influence du type de refroidissement sur la puissance du moteur

Bonjour,

Un mécanicien m'a dit qu'avec un refroidissement type "échangeur",un moteur était plus puissant qu'un autre avec refroidissement direct (pour une même puissance affichée, bien sûr). J'avoue que je ne comprends pas pourquoi. Quelqu'un pourrait-il m'expliquer ?
Merci d'avance
Michel

L'équipage
11 mar. 2012
11 mar. 2012
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Bonjour
Etonnant...
Peut être parce que l'échangeur permet de mieux garder la température idéale...
Ca doit pas doubler la puissance !
A vous, les mécanos...
Alain :-/

11 mar. 2012
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Il serait utile que ce "mécanicien" développe quand il s'adresse à un non mécanicien.

Je rencontre un problême similaire en électricité au pays des Milles Et Une Nuits où les docteurs en toutes disciplines pourtant foisonnent. Tout ce qu'on m'a appris de cartésien devient mirage, sable mouvant, flou.
Les variateurs de fréquences, les bobines de contacteurs, les pompes, les relais thermiques, les batteries, les onduleurs, les générateurs, les inverseurs, les ventilateurs, les disjoncteurs, les démarreurs étoile-triangle qui s'essayent à la quadrature du cercle, dérapent complètement et ne tiennent plus les caratéristiques des catalogues qui pourtant sont quotidiennement validées en occident. Les º Celcius et Kelvin sont pas les mêmes que chez nous, l'Ampère est changeant tout comme le kilowatt ou le cheval vapeur. Je crois que nous avons affaire au retour de la "MAGIE"... J'ai une traduction pour MAGICIEN hors du cirque ou du cabaret; on dit margoulin... :tesur:

11 mar. 2012
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bonjour,
la température idéale quelle est'elle ? à une époque on parlait de 80°
maintenant les moteurs modernes fonctionnent à 95° avec des dépassement a 100° et plus evidement avec des liquides de refroidissement adaptés .la consommation de carburant s'en ressent à la baisse ,quand le moteur est rodé pour fonctionner à une certaine température il est risqué de la changer ,par exemple transformer un moteur a refroidissement direct
en moteur à echangeur comme les metaux differents constituant l'équipage mobile ne se dilatent pas de la meme maniere il y a des risques de serrage et de casse .
à moins de profiter d'une refection totale pour effectuer la transformation, et de pratiquer un nouveau rodage .
alain

11 mar. 2012
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Tout à fait d'accord avec vous deux...
J'avais lancé cette supposition en pensant que le fait d'avoir un échangeur permettait peut être de mieux garantir le refroidissement aux alentours de la température pour laquelle le moteur avait été prévu...
Je disais cela parce que je ne voyais pas d'autre raison... Et avec des doutes sur la surpuissance. Mais rien contre les échangeurs, en plus ça donne de l'eau chaude..
Alain :-/

11 mar. 2012
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Ta supposition est exact, en fonction du type de moteur, de sa construction et des choix d’alliages et des tolérances d’usinage la température idéale est précise, ne pas la respecté amène des problèmes, sans parler des températures pour favoriser la combustion, et donc le rendement global, la consommation et la puissance spécifique…
Et actuellement avec les meilleurs moteurs modernes commercialisés on est a plus de 100 HP par litre de cylindrée avec des consommations qui ne sont plus que de 30 a 50 /100, a cylindrée égale, de ce que l’on connaissait il y a seulement 20 ans.
Et là le refroidissement précis et donc indirect est une OBLIGATION !!!
@+
Alain
:-p

11 mar. 2012
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Exact, l’échangeur permet de réguler la température du moteur dans sa plage idéale de fonctionnement qui est de environ 80 à 90 degrés Celsius pour un moteur diesel. En refroidissement direct on maintient la température en dessous de 65 degrés pour tenter d’éviter un entartrage trop rapide des circuits dû à l’eau salé en chauffant, par contre le moteur ne fonctionne pas dans sa plage de température idéale et s’use beaucoup plus vite, et en générale il est détaré, c'est-à-dire que le constructeur diminue volontairement la puissance max pour essayer de limiter les dégâts. Donc il sera effectivement un peu moins puissant.
Le refroidissement direct est anti-mécanique, c’est le plus mauvais système de tous ceux qui existent, et je mettrais le refroidissement par air en second plus mauvais, je parle en utilisation marine, pour d’autre utilisation il y a des adaptations possibles qui sont si cela est bien fait et avec la volonté de bien faire.
Mais c’est un moyen de faire de petit moteur pour pas trop cher et pour une utilisation donné, juste pour faire rentrer et sortir du port un voilier de 2 tonnes, et pour une durée de vie de tant de temps………etc………
Par contre pour un bateau de 10 ou 15 tonnes avec un fonctionnement en continue, 16 heures par jour, pendant des jours et des jours au fin fonds des canaux de Patagonie… Cela le fait beaucoup moins bien…
Il faut se poser les bonnes questions, pas seulement en fonction du bateau que l’on a, mais aussi en fonction de ce que l’on en fait, et de ce que l’on veut en faire plus tard, exemple la disponibilité ou non de chauffage et eau chaude à bord…
Cela se voit bien si on compare les caractéristiques techniques, pas sur le prospectus de vente mais sur le manuel de réparation d’un même moteur qui existe dans les deux versions. Du moins pour les marques sérieuses…
@+
Alain

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Merci de cette réponse. En résumé, le refroidissement direct refroidit trop et le moteur est "détaré" par le constructeur pour se donner une marge, vu qu'il ne fonctionne pas à sa plage idéale.
Ok. Mais si le moteur n'est pas bridé par le constructeur, ai-je le droit de conclure que le refroidissement par échangeur ne fait que prolonger la durée de vie du moteur, mais n'augmente pas sa puissance ?
Michel

11 mar. 2012
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Attention Michel, ton mécano doit avoir des lacunes en thermodynamique! la part de l'énergie qui est absorbée par le refroidissement est relativement faible , et l'essentiel de la puissance est transmis dans l'hélice!
le refroidissement indirect est moins performant si la pompe de circulation reste identique, car on perd en performance en fonction du coefficient d'échange de l'échangeur (avec son encrassement).
"Rien ne se crée tout se transforme" disait Lavoisier!
En conséquence cela n'aura pas d'effet sensible sur la puissance du moteur, et surtout pas en augmentation de puissance.
L'intérêt est la température plus constante et la disparition de l'entartrage de la culasse car le liquide de refroidissement est traité. Attention toutefois à ne pas atteindre ainsi un niveau de température trop élevée par rapport aux paramètres choisis par le constructeur du moteur car l'eau de mer d'un circuit ouvert sera de 20 à 30 °C en moyenne, et celle du circuit de refroidissement lui sera supérieure de 10° voire plus !
donc danger évidant,comme le dit Alain précédemment, à changer les paramètres de fonctionnement du moteur le cylindres et la segmentation sont condamnés!
Ou alors ton mécano a réussi à dominer les lois de la physique ?
Alain

12 mar. 201212 mar. 2012
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je ne me suis pas bien fait comprendre. Il ne s'agit pas de remplacer le système de refroidissement sur le même moteur , mais de comparer deux moteurs de puissances égales (officiellement) avec deux types de refroidissements différents.
Michel

12 mar. 2012
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2 moteurs de puissance égale, celui à refroidissement indirect et à + haute température fonctionnera mieux, avec un meilleur rendement, donc moindre consommation et longévité accrue ...

12 mar. 2012
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Je ne pense pas qu'il y ait une différence de puissance développée en refroidissement direct ou indirect.

En revanche le moteur à refroidissement indirect, tournant à sa température optimale aura un meilleur rendement énergétique.

12 mar. 201212 mar. 2012
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je pense que c'est moi qui avais mal compris.

11 mar. 2012
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Exact 95° à 105° pour les "common rail" avec des liquides de refroidissement à point d’ébullition augmenté, rare sur nos vieilles barques, sauf quelques luxueuses remotorisations germaniques, n’est pas Alain ?… :-p :-p :-p
@+
Alain :acheval: :acheval: :acheval:

11 mar. 2012
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@ Aljoub, une idée du rendement thermodynamique total d’un moteur diesel, allez, un Perkins 4108 et un OMC 660 de MB ?

11 mar. 2012
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non je ne dispose pas des données, il faut se rapprocher des constructeurs des moteurs. il faut des rappeler que l'énergie totale consommée par le moteur se transforme en:
- énergie évacuée pour le refroidissement des pièces mécaniques en mouvement et friction ainsi que la compression.
- énergie évacuée par les gaz d'échappement.
- énergie évacuée dans l'air ambiant.
- énergie transmise à l'arbre. la seule qui nous soit utile.
ce sont les 4 principaux paramètres dont j'avoue ne pas connaitre avec précision le %.

Alain

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le thermostat pour un refroidissement à eau de mer s'ouvre à plus basse température qu'un thermostat pout circuit fermmé eau douce.
(en tout cas chez yanmar)
ceci parceaue l'eau de mer chaude est trop corrosive.

Hubert, de Cherbourg

11 mar. 2012
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Rendement d'un diesel: 50 % max de chez max avec charge constante a 85% du moteur, bref on tourne plus vers 40, 35 je pense avec l’hélice sale un vieux réducteur comme le miens je préfère pas le calculer .. On peut améliorer se rendement en utilisant les calories évacuer par l'eau pour faire du chauffage ou de l'eau chaude... Un alternateur de ligne d'arbre devrait aussi améliorer le rendement global de l'installation.

12 mar. 2012
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c'est exact, l'énergie fournie par l'alternateur est à soustraire de l'énergie transmise à l'arbre.

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Certes, mais l'alternateur de ligne d'arbre ne diminue-t-il pas l'énergie transmise à l'arbre, celle qui m'intéressait dans ma question initiale ?
Michel

11 mar. 201211 mar. 2012
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une valeur de consommation parfois donné est du genre : 180 g/ch/h au point de fonctionnement nominale
en reprenant l'énergie comprise dans un gramme de diesel (48 MJ/kg ? fr.wikipedia.org[...]rburant )
1 ch = 736 W (1 hp = 746 W, satanés anglais)
donc en 1 heure (3.600 s) 1 ch fourni 2,650 MJ
180 g vaut 8,64 MJ
rendement globale : 31 %
à peaufiner avec les valeurs réelles

11 mar. 2012
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Je n’ai pas les chiffres non plus, mais j’aurais été curieux de les avoir…
Pour les deux exemples ; un Perkins 4108 et un OMC 660 de MB je sais que :
Dans la génération du Perkins 4108 on estimait que l’on pouvait récupérer sans problème environ autant de KW de chaleur sur le circuit de refroidissement que le nombre de KW utilisé en propulsion.
Par contre pour les générations récentes cela a sérieusement baissé, on ne récupère plus autant de chaleur sur le circuit de refroidissement sans risquer un déséquilibre thermique.
Je n’ai pas de chiffres, juste des constatations sur des tentatives de récupération maximum d’énergie sur des moteurs en propulsion et en générateur avec cogénérations de chaleur et son utilisation, système Sterling et chauffage.
J’ai testé sur Perkins 4108, Peugeot XUD 7 et 9, et quelques autres d’anciennes génération en injection directe et indirecte US ou Européens, beaucoup de chaleur à récupérer dans un fonctionnement sous 70 à 80/100 de charge.
Par contre avec le Peugeot DW10, common rail et ses cousins germains teutons, on a eu la surprise de devoir sérieusement réduire nos prétentions en termes de récupération de chaleurs, les moteurs baissaient en températures ce qui pouvait être dangereux pour eux, preuve que le rendement global a très très sérieusement progressé.
@+
Alain

12 mar. 2012
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j'ai pas trouvé les conso de ces moteurs
juste le perkins 4.17
et d'autres plutôt récent
et on semble tomber assez fréquemment sur une conso de 240 g/ch.h vers le mi-régime/deux-tiers
ce qui ferait un rendement de 23-25 %
pas terrible, les moteurs de voiture sont bien plus optimisé (et fragile sans doute)

12 mar. 2012
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Il y a eu tout un fil sur la consommation des moteurs;
www.hisse-et-oh.com[...]moteurs

13 mar. 2012
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Dans la donnée 180 g/cv/h ou xxx g/kW/h, le régime moteur n’interviens pas… En théorie, car il est normal que suivant les régimes un moteur aura une courbe de consommation spécifique qui ne sera pas totalement plane, mais en dent de scie… Mais on considère celle-ci comme plane car les variations sont insignifiantes dans les valeurs qui nous intéressent…
Un moteur qui a une consommation spécifique de 240 g/cv/h, je fais un grand détour pour l’éviter…
A moins qu’il ait été très mal installé, par exemple en ayant une arrivée d’air un peu étranglé ou une cale moteur surchauffé et un air d’admission bien trop chaud…
Sur nos moteur on ne peut pas calculer la consommation spécifique, il faut un banc de mesure moteur avec la mesure de la puissance développer pour pouvoir faire cela… Par contre on peut calculer la puissance développée par nos moteurs, à tel et tel régime et charge, grâce à la consommation réelle que l’on mesure (attention à inclure le retour de carburant, sur les diesels, dans la mesure) et à la consommation spécifique que l’on connaît de notre moteur… C’est une notion utile si on veut remotoriser pour une raison ou une autre…
@+
Alain

Tranoy, Norvège

Phare du monde

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Tranoy, Norvège

2022