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Chapitre 10
Le moteur de Diesel ne cessera d’évoluer depuis l’impraticable concept décrit dans la Théorie et construction d’un moteur rationnel à chaleur destiné
à remplacer les machines à vapeur et moteurs à combustion connus à ce jour
de 1893 [23, 24] (400 bar et combustion isotherme de poudre de charbon)
jusqu’aux premiers modèles de série qu’il développe chez le motoriste man
(40 bar et combustion isobare de pétrole). Tout comme Otto, Diesel s’intéresse d’abord aux moteurs stationnaires (ses premiers prototypes sont
monocylindres et dépassent trois mètres de haut) mais ce sont les applications aux transports commerciaux, où l’absence de bougie et son excellent
rendement lui donnent l’avantage sur les moteurs à allumage commandé,
qui feront sa notoriété.
10.3.4 Mise en pratique des cycles
Les deux cycles décrits plus haut ne sont que des cycles idéaux – ils servent
d’étalons conceptuels pour comparer les moteurs réels entre eux. Leur
transposition à un moteur réel nécessite de prendre en compte de nombreux
facteurs, parmi lesquels :
• La nécessité de vidanger l’air et les produits de combustion à l’intérieur
du cylindre après le cycle, et l’impossibilité de le faire complètement ;
• Le fait que le volume occupable par le gaz soit lié à la rotation de l’arbre du
moteur, et donc qu’il n’est pas possible de le contrôler indépendamment
du régime de fonctionnement du moteur ;
• Les irréversibilités lors des compressions et détentes causées par les
mouvements rapides des pistons ;
• Les transferts de chaleur vers et depuis les cylindres pendant le cycle ;
• Les fuites des gaz dans les interstices entre pistons et cylindres.
La prise en compte de ces facteurs, ainsi que la poursuite d’objectifs liés
au confort d’utilisation et à la maîtrise de la pollution atmosphérique, font
que le cycle obtenu à l’intérieur d’un cylindre de moteur en pratique pourra
par exemple ressembler à celui représenté en figure 10.5. Dans le secteur
automobile en particulier, l’adoption de l’injection directe et l’augmentation des taux de compression sur les moteurs essence pour diminuer leur
consommation et leurs émissions a brouillé la distinction essence/Diesel
– les moteurs essence sont désormais plus proches du concept de Rudolf
Diesel que de celui de Nikolaus Otto.
Thermodynamique de l’ingénieur par Olivier Cleynen
Chapitre 10
Le moteur de Diesel ne cessera d’évoluer depuis l’impraticable concept décrit dans la Théorie et construction d’un moteur rationnel à chaleur destiné
à remplacer les machines à vapeur et moteurs à combustion connus à ce jour
de 1893 [23, 24] (400 bar et combustion isotherme de poudre de charbon)
jusqu’aux premiers modèles de série qu’il développe chez le motoriste man
(40 bar et combustion isobare de pétrole). Tout comme Otto, Diesel s’intéresse d’abord aux moteurs stationnaires (ses premiers prototypes sont
monocylindres et dépassent trois mètres de haut) mais ce sont les applications aux transports commerciaux, où l’absence de bougie et son excellent
rendement lui donnent l’avantage sur les moteurs à allumage commandé,
qui feront sa notoriété.
10.3.4 Mise en pratique des cycles
Les deux cycles décrits plus haut ne sont que des cycles idéaux – ils servent
d’étalons conceptuels pour comparer les moteurs réels entre eux. Leur
transposition à un moteur réel nécessite de prendre en compte de nombreux
facteurs, parmi lesquels :
• La nécessité de vidanger l’air et les produits de combustion à l’intérieur
du cylindre après le cycle, et l’impossibilité de le faire complètement ;
• Le fait que le volume occupable par le gaz soit lié à la rotation de l’arbre du
moteur, et donc qu’il n’est pas possible de le contrôler indépendamment
du régime de fonctionnement du moteur ;
• Les irréversibilités lors des compressions et détentes causées par les
mouvements rapides des pistons ;
• Les transferts de chaleur vers et depuis les cylindres pendant le cycle ;
• Les fuites des gaz dans les interstices entre pistons et cylindres.
La prise en compte de ces facteurs, ainsi que la poursuite d’objectifs liés
au confort d’utilisation et à la maîtrise de la pollution atmosphérique, font
que le cycle obtenu à l’intérieur d’un cylindre de moteur en pratique pourra
par exemple ressembler à celui représenté en figure 10.5. Dans le secteur
automobile en particulier, l’adoption de l’injection directe et l’augmentation des taux de compression sur les moteurs essence pour diminuer leur
consommation et leurs émissions a brouillé la distinction essence/Diesel
– les moteurs essence sont désormais plus proches du concept de Rudolf
Diesel que de celui de Nikolaus Otto.
Thermodynamique de l’ingénieur par Olivier Cleynen