Cycle de Beau de Rochas (1815-1893)
Commentaires :
L'applet donne la représentation théorique du diagramme de Clapeyron du cycle
de Beau de Rochas qui correspond au fonctionnement du moteur à explosion à 4
temps. (Voir l'animation correspondante d'un moteur
mono-cylindre).
1er temps : Admission
P --> A
L'abaissement du piston et l'ouverture de la soupape
d'admission permettent l'introduction dans le cylindre du mélange air
carburant à la pression ambiante et à la température ambiante. Les volumes extrêmes
sont Vb (point haut ) et Va point bas). Le rapport Va/Vb est le taux de compression
volumétrique. Les conditions initiales au point A sont donc Pa = 1,
Va et Ta = 300K.
2ième temps
: Compression A --> B
Le mécanisme d'entraînement du piston
comprime le gaz de manière isentropique La pression Pb se déduit de : Pb.Vbg
= Pa.Vag. La
température Tb
se déduit de : Tb.Vbg-1
= Ta.Vag-1.
3ième temps : Allumage et détente B -->
C --> D
Après l'explosion la température est élevée dans la
chambre de combustion. Elle dépend du taux de compression et de la nature du
combustible. 1800 K est un ordre de grandeur réaliste.
La pression Pc se déduit de : Pb.Vb
= Pc.Vc
Après l'explosion, se produit la détente (temps
de travail du cycle). Elle est isentropique. La pression en D est donnée
par Pd
= Pc.(Vc/Vd)g.et
la température par : Td
= Tc.(Vc/Vd)g-1
4ième temps : Echappement D -->
A --> P
En D, la soupape d'échappement
est ouverte. Les gaz brûlés subissent une détente DA en principe
isochrore.
Dans ce cycle les transformations PA et AP étant de sens inverses,
seul est à prendre en compte le contour ABCD.
Le rendement est h
= 1 - Ta/Tb. Montrer qu'il est seulement fonction du taux de compression.
Le
cycle réel d'un moteur 4 temps diffère notablement de ce diagramme théorique
: AP est en réalité une boucle et il n'existe pas de points anguleux dans
la boucle ABCD.
Utilisation :
Au
moyen des boîtes de saisie actives modifier (avec des valeurs raisonnables)
les valeurs des paramètres Va (cm3), Vb (cm3), Tc (K).
Ne
pas oublier de Valider la dernière valeur saisie.
Les
valeurs admises par le programme sont : 1500 K < Tc < 2000 K, 30 <
Vb < 60, 200 < Va < 270. (En cas de saisie hors de ces plages, on prend les valeurs par défaut).
Les
boîtes de saisie inactives affichent les valeurs calculées des P, V,
T aux extrémités du cycle.
L'enfoncement du bouton droit
de la souris arrête l'animation ; son relâchement commande sa reprise.
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