Capitulo V

POTENCIA MAXIMA, REGULAGEM DA CARGA, ENCHIMENTO DUM MOTOR

Se consideramos uma maquina a combustão com um único cilindro contendo uma massa de ar Mair

podendo participar na combustão, o trabalho indicado Wi Maximo que pode ser fornecido a cada ciclo pode se escrever:

q

Wi = M

air .. η

th

onde, q é a energia calorífica da mistura combustível associada com a unidade de massa de ar (kJ/kg d’ar), , que , como vimos precedentemente (Cf. : § III.5), depende da natureza do combustível e da riqueza

Para um motor cujas condições de funcionamento correspondem a um numero de ciclos –motor por segundo nc, a potencia indicada máxima e por conseqüência igual a:

q

Pi = n

c . M

air . . η

th

o com :

nc.Mair : Vazão de ar podando participar na combustão efetivamente

P =(q ar de vazao )

. . ηth

i

O produto (vazão de ar . q) representa o (vazão de calor) mencionado precedentemente no § IV.3.

Veremos depois que os três parâmetros : “vazão de ar”, “energia especifica” e “rendimento” não são totalmente independentes. Todavia, essa expressão simplificada permite já fazer algumas observações sobre as condições de obtenção da potencia máxima dum motor.

V.1 Pesquisa da potencia máxima dum motor.

Tomando conta do que precede, temos:

Pe =(n

c . M

air . q) .η

th .η

org

Para um rendimento ηth dado, a potencia efetiva máxima será em principio obtida numa maquina funcionando com uma riqueza igual o superior a 1. Vimos, efetivamente, que:

q = qs (energia calorífica na estequiométrica) para Φ ≥ 1 e q = Φ.qs para Φ < 1.

Se um tal regulagem pode ser realizado-veremos depois que não e o caso para os motores Diesel (limitação imposta pela combustão)- para aumentar a potencia podemos agir sobre: nc Aumentando o numero de cilindros Aumentando a velocidade de rotação ou o numero de tempos-motor por volta. Mair Aumentando a cilindrada unitária

Melhorando o enchimento mássico em ar

ηorg Diminuindo as perdas mecânicas inerentes ao funcionamento do motor.

Na evolução histórica dos motores, o aumento de potencia foi geralmente obtido em primeiro lugar por vias mais direitas que são:

. • Aumento da cilindrada unitária Vu

. • A multiplicação do numero de cilindros n. Dede então, vias mais técnicas foram utilizadas, que conduziram ao aumento de potencia especifica por litro de cilindrada (ou por quilograma) dos motores.

V.1.1Aumento da potencia por crescimento da velocidade de rotação.

Para uma geometria dada, o aumento de Nmaxi permite aumentar a “vazão de ar” que atravessa o motor. Acima duma certa velocidade de rotação, tornasse todavia difícil aumentar essa vazão de ar, porque, para um sistema de distribuição convencional, as válvulas oferecem as mesmas seções de passagem durante tempos cada vez mais curtos e a massa de ar aprisionada no cilindro tem tendência a diminuir (o rendimento de enchimento diminui). O aumento da velocidade de rotação provoca um aumento rápido das acelerações sofridas pelas peças em movimentos rotativos ou alternativos (proporcionais a ω

2

.r , com ω : velocidade angular, e r: radio da manivela). Temos por isso uma limitação pratica imposta pelo aumento das limitações (contraintes) mecânicas para certas peças do motor. Além disso, as perdas por atrito crescem rapidamente com a velocidade de rotação. A velocidade de rotação máxima de utilização do motor pode igualmente ser limitada pelo aumento das cargas térmicas, que podem ser assimiladas ao produto (PME.Vp) (Cf. : § II.2.3), crescimento que cai de igual com o da potencia máxima.

V.1.2 Aumento da potencia por multiplicação de tempos-motores.

Para uma mesma velocidade de rotação da arvore de saída do motor, duas soluções tecnológicas podem ser consideradas para multiplicar o numero de tempos motores:

. • O ciclo « dois tempos” que da um tempo motor por cada vota de virabrequim

. • O “efeito duplo” que permite duplicar os tempos motores fazendo agira a pressão dos gases alternativamente encima e por abaixo do pistão. Esta solução, que foi aplicada nos Diesels lentos (Fig. I.9, I.12, I.13),, é hoje em dia abandonada por causa da grande complexidade tecnológica e foi suplantada pelas técnicas de sobrealimentação. V.1.3. Aumento da potencia por melhoramento do enchimento em ar.

Para um motor de geometria dada (cilindrada unitária Vu, numero de cilindros n, cilindrada total Vcyl

fixados, girando a uma velocidade de rotação definida – então para um nc definido – a rendimentos ηth e org invariáveis, um aumento da potencia máxima só pode ser obtido com o aumento da massa de ar que, a cada ciclo, é admitida nos cilindros e pode efetivamente participar da combustão.

Caracterização do enchimento por rendimento volumétrico

O rendimento volumétrico (“ Volumetric Efficiency “):ηv permite caracterizar a massa de ar aprisionada na cilindrada por referencia ao volume geométrico e as condições de admissão.

ηv =

Mair

Mref

com :

Mref = ρadm . Vcyl

onde, ρadm , densidade do ar, pode ser: :

. • A densidade do ar no sistema de admissão imediatamente antes das válvulas para um motor sobrealimentado: neste caso, ηv mede a atitude ao enchimento do motor tomando em conta só o circuito da admissão (cabeçote, válvulas, cilindro, ...) . • A densidade do ar atmosférico ηv: mede então a atitude ao enchimento do motor em função do conjunto do circuito de admissão (podendo incluir um sobrealimentador arrastado ou um turbocompressor). Convertendo a massa aprisionada em volume aspirado nas condições de referencia, se escreve :

ηv =

Vasp

Vcyl

O rendimento volumétrico ηv da conta assim da capacidade de enchimento em ar (o em mistura carburada) da cilindrada do motor.

Em aspiração natural, a otimização do enchimento em ar resulta em primeiro das características do circuito de alimentação em ar do motor (geometria do circuito de admissão: numero, diâmetro, levantamento das válvulas, folga de abertura, ...) O enchimento mássico é evidentemente função da densidade do ar introduzido.

Características do sistemas de distribuição dos motores alternativos

Num motor quatro tempos, geralmente, a abertura das válvulas é antecipada e o fechamento é atrasado em relação a um diagrama de distribuição teórico, o qual, admitindo aberturas e fechamentos instantâneos das válvulas e sem tomar conta da inércia dos gases durante os trasvases, corresponderia a aberturas e fechamentos sincronizados com o PMH (TDC: Top Dead Center) e o PMB (BDC: Bottom Dead Center), como indicado na figura V.1. Na pratica, o diagrama duma distribuição fixa e caracterizado por ângulos particulares indicando aberturas e fechamentos por um lado da válvula de admissão:

AOA (Avance ouverture admission) : Avance a abertura da admissão. RFA (Retard fermeture admission): Retardo do fechamento da admissão.

Por outro lado a válvula de escape:

AOE (Avance ouverture echappement): Avance abertura do escapamento. RFE (Retard fermeture echappement) : Retardo do fechamento do escapamento. Em ralação a rotação do virabrequim durante dois giros do motor. Esses ângulos que podem ser positivos ou negativos (um avanço se transforma assim em retardo ou inversamente, por exemplo ROA ou AFE) são expressados em “graus de virabrequim” (degV), em relação ao PMH (TDC) ou PMB (BDC), como

indicado na fig V.1 (eventualmente em relação ao PMH (TDC) unicamente para alguns construtores); referenciam um valor particular do levantamento das válvulas, “levantamento de enquadramento” (em geral ≤ 1 mm) escolhida pelo construtor e que se pode medir por médios clássicos sobre um motor

AOA: Avanço da abertura da

admissão RFA: Retardo de fechamento admissão

AOE: Avanço abertura escapamento RFE: Retardo

fechamento

Diagrama teórico

escapamento Levantamento de enquadramento

Fig.V.1. - Enquadramento Leis do levantamento das válvulas num motor a quatro tempos. Num diagrama clássico de levantamento de válvulas pode existir, por volta do PMH, um ângulo de cruzamento durante o qual as duas válvulas estão abertas simultaneamente.Esse ângulo é igual a soma : (AOE+RFE)em graus de virabrequim. Definimos nestas condições uma “superfície de cruzamento” que corresponde a área comum das duas leis de levantamento das válvulas e é exprimida em “degV.mm”. Os principais parâmetros que definem a geometria de abertura duma válvula aparecem na fig V.2

Para um motor com uma distribuição fixa, a evolução do rendimento volumétrico ηv em função da velocidade media do pistão Vp (o da velocidade de rotação N) aparece esquematicamente na fig V.3

. • A vaporização natural do carburante diminui abaixo de 100%, qual que seja a velocidade de rotação. . • O reaquecimento (eventual) da mistura carburada tem um efeito mais importante nas baixas velocidades de rotação por causa duma duração de troca térmica mais importante. . • As perdas de carga por atrito aerodinâmico no circuito de admissão são proporcionais ao quadrado das velocidades de escoamento, então de N. . • Um bloqueio sônico do escoamento pode, durante uma parte do tempo de admissão, intervir acima duma certa velocidade de rotação. . • Uma adaptação do RFA, no sentido dum crescimento, pode diminuir o enchimento nas baixas velocidades de rotação por efeito de « backflow » (o pistão na sua subida empurra os gases do cilindro em direção da admissão pela válvula ainda aberta) e, pelo contrario aumenta nas velocidades altas de rotação, beneficiando da inércia do escoamento dos gases. . • Um acordo dinâmico de admissão, privilegiando certas faixas de velocidades de rotação, pode aumentar o enchimento. Globalmente, a curva em traço continuo representa a adaptação ótima do enchimento na faixa das velocidades de rotação de utilização do motor. Em aspiração natural, um aumento do enchimento por sobrealimentação “dinâmica”, que fica todavia limitado, pode assim ser realizado para faixas estreitas de velocidade de rotação, por “acordo” dos tubos de admissão e de escapamento (comprimento, forma, diâmetro, ...) A pressão dos gases no cilindro no fechamento da válvula de admissão é neste caso aumentada graças aos efeitos dinâmicos da pulsação que se produzem no circuito de admissão, que se comporta como um resonador acústico.

Desde alguns anos, assistimos a um desenvolvimento generalizado de sistemas de admissão variável que, pela modificação da geometria do circuito de admissão em função da velocidade de rotação de utilização do motor, permitem aumentar o enchimento em faixas extensas de velocidade de rotação. As figuras V.4 e V.5 presentão exemplos de tais circuitos de admissão desenvolvidos nos últimos anos.

(A.C.A.V) ou Admissão a Fluxos Pilotados (A.F.P) do motor V6 Peugeot (antiga geração)

Introdução ao estúdio e aos ensaios de motores de combustão.

Torque Constatamos igualmente, desde alguns anos, desenvolvimentos notáveis de sistemas de distribuição

variáveis comportando defasagem do arvore de comando, variação da amplitude do levantamento das válvulas,.... com o objetivo de otimizar o enchimento e o rendimento do motor em toda sua faixa de utilização. O comando eletromagnético das válvulas deveria aportar nos próximos anos, melhoramentos notáveis nesta área.

O médio usado atualmente para aumentar o enchimento é a sobrealimantação por turbocompresor ou compressor movimentado mecanicamente, normalmente associado a um arrefecimento do ar usando um trocador situado no circuito de admissão (Fig V.6 e V.7)

A massa de ar, aprisionada no volume do cilindro Vcyl representada pela lei dos gases perfeitos:

.

pVcyl

= M

air

rT

.

É aumentada, si no circuito de admissão a montante:

. • p é superior a pressão atmosférica ( padm > patm )

. • T é mantido com baixos valores.

Ar a pressão atmosférica 1. Filtro de ar

2. Roda do compressor. Ar comprimido de admissão

3. Arrefecedor do ar comprimido

Ar comprimido de admissão arrefecido 4. Coletor de admissão

5. Válvula de admissão Gases escapamento 6. Válvula de escapamento.

1. 7. Coletor de escapamento. 2. 8. Roda de turbina de movimentação 3. 9. Tubo de escapamento 4. 10. Cápsula de regulação da pressão de sobrealimentação Fig. V.6. – Esquema de principio de motor sobrealimentado por turbocompressor.

( referencia Documentation Renault )

V.2. Regulagem Da carga para os motores clássicos

Para uma velocidade de rotação fixada no motor N (então para N imposto), a regulagem é realizada agindo sobre o termino

*

Mair

. q ou, son equivalent Mmel

. q

Os rendimentos ηth e ηorg dependem das características de construção e de regulagem do motor assim como suas condições de utilização mais não podem evidentemente ser reguladas pelo utilizador.

Para os dois tipos de motores clássicos, motor a ignição comandada e motor Diesel, a regulagem da carga é obtida seguindo dois procedimentos diferentes, que podem ser resumidos por:

. • Ação sobre Mmel com q*

sensivelmente constante (seja “qualidade” da mistura constante, “quantidade” variável) para o motor a ignição comandada. . • Ação sobre q*, com Mair praticamente constante (seja “qualidade” da mistura variável, “quantidade” constante) para o motor Diesel.

Estes dois modos de regulagem resultam, em efeito, dos processos de combustão fundamental diferentes e cujas características generais serão vistas mais tarde (Capitulo VI) V.3. Caracterização mais geral das operações de transferência nos motores

Sobre motor a aspiração natural e mais particularmente sobre motor sobrealimentado, a quatro tempos e sobre todo a dois tempos, a quantidade de ar – ou de mistura carburada – aprisionada no cilindro antes da combustão pode ser notavelmente inferior a quantidade de ar – ou de mistura carburada – que atravessa o cilindro durante um ciclo.

Baseandose no Diagrama dos fluxos de Schweitzer, relativo a um motor Diesel de dois tempos ou de quatro tempos com um cruzamento de válvulas importante, podemos distinguir, por ciclo, as diferentes massas seguintes (Fig V.8)

. • ma : massa de ar que entra no cilindro durante o transferência

. • mgf : massa de ar retenida no cilindro no fim do transferência.

. • mcc : massa de ar que corto-circuita o cilindro e passa diretamente no escapamento

. • mr : massa de gases residuais.

. • m1 : massa de gases contenida no cilindro no inicio da compressão. m1 = mgf + mr

. • mc : massa de carburante injetado durante o ciclo.

. • me massa de gases que escapa do cilindro durante o transferência me = ma + mc

Notemos, a partir de agora, que no caso dum motor quatro tempos com cruzamento de válvulas nulo ou

pequeno, a massa mcc

que corto-circuita o cilindro é nula o depreciável. Não temos “varredura” e

conseqüentemente: ma = mgf

As operações de transferência de gases durante o ciclo podem ser caracterizadas por diferentes rendimentos ou taxas que serão explicados mais tarde. Todavia, e conveniente tomar cuidado com as definições adotadas por alguns autores, definições que algumas vezes não correspondem aos mesmos términos.

Estes rendimentos e taxas são definidos sobre a base duma massa de referencia M, que é geralmente tomada como igual a massa de ar que ocuparia o volume da cilindrada nas condições de pressão e de temperatura ambiente, pa e Ta.

a .

M =ρ . Vcyl

= pV

cyl

a

rTa

.

com ρa : Densidade do ar nas condições ambientes.

Observações:

Para um motor alimentado com mistura ar-carburante por um dispositivo externo (por exemplo: carburador), a massa de referencia M pode ser a massa da mistura calculada a partir da densidade da mistura nas condições ambientes de pressão e temperatura. Todavia, e normalmente preferível e mais simples basear as definições sobre os fluxos de ar no seio do motor, mesmo si este último é alimentado com mistura carburada.

Si a densidade do ar (da mistura) nas condições ambientes não é conhecida, adotaremos a densidade do ar seco nas condições de pressão e temperatura standard, seja:

ρ0 = 1,206 kg/m3

à 1 013 325 Pa e 20 °C.

Podemos definir os seguintes parâmetros:

Taxa de entrega (ou “ Delivery Ratio “ ou “ Air Delivery Ratio “) : L

“Relação da massa da nova carga fornecida a um cilindro, para um ciclo motor, com a massa de referencia M”.

L = ma

M

Rendimento de entrega (ou “ Trapping Efficiency “) : ηt

A vezes chamado : Rendimento de utilização

“Relação da massa da nova carga aprisionada no cilindro antes da combustão, com a massa da nova carga fornecida ao cilindro para um ciclo motor”.

ηt =

mgf

ma

este termino permite caracterizar a utilização dos gases frescos que chegam ao cilindro e, indiretamente conhecer a fração de gases corto-circuitados (1- ηt ). Rendimento de enchimento ( ou “ Charging Efficiency “) : Rr A vezes chamado: Coeficiente de enchimento ou Taxa de enchimento.

“Relação da massa da nova carga aprisionada no cilindro antes da combustão com a massa de referencia

M”.

Rr =

m M gf Temos assim :

Rr = L t. η seja :

Rendimento de enchimento = Taxa de entrega. Rendimento de entrega

Rr quantifica a atitude do processo de transferência realizado no motor para encher a cilindrada de ar (de mistura) fresca. O rendimento de enchimento afeta diretamente o trabalho indicado do motor.

Em particular, si mcc = 0 (não temos gases corto-circuitados), ηt = 1 et Rr = L . O rendimento de enchimento é igual a Taxa de Entrega.

Rendimento de varredura ou Eficácia de varredura ( ou “ Scavenging Efficiency “) : ηb

“Relação da massa da nova carga aprisionada no cilindro antes da combustão com a massa da carga total contida no cilindro”.

ηb = mgf m

1 − m

r

=

m1

m1

Este termino ηt permite conhecer a massa dos gases residuais em relação a massa total da carga contida no cilindro:

mr

=−ηb

1

m1

Carga relativa ( ou “ Relative Charge “) : Crel

“Relação da massa da nova carga aprisionada no cilindro antes da combustão com a massa de referencia M”

Crel

m1 =

mgf

+ mr =

MM

rel constitui uma medida da atitude do processo de transferencia a encher o cilindro de gases, sem distinção entre gases frescos e gases queimados.

Notamos que :

Crel

. ηb = L . η

t = R

r

Caso dos motores sobrealimentados. Relação de varredura

Para um motor sobrealimentado, para poder caracterizar separadamente, do ponto de vista dos intercâmbios gasosos, as prestações do sobrealimentador e aquelas do motor ele mesmo, a massa de referencia M é normalmente calculada nas condições de pressão e de temperatura reinantes no coletor de admissão. Notemos que estas condições, tomadas imediatamente antes das válvulas de admissão, podem ser diferentes das condições de saída do compressor, particularmente si colocamos um trocador no circuito de admissão Definimos neste caso uma Relação de Varredura ( “ Scavenge Ratio “) : Rs , termino análogo a Taxa de Entrega L definida anteriormente mais na qual M é calculada nas condições do coletor de admissão:

Rs =

ma

M (collecteur d admission ) com : M (coletor de admissão) = ρadm . Vcyl

Temos naturalmente : ρcondition ambiantes

Rs = L .

ρconditions collecteur

Como anteriormente, podemos escrever :

Rr = Rs . ηt

Onde Rr é o Rendimento de Enchimento nas condições “coletor” análogo por conseqüência ao Rendimento volumétrico ηv definido anteriormente (Cf. : § V.1.3).

Por exemplo, um motor alimentado em ar com uma pressão de 5 atmosferas (5,06 bar) a temperatura 20°C e cujo volume de ar fornecido corresponde a 1,2 vezes a cilindrada Vcyl poderá ser caracterizado por uma relação de varredura Rs = 1,2 em lugar duma Taxa de Entrega L = 6, menos representativa da operação de varredura do cilindro baixo a pressão fornecida pelo compressor.

V.4. Definições particulares relativas a mistura combustível.

Para alguns estudos particulares, podemos igualmente definir os seguintes

parâmetros: Relação ( Ar / Combustível ) fornecido (“ Delivered Air / Fuel Ratio “)

fornecida ar e d Massa (

Re Air laçao / e Combustibl ) fornecido=

fornecida lcombustíve de

Massa Relação ( Air / Combustible ) aprisionada (“ Trapped Air / Fuel Ratio “)

Rapport ( Ar / lCombustive ) a aprisionad = cilindro no a aprisionad ar de Massa

cilindro no aaprisionad lcombustive de

Massa

Pureza (“ Purity “) : Masse d air dans la ch arg e retenue Pureté =

Masse totale de la ch arg e retenue

Notaremos que este ultimo termino pode ser diferente do Rendimento de Varredura definido anteriormente ηb = mgf / m1, em efeito, os gases residuais (mr) podem conter uma proporção não depreciável de ar que não participo do ciclo anterior.

ANNEXE V.A. : Analyse simplifiée du remplissage dynamique

Pour tout moteur, le système d’admission, de l’air ambiant jusqu’aux cylindres, constitue un système résonnant assimilable, comme l’indique la figure V.A.1, à un ensemble mécanique de masses et de ressorts équivalents.

Fig. V.A.1 - Similarité entre : système d’admission et système masses - ressorts en oscillation entretenues. [d’après : JSAE Review Vol.8 N° 3 - July 1987]

Dans un système d’admission, les pistons dans leur déplacement à l’intérieur des cylindres, en association avec les soupapes d’admission, constituent la source d’excitation ; les différents éléments du système d’admission : filtre à air, conduits, plenum, volumes résonateurs, pipes et chapelles d’admission dans la culasse sont assimilables soit à des masses m (volumes de gaz présentant une certaine inertie), soit à des ressorts de raideur K (capacités de gaz exerçant un rappel élastique).

On pourrait, de la même façon, assimiler le système d’échappement, associé aux cylindres et pistons, à un autre système mécanique résonnant. Par les effets de recouvrement des ouvertures des soupapes d’admission et d’échappement (phase de croisement), ainsi que par la présence de gaz résiduels dans les cylindres, les opérations de transvasement peuvent être fortement influencées non seulement par la géométrie du système d’admission - en amont des cylindres - mais également par celle du système d’échappement - en aval des cylindres. Nous nous limiterons, dans cette analyse simplifiée, aux effets primordiaux du seul système d’admission, ce dernier étant, dans ce cas extrême et pour un seul cylindre, constitué d’un seul conduit d’admission primaire (diamètre et longueur donnés) en amont de la soupape d’admission

A tout moment, pendant la phase d’admission, on peut considérer que la pression p qui règne juste en amont de la soupape d’admission résulte de deux composantes :

• - une oscillation forcée, due au mouvement du piston qui met successivement en dépression puis en compression le fluide contenu dans le cylindre,

• - une oscillation libre qui dépend des caractéristiques géométriques et acoustiques du conduit d’admission ; Cette oscillation libre a lieu, en première approximation, suivant deux fréquences (Fig. V.A.2) :

Fig. V.A.2 - Oscillations de pression libres du circuit d’admission

a -Soupape d’admission fermée.

Le conduit se comporte comme un tube fermé à une extrémité et ouvert à l’autre. La colonne gazeuse oscille librement en " quart d’onde ". La fréquence du fondamental est égale à :

'

f0 =

a0

4. l avec : a0 : célérité du son

l : longueur du conduit d’admission.

b -Soupape d’admission ouverte.

Le conduit d’admission débouche sur un volume variable constitué par le cylindre. Ce cas peut être assimilé à un résonateur de Helmholtz de volume V égal à la demi-cylindrée unitaire augmentée du volume mort, soit : V = (Vu /2) + v Si s et l représentent la section et la longueur du tube primaire, la fréquence propre est alors :

" f0

=

2

a

.0

π .

l

1

. V s

’

Compte tenu des dimensions retenues pour ces circuits, la fréquence f03

est nettement plus faible que f0

.

Les deux types d’oscillations libres, au cours d’un cycle et en parallèle avec les ouvertures des soupapes, sont représentées sur la figure V.A.2.

Fig. V.A.3 - Débit de gaz à la soupape Pendant la phase d’admission, lorsque le piston se déplace du PMH vers le PMB, il crée dans le cylindre une dépression et la vitesse des gaz Vg au passage de la soupape est à tout instant fonction de la différence de pression (padm - pcyl) (Fig. V.A.3).

Vg = f (p

adm − p

cyl )

Le débit massique instantané à la soupape s’écrit : .

S

m =ρ.. Vg

où S représente la section de passage à la soupape, qui varie avec sa levée, ρ est égal à la masse volumique de l’air (ou du mélange) introduit dans le cylindre.

La masse totale enfermée M , en fin d’admission, sera égale à :

RFA

. Mm . dα=∫

AOA

Influence du régime de rotation du moteur sur le remplissage.

Il existe un régime d’adaptation du moteur, ou régime d’accord N0 , pour lequel la vitesse des gaz frais s’annule dans la section de la soupape au moment de sa fermeture. La pression dans le cylindre pcyl est alors maximale et égale à la pression dans la pipe d’admission padm , ce qui donne un remplissage optimal. (Fig. V.A.4) Ce régime N0 est lié à la fréquence du résonateur de Helmholtz définie précédemment par une relation approximative de la forme :

" AOA +π+ RFA

N0 ≅30 . f

0.

π

En effet, pour avoir synchronisation entre la période d’oscillation libre des gaz pendant la durée ’’ ’’

d’admission (ouverture de la soupape) : T0 = 1 / f0 et la période imposée par la vitesse de rotation du moteur : T0= 1 / f0 = 60 / N0 , qui correspond à 1 tour du moteur soit 2π , on doit avoir :

60" 2.π

. f0 =

N0 AOA +π+RFA

(AOA + π + RFA) représentant l’angle d’ouverture de la soupape d’admission.

’’

Pour N < N0 , le temps d’ouverture de la soupape est augmenté, la période T0 du résonateur restant constante. La vitesse des gaz s’annule avant la fermeture de la soupape. Jusqu’à la fermeture de celle-ci, la vitesse s’inverse et des gaz frais sont refoulés dans le circuit d’admission (Fig. V.A.5)

Pour N > N0 ,la soupape se ferme alors que la vitesse des gaz n’est pas encore annulée, d’où perte de remplissage (Fig. V.A.6).

Dans le cas d’un moteur monocylindre, la courbe de remplissage présente ainsi généralement un maximum au régime d’accord (" bosse de remplissage ") (Cf. : Fig. V.3).

Fig. V.A.4 - Régime d’accord : N = N0 (Remplissage maximal) Distribution adaptée : (AOA + π + RFA) optimal Fig. V.A.5 - N < N0 Distribution " sur - adaptée " : (AOA + π + RFA) trop grand. Fig. V.A.6 : N

> N0 Distribution " sous - adaptée " : (AOA + π + RFA) trop faible.

Generalidades sobre os processos de combustão nos motores Introdução ao estúdio e aos ensaios dos motores de combustão

Generalidades sobre os processos de combustão nos motores