Comment calculer le Rapport Volumétrique.
Posté : 17 mai 2005 13:01
On entend souvent parler de RV, c'est à dire de rapport volumétrique, mais à quoi il correspond? 
En fait chaque moteur a son propre rapport volumétrique, il s'agit en fait de la capacité du moteur à compresseur un volume.
Prenons comme exemple un moteur, à deux moments bien distincts, au point mort haut et au point mort bas.
Au point mort bas (figure de droite),on peut distinguer 2 volumes, le volume en rouge v et celui en jaune V.
Le volume maximal du moteur en gaz admissible est donc la somme des volumes v et V, lors d'une phase d'admission. Après la phase d'admission le volume v+V est compressé avant l'inflammation (figure de gauche), le volume minimal alors est v.
Le rapport volumétrique s'est la capacité d'un moteur à compresser les gazs d'admission avant l'explosion, à savoir dans notre cas:
(v+V)/v
Pourquoi ce rapport?
Il faut savoir que le rapport volumétrique d'un moteur essence atmosphérique est entre 10 et 11 d'origine, pour un diesel il est de 20 environ. Et pour les moteur essence suralimenté le RV est entre 8 et 9 généralement.
Le RV est une connaisance simple du moteur, plus le mélange est comprimé plus il est détonnant, donc le moteur gagne en puissance! Mais cela veut aussi dire que le piston et la bieille et le vilbrequin vont prendre des efforts plus important lors de la compression mais aussi de l'explosion!
Pourquoi un RV plus faible sur les moteurs suralimentés?
En fait les moteurs à pleine charge crée une dépression de 0.5bar environ à l'admission, c'est à dire que le mélange qui rentre dans le volume v+V est sous une pression de 0.5bar, lorsque l'on comprime le volume 10 par exemple la pression monte rapidement.
En prenant l'équation des gazs parfait, PV=nRT
à l'admission cela donne 0.5bar.(v+V) = n.R.(20°C)
avant l'explosion cela donne P.(v) = n.R.(60°C)
A l'aide d'un systéme de 2 équations on trouve:
P = 1.5(v+V)/v ce qui nous donne le taux de compression du moteur soit pour un atmosphérique de RV = 10, un taux de compression théorique de 15bar.
Ceux-ci n'est pas tout à fait le cas en pratique puisque les soupapes restent ouvertent quelques instant lors de la remontée du piston.
Si maintenant on fait le même calcul avec un moteur suralimenté de RV=8 et de pression = 1 bar
à l'admission cela donne 1bar.(v+V) = n.R.(30°C)
avant l'explosion cela donne P.(v) = n.R.(75°C)
Alors P = 2.5(v+V)/v ce qui nous donne le taux de compression du moteur soit pour un atmosphérique de RV = 8, un taux de compression théorique de 20bar turbo fonctionnant!
Si on maintient le RV du moteur à 10 cela nous donne:
à l'admission cela donne 1bar.(v+V) = n.R.(30°C)
avant l'explosion cela donne P.(v) = n.R.(100°C)
P = 3.33(v+V)/v avec le RV = 10, un taux de compression théorique de 33.3bar turbo fonctionnant!
On ferait exploser le moteur!
Voilà maintenant le rapport volumétrique n'a plus de secret pour vous!
En fait chaque moteur a son propre rapport volumétrique, il s'agit en fait de la capacité du moteur à compresseur un volume.
Prenons comme exemple un moteur, à deux moments bien distincts, au point mort haut et au point mort bas.
Au point mort bas (figure de droite),on peut distinguer 2 volumes, le volume en rouge v et celui en jaune V.
Le volume maximal du moteur en gaz admissible est donc la somme des volumes v et V, lors d'une phase d'admission. Après la phase d'admission le volume v+V est compressé avant l'inflammation (figure de gauche), le volume minimal alors est v.
Le rapport volumétrique s'est la capacité d'un moteur à compresser les gazs d'admission avant l'explosion, à savoir dans notre cas:
(v+V)/v
Pourquoi ce rapport?
Il faut savoir que le rapport volumétrique d'un moteur essence atmosphérique est entre 10 et 11 d'origine, pour un diesel il est de 20 environ. Et pour les moteur essence suralimenté le RV est entre 8 et 9 généralement.
Le RV est une connaisance simple du moteur, plus le mélange est comprimé plus il est détonnant, donc le moteur gagne en puissance! Mais cela veut aussi dire que le piston et la bieille et le vilbrequin vont prendre des efforts plus important lors de la compression mais aussi de l'explosion!
Pourquoi un RV plus faible sur les moteurs suralimentés?
En fait les moteurs à pleine charge crée une dépression de 0.5bar environ à l'admission, c'est à dire que le mélange qui rentre dans le volume v+V est sous une pression de 0.5bar, lorsque l'on comprime le volume 10 par exemple la pression monte rapidement.
En prenant l'équation des gazs parfait, PV=nRT
à l'admission cela donne 0.5bar.(v+V) = n.R.(20°C)
avant l'explosion cela donne P.(v) = n.R.(60°C)
A l'aide d'un systéme de 2 équations on trouve:
P = 1.5(v+V)/v ce qui nous donne le taux de compression du moteur soit pour un atmosphérique de RV = 10, un taux de compression théorique de 15bar.
Ceux-ci n'est pas tout à fait le cas en pratique puisque les soupapes restent ouvertent quelques instant lors de la remontée du piston.
Si maintenant on fait le même calcul avec un moteur suralimenté de RV=8 et de pression = 1 bar
à l'admission cela donne 1bar.(v+V) = n.R.(30°C)
avant l'explosion cela donne P.(v) = n.R.(75°C)
Alors P = 2.5(v+V)/v ce qui nous donne le taux de compression du moteur soit pour un atmosphérique de RV = 8, un taux de compression théorique de 20bar turbo fonctionnant!
Si on maintient le RV du moteur à 10 cela nous donne:
à l'admission cela donne 1bar.(v+V) = n.R.(30°C)
avant l'explosion cela donne P.(v) = n.R.(100°C)
P = 3.33(v+V)/v avec le RV = 10, un taux de compression théorique de 33.3bar turbo fonctionnant!
On ferait exploser le moteur!
Voilà maintenant le rapport volumétrique n'a plus de secret pour vous!
....enffin dans mon cas 
)...et d'ailleurs on a tendance à baisser encore cette valeur pour souffler + fort derrière 
...car les perfs seront meilleures en diminuant le rv et en compensant par la sural ; mais c'est pour un autre sujet des cours du soir