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Quelle est la cartographie des moteurs "Downsized"

MessagePosté: 22 Fév 2018, 17:52
par sonex710
Bonjour à tous,

Je me pose cette question par rapport aux sujets concernant les moteurs Downsized "TCe 90 et Yamaha Genesis", c'est à dire très puissants pour une petite cylindrée, souvent turbo et 3 cylindres.

Le but de ces moteurs automobile est d'afficher une forte puissance et un fort couple pour l'agrément de conduite, et en même temps ;) une faible consommation à petite puissance pour tenir les normes de CO2, pollution ... lors des test sur parcours normalisé ...

La cartographie d'injection qui permet cela est (comme pour nos avions) riche à forte puissance et pauvre ou stœchiométrique à petite puissance.

Mais d'après ce que j'ai trouvé, les valeurs ne sont pas du tout les mêmes pour les avions et pour les voitures :
Pour les avions, on est pauvre en dessous de 75%, pour les voitures c'est en dessous de 35% de la puissance maxi ! :o

Cartographie d'un moteur auto 130 CV (Ford Ecoboost ?), on est stœchiométrique à 14,7 seulement en dessous de 4000 tr/mn et 80 Nm :

[ img ]

https://x-engineer.org/automotive-engin ... rformance/

Puissance et consommation d'un Lycoming

http://www.peter2000.co.uk/aviation/mis ... mption.jpg

ou page 34 de ce document :
http://11hc.44rf.com/manuals/engine-pro ... manual.pdf

On voit que le consommation du O360 à 75% de puissance (soit WOT à 8000 ft) passe de 70 à 60 Lb/h en mixturant (16% d'économie), et diminue en diminuant le régime (donc en augmentant la PA).

Donc ma question :
Est ce que toutes les cartographies d'injection des moteur auto sont semblables à celle-ci ?
Si le meilleur rendement d'un moteur Downsized n'est qu'en dessous de 35% de puissance, est-il adapté à l'aviation ?

Merci pour vos contributions !

Re: Quelle est la cartographie des moteurs "Downsized"

MessagePosté: 22 Fév 2018, 19:50
par flyer999
je remarque : et diminue en diminuant le régime (donc en augmentant la PA). ce doit etre l'inverse : si on diminue la PA

ceci dit, ta question et le tableau sont intéressants , je me demande si la réponse ( ou une piste) n'est pas que sur les voitures on travaille au cliquetis limite du moteur, et que lorsqu'il se produite, on retarde l'avance dans le calculateur . pas de détecteur de cliquetis dans nos avions, car ça pête tout de suite !

Re: Quelle est la cartographie des moteurs "Downsized"

MessagePosté: 22 Fév 2018, 21:15
par serge5694
Le Yamaha ne rentre pas dans les moteurs downsized, c'est un moteur de moto des plus classique, il est décliné en Cinq modèles, 2, 3 et 4 cylindre, à injection ou à carbu, la puissance varie peu entre carbu et injection, 120ch pour le 3 cylindres à carbu et 130 pour l'injection, les blocs ce ressemblent mais sont différent la cylindré varie un peu (pour le 3cyl), 20CC. Par contre la puissance est disponible à plus bas régime pour les modèles injection. Tous les modèles sont atmosphérique. A l'opposé des moteurs de voiture ce sont des moteur qui tourne vite, le couple à bas régime n'est pas recherché car sur les motoneiges le variateur n'entraine qu'à partir de 4000-4500 tr/mn suivant les masselottes utilisées. Le taux de compression de ces moteurs est élevé, de mémoire au alentour de 11/1, ça implique une bonne maitrise du refroidissement, pas de problème de cliquetis sur ces motoneiges puisque leurs moteurs ne peuvent être utilisé en sous régime, variateur. Je ne sais pas comment est régler le moteur au niveau richesse à l'origine, j'ai changé les réglages carbu pour avoir un moteur très pauvre à bas régime (2000tr) je tourne au alentour de 50mv à la sonde lambda, soit un rapport de 18. C'est la seul solution que j'ai trouvé pour que le moteur tourne pas trop mal au ralentis hélice entrainé. En croisière ou plein gaz la sonde donne de 700 à 750mv, soit environ stœchiométrique à 14. en augmentant la richesse plein gaz je pourrais gagné très légèrement en puissance mais j'attends d'avoir fait le tour de la question avant un éventuellement changement, notamment des vols à haute altitude. Outre atlantique les spécialistes de l'avionnage des Yamaha semblent préférer les modèles à carbu, certainement pour la facilité de réglage. Ces moteurs sont très proche des 912, si on prend le volume théorique aspiré à la puissance max, le 912 est à 3921l/mn le génésis trois cylindre carbu, 3395l/mn (seulement 13% de moins) pour 100cv, compte tenu du différent taux de compression, du remplissage avantageux du yam ( 4 soupapes/ cylindre double arbre à cames) on est sur des moteurs de même "génération".

vu le tableau, effectivement ce moteur doit avoir une faible consommation dans les faibles puissances, en approchant les 100cv ou même 75cv, la conso n'est plus proportionnelle, le moteur devient super riche, à croire qu'il utilise l'essence pour ce refroidir. Rappel, le meilleur rendement est à 12.5, et la plus plus faible émission de CO est au dessus de 15.

Re: Quelle est la cartographie des moteurs "Downsized"

MessagePosté: 22 Fév 2018, 22:07
par jplandez
sonex710 a écrit:Est ce que toutes les cartographies d'injection des moteur auto sont semblables à celle-ci ?
Si le meilleur rendement d'un moteur Downsized n'est qu'en dessous de 35% de puissance, est-il adapté à l'aviation ?

A mon avis, les préoccupations des concepteur de moteurs de voiture ne sont pas les mêmes (et même de moins en moins) que pour les moteurs d'avion.
Ce que recherche le moteur de voiture, c'est de consommer le moins possible (et polluer aussi le moins possible), dans la plage d'utilisation prépondérante, que je situe inférieure à 30% de Pmax.
Le AFR très forts (très pauvre) aux faibles puissances sont aussi dus à l'arrivée de l'injection directe (injecter juste autour de la bougie).
En revanche, on peut penser qu'avec ces petits moteurs, à fond, il y'a intérêt à enrichir fortement, pas pour "refroidir", mais pour chauffer le moins possible. Comme de toutes façons, à part les excités de la pédale, personne ne se plaindra d'une consommation élevée à fond.
D'autre part, l'automobiliste moyen ne cesse de bouger la pédale d'accélérateur, et l'injection électronique ajuste en permanence au plus pauvre. Je pense que c'est ainsi que les baisses de consommation "officielles" sont obtenues.
En revanche, un avion vole entre plein gaz au décollage et montée, puis vers 75% en croisière, et réduit (un peu, sinon ça refroidit trop vite) en descente. Aussi, je ne suis pas convaincu qu'une injection sophistiquée amènerai un avantage significatif sur un moteur correctement conduit en mixture (après tout, le pilote ajuste la "cartographie" avec les manettes et les indicateurs (PA, EGT, FF).
Reste que sur le 1200 de pijot turbo, avec le retour au "longue course" et le turbo, il sort 205nM dés 1500trs jusqu'à 3500trs. (soit dans les 90cv à 2800trs). c'est pas mal.

Re: Quelle est la cartographie des moteurs "Downsized"

MessagePosté: 23 Fév 2018, 15:54
par sonex710
Merci pour vos retours ;)

flyer999 a écrit:je remarque : et diminue en diminuant le régime (donc en augmentant la PA). ce doit etre l'inverse : si on diminue la PA
... sur les voitures on travaille au cliquetis limite du moteur, et que lorsqu'il se produite, on retarde l'avance dans le calculateur ...


la consommation diminue en diminuant le régime donc en augmentant la PA : je veux dire en augmentant le pas d'hélice et en conservant la même puissance ;)

Pour les cliquetis, je pense qu'en aviation l'avance est assez faible pour qu'il n'y en ait pas.

Re: Quelle est la cartographie des moteurs "Downsized"

MessagePosté: 01 Avr 2018, 13:12
par yellow_submarin
Il n'y pas que les cliquetis (ou allumage trop violent), il y a aussi l'auto-allumage, et pour ça l'avance n'a rien à voir, c'est une histoire de points chauds / richesse du mélange (qui n'est pas homogène dans la chambre).

Sachant que les moteurs d'auto ont des taux de compression élevés, ils fonctionnent beaucoup plus proche de la limite d'auto-allumage / de cliquetis. A forte puissance, enrichir est donc un moyen de diminuer ce risque. Comme cela a été dit précédemment, c'est très peu gênant dans le cadre où un moteur auto est utilisé dans le bas de sa plage de puissance.

J'ai déjà entendu des plaintes sur les moteurs ecoboost sur pickup, car lorsqu'utilisés à forte charge (tractage), un v6 ecoboost consommerait plus qu'un v8 "classique" réglé, lui, plus pauvre sur le haut de la plage de couple ...

Re: Quelle est la cartographie des moteurs "Downsized"

MessagePosté: 03 Avr 2018, 00:27
par Jodel F11
Bonjour
a consommation diminue en diminuant le régime donc en augmentant la PA : je veux dire en augmentant le pas d'hélice et en conservant la même puissance ;)

Pour les cliquetis, je pense qu'en aviation l'avance est assez faible pour qu'il n'y en ait pas.


Exact la consommation diminue en diminuant le régime et augmentant le PA
C'est a dire utiliser le moteur au régime économique , mais augmenter le pas (pitch) de l'hélice
hélice grand pas , et ouverture du papillon, Un moteur 4 temps pour avoir un bon rendement thermique doit être en charge et tourner au régime du couple maximum , cela fait un avion désagréable a piloter , petite hélice grand pas ,décollage long , taux de montée faible , mais autonomie maximal avec son reservoir .

Pour ce qui est de l'avance sur les moteurs avions Lycoming ou Continental ,Franklin , cela se joue entre 18 degrés O-290 D2 et 30 degrés Continental A65 , c'est surtout le taux de compression qui motive ces valeurs , la pire des conditions c'est en montant plein gaz et culasse trés chaude , ou avoir laisser la réchauffe carburateur dessus et un pilote qui n'as pas la sensibilité de son moteur , remarquera pas qu'il y a du cliquetis cela se traduit par une petite vibration si le moteur Lycoming est un dynofocal (gros silenbloc ) le pilote en s'en apercevra pas ,mais si on persiste un 20 a 30 minutes la température culasse et huile augmente et le moteur perd du régime.

André
Autour de 2300rpm il a le meilleur rendement soit 0.45 lbs par HP /heure c'est bon pour un Lycoming le 150hp c'est 0,5 lbs /hp /heure
Lycoming 135hp.jpg

Re: Quelle est la cartographie des moteurs "Downsized"

MessagePosté: 03 Avr 2018, 07:40
par Ramel
Je suis impressionné par autant de savoir sur autant de domaines dans la tête d'une seule personne...

Re: Quelle est la cartographie des moteurs "Downsized"

MessagePosté: 03 Avr 2018, 12:44
par jplandez
En principe, les données fournies par André figurent dans le manuel de vol des avions avec constant speed,
Je me souviens du Lycoming 160cv du Wassmer, c'était PPP (2750trs) Plein gaz au décollage, puis 2600 et PA ajustée en montée, et enfin 2400 et PA ajustée en croisière.
En revanche, à 2400trs, même plein gaz, le moteur ne délivre pas la puissance max, et de loin. Ça ne monte guère.
Pour le downsizing, si je compare le 1200 de ma 208 turbo avec mon ancien 1600 atmosphérique, le régime du couple maxi est beaucoup plus bas (1500trs contre 4500).
Je pense qu'ils ont abaissé le régime du couple max avec le turbo, le "longue course" et l'injection directe.
Côté consommation, je suis moins convaincu, ca a un peu baissé si on reste aux bas régimes et si on appuie pas trop, mais si on laisse monter le compte tours et un appuie, c'est pas évident. Le but est de passer "la norme".