Transcript Technologie des Machines Thermiques

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1ère DUT GTE
Technologie des Machines
Thermiques
Moteur à combustion interne à pistons
Version 12.05.HF
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Cours 4h, TP 4h
Technologie des Machines Thermiques
1.
2.
3.
4.
5.
Moteurs
Notions de combustion
Cycles thermodynamiques
Association moteur / récepteur
Analyse structurelle
Pour devenir technicien Génie Climatique spécialisé dans la MdE EnR, il
faut être capable d'analyser technologiquement un moteur thermique.
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1. Les Moteurs
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Qu'est-ce qu'un moteur ?
Energies Auxilaires
Pertes
Energie
potentielle
Transformer
l'énergie potentielle
en énergie mécanique
Energie
mécanique
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Classification
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Moteur à combustion interne
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Electricité
Pertes
Energie chimique
Transformer
l'énergie chimique
en énergie mécanique
Energie mécanique
Electricité
Energie
chimique
Transformer
l'énergie chimique
en énergie thermique
Electricité
Pertes
Energie
thermique
Transformer
l'énergie thermique
en énergie mécanique
Energie
mécanique
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2. Notions de combustion vive
Hydrocarbure
Electricité
Transformer
l'énergie chimique
en énergie thermique
Energie
Chimique
Air
Energie
thermique
carburant comburant  eaugaz carboniquediversCHALEUR
La composition du mélange air-carburant est
 divers  air-carburant
stœchiométrie
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Exemples
CH4
Air O2+3,76.N2
Méthane
C H 4+ 2⋅(O2+ 3,76. N 2 )→ CO 2+ 2⋅H 2 O+ 7,52⋅N 2+ chaleur
Octane
C8H18
C 8 H 18+ 12,5⋅(O 2 + 3,760 . N 2 )→ 8⋅CO 2+ 9⋅H 2 O+ 47⋅N 2 + chaleur
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Les carburants - Les hydrocarbures
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Avez-vous compris ?
C8H18 (octane)
C16H34 (cétane)
Essence ou gazole ?
●
Quelle est le carburant le plus lourd entre l'essence et le
gazole ?
●
Sont-ils volatiles à la température du moteur ? Conclusion ?
●
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Pouvoir comburivore
r =PCo=(
mair
mcarburant
)
C
12,5⋅O 23,773. N 2   
8⋅CO 29⋅H 2 O47,16⋅N 2 chaleur
8 H 18  

114,5 g /mol
12,5⋅13,773⋅28,96=1727,8 g /mol
8⋅44,019⋅18,0247,16⋅28,16=1842,3 g /mol
1727,8
PCo stoechiométrique =
≈15
114,5
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Richesse du mélange
PCo stoechiométrique
Φ=
PComesuré
Φ=1 stoechiométrie
Φ< 1 mélange pauvre en carburant
Φ> 1 mélange riche en carburant
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Allumage commandé (essence)
0,8< Φ< 1,2
TMAX200°C
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Allumage automatique (gasoil)
ta (1ms)
0,20< Φ< 0,80
(mélanges pauvres)
Tmini300°C
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17/34
●
Pistons
●
Cylindres
●
Bielles
●
Vilebrequin
●
Soupapes
●
Distribution
●
Carburation
Description mécanique
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Moteur 4 temps diesel
γ
s −1
1
η=1−
⋅ γ−1
γ⋅(s−1) ϵ
où s : taux volumétrique d'auto-inflammation
1 Admission
2 Compression
3 Combustion
Détente
4 Refoulement
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Conclusion
e maxi
w (tr/min)
moteur à allumage commandé
15
(problème d’auto-inflammation ;cliquetis)
6000
(problème d’inertie)
moteur Diesel
25
(problème de résistance)
5000
(problème d’inertie)
Pour augmenter la puissance d'un moteur ?
Pour augmenter le rendement d’un moteur ?
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4. Association Moteur/Récepteur
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Banc d'essai Moteur
P=C⋅
1ch=745W 
CS=
qm
carburant
P
1
∼η
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Transmission sans chgt de vitesse
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Exemple
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5. Analyse structurelle
distribution
●
carburation
●
piston
●
bielle
●
vilebrequin
●
refroidissement
●
lubrification
●
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La chambre de combustion
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Distribution
arbre cames 
vilebrequin
2
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Carburation essence
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Carburation diesel
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