cycles moteurs

Author: anaz-quabil

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  • 8/3/2019 Cycles Moteurs

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    11 mars 2003 228

    9 Cycles moteurs

    Certains gnrateurs de puissance comme la centrale thermique vapeur oprent

    effectivement selon un cycle, c.--d. que le fluide actif retourne son tat initial

    aprs avoir subi un ensemble de transformations. Par contre, les moteurs

    combustion interne (moteurs volumtriques et turbines gaz) noprent pas

    proprement parler selon un cycle, puisque le fluide actif quitte le dispositif dans untat diffrent (composition et/ou conditions de pression/temprature) de celui

    dans lequel il est entr.

    Dans ces derniers cas, il savre nanmoins intressant danalyser les performances

    de cycles idaliss qui approximent le processus rel. Cest lapproche qui sera

    suivie dans ce chapitre et le suivant. Le fluide actif sera soit une substance changement de phase, soit un gaz, que lon considrera comme parfait.

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    11 mars 2003 Introduction 229

    9.1 Introduction

    Comme on la fait remarquer la section 6,1, on peut distinguer parmi les cycles

    moteurs, entre ceux qui oprent laide de systmes ferms subissant une

    volution temporelle, qui font intervenir du travail de dplacement de frontire, et

    ceux qui oprent laide de systmes ouverts en rgime, qui font intervenir du

    travail larbre dune machine tournante.

    Pour une transformation dun systme ouvert en rgime avec variations ngligeablesdnergie cintique et potentielle, le travail massique rversible vaut

    w =

    vdp

    alors que pour un systme ferm, il vaut

    w =

    pdv

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    11 mars 2003 Introduction 230

    Ces deux grandeurs sont reprsentes dans le diagramme ci-dessous.

    Considrons un cyle moteur compos de 4 transformations de systmes ouverts en

    rgime tel que la centrale thermique schmatise la section 6.5. On suppose que

    les transformations sont internement rversibles et que les variations dnergiecintique et potentielle sont ngligeables. En outre, on suppose que les changes de

    chaleur dans chaudire et condenseur sont isobares (et donc sans change de

    travail) et que les processus de compression et dtente dans la pompe et la turbine

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    11 mars 2003 Introduction 231

    sont adiabatiques, de sorte que le 4 transformations apparaissent comme suit dans

    un diagramme p v.

    Le travail net effectu par ce cycle vaut donc

    wnet = 2

    1

    vdp + 0 4

    3

    vdp + 0 = 2

    1

    vdp + 3

    4

    vdp

    soit laire lintrieur de la courbe dcrite par le cycle. Le travail effectu lors de la

    dtente est suprieur celui reu lors de la compression parce que le volume

    massique est plus lev lors de la dtente.

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    11 mars 2003 Introduction 232

    Si le mme cycle tait effectu par un systme ferm frontire mobile de type

    cylindre/piston, le travail massique net serait

    wnet =

    21

    pdv +

    32

    pdv +

    43

    pdv +

    14

    pdv

    qui est aussi laire lintrieur de la courbe. Le travail net est positif parce que pour

    chaque changement de volume massique, la pression est plus grande lors des

    dtentes que lors des compressions.Le travail massique net est le mme pour les deux systmes, bien que le travail lors

    de chacune des 4 transformations soit diffrent dans les 2 cas. Ceci est une

    consquence du fait que

    pdvwnet,SF

    +vdpwnet,SO

    = d(pv) = 0

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    11 mars 2003 Le cycle de Rankine 233

    9.2 Le cycle de Rankine

    Le travail effectu par un cycle moteur compos des 4 transformations de systmes

    ouverts en rgime considr prcdemment est dautant plus grand que la

    diffrence de volume massique entre les phases de dtente et de compression est

    grande. Le cycle de Rankine utilise un changement de phase afin de maximiser cette

    diffrence. Cest le cycle idal des centrales thermiques vapeur deau reprsent

    schmatiquement dans un diagramme entropique ci-dessous.

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    11 mars 2003 Le cycle de Rankine 234

    Il se compose de

    12 : pompage adiabatique et rversible dans la pompe, partir dun tat de

    liquide satur 1 ;

    23 : change de chaleur isobare dans la chaudire jusqu ltat de vapeur sature

    3 ;

    34 : dtente adiabatique et rversible dans la turbine (ou dans une machine

    volumtrique vapeur) ;

    41 : change de chaleur isobare dans le condenseur.

    Une variante est le cycle de Hirn dans lequel la vapeur est surchauffe avant dtre

    dtendue. Cest cette variante qui est employe dans les centrales lectriques. On

    en expliquera les raisons ultrieurement.

    En ngligeant les variations dnergie cintique et potentielle, la chaleur reue par lefluide est reprsente par laire a 2 2 3 b a et la chaleur cde au

    condenseur est reprsente par laire a 1 4 b a. Lefficacit thermique du

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    11 mars 2003 Le cycle de Rankine 236

    Inconvnients du cycle de Rankine

    Puisquil exige deux changements de phase, les tempratures des sources doivent

    tre comprises entre le point triple et le point critique. TC TF peut doncdifficilement dpasser 150 C, et donc une efficacit de Carnot de 30 40%.

    Pour leau, avec lambiance comme source froide, le condenseur doit tre sous

    vide, ce qui complique la construction de la machine et aussi celui de la machine

    motrice car le rapport de dtente est trs lev.

    La condensation partielle (brouillard) lors de la dtente exclut lemploi deturbines. On ne peut donc le raliser quavec une machine volumtrique, ce qui

    limite les puissances.

    Cet inconvnient peut tre vit par lemploi de fluides organiques dont la cloche

    de saturation est penche vers la droite dans le diagramme entropique. De plus,

    pour ces fluides, la pression de saturation augmente moins vite avec latemprature, et donc le rapport de dtente est moins lev. Lemploi de ces

    fluides pose cependant des problmes technologiques, chimiques et

    thermodynamiques.

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    11 mars 2003 Effet de la pression et de la temprature sur le cycle de Rankine 239

    Le travail augmente de laire hachure, et la chaleur de laire 3 3 b b 3.

    Leffet net est une augmentation de lefficacit, correspondant au fait que la

    temprature moyenne lors du chauffage augmente. De plus, la teneur en eau lchappement diminue.

    Mais en raison de laugmentation des irrversibilits (la totalit du chauffage est

    cette fois irrversible), le rendement exergtique diminue.

    9.3.3 Effet de la pression maximaleOn considre prsent leffet dune augmentation de pression maximum,

    temprature maximum et pression de condenseur constantes.

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    11 mars 2003 Effet de la pression et de la temprature sur le cycle de Rankine 240

    Le travail net augmente de la surface hachure verticalement et diminue de la

    surface aux hachures croises, de sorte quil reste peu prs constant. Par ailleurs,

    la chaleur rejete diminue de laire 4 4 b b 4, de sorte que lefficacit et le

    rendement exergtique augmentent tous deux.

    Mais la teneur en eau lchappement augmente.

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    11 mars 2003 Le cycle resurchauffe 241

    9.4 Le cycle resurchauffe

    On vient de voir que laugmentation de la pression maximum est favorable

    lefficacit du cycle de Rankine-Hirn, mais quelle entrane une augmentation de la

    teneur en eau lchappement. On vite ce problme en procdant une ou

    plusieurs resurchauffes.

    Lefficacit du cycle ne varie pratiquement pas, mais la teneur en eau

    lchappement diminue.

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    11 mars 2003 Le cycle soutirage 242

    9.5 Le cycle soutirage

    La perte defficacit du cycle de Rankine-Hirn par rapport au cycle de Carnot

    provient de la production dentropie dans la phase de chauffage. Afin de rduire

    cette production, on prlve une partie du dbit dans la turbine une pression

    intermdiaire quon utilise pour rchauffer leau la sortie de la pompe.

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    11 mars 2003 Le cycle soutirage 243

    En ngligeant la puissance consomme par la pompe

    RH =

    h1 h2

    h1 h4

    alors que lefficacit du cycle avec soutirage vaut

    RH, sout. =qm(h1 h2) + q

    m(h1 h7)

    (qm + q

    m)(h1 h11)

    En ngligeant la puissance de la pompe auxiliaire, on a par application du premierprincipe au systme entour dun trait mixte

    (qm + q

    m)h11 = q

    mh7 + q

    mh4 q

    m(h7 h11) = q

    m(h11 h4)

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    11 mars 2003 Le cycle soutirage 244

    Par consquent,

    RH, sout.=

    qm(h1 h2) + q

    m(h1 h7)

    (qm + q

    m)(h1 h11)

    =qm(h1 h2) + q

    m(h1 h7)

    qm(h1 h4) + q

    m(h4 h11) + q

    m(h1 h11)

    =qm(h1 h2) + q

    m(h1 h7)

    qm(h1 h4) q

    m(h7 h11) + q

    m(h1 h11)

    =q

    m(h1 h2) + q

    m(h1 h7)qm(h1 h4) + q

    m(h1 h7)

    =

    (h1 h2) +qmqm(h1 h7)

    (h1 h4) +qmqm(h1 h7)

    >h1 h2

    h1 h4= RH (9.2)

    car h1 h7 > 0 et RH < 1, ce qui dmontre leffet positif du soutirage sur

    lefficacit.

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    11 mars 2003 Le cycle soutirage 245

    En pratique, on utilise plusieurs soutirages et des rchauffeurs deau mlange pour

    viter la multiplication des pompes, comme illustr dans le schma.

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    11 mars 2003 carts entre les cycles rels et les cycles idaux 246

    9.6 carts entre les cycles rels et les cycles idaux

    videmment, les cycles rels scartent des cycles idaux. Examinons brivement les

    origines de ces carts.

    9.6.1 Pertes en tuyauterie

    Les pertes en tuyauterie sont de deux types : pertes de charge dues la dissipation

    visqueuse, et transfert de chaleur vers lambiance. On les reprsente dans le

    diagramme entropique ci-dessous.

    a b : perte de charge. hb = ha (q =

    w = 0) et pb < pa.

    b c transfert de chaleur. hb < ha

    (q < 0), et pb = pa.

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    11 mars 2003 carts entre les cycles rels et les cycles idaux 247

    9.6.2 Pertes dans la turbine et dans la pompe

    Il sagit essentiellement de pertes par dissipation visqueuse, que lon peut

    caractriser par les rendements isentropiques respectifs.

    t =wt

    h3 h4

    p = h2

    h1wp

    9.6.3 Pertes dans le condenseur

    Les pertes dans le condenseur sont mineures. Une telle perte est le refroidissement

    du liquide sous sa temprature de saturation la sortie du condenseur.

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    11 mars 2003 Les cycles thoriques air 248

    9.7 Les cycles thoriques air

    Bon nombre de moteurs emploient un fluide actif toujours ltat gazeux.

    moteurs volumtriques allumage command (moteurs essence) ;

    moteurs volumtriques allumage spontan (moteurs Diesel) ;

    turbines gaz de propulsion (turbopropulseurs, moteurs dhlicoptres) ;

    turboracteurs.

    Dans tous ces moteurs, la composition du gaz varie entre lentre et la sortie en

    raison de la combustion du carburant. Cest pour cette raison quon les appelle

    moteurs combustion interne. Par contre, la machine vapeur ou le gnrateur de

    puissance dune centrale vapeur sont des moteurs combustion externe.

    Des moteurs combustion externe utilisant un agent ltat gazeux ont t tudis

    (combinaison racteur nuclaire/turbine gaz), mais leur application reste trslimite.

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    11 mars 2003 Les cycles thoriques air 249

    En raison du changement de composition, mais aussi parce quil sagit rellement de

    systmes ouverts dans lesquels ltat lchappement diffre de ltat laspiration,

    les moteurs combustion interne ne sont pas des cycles.

    Nanmoins, pour faciliter ltude de ces dispositifs, il est savre intressant de les

    modliser par des cycles ayant les proprits suivantes :

    1. Une masse fixe dair parcourt le cycle, et lair est considr comme un gaz

    parfait.

    2. La combustion est remplace par un change de chaleur provenant dune

    source externe.

    3. Le cycle se complte par un change de chaleur avec le milieu ambiant (au lieu

    des processus dadmission et dchappement rels).

    4. Toutes les transformations sont rversibles intrieurement.

    5. En outre, on suppose souvent que la chaleur massique est constante.

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    11 mars 2003 Le cycle de Joule (Brayton) 250

    9.8 Le cycle de Joule (Brayton)

    Le cycle de Joule se compose des mmes transformations que le cycle de Rankine (2

    changes de chaleur isobares et deux variations de pression isentropiques), la seule

    diffrence tant que le fluide actif reste toujours ltat gazeux. Cest le cycle idal

    de la turbine gaz.

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    11 mars 2003 Le cycle de Joule (Brayton) 251

    Avec lhypothse de chaleurs massiques constantes, on obtient trs aisment

    lexpression de lefficacit thermique.

    th =(h3 h4) (h2 h1)

    h3 h2= 1

    h4 h1

    h3 h2= 1

    T4 T1

    T3 T2

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    11 mars 2003 Le cycle de Joule (Brayton) 252

    Les transformations 1 2 et 3 4 tant isentropiques, on a

    T2

    T1=T4

    T3=

    k1k

    de sorte que

    th = 1 T1

    T2= 1

    k1k < 1

    T1

    T3= th, Carnot (9.3)

    Lefficacit est donc une fonction croissante du rapport de pression.

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

    0

    0.1

    0.2

    0.3

    0.4

    0.5

    0.6

    2 4 6 8 10 120

    0.1

    0.2

    0.3

    0.4

    0.5

    0.6

    eps,Jweps, JR

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    11 mars 2003 Le cycle de Joule (Brayton) 253

    Ceci sexplique aisment partir du diagramme entropique. Lorsque le rapport de

    pression augmente (avec un rapport de temprature entre turbine/sortie

    compresseur constant), le cycle original se transforme en 1 2

    3

    4 1, pourlequel le travail est plus grand, alors que la chaleur rejete la source froide est

    identique.

    Mais la temprature maximum est plus leve. En pratique, la temprature dentre

    turbine est limite par la tenue des matriaux. En maintenant la temprature

    dentre turbine constante, mais en augmentant le rapport de pression, on obtientle cycle 1 2 3 4 1. Comme lefficacit thermique ne dpend que du

    rapport de pression, ce dernier cycle a une efficacit identique celle du cycle

    1 2 3 4 1.

    Mais le travail massique est plus faible. Calculons ce dernier.

    w = (h3 h4) (h2 h1) = cpT1

    T3

    T1(1

    k1k ) (

    k1k 1)

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    11 mars 2003 Le cycle de Joule (Brayton) 254

    On a port sur le graphique du rendement w/RT1 en fonction du rapport de

    pression pour un rapport de tempratures T3/T1 = 2. On constate quil passe par

    un maximum. Posonsy =

    k1k

    On a par consquent

    1

    cpT1

    dw

    dy

    =T3

    T1

    1

    y2 1 ywmax =

    T3

    T1

    wmax = T3

    T1 k

    k1

    (9.4)

    et lefficacit correspondante vaut

    th = 1

    T1

    T3(9.5)

    Un inconvnient majeur du cycle de Joule est limportance du travail de

    compression par rapport au travail de dtente (en contraste avec le cycle deRankine-Hirn), de sorte que la puissance installe est beaucoup plus leve que la

    puissance utile. Cet effet est trs aggrav par les pertes des machines.

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    11 mars 2003 Le cycle de Joule (Brayton) 255

    Le travail de compression est augment alors que le travail fourni par la turbine est

    rduit le travail utile diminue trs rapidement avec les pertes !

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    29/49

    11 mars 2003 Le cycle de Joule rcupration 256

    9.9 Le cycle de Joule rcupration

    Lorsque la temprature de sortie turbine est suprieure la temprature de sortie

    compresseur, on peut amliorer lefficacit du cycle de Joule en se servant des gazdchappement pour rchauffer le gaz sortant du compresseur.

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    11 mars 2003 Le cycle de Joule rcupration 257

    En supposant les chaleurs massiques constantes et un changeur de chaleur parfait,

    Tx = T4 et Ty = T2. Ds lors,

    th =(h3 h4) (h2 h1)

    h3 h4= 1

    h2 h1

    h3 h4= 1

    T2 T1

    T3 T4= 1

    T1

    T3

    k1k > J (9.6)

    comme on peut le voir sur le graphique du rendement pour T3/T1 = 2.

    Le cycle rcupration na de sens que lorsque T4 > T2, c.--d. pour un rapport de

    pression tel que

    k1k 0 et

    1Q2 = 1W2 = mRTF ln(V2/V1) < 0

    Chauffage isochore 2 3 2W3 = 0 et

    2Q3 = U3 U2 = mcv(TC TF)

    Dtente isotherme 3 43W4 =

    43pdV = mRTC ln(V4/V3) < 0 et

    3Q4 = 3W4 = mRTC ln(V4/V3) > 0

    Refroidissement isochore 4 1 4W1 = 0 et

    4Q1 = U4 U1 = mcv(TF TC)

    On constate que 1Q2 = 4Q1, de sorte que les changes peuvent seffectuer sans

    contact avec une source, mais par lentremise du rgnrateur, qui stocke la chaleur

    cde par le fuide en 4 1 pour la lui rtrocder en 2 3.

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    11 mars 2003 Le cycle de Stirling 265

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  • 8/3/2019 Cycles Moteurs

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    11 mars 2003 Le cycle de Stirling 265

    Lefficacit du cycle vaut

    Stirling =3W4 1W2

    3Q4= mRT

    C lnV4V3 + mRTF ln

    V2V1

    mRTC lnV4V3

    = TC TF

    TC= Carnot (9.8)

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    11 mars 2003 Le cycle de Stirling 266

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  • 8/3/2019 Cycles Moteurs

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    11 mars 2003 Le cycle de Stirling 266

    On a constat un regain dintrt rcent pour les machines de Stirling (travaux de la

    firme Phillips). Dans les ralisations rcentes, le mouvement discontinu des pistons

    est remplac par des mouvements sinusodaux dphass. La source chaude est unbrleur dans lequel on ralise la combustion externe dun combustible.

    Avantages et inconvnients

    Efficacit thermique leve (en principe gale lefficacit de Carnot) ;

    combustion externe, donc moteur silencieux et polycarburant ; poids et prix levs, en raison de la complexit de la cinmatique ;

    puissance volumtrique trs importante, grce la possibilit de travailler trs

    haute pression ;

    rgulation aise par action sur la masse (m) du fluide actif.

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    11 mars 2003 Le cycle dOtto ou de Beau de Rochas 267

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    9.14 Le cycle dOtto ou de Beau de Rochas

    Le cycle dOtto est le cycle idalis des moteurs volumtriques allumage

    command (moteur essence). Il est reprsent ci-dessous dans les diagrammesp v et T s.

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    Il se compose des transformations suivantes :

    Compression isentropique 1 2 Correspond la compression du mlange

    air/essence lorsque le piston se dplace du point mort bas au point mort haut,les soupapes tant fermes.

    1Q2 = 0 1W2 = U2 U1 = mcv(T2 T1)

    Chauffage isochore 2 3 Correspond la phase de combustion du mlange,

    suppose instantane lorsque le piston se trouve au point mort haut.

    2W3 = 0 2Q3 = U3 U2 = mcv(T3 T2)Dtente isentropique 3 4 Correspond la dtente des gaz brls lorsque le

    piston se dplace du point mort haut au point mort bas.

    3Q4 = 0 3W4 = U4 U3 = mcv(T4 T3)

    Refroidissement isochore 4 1 Correspond aux processus suivants : dtente

    irrversible des gaz brls louverture de la soupape dchappement,refoulement des gaz brls, et enfin admission des gaz frais.

    4W1 = 0 4Q1 = U1 U4 = mcv(T1 T4)

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    11 mars 2003 Le cycle dOtto ou de Beau de Rochas 269

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    11 mars 2003 Le cycle d Otto ou de Beau de Rochas 269

    On en dduit directement lefficacit du cycle :

    Otto =3W4 1W2

    2Q3=mcv(T3 T4) mcv(T2 T1)

    mcv(T3 T2)= 1

    T4 T1

    T3 T2= 1

    T1

    T2

    = 1 V1

    V2

    (k1)

    = 1 1

    rk1v(9.9)

    o rv est le rapport volumtrique de compression. Lefficacit est donc une fonction

    croissante de celui-ci comme indiqu sur le graphique.

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    11 mars 2003 Le cycle dOtto ou de Beau de Rochas 270

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    11 mars 2003 Le cycle d Otto ou de Beau de Rochas 270

    En pratique, laugmentation du rapport de compression est limite par le risque de

    dtonation qui augmente avec le rapport de compression. La dtonation est une

    combustion extrmement rapide, qui saccompagne de fortes ondes de pressiondans le cylindre (cliquetis).

    Les carts principaux entre le cycle idal et la transformation ouverte relle sont :

    1. les chaleurs massiques varient avec T (peut tre modlis) ;

    2. la combustion peut tre incomplte ;

    3. la transformation 4 1 est en ralit compose des phases de refoulement et

    dadmission qui, en raison des pertes de charge au travers des soupapes,

    ncessitent un certain travail ;

    4. la dtente des gaz brls saccompagne dun change de chaleur vers le liquide

    de refroidissement travers les parois du cylindre ;5. les processus comportent des irrversibilits dues aux gradients de pression et

    de temprature.

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    11 mars 2003 Le cycle de Diesel 271

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    11 mars 2003 Le cycle de Diesel 271

    9.15 Le cycle de Diesel

    Le cycle de Diesel est le cycle idalis des moteurs volumtriques allumage

    spontan (moteur Diesel). Il diffre du cycle dOtto par le fait que le processus decombustion, nettement plus lent pour le brouillard de gouttelettes de gazole que

    pour le mlange air/essence, est suppos isobare.

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    11 mars 2003 Le cycle de Diesel 272

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    11 mars 2003 Le cycle de Diesel 272

    Les quantits de chaleur et de travail changes au cours des 4 transformations

    sont :

    Compression isentropique 1 2 1Q2 = 0 1W2 = U2 U1 = mcv(T2 T1)Chauffage isobare 2 3 2W3 = p2(V3 V2) 2Q3 = H3 H2 = mcp(T3 T2)

    Dtente isentropique 3 4 3Q4 = 0 3W4 = U4 U3 = mcv(T4 T3)

    Refroidissement isochore 4 1 4W1 = 0 4Q1 = U1 U4 = mcv(T1 T4)

    Lefficacit du cycle vaut donc

    diesel =2W3 3W4 1W2

    2Q3=

    (H3 H2) (U3 U2) + (U3 U4) (U2 U1)

    H3 H2

    = 1 U4 U1

    H3 H2= 1

    cv

    cp

    T4 T1

    T3 T2

    Outre le rapport volumtrique de compression rv introduit prcdemment, le

    rapport volumtrique de combustion

    rc =V3

    V2=T3

    T2

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    11 mars 2003 Le cycle de Diesel 273

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    a s 003 e cyc e e ese 3

    influence galement lefficacit du cycle, comme on peut le voir aisment lexamen

    du diagramme entropique. En augmentant la temprature de fin de combustion de

    T3 T3

    , la quantit de chaleur requise augmente de laire 3 3

    c b 3 alorsque le travail naugmente que de laire 3 3 4 4 3.

    Ceci se confirme en dveloppant lexpression de lefficacit.

    diesel = 1 cv

    cp

    T4 T1

    T3 T2= 1

    1

    k

    T4T2

    T1T2

    rc 1

    = 1 1

    k

    T4T3

    T3T2 r1kv

    rc 1= 1

    1

    k

    V3V4

    k1rc r

    1kv

    rc 1= 1

    1

    k

    rcrv

    k1rc r

    1kv

    rc 1

    = 1 rkc 1

    rk1v k(rc 1)< 1

    1

    rk1v= Otto (9.10)

    rapport volumtrique de compression identique. On a port lefficacit du cycleDiesel en fonction du rapport de compression pour diffrents rapports de

    combustion ci-aprs.

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    11 mars 2003 Le cycle de Diesel 274

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    y

    En pratique toutefois, du fait que dans un moteur Diesel on comprime de lair pur,

    on ne risque pas la dtonation, et lon peut donc utiliser un rapport de compression

    plus lev. Si lon compare un cycle dOtto et un cycle de Diesel de mme pression

    et temprature maximales (cycles 1 2 3 4 1 et 1 2 3 4 1 dans le

    diagramme entropique), il est clair que le cycle Diesel est plus efficace. puisque toute

    la chaleur supplmentaire requise (aire 2 2 3 2) est transforme en travail.

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    11 mars 2003 Considrations additionnelles sur les cycles dOtto et de Diesel 275

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    y

    9.16 Considrations additionnelles sur les cycles dOtto et de Diesel

    9.16.1 Moteurs quatre et deux temps

    Les cycles dOtto et de Diesel sont le plus frquemment raliss dans des moteurs

    quatre temps, ainsi nomm parce que le cycle complet requiert quatre courses du

    piston.

    Il est toutefois possible de raliser les phases dadmission et de refoulement

    beaucoup plus rapidement en soufflant les gaz brls par du mlange frais lorsque le

    piston est au voisinage du point mort bas. Cette opration requiert une puissance

    auxiliaire, de sorte que lefficacit est rduite, mais la puissance dveloppe par

    cycle est thoriquement double. Cet avantage peut tre dcisif lorsque la

    compacit et le poids sont importants.

    9.16.2 Cycles mixtesThoriquement, on peut imaginer fractionner la phase de combustion en une partie

    volume constant et une autre pression constante, ralisant de la sorte un cycle

    mixte.

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    y

    En pratique, les cycles rels sont toujours intermdiaires entre les cycles thoriques

    dOtto et de Diesel, se rapprochant plus de lun ou de lautre selon la vitesse de

    rotation, la nature du combustible, et le fractionnement de la combustion.

    9.16.3 Moteurs suraliments

    On peut augmenter considrablement la puissance volumtrique des moteurs

    piston en les alimentant une pression suprieure la pression atmosphrique

    laide dun groupe de suralimentation. Un groupe de suralimentation se composedun compresseur qui lve la pression lentre de la machine volumtrique,

    entran par une turbine utilisant les gaz dchappement. Le rendement du cycle est

    thoriquement inchang.

    Les groupes de suralimentation sont gnralement constitus de turbomachines

    (compresseur centrifuge et turbine radiale) tournant une vitesse de rotationbeaucoup plus leve que le moteur volumtrique.