Ateindre et dépasser le plafond maxi

[Haflinger]

CQFD

[Luc Lion]

Merci, donc c'est la vitesse du son qui est impactee par la temperature en premier lieu si j'ai bien suivi

Oui.
La vitesse du son est une moyenne quadratique de la vitesse des molécules.
Luc

[Haflinger]

avec de tres gros conduits on pourrait donc avoir un rendement ideal du point de vue du remplissage ?
la vitesse du piston et donc d'aspiration etant quasi sinusoidale on pourrait sans probleme adopter une distribution "rotative"

[Luc Lion]

avec de tres gros conduits on pourrait donc avoir un rendement ideal du point de vue du remplissage ?

Ce ne sont pas les conduits qui font problème, mais le rétrécissement du passage de la soupape.
Agrandir ce rétrécissement signifie des soupapes plus grandes donc plus lourdes ou des soupapes dont le déplacement est plus important donc plus rapides.
Il faut donc des queues de soupape plus épaisses, des culbuteurs, des ressorts de soupapes, des poussoirs et des cames plus costaux.
Bref, il faut alourdir le moteur.
Et pour quoi ? Pour pouvoir rester à 75% de puissance jusqu'à 9500 pieds au lieu de 8500 pieds (à peu près).
Est-ce bien utile ?

Luc

[andre44]

avec de tres gros conduits on pourrait donc avoir un rendement ideal du point de vue du remplissage ?
la vitesse du piston et donc d'aspiration etant quasi sinusoidale on pourrait sans probleme adopter une distribution "rotative"

avec de tres gros conduits on pourrait donc avoir un rendement ideal du point de vue du remplissage ?
la vitesse du piston et donc d'aspiration etant quasi sinusoidale on pourrait sans probleme adopter une distribution "rotative"

Pour le peu de fois que les petits avions volent  a 15000 pieds
Tu oublie auss,i poser des bougies et fillage ignition haute altitude  (cela saute dans le puit de bougie ) pressuriser les magnetos (cela saute dans le distributeur)  
Un compresseur ou turbo regle ce probléme de puissance .

Des moteurs qui tournent a 2600rpm les soupapes respire relativement bien a 2400rpm
deux moteurs pratiquement identiques  (ce moteur a servie de base pour la conception du O-320
le O-290 125hp
le O-290 D-2 135hp
La difference soupape même levé diametre legerment plus grand , arbre a cam même épure , course  identique  diametre de piston identique
Compression plus élevé  a l'usage la diferrence est mince pour le pilote le 10hp de plus il faut aller le chercher  a 2800rpm  et avec une hélice a pas fixe le chercher  au décollage c'est impossible .
A l'usage un arbre a cam usée cela donne un levée de 6mm ou lieu de 11mm sur les deux soupapes oppossé admission , le pilote s'en aprecoit presque pas, une simple baisse de puissance
Dans un moteur il y a plein de contreinte notament aux soupapes, levée limité, diametre limitée ,force des ressorts limitée (trop long  a expliquer le pourquoi et sujet interesse peu de lecteur e au décollage, en croisiere même pas plus de vibration .

Deux autres moteurs, architecture identique le O-320 150 hp le O-320 160hp  alésage course identique, soupape levée diametre identique sur le 160hp   tubulure admission plus grand diametre   compression plus élevée . .)




André

[FbS]

Optimiser les soupapes (en en mettant 4 par cylindre par exemple), c'est utile si le moteur tourne au delà de 6000tr/mn. A 2500 tours, c'est même contre productif, parce qu'il n'y a pas assez de vitesse d'écoulement et de turbulences pour mélanger proprement l'essence et l'air.

Les vieux moteurs d'avions ne sont pas limités par le régime (monter à 3000 tours ne doit pas nécessiter beaucoup de modifications), mais ils sont limités thermiquement : ils ne peuvent développer plus de puissance qu'ils ne peuvent en dissiper via l'un des plus mauvais conducteurs de chaleur qui soit : l'air. Ou alors, il faut augmenter (beaucoup !) la taille des ailettes...(et donc le poids, ce qui ne sert pas à grand chose, surtout qu'il faudrait alors ajouter un réducteur.....et encore du poids)

Du reste, la plupart des moteurs turbo en aviation, ne sont guère plus puissants que leur version "sans turbo", à cause de cela. Et accessoirement, ca permet au turbo d'avoir de la marge pour souffler encore assez d'air très haut en altitude (ex : TSIO520H : Puissance max disponible jusqu'à 24000 pieds...)



Autre point : il est facile de gagner un peu de puissance, en passant d'un rapport de compression de 7 à 8,5 (le O320 existe dans ces deux versions, et fait respectivement 150 et 160cv). Mais comme on utilise de gros cylindres, il faut un indice d'octane rapidement élevé pour avoir des rapports de compression un peu hauts....Et on ne va pas plus loin que le 100LL à la pompe (pour la petite histoire, le O320 E2D de 150cv peut se contenter de Mogas. Pas les versions 160cv..)

En automobile, on a de plus petits cylindres, donc moins de besoins en indice d'octane. Et comme on a un refroidissement liquide, on peut les faire tourner plus rapidement, puisque l'on sait évacuer les calories efficacement. Mais cela suppose d'accepter de dépendre du fait qu'il y ait un liquide qui ne fuit pas pour que le moteur continue à tourner. Ce qui n'était pas évident dans les années 50 quand les lycosaures ont été concus. C'est un problème réglé maintenant, mais certifier un moteur d'avion coûte trop cher, donc on en voit que sur les rares moteurs aviation récents (thielhert / austro-engines...)


Pendant ce temps la, on fait maintenant couramment du 150cv/l en moteur automobile essence de grande série.... (et un deux litres pèse dans les 150kg pour 300cv...soit bien moins qu'un O540 qui fait dans les 200kg...)

[Splitcat]

Au final on a:
le flux de masse est proportionnel à ρ la densité et à la racine de T la température absolue.
Note: le ρ de l'équation n'est pas la densité extérieure ou dans le manifold, mais la densité au niveau de la restriction.
Toutefois, pour le même nombre de Mach, le rapport de cette densité et de la densité dans le manifold est constant.
Il est donc légitime de dire que le flux de masse est proportionnel à la densité dans le manifold.

On peut ré-exprimer cette équation en fonction de la pression du manifold plutôt que en fonction de la densité (non mesurable directement).
Avec l'équation des gaz parfaits : p = ρ . (R/mm) . T   (Note:souvent, par un abus d'écriture on remplace R/mm par R)
L'équation plus haut devient:
dm/dt = p.mm/(R.T) . A . M . √(γ.R.T/mm)
dm/dt = p.√(mm/(R.T)) . A . M . √γ
C'est à dire le flux de masse est proportionnel à la pression divisée par la racine de la température.
CQFD

Luc

Merci pour toute la démo.
Je saute à la conclusion et termine le raisonnement.
Le flux de masse est proportionnel à ρ*sqrt(T)
ρ=P/RT donc
Le flux de masse est proportionnel à P/RT*sqrt(T)=P/sqrt(T)

Donc si la température augmente, on a effectivement une perte de puissance.
Elle est de 9% entre +40 et -10.

A partir de là, on peut tracer la courbe de puissance maximale d'un moteur en atmosphère standard. Pourquoi pas.