[Tout moteur] Comment améliorer le rendement moteur ?

[hardlover]

Bonjour à tous.

Voici un sujet qui, je l'espère, va intéresser les gens et m'apporter des réponses.

Comme le titre l'indique, je vais parler ici de rendement moteur. (si j'ai marqué des énormités, corrigez moi. Je marque ici ma vision des choses, ce n'est pas forcément la bonne )

Tout d'abord, pour informer les gens : Qu'est-ce que le rendement moteur ?

Selon wiki : Le rendement d’un moteur à explosion est le ratio de la puissance mécanique restituée par rapport à la puissance thermique fournie par le carburant. En gros c'est la puissance obtenue grâce à l'explosion.

Seul 35% de l'énergie de ces explosion arrivent à être admis.

Eh oui, ça explose fort dans les chambres de combustions, mais toute la puissance que cela crée n'est pas exploitée. On appelle cela des pertes de rendement.

Les pertes de rendement sont liées en majorité à l'incapacité mécanique à récupérée toute cette puissance. Ensuite, les pertes sont dues :
-Au refroidissement du moteur (nécessaire pour le maintenir à une température que peuvent supporter ses élément)
-Aux pertes par frottement (des pistons dans les cylindres, frottements dans l’embiellage et sur l'axe du vilebrequin , ainsi que la distribution (arbre à cames notamment) et les gaz à l’admission et à l’échappement
-Aux accessoires ((pompes d’injection, pompe à eau, ventilateur, alternateur).

Ma question :

Comment améliorer le rendement moteur?

De mon coté, j'ai pensé au passage en haute compression. En explosant plus fort, on gagne un peu je suppose ?

Ensuite je pensais surtout à changer quelques pièces dont peu de gens parlent :

Volant moteur ultra léger
Poulie légère
Joint Hondata (plus épais et donc transmette moins la chaleur d'après ce que j'ai compris ?)
Trouver une super huile qui "réduit les frottements"?
Embrayage plus raide ?
Brancher des ventilos de pc pour refroidir les cotés cachés du bloc (genre la pipe d'admission sur nos chère Honda) ?

Voilou, j'aimerais avoir vos avis et vos expériences à ce sujet. Savoir qu'est-ce qu'il est possible de faire, ne pas faire, et les effets (bons ou mauvais) de ces modifications.

Merci à tous d'avoir lu !

[gineto]

ça annonce un bon gros débat tout ça

[hardlover]

Ouais, j'aime bien les débats, mais j'aime surtout apprendre des choses que je ne connais pas ! Sinon, j'espère avoir des réponses constructives et argumentée quand même

[benR]

deja,on va parler du refroidissement
le truc des ventilos de PC etc,ca sert a rien!

en fait,faudrait avoir un moteur qui accepterait de tourner avec de l eau a 200° voir plus!
commme ca,moins de perte par echange thermique.
mais tout en permettant d avoir une isolation tres importante au niveau du bloc en lui meme!et oui,faut pas que l air se rechauffe avant non plus!
c est pendant la combustion qu il doit rester chaud!
serieux probleme donc deja

donc là,le but etant que le moteur travaille a sa temperature optimale pour avoir les meilleurs tolerances,etc etc.
en general,ca se situe autour de 80°

sachant qu augmenter le rendement est une chose extremement complexe!c est ce que fait un motoriste a la conception du moteur.
ce que NOUS faisons n est qu une augmentation de la puissance/couple au detriment de la conso et pollution

[freeze19]

J'aime pas dire ça, mais, turbo.
Le moteur fournie essentielement de la chaleur, qui est perdu puisqu'on ne s'en sert pas vraiment. Le turbo lui réutilise la chaleur et la vitesse des gaz d'echappement pour améliorer le rendement (10% si je dit pas de bétise)

Le volant moteur, je dirais pas forcement. Sur un banc, sans avoir d'effort à faire oui, mais en condition de roulage, le volant aide le moteur pendant les "temps moteur" (moment ou le piston remonte par exemple) grace à l'inertie.

[benR]

oui,un volant moteur non leger est un plus pour le rendement,c est vrai

[ralphmalph]

et les états de surface, ça doit jouer aussi, non ? pour réduire les frottements

[benR]

les traitements de surface oui bien sur...
encore faut il trouver des traitements qui tiennent plus de 100.000km

pour revenir sur le refroidissement,pour recuperer un peu de rendement,c est passage par pompe a eau electrique!moins de pertes deja dûes a la suppression de l entrainement mecanique.
sans parler qu avec un module electrique,tu va gerer ta pompe a eau bien differement et permettre de refroidir quand il faut,de rechauffer plus vite si besoin etc etc!

dans le meme genre,pompe de DA electrique aussi

[gineto]

Bon allez, on va faire simple :

http://www.fichier-pdf.fr/2012/04/15/la-...s-4-temps/

Pour augmenter le rendement d'une manière générale :
- augmenter le taux de compression
- ameliorer le taux de remplissage (diagrame distribution, soupapes, longeur/forme des conduits, suralimentation)
- réduire le frottement des parois

Pour le reste, 200 pages de lecture pour apprendre

[nico1131]

Au niveau des traitement de surfaces:
- Traitement des jupes de pistons pour réduire les frottements. Apparemment y a déjà un truc de série sur les pistons du B18C(6)
- Traitement des coussinets de bielles et vilo. J'avais trouvé des ACL revêtus Wc-Co par projection plasma. C'est juste ce qui est utilisé sur les rotules fortement exposées à l'environnement et a des grosses charges mécaniques dans l'aéronautique.

Ensuite comme dit benR, tu peux limiter tes pertes en passant à une pompe de DA électrique et la pompe à eau aussi. Si tu veux aller plus loin tu passes en carter sec et bache à huile.

Pour finir, le dernier gros point se passe à mon sens au niveau de l'homogénéité du mélange et de l'explosion. Plus ton mélange sera homogène dans ton cylindre, meilleur sera ton rendement. Là c'est vraiment un tout ... les injecteurs, la forme et rugosité de surface de ta culasse, la forme de la chambre de combustion, la forme et rugosité du dome de ton piston, etc ...

[ColtiXim]

Je t'ais facilité la vie ce soir gineto

Je vais suivre le débat avec attention, l'hiver approche

[Lazeum]

En plus de ce que Gineto a dit:
- Optimisation de la combustion (par du swirl -cf. piston des derniers diesel- où du quench) mais aussi par la façon d'injecter le carburant.
- Optimisation de l'allumage
- Optimisation de la compression moteur en fonction des autres paramètres. Avec la pression, la température augmente (PV=nRT). Avec la température qui augmente, la pression augmente et le cliquetis peut apparaître.

Le taux de remplissage passe par tellement de paramètres que cela sera difficile de répondre précisément:
- Forme de l'arbre à cames
- flux d'air, qui comprend la forme de la culasse, la section des conduits, leur nombre, les états de surface des conduits, la forme des soupapes, les accords de conduits, etc, etc.

Après il reste aussi à savoir ce que l'on veut: couple à bas régime ou à haut régime (Pmax) ou à très haut régime (Pmax sans compromis)

Augmenter le rendement du moteur peut aussi repousser les limites du moteur, il faudra alors penser à mieux le refroidir, à garantir sa bonne lubrification, etc.

Il y a des bouquins super sur amazon mais la plupart sont en anglais mais si on prend le temps de les lire, ce sont des mines d'or!

[folken]

J'aime pas dire ça, mais, turbo.
Le moteur fournie essentielement de la chaleur, qui est perdu puisqu'on ne s'en sert pas vraiment. Le turbo lui réutilise la chaleur et la vitesse des gaz d'echappement pour améliorer le rendement (10% si je dit pas de bétise)

Sauf que dans les faits, un turbo c'est une bride à l'admission et à l'échappement, et en plus ça fout en l'air les accords
Surtout qu'on est généralement obligé de baisser le RV, donc rendement encore pénalisé.

Attention à ne pas confondre puissance/litre d'essence, et puissance/litre de cylindrée.

Par contre, si tu te sers d'un turbo pour faire du downsizing, là oui.
On n'est plus dans le cas de l'amélioration d'un moteur existant par contre, mais dans le remplacement du bloc par un autre plus adapté.

Sinon, il parait que retirer l'alternateur permet de gagner environ 10% de conso
Le problème c'est de trouver de quoi le remplacer ... certains utilisent des batteries additionnelles qu'ils rechargent à chaque trajet, mais c'est peu pratique et j'ai des doutes sur la rentabilité réelle.

Les huiles jouent aussi sur la conso, je crois que c'est piv qui disait avoir constaté des différences notables de puissance au banc suivant les marques/indices.

Un carter sec par contre, c'est 3 pompes à huile à entrainer au lieu d'une, l'objectif c'est la fiabilité mais ça bouffe un peu de puissance.

[Viking50]

le turbo dans la théorie c'est bien recuperé la force de l'échappement mais en pratique il y a plusieur probleme qui se pose de temperature ... Je viens de voir Ford avec leur ecoboost de 125cv pour 1.0l La technologie EcoBoost associe un turbocompresseur, l’injection directe d’essence et un calage variable de la distribution à l’admission et à l’échappement pour fournir la puissance d’un plus gros moteur et une consommation digne d’une plus faible cylindrée. La Focus est la première à bénéficier de ce 3 cylindres 1.0 l EcoBoost. Il sera également disponible sur le C-Max et le nouveau B-Max en Europe dans les prochains mois.
Les moteurs turbocompressés souffrent habituellement d’un temps de réponse sensible à l’accélération. Le 1.0 l EcoBoost s’en affranchit grâce à une turbine à faible inertie qui supprime presque totalement ce temps de réponse dès les bas régimes. Ce turbo est aussi capable de délivrer une puissance importante en atteignant des vitesses de rotation allant jusqu’à 248 000 tr/min. Le 1.0 l EcoBoost compte plusieurs innovations majeures :
– le collecteur d’échappement moulé dans la culasse permet d’abaisser la température des gaz d’échappement et de conserver un rapport air-carburant optimal sur une plage de régimes plus étendue ;
– le circuit de refroidissement séparé abaisse la consommation en accélérant la montée en température du moteur. L’emploi de fonte pour le bloc au lieu de l’aluminium réduit la quantité d’énergie nécessaire pour atteindre une température de fonctionnement optimale après un démarrage à froid ;
– les deux courroies principales immergées dans l’huile préservent la douceur de fonctionnement et les économies de carburant avec, à la clé, une meilleure longévité de la chaîne de distribution.

[hardlover]

Bon allez, on va faire simple :

http://www.fichier-pdf.fr/2012/04/15/la-...s-4-temps/

Pour augmenter le rendement d'une manière générale :
- augmenter le taux de compression
- ameliorer le taux de remplissage (diagrame distribution, soupapes, longeur/forme des conduits, suralimentation)
- réduire le frottement des parois

Pour le reste, 200 pages de lecture pour apprendre

J'ai déjà lu ce bouquin (génial au passage, mais je compte le relire maintenant que j'ai un peu plus "dexpériences" et de connaissance, il me sera plus utile.)

En gros une prépa avec des gros AAC + injecteur qui vont bien + pipe d'admission retravaillée et tout ce qui est soupape ressort et tout renforcés, + passage en haute compression ça limiterait les pertes ?

Avec un tel set up, la plage d'utilisation sera décalé vers les haut régime, quelle huile utiliser ?

Sinon que pensez vous des additifs pour augmenter le taux d'octane? j'ai jamais essayer, je pense que ça ne fonctionne pas. Mais votre avis ?

[gineto]

Du coup c'est plus forcément du détails, mais prépa de base sur n'importe quel bloc atmo.
Pour ton propre moulin y a plein d'infos ici et ailleurs pour une bonne prépa, choisir les bonne pieces pour avoir quelque chose de coherent...

Mais c'est vrai que y a toujours une bonne part de reflexion pour avoir un objectir réalisable.

Perso je m'attaque aux harmonique en ce moment. J'ai calculé les longueurs idéal admi/echap pour l'Alpine du pardé en 4 pap carbu.
Le délire est bien fun et j'espères que ça va porter ses fruit, je vais pouvoir comparer la théorie et la pratique, j'ai hate

[hardlover]

Avoir une prépa cohérente, c'est bien ça mon objectif.

Pour résumer la prépa mécanique je veux un bloc qui a pas mal de watt en haut, avec une boite ultra courte. (pas prendre plus de 180, ça me servira pas sur les circuit que je vise : charade, clastres...)

Mais dans l'ensemble, mettre des poulie légère et tout ça, on obtien un gain réel ou simplement une impression de "plus léger" ?

[Zaboon]

Sujet super interessant belle initiative hardlover !

Du coup si j'en comprend bien certaines bases, pour le passage en VTEC des series D non vtec (notement D15), cela je croit augmente la compression,serait-ce donc une augmentation du rendement du moteur ?

[DocteurH]

Mettre des poulies plus légère ça n'augmente ni le rendement (à priori) ni la puissance,c'est l'inertie "globale" qui sera plus faible....meilleure accélération/décélération.

Comme l'a dit BenR il ne faut pas confondre augmentation de puissance et augmentation de rendement....donc même si AAC stage X et augmentation du taux de compression c'est pas dit que le rendement soit meileur,par contre il y aura plus de puissance (enfin c'est un peu le but ).

Bref pour l'histoire des poulies il faut changer le rapport entre celles-ci pour augmenter "artificiellement" le rendement moteur:
_ pour l'alternateur le but est qu'il tourne moins vite (cf folken).
_ idem si direction assistée,attention avec ça tout de même!!
_ pour la clim le but c'est qu'elle ne tourne plus jamais et dégage de la voiture .

Au passage on peut en profiter pour mettre des poulies plus légères ça mange pas de pain (pas comme certains ).

[folken]

L'allègement de l'équipage mobile réduit quand même les pertes, même si dans l'absolu le rendement à régime constant ne change pas.

Par contre, ton but, c'est la puissance ou le rendement par rapport à la quantité de carburant injectée ?
Parce que de gros aac, ça va te faire consommer davantage, donc ça me semble aller à l'encontre du but recherché (à moins de toujours être dans les tours où le gain est présent).

J'avais cru comprendre que tu voulais maximiser la puissance fournie pour la même quantité de carburant (ou diminuer la quantité de carburant pour sortir la même puissance) => faire un moteur éco en somme.
Si ton objectif est simplement de sortir le maximum de puissance et que la quantité de carburant n'est plus un critère, ça change complètement la donne

[barthmikou]

BMW debraye les poulies accesoires lorsqu'elles ne servent pas, exemple l'alternateur qui se coupe lors des accelérations, lors des freinage, etc etc.Apres pour faire la meme à la maison, mettre une poulie de clim, pilotée donc...

[psycho]

augmenter en soi le rendement n est pas facile (et coûteux!), vaux mieux jouer sur les périphériques! il y a toujours des bavures entre le collecteur d admission et les conduits--> ébavurer (port and maching) et polir les conduits d échappement.En silencieux , un twin loop a l air intéressant.

Poulies plus légères, voir supprimer la pompe à eau! tu peux même refroidir l air à l admission si tu veux (intérêt sur un athmo +/-)

traitement de surface (genre warm up)

cartographie sur mesure

[folken]

Je suis pas sûr qu'une poulie de clim tienne le choc.
Et de toutes façons, il y a bien plus simple : si on n’excite pas l'alternateur, il ne produit pas de courant et sa résistance est bien plus faible (il reste les frottements, mais ils doivent être assez négligeable par rapport au reste).

[ColtiXim]

C'est certain qu'une carto réalisée avec soins et patience vas optimiser le rendement ...
Les constructeurs favorisent une carto avec un AFR "riche" pour fiabiliser le moteur!

Trouver un setup équilibré n'est pas impossible mais c'est le budget qui décide

Il faut garder à l'esprit qu'un passage au banc avant modif est important pour valider les étapes.

Gardez à l'esprit qu'une poulie damper permet de réduire les vibrations et leurs harmoniques, passer en poulie alu (donc rigide) et un bon moyen pour flinguer le villebrequin ...

[folken]

Les constructeurs ont aussi des contraintes que nous n'avons pas.
Par exemple rouler en mélange pauvre à faible charge produit des NOx, mais pour nous qui décatalysons, je pense que ça nous passe au dessus de la tête ...

[hardlover]

Par contre, ton but, c'est la puissance ou le rendement par rapport à la quantité de carburant injectée ?

Si ton objectif est simplement de sortir le maximum de puissance et que la quantité de carburant n'est plus un critère, ça change complètement la donne

En gros je veux avoir le max de perf possible avec ces pièces là, tout en restant "fiable". L'eg6 étant réservée à la piste exclusivement, RAB de la conso

[Viking50]

Tu aurai dit comment avoir des cv fiable c'etais pareil lol

[flointhecho]

Les ressort de soupape aussi joue sur les frotement

[hardlover]

Tu aurai dit comment avoir des cv fiable c'etais pareil lol

Quand j'en ai parlé a l'époque, on m'a sorti de swappé b18c6


j'aime pas la facilité ^^

[Fixman]

rapidement je voudrais préciser que le terme rendement est mal utilisé

ce dont on parle plus généralement c'est l'efficacité thermodynamique: c'est le rapport entre l'énergie apportée (essence + air) et l'énergie restituée (couple au vilebrequin)
cela ne prend pas en compte les pertes par frottement: c'est juste un moteur parfait mais soumis aux lois de la thermo/chimie/mécanique

pour un moteur à cycle Beau de Rochas (ce qu'on a en essence) c'est de l'ordre de 0,4

il y a d'autres cycles (Diesel, mixte, Atkinson,...)

ensuite il y a le rendement qui est le rapport entre l'efficacité réelle et l'efficacité théorique
donc là on ajoute les pertes par frottement par exemple et l'efficacité réelle tombe à 0,3 ...

on peut jouer sur le rendement et l'efficacité en fonction de ce que l'on fait

le rapport volumétrique joue directement sur l'efficacité thermodynamique du moteur

les pertes par frottement (ressort soupape, segments, cisaillement huile...) jouent sur le rendement

le 1er chapitre de "la préparation des moteurs" explique bien tout cela

c'est simplement pour faire comprendre qu'on peut améliorer la performance du moteur:
- en lui permettant d'en tirer le maximum (efficacité)
- en lui en faisant perdre le moins (rendement)

edit: car explication floue
http://fr.wikipedia.org/wiki/Rendement_(physique)