Définition de l’efficacité volumétrique

L’efficacité volumétrique est la mesure du succès avec laquelle l’alimentation en air est introduite dans un moteur. C’est un paramètre très important car il indique la capacité respiratoire du moteur. Plus précisément, l’efficacité volumétrique est définie comme le débit volumétrique de l’air entrant dans le système d’admission divisé par le débit auquel le volume est déplacé par le système.

Les faits

L’efficacité volumétrique est l’un des paramètres les plus importants qui déterminent le niveau de performance d’un moteur à quatre temps. Parce que les moteurs à quatre temps ont une course d’aspiration particulière, l’efficacité volumétrique est un indicateur de la capacité respiratoire du moteur (la capacité à laquelle le moteur utilise l’air et délivre de la puissance), selon « Internal Combustion Engines » de V. Ganesan. Des moteurs plus puissants et plus efficaces absorbent le plus d’air.

Définition

La définition de l’efficacité volumétrique peut être formulée de différentes façons, mais l’idée générale est la même, selon V. Ganesan. Il s’agit du rapport entre la masse d’air réelle absorbée dans le moteur pendant une période de temps donnée et la masse théorique d’air qui aurait dû être absorbée pendant cette même période de temps, en fonction du déplacement total du piston du moteur, de la pression et de la température de l’atmosphère environnante.

Caractéristiques

L’efficacité volumétrique est principalement affectée par quatre variables. Ces variables comprennent la densité de la charge fraîche, le volume de gaz d’échappement dans le volume de dégagement, la conception des collecteurs d’admission et d’échappement et le réglage des soupapes d’admission et d’échappement.

Densité de la charge fraîche

Lorsque l’alimentation en air, ou la charge fraîche, arrive dans le cylindre chaud, la chaleur est transférée au cylindre à partir des parois de la chambre et des gaz d’échappement résiduels chauds. Ceci augmente la température du cylindre, crée une diminution de la masse de charge fraîche admise et réduit l’efficacité volumétrique du moteur. L’efficacité volumétrique augmente avec l’augmentation de la densité (ou une température plus basse et une pression plus élevée de la charge fraîche).

Gaz d’échappement dans le volume de dégagement

Lorsque le piston se déplace à partir de certains produits d’échappement lors de la course d’admission, les produits se dilatent et occupent une partie du déplacement du piston supérieure au volume de jeu. Ceci réduit l’espace disponible à la charge entrante, selon V. Ganesan, affectant ainsi négativement l’efficacité volumétrique.

Conception de collecteurs d’admission et d’échappement

Selon V. Ganesan, le collecteur d’admission doit être conçu de telle sorte qu’il apporte le maximum de charge fraîche possible, tandis que le collecteur d’échappement doit être conçu de telle sorte qu’il permette aux produits d’échappement de s’échapper correctement. Si les collecteurs ne sont pas conçus correctement, l’efficacité volumétrique est affectée négativement.

Calendrier des soupapes d’admission et d’échappement

Le calage des soupapes est la régulation des points du cycle auquel les soupapes sont réglées pour se fermer et s’ouvrir, selon V. Ganesan. Il faut également prévoir du temps pour l’ouverture et la fermeture de la vanne. Le calage des soupapes affecte la capacité d’air du moteur et la masse d’air qui peut être introduite dans un cylindre (ce qui affecte l’efficacité volumétrique du moteur).