, lui, est très gourmand en carburant car il n’est plus un secret pour personne que le gavage d’un moteur à essence accroît considérablement la consommation par rapport au moteur atmosphérique en raison d’une réduction impérative du TC pour éviter la détonnation et de la chute de couple que génère le Turbo en freinant les gaz d’échappement.

le turbo utilise l'énergie résiduelle des gaz, pas la poussée du piston. s'il y a chute de couple, elle ne vient pas de là.
il n'y a pas de réduction impérative du TC, c'est un choix délibéré des fabricants pour pouvoir gaver plus et vendre un surcroit de chevaux sans développer un nouveau moteur.
Ok, un turbo ne servant qu'à compenser les pertes de charge du circuit d'admission à peins gaz n'a aucun intérêt. Il faut lui trouver d'autres utilités, pax exemple comme compound ou turbo-alternateur.
Les systèmes de calage d'admission ne permettent pas d'avoir une forte compression à bas régime et/ou faible charge. ça, seul le VCR sait le faire. Or c'est le mode d'utilisation principal des moteurs, surtout lorqu'on roule à l'économie. Ainsi, les admissions variables réduisent ou éliminent les pertes par l'effet de succion, le VCR permet de garder la compression réelle au maxi. Les 2 systèmes ne sont pas en concurrence, ils sont complémentaires.
Un turbo-alternateur ou un compound est aussi complémentaire.
Le moteur idéal aurait les 3 systèmes.

[Remundo]

Bonjour Philippe,

Le turbo-compresseur récupère une partie de l'énergie des gaz d'échappement, mais s'il est utilisé pour surgaver le moteur, il faut baisser le taux de compression (sur moteur essence, sinon, détonation non désirée avant le point mort haut), ce qui induit des pertes de rendement thermodynamique pouvant dépasser l'énergie récupérée sur le turbo.

Mais dans le même temps, le cylindre étant très riche en air, on peut injecter beaucoup d'essence et avoir une très grosse puissance malgré une combustion détériorée : le turbocompresseur "mal utilisé" peut amener à des consommations excessives de carburant.

[Philippe Schutt]

Ben oui, le principe de base était bon, récupérer une énergie qui était perdue. Mais on l'a utilisée pour la frime et le marketing pas pour faire des économies de carburant.
Idem pour les distribution variables d'ailleurs. Par exemple le Vtec sans la came du milieu ne consomme pas plus , il affiche juste moins de chevaux en haut régime.

[micdhi]

bonsoir
personnellement je n'ai jamais considéré le MCE comme faisant parti de " downsizing " parce que justement certains constructeurs font marche arrière , et propose un seul ACT et non plus deux uniquement pour la diminution de masse et des frottements , avec tout les pièces mobiles et la masse en plus MCE ainsi que les 2 turbo en série ......
d'autres part les futures voiture aurons maxi 1.5 l de cylindrée ,et à propos des variations des soupapes il y a le multiair de fiat qui est sortie alors que des essais d'un similaire de camless chez eux n'a rien donné en temps que fiabilité ....... donc abandon .
ils ont opter pour le pilotage des soupapes par vérin hydraulique et électrovanne.
l'arbre à came est unique et il y a pour les soupapes d'admission de chaque cylindre une "longue came " sur cet ACT , l'électrovanne est normalement ouverte au repos , si excitation les 2 soupapes d'admission s'ouvrent .
donc il peut y avoir avance à l'ouverture et retard a la fermeture etc , etc c'est le boitier qui pilote .....
il y a 5 possibilités de pilotage
http://www.moteurnature.com/actu/uneact ... s_id=24009

http://www.cartech.fr/news/le-moteur-mu ... 387685.htm

http://www.unica-strada.com/blog/2009/0 ... -en-video/

il est à noter que ce moteur n'a pas de papillon , la tubulure est sans restriction .

http://www.guide-des-gti.fr/reportages/multiair.php

également pour le problème du turbo et ses variations de régime , surtout à bas régime moteur ils ont sortie le "scavenging" traduction à peu prêt par balayage (voir deuxième lien )
et enfin
il est clair que malgré les nombreux avantages du multiair , le constructeur n'a pas envie de perdre de la clientèle , donc même si la conso est relativement basse 5.6 l /100 ( pour 1.4 l) ils préfèrent avoir , et garder la nervosité , le couple et la vitesse plutôt que baisser la conso encore .
un constructeur construit suivant une demande générale pas suivant son envie , le moteur passe la norme euro 5 , donc c'est bon pour lui
cordialement

[Lefeuvre]

Merci Jean Claude pour ce sujet.

Si vous voulez parler plus spécialement du MCE5, voir ce sujet dédié.

Mais la problématique VCR et calage variable des soupapes est plus générale.

A bientôt.

Bonsoir Raymond et à tous,

Non, je ne pensais pas créer un nouveau sujet par le fait que lorsque j'ai écrit ce post, j'étais sur les machines trilobiques et ai cliqué sur nouveau message. Je ne sais pas ce qui c'était passé. Vendredi mon message est disparu quelque temps après avoir été enregistré pour réapparaitre le lendemain ici.

Merci de l'intérêt que vous avez portez à ma réflexion.

[Lefeuvre]

Belle analyse. Je suis avec attention tes interventions sur un autre sujet et elles sont toujours très pertinentes. Toutes mes félicitations aussi pour ton invention et sa mise en oeuvre.

J'aimerais avoir ton avis sur cette idée d'Ilmor :

https://www.econologie.com/forums/recuperati ... t8413.html

Qu'en penses-tu?

Je vous remercie pour ces compliments.

Heureusement, il reste encore quelques personnes comme vous qui manifestent une veille ou un intérêt à l'égard de la création.

De mon humble avis je ne vois pas un avenir radieux même si l'idée est intéressante.

Dans le cas présent si l'on prend la cylindrée de 700c3 sur 2 cylindre de 350, on procède grâce à une 3ème chambre qui est par exemple du double: 700cm3 pour ainsi obtenir une détente à double étage.
Tout se passe selon le principe déjà évoqué dans mon post précédent qui consiste à récupérer les gaz d'échappement perdus par une détente prolongée, c'est-à-dire avec un taux de détente de 20 pour un taux de compression de 10.
Il est fort possible que ce moyen permette une réduction de la consommation mais pas à la hauteur de la complexité mécanique.

1/ Probable surchauffe du cylindre de détente
2/ Probable carbonisation de la chemise soumises en permanences à l'effet des gaz brûlés.
3/ Embiellage et vilebrequin renforcé sur le gros piston.
4/ Synchronisation de l'ouverture/fermeture des soupapes pas évidente.

Mais coût de réalisation cependant acceptable.

[Iridium]

Salut lefeuvre.

Je ne comprend pas pourquoi tu es contre le downsizing en terme d'économie de carburant.

tu dis préféré un moteur de 2.5 vtec plutot qu'un 1.5l turbo.

je ne comprend pas se raisonnement.

Pour ma part en terme d'économie , il est plus rentable de prendre un modèle turbo.

un moteur 1.25litre suralimenté à 1bar consomme l'équivalent d'un 2.5l au dessus du règime de rotation du turbo"voir MAP chez garrett"
Se qui veut dire que du règime de ralentit jusqu'au règime ou le turbo commence a suralimenté nous consommons comme un moteur de 1.25litres.

les injecteurs aussi peuvent aujourd'hui fonctionné en charge partielle.

maintenant s'est fréquent les distribution variable sans système complexe comme le vtec.
on joue sur des simple tendeur qui modifie la tension de chaine ou courroie de distrib pour influencé la diagramme de distribution et donc l'ouverture des soupapes.
Mieux encore les bloc multiair de chez fiat avec une distribution 100% hydraulique"ouverture et fermeture".

il y a des solutions alternative non choisie pour cause de disponibilité et aussi car cela necessite un petit investissement.
GPL ETHANOL GNV

Ses 3 carburants sont moins poluant que l'essence car il contienne moins d'atome de carbone par molécule.
Leur indice d'octane est supérieur a l'essence pour les 3.
Et s'est la que je suis ton raisonnement sur les industriel.
on ne fais que des adaptations sur des moteur essence existant.
alors qu'avec de tel carburant on pourrais comprimé le moteur bien plus fort passé de 10:1 à 12:1.
20% de puissance en plus a tout règime ou 20% de cylindrée en moins.
et mème avec 20% de puissance en plus grace a un rapport volumétrique revue , on consomme moins si on roule de manière raisonnable.
en effet si la courbe de couple est constante on retrouvera la valeur de puissance voulu a un règime 20% inférieur et donc moins de remplissage.
se qui veut dire que malgrè la puissance supérieur on pourrais consommé moins.
en effet lors du point mort bas le cylindre sera en dépression volontaire donc au pt mort haut la calcul du rapport volumétrique devra prendre en compte se remplissage inférieur du cylindre.
bien sur cela reste relatif il faut bien sur prendre en compte la stoechiométrie de chaque carburant.


On pourrait croire qu'un tel système obligeré de ne roulé qu'avec l'un de ses carburant et que l'on ne pourrait plus rouler a l'essence...

Mais s'est faux.
on peut en effet piloté le papillon d'admission de manière a moins l'ouvrir ;et en changeant la cartographie.
globalement cela agiré comme un rapport volumétrique diminué.

exemple d'application imaginé par moi mème.

Nous démarrons un véhicule avec le papillon ouvert à 60%.
Petit a petit via un capteur de cliquetis nous augmentons la valeur maxi d'ouverture du papillon jusqu'a un début de cliquetis .
se qui permet de connaitre la limite d'autoinflammation du mélange.
et grace a cela , nous pouvons optimisé le rendement énergétique de la moindre goute de carburant....

Bref , je suis dans la mème état d'esprit que toi quand je vois avec quoi on essai de nous mené par le bout du nez!!!

a+