Comprendre et calculer les pertes de pompage dans les moteurs à combustion interne

Les pertes de pompage sont un facteur important qui influe sur l'efficacité des moteurs à combustion interne. Elles sont dues au travail requis pour déplacer l'air à l'intérieur et à l'extérieur des cylindres pendant les courses d'admission et d'échappement.

Quelles sont les pertes de pompage?

Les pertes de pompage sont liées à l'énergie consommée par le moteur pour puiser dans l'air frais et expulser les gaz d'échappement, qui sont influencés par la conception du moteur, les caractéristiques du système d'admission et d'échappement et les conditions de fonctionnement.

Facteurs influant sur les pertes de pompage

Plusieurs facteurs influent sur l'ampleur des pertes de pompage :

Délais d'admission et de soupape d'échappement: Le timing optimisé réduit la résistance pendant le débit d'air.
Vitesse du moteur:[ Des vitesses plus élevées peuvent augmenter ou diminuer les pertes selon la conception.
Intake Manifold Design:[ Des collecteurs lisses et bien conçus facilitent le débit d'air.

Position de la manette : Les gaz partiellement fermés augmentent la résistance et les pertes.

Calcul des pertes de pompage

Les calculs des pertes de pompage consistent à mesurer le travail effectué pour déplacer l'air pendant l'admission et les courses d'échappement. L'approche de base utilise des diagrammes de volume de pression (P-V) pour estimer le travail par rapport aux différences de pression. La formule tient compte de la différence de pression entre l'admission/échappement et les conditions ambiantes, le régime du moteur et l'efficacité volumétrique.

Une expression simplifiée pour estimer le travail de pompage par cycle est :

Travail = (P_max - P[_ambient[) × V_déplacé × N / 2

où:

P_max = pression maximale d'admission ou d'échappement

P_ambient = pression atmosphérique
V_déplacé[ = cylindrée du moteur par cycle
N = régime moteur (RPM)