Chapitre 4 : machines thermiques

Modélisation du cycle moteur réel (EIA 2001)

Le diagramme entropique représente la température T (ordonnée) en fonction de l'entropie S (abscisse). Le moteur à allumage commandé est construit d'après les contraintes mécaniques suivantes:

· volume minimum de la chambre de combustion V_H

· volume maximum de la chambre de combustion V_B

· pression maximale tolérée P_M

· température maximale tolérée T_M.

Le système thermodynamique subissant le cycle moteur est constitué du mélange {air - essence - produits de combustion} considéré comme un gaz parfait dont on supposera le nombre de moles n et les caractéristiques moyennes (C_vm, C_pm, g) constants par souci de simplicité. De même, on néglige l'influence des phases {aspiration de l'air frais - refoulement des gaz d'échappement}.

Q1

Sur un diagramme {T, S} (voir la figure 3, page suivante), tracer qualitativement les deux courbes isochores V = V_H et V = V_B (on justifiera brièvement leur allure).

Q2

Tracer de même la courbe isobare P = P_M en supposant que la température T₃ (V_H, P_M) est inférieure à T_M (justifier son allure).

Q3

Compléter le cycle sur le diagramme {T, S} par deux branches isentropiques, en identifiant les cinq phases du cycle à celles du "cycle de SABATHE" représenté ci-dessous sur le diagramme de Watt de la fig.4.

Q4

Expliquer pourquoi le diagramme entropique permet de visualiser directement le rendement h du cycle.