Avance A l'allumage

[Maxencemax69]

Bonjour

 

J'aurai voulu savoir quelle etait la raison pour laquelle l'avance a l'allumage augmentait la température moteur et si en réduisant l'avance la température a l'échappement ?

Merci

[Maxencemax69]

Bonjour à tous :

 

Il me vient une petite question à l'instant , ma foi peut être très bête , mais sait-on jamais .

 

On sait que pour gagner de la puissance sur un moteur ( entre autre ) , on décale l'avance à l'allumage vers encore plus d'avance .

 

Mais concrètement , pourquoi ??

 

Car supposons un piston qui vient de passer par le PMB et entame sa montée , donc la compression du mélange .

 

L'allumage se fera alors que le piston n'est pas encore parvenu tout en haut , donc au PMH , comme l'explosion ( je ne sais pas si c'est le terme exact ou bien faut-il parler de combustion ) n'est pas instantanée , c'est pour cela que l'on met de l'avance pour que l'explosion ait le temps de se produire .

 

Mais si on augmente l'avance , l'explosion se fera encore plus tôt , il n'y a pas un risque pour que cette dernière freine la montée du piston ?

 

Je ne sais pas si j'ai été clair ...

 

Pourquoi la température des gaz d'échappement augmente si on diminue l'avance ?

 

Merci d'avance Messieurs

[barbazan]

Parce ce que cela joue sur les effets de pression et de combustion.

Mais ton approche est fausse en kart et sur un 2T en général !

Ce qui est valable sur un 4T de tourisme (voiture) ne l'est absolument pas sur un 4T de compétition, qui d'ailleurs se rapproche d'un 2 T de compétition.

En fait, la combustion est un terme mal employé.

À l'inflammation (suite étincelle bougie) tu as une expansion progressive des gaz enflammés. Progressive mais tres rapide (ce n'est pas une explosion! ), et à la fin de cette expansion il y a la combustion de cette masse gazeuse qui s'est développée, et à donc fournie l'essentiel du travail pour déplacer le piston.

La chaleur cylindre/culasse est principalement dû à la pression, celle de la compression d'abord, et ensuite bien plus forte de cette expansion qui est beaucoup plus importantes. (L'expansion des gaz aurait tendance à absorber des calories par contre!)

La combustion elle, produit de la chaleur, mais en fin de cycle, principalement dans le pot dès le début de l'ouverture de la lumière lorsque la pression est libérée.

Alors, suivant le début de l'inflammation, tu vas créer une pression plus ou moins importante en fonction de la position de piston (en fait de l'angle bielle/manivelle, cette dernière appelée vilebrequin), car un piston ne se déplace pas à vitesse constante, et surtout a une pleine efficacité de travail que sur une courte position de l'angle bielle/manivelle.(environ 50° de travail seulement sur un total de 360°!)

Bien sûr, dans un moteur il y a des phénomènes physique fixes dans le temps, couplés à d'autres qui sont variables (le régime moteur....), et il faut jongler entre eux.

Donc, à allumage fixe, pour une même vitesse et pleine expansion des gaz, tu auras un travail (un effort de pression sur le piston) plus ou moins efficace en fonction du régime moteur, et en déplaçant ce point d'allumage fixe (en degrés de rotation vilo), tu feras varier l'efficacité du travail sur un régime différent.

Mais, ce n'est pas si simple, ça c'est la théorie simplifiée!

Car le remplissage de cette masse gazeuse admise va varier en fonction du régime aussi, donc le rendement également et il est préférable d'optimiser le point d'allumage en fonction de cette plage de régime. Ou pas! Pour la diminuer et l'étaler un peu sur une plage de régime plus large par ex.

Pour finir (succinctement hein), le pot étant un élément majeur sur un 2T à ht rendement et régime élevé, tout ce qui s'y passe impacte fortement les autres phases, entre autre surtout celle d'admission par tirage. Le fait de retarder l'inflammation retarde également la combustion, qui se déroulera pleinement dans le pot et non en partie dans le cylindre en fin d'expansion, ce qui atténue l'échauffement du cylindre sur sa partie finale, et réchauffe le pot d'autant, ce qui en améliore son fonctionnement (question de densité des gaz et de leurs déplacements, ainsi que des effets à travers eux).Et il est préférable de perde du rendement sur la phase pression/ travail pour améliorer le fonctionnement du pot qui amènera un meilleur remplissage sur une plage plus large, qui au final améliore le rendement dans certains cas.

Donc, contrairement à ce qui se fait pour un 4T de base, augmenter l'avance en même temps que le régime, sur un 2 T de course c'est tout l'inverse, on l'avance un peu et on le retarde beaucoup ensuite.

Sauf que pour nous c'est fixe! (Enfin, relativement ), question de bridage de réglementation.

J'ai fait simple.....

[Maxencemax69]

C'est sympa merci ?

[Maxencemax69]

J'ai aussi lu quelque part qu'il qu'avec un bon remplissage la vitesse de l'expansion était plus rapide car la masse gazeuse est plus dense donc diminuer l'avance A HT regime car un bon remplissage arrive à HT regime

Mais je ne c'est pas si c'est vrai

[barbazan]

Oui et non.

Le remplissage diminue toujours avec l'augmentation du régime, même si cette valeur n'est pas linéaire dans son accompagnement avec le régime, car d'autres phénomènes influencent plus ou moins cette perte durant l'évolution du régime.

[Zolve]

Il ne faut pas confondre le régime et la "charge" moteur (ouverture de gaz sur un essence), qui conditionne directement le remplissage, donc la combustion, donc l'avance à l'allumage. Les 2 sont lié mais pas nécessairement simultané. On peut être pleine charge ( dans une cote) sans être à plein régime....

 

Pour faire court un moteur "classique" ne fonctionne bien (rendement maximum) que sur une plage assez réduite (plage d'exploitation). C'est la ou le couple moteur est maximum. avant et après ça marche moins bien, mais c'est utile quand même LOL...

 

Ce sont les caractéristiques géométriques du moteur qui conditionne tout ça ( épure, alésage, course, dimension des passages d'air etc...

 

Après de nombreux facteurs viennent perturber tout ça en "dynamique" ce qui rend la chose très compliqué et du coup, malgré des systèmes de simulation très performants, les essais dynamiques restent indispensable pour validation.

 

Tous ces éléments sont interdépendants et c'est pour ça que sur les systèmes qui le permettent des cartographies très pointues sont définies pour ajuster l'AA au mieux. Précisons que l'AA dans le meilleur des cas, varie sans cesse

[barbazan]

Zolve, ce que veut dire Maxencemax je crois, c'est que nos moteurs, KZ en l'occurrence, ont une plage de régime dans laquelle le moteur "rempli" mieux.

En fait il perd moins surtout.....car nos moteurs ne sont pas adaptés pour avoir un bon rendement en dessous d'un certain régime qui débute la plage utile.

Cela dit, le caractère moteur est essentiellement conditionné par les diagrammes de distribution et l'importance de leurs croisements!

Pour aller plus loin dans ta dernière question Max, une chambre bien remplie, et donc potentiellement plus comprimée, aura une meilleure propagation de l'inflammation oui.

Par contre, l'arc d'amorçage (l'étincelle ) sera plus difficile à produire dans cet environnement ht pression.

C'est d'ailleurs particulièrement visible avec un simple oscillo sur le rayonnement d'un fil bougie.

[Maxencemax69]

Si vous pouvez revenir sur le fait que le moteur "rempli "moin bien a haut regime est dû A la dynamique de la masse gazeuse mais pourquoi ? À cause de la rotation du Vilo qui freine la masse gazeuse ? (Je dois sûrement dire une connerie )

Et dernière question: pourquoi le pot fonctionne mieux a haute température, tu m'as dit que c'était question de densité mais en quoi cela améliore le fonctionnement

[Zolve]

Je ne connais pas assez le 2T pour répondre à ta première question. Mais pour ce qui est de la deuxième cela tien à la température des gaz.

 

La veine gazeuse des gaz d'échappement se déplacera d'autant plus vite que les gaz seront chaud (Célérité). Si les gaz se déplacent plus vite, ils vidangent plus vite le cylindre, ce qui permet à l'air frais de rentrer plus vite.... et donc d'améliorer le remplissage.

 

Tu peux voir sur certain moteur turbo des bandes "isolante" ou un revêtement blanc ( céramique) sur les pipes d’échappement tout de suite après le turbo. Parfois le revêtement céramique est dans le tube.

 

Cela pour les même raison. Mais attention, sur les atmo, l'accord de l'échappement prime fortement sur ce paramètre ( c'est pourquoi c'est rare de voir ses bandages...) alors que le turbo par essence même cherche à utiliser l’énergie des gaz d'échappement....

[Maxencemax69]

Merci

Je m'étais toujours demander à quoi servais bande

Très intéressant

[barbazan]

A haut régime il est plus difficile de déplacer la masse gazeuse nescessaire de l'admission, car la colonne gazeuse doit prendre de la vitesse, l'air devient dense, plus lourd pour imager, donc cela entraîne des efforts supplémentaires et donc des pertes, en plus de celles liées au frottement de cette masse d'air, et qui en plus se trouve étirée sur son parcourt.

Donc le moteur rempli moins bien, et perd du rendement sur chaque tour moteur.

Mais, comme les tours moteurs ont augmentés, au final sur le même espace temps la puissance à augmentée malgré tout.

Le pot aide et est même la principale source d'aspiration pour remplir le cylindre.

A l'ouverture des lumières (principale et boosters), l'effet d'évacuation brutal dans un conduit dimensionné entraîne une très forte dépression derrière lui, et donc cela aspire la charge fraîche, directement aux transferts! l'effet pompage du piston ne sert plus à grand chose d'ailleurs.

La température de l'enveloppe (pot) impacte sur la densité des gaz d'échappement qui sont en fin de combustion et forcément cela modifie un peu l'accord de décharge mais aussi l'accord de contre pression qui entre autre se sert de l'onde sonore créée à l'ouverture brutale de la (les) lumière, et celle-ci se propage plus vite dans des gaz chauds et donc moins denses. En fait, c'est surtout que cela entraîne des variations de plages et rendement, et il faut en relativiser l'impact suivant la configuration globale.

Mais, en kart, le pot est relativement peu impacté par cela, car la température fluctue tout le temps fortement, le moteur n'est jamais en pleine charge longtemps, contrairement à une ex moto GP 2T.

Un transfert calorique n'est pas instantané en plus, bien loin de là!

Entre nous, calorifuger le pot à été une mode non vraiment utile, car elle améliorait dans des cas de réglages non optimum et cela tombait bien coup de bol, ou au contraire dégradait les choses.

Par contre, isoler les carters bas moteur du rayonnement oui bien sûr, il est évident que de chercher à garder la charge admise la plus fraîche possible est certainement plus profitable.

Il faut plus voir dans le calorifuge l'impact de la chaleur du pot sur l'environnement à proximité immédiate que pour son fonctionnement propre.

Et dans le cas d'un moteur turbo, tout s'oppose! Pour entraîner la turbine le plus efficacement il faudrait des gaz ayant refroidi pour gagner en densité pour entraîner la turbine chaude et moins chauffer les carters de la turbine froide, mais cela l'éloignerait, avec des gaz moins rapide et augmenterait le temps de réponse.

Mais la aussi, c'est pour moins impacter l'environnement mecanique, car du fait de la retenue de la turbine, les calories se trouvent freinées dans la culasse, collecteur et le turbo, et il faut beaucoup d'artifice pour évacuer cette chaleur collectée (circuit d'huile optimisé, radiateur, échangeur....). Donc confiner ces calories pour les forcer à s'évacuer normalement (par le tuyau d'echap) et plus judicieux que de gérer de la chaleur induite qui se diffuse partout et perturbe.

[Zolve]

Je précise ma réponse pour qu'il n'y ai pas d’ambiguïté : La calorifugeage des conduits d'échappement sur moteurs turbo n'est pas guidé par le besoin de préserver l'environnement mécanique et /ou électrique de celui-ci. (des "tôles" par-chaleur peuvent le faire).

 

 

Il s'agit clairement de conserver au gaz d'échappement leur température la plus haute possible ( en accord avec la résistance mécanique des matériaux employés bien sur) ceci afin d'avoir un rendement de turbine le plus élever possible.

 

 

En effet la performance des turbo est conditionné, entre autre, par le rendement de la turbine (Travail fourni pour entrainer le compresseur / énergie des gaz reçu par l'échappement) , qui lui même est lié à la températures des gaz qui la traverse.

 

 

IL y a de jolies formules pour décrire tout ça.... tu peux commander sur le site du SIA (https://www.sia.fr/) des brochures très pointues sur le sujet.

 

 

Pour ce qui est de la perte de puissance à haut régime, tous les moteurs sont concerné, à leur façon bien sur... en F1 différemment d'une Clio.

 

Basiquement :

 

 

Puissance = Couple moteur x Vitesse de rotation du moteur. (attention les relevés se font à pleine charge, donc peut représentatif d'un usage réel)

 

 

On peut découper la lecture en 3 parties:

 

 

1) Jusqu’à 3800 sur la courbe ci-dessus, On accélère, il y plus d'air qui rentre, on met plus d'essence pour respecter le dosage "parfait", le moteur accélère etc... la puissance augmente car le couple augment et le régime augmente.

 

 

2)3800 / 5000 environ, Les condition d'admission de l'air sont optimum, le remplissage du cylindre est optimum, on a le couple maximum (le rendement maximum du moteur). La puissance augmente car même si le couple se stabilise, le moteur prend encore des tours.

 

3) Après 5000 le remplissage se dégrade (géométrie inadapté etc....) le couple chute de plus en plus, l'augmentation de régime devient moins franche et elle ne compense plus la perte de remplissage. La puissance se casse la gueule. Note que le moteur peut poursuivre sa prise de tours... on appel sa l'allonge. Mais clairement la Pmax est passée.

 

 

Pour un 2 Temps au dela des généralités je ne sais pas précisément le degré d'interaction des éléments. A mon avis quand même, basiquement la restriction d'air ( taille du carbu / Admission) et le temps disponible pour le remplissage du moteur doivent être très important.

 

 

Pour info sur 4 Temps le régime maxi théorique est de 22000 tr min.... en F1 avant les Hybrides il approchaient les 20 000 qualif...

[Maxencemax69]

Merci les gars

 

Les gazs frais aspirés par l'échappement ne se mélange à au gaz d'échappement car leurs densités et leurs température ne sont pas les mêmes ? C'est ca ?

[barbazan]

Entre autre, mais dans ce cas les charges ne sont pas en opposition, mais à la suite de, donc le mélange des charge n'a pas lieu côté chambre combustion . Mais une partie fraiche se retrouve forcément quand même dans l'échappement, relativement importante sur un moteur à fort croisement.

L'inverse serait plus gênantes, alors à choisir.

[Maxencemax69]

Commris

Autre question

L'anti parasite améliore t'il l'imflamation et en quoi ?

[barbazan]

Non.

[Maxencemax69]

Comment évite t'il les parasites alors ?

[barbazan]

Je ne vois pas le rapport entre parasite et inflammation.

Les circuits antiparasités possèdent un ou plusieurs éléments résistifs, en principe l'antiparasite du capuchon de bougie si il a une résistance , certaines bougies, voir le fil de bougie.

Ce que l'on appelle communément l'anti parasite devient un simple capuchon de bougie dans le cas de l'absence de résistance.

Leur incidence est surtout pour atténuer des perturbations sur des éléments radioélectrique ou électronique à proximité.

Ce qui peut potentiellement améliorer l'inflammation ce sont des éclateurs, soit en plus en série dans le circuit HT, ou parfois interne aux bougies.

Mais ce n'est pas adaptés aux régimes élevés.

[Maxencemax69]

Dernière question sûrement un peu con

Mais pourquoi un mélange plus pauvre augmente la température de combustion ?

[Zolve]

Beaucoup d'O2, Vitesse de combustion plus lente.. a comparer de la vitesse et dosage optimum bien sur

[barbazan]

En fait pauvre ou riche sont à la base des termes un peu abstrait car la richesse peut être définie sur une base purement arbitraire de rapport air/essence idéal par convention (le fameux 17/1 ) sécuritaire et lié à l'économie carburant, et celle de la réalité de terrain plus sujette à variation.

Sur toute la plage du régime et en fonction de la charge, la richesse doit évoluer (changer) pour offrir des perfs optimums (on ne parle pas d'économies de carburant ici).

Pauvre a haut régime permet d'accélérer le front de flamme et de mieux utiliser l'expansion au bon moment et donc l'effort produit sur le piston, mais cela ne donne pas plus d'énergie à l'expansion des gaz sur le cycle, juste plus rapide et plus fort au bon moment, car la phase optimum de travail efficace est assez réduite en degré vilebrequin, et le temps alloué très court avec l'augmentation du régime.

Par contre cela induit plus de chaleur, et le problème est de dépasser la limite de résistance du film d'huile par brûlure et fondre des matériaux environnants, car La limite devient instable avec les variation de paramètres exterieurs.

Avec un mélange plus riche on augmente la couche limite qui protège les surfaces, et la vaporisation du carburant participe grandement au refroidissement interne.

Après, il y a pauvre et pauvre, lorsque trop pauvre, cela amène des phénomènes d'autocombustion et détonations très dommageable tant effort mécanique que hausse de température, mais perf au rendez-vous.

Et bcp trop pauvre il n'y a plus d'intérêt, la perf et la température chute rapidement, mais surtout, ce qui endommage tout, c'est qu'il y a de fait beaucoup moins d'huile apportée avec le carburant qui l'accompagne à ce moment-là !

[Maxencemax69]

Tu c'est pourquoi ca accélère le front de flamme ?

[barbazan]

Parce que les proportions carburant /comburant se rapprochent de leur idéal d'inflammation dans un environnement donné, cet idéal n'est pas celui qui est accepté dans un moteur.

Après si tu as besoin des formules chimiques sur l'évolution des atomes des différents composants subissant des changements de pression et température, ce n'est pas mon domaine.

[Maxencemax69]

Bonjour

J'aurai voulu savoir comment pouvons nous améliorer les performances à bas régimes

Merci

[barbazan]

Un Meilleur remplissage et augmenter le temps de travail utile durant la phase d'expansion. Ce qui induira une perte de temps en transition de phase (échappement / admision), et donc de rapidité de remplissage dans les tours! Tout est question de compromis, surtout en KZ du fait de nos bridages de la réglementation.

Si tu veux mieux remplir en mi-régimes (le bas c'est 9000 tr/mn en KZ....), rester bas en ouverture d'échappement 190/192° et augmenter un peu les 1er transferts lateraux, 131/133° (faut un peu de materiel et de pratique pour ne pas pourrir le cylindre, et on ne revient pas en AR, ou difficilement. ...). Augmenter un peu la longueur du collecteur (2 à 5mn). Une carb un peu plus riche éventuellement en ouverture progressive de boisseau (puits ou aiguilles). Ce sera au détriment du Ht régime, pas de miracle.

[Maxencemax69]

Je n'es pas compris tes 2 premieres phrases.

Et pourquoi enrichir en transition ?

[barbazan]

Un mélange air /essence riche donne plus de force sur le bas et mi régime.

Riche ne veut pas dire trop riche.

Mais je pense aussi que tu poses des questions qui sont trop compliquées dans le sens que tu vois les choses trop simplement.

[Maxencemax69]

Explique si tu as le temps !

[Maxencemax69]

J'ai pas trouvé sur bouquins

[Maxencemax69]

Personne ?

[barbazan]

Tu cherches quoi?

[Maxencemax69]

Pourquoi à bas regime un mélange "riche " donne plus de force ?

[barbazan]

L'énergie est dans le carburant (essence), pas dans le comburant (air), donc si tu peux brûler un max de carburant convenablement, cela développera plus de force, donc de couple.

Naturellement, le ratio performance/ consommation n'est pas à l'avantage de l'économie, et ce n'est pas le but.

Mais ce mélange riche même si il est 'fort' n'aura pas la même rapidité d'expansion qu'un mélange plus pauvre, donc à ht régime c'est pénalisant.

Raison pour laquelle sur le régime de couple il est préférable d'être riche, et d'appauvrir sur l'allonge.

Ça c'est dans les grandes lignes, sur le terrain bcp d'autres facteurs entrent en jeux.

[Maxencemax69]

Il n'y a pas aussi le fait que nous sommes à bas regime et lorsque l'on demande les gazs le débit d air augmente alors que le débit d essence augmente aussi mais plus difficilement qui rend le mélange provisoirement plus "pauvre " ?