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Historique Principes générauxThermodynamique : - les fondements - les transformations - le fonctionnement - la classification - les cycles - les exigences - la combustion - le rendement Configuration mécanique : - des moteurs à essence - des moteurs à gazole - de la turbine à gaz Les soucis : - la lubrification - le refroidissement - les gaz d’échappement Bilan et conclusion |
HistoriqueCas particuliersConfiguration mécanique des moteurs thermiques, suiteLa lubrificationC’est dans le moteur le plus répandu à l’usage que la lubrification est la plus complexe. En effet, le moteur alternatif compte de nombreux points qu’il faut lubrifier, dont en particulier l’ensemble piston-segments-cylindre ou chemise qui représente du point de vue lubrification la configuration la plus délicate :
— d’une part, il faut que la combustion ait lieu à des niveaux de température supérieurs à 2000 K pour qu’elle soit la plus complète possible ;
— d’autre part, la température de fonctionnement de l’huile utilisée pour la lubrification du guidage des pistons dans leur cylindre ne doit pas dépasser 125° Celsius pour ne pas gommer.
A ce niveau là, la turbine à gaz est plus pratique, puisque les aubages n’entrent pas en contact avec leur logement respectif.
Le refroidissementEtant donné qu’une huile qui brûle perd son pouvoir lubrifiant, il faut, au vu de la configuration du moteur alternatif, que les parties qui sont exposées à la chaleur engendrée par la combustion soient intensément refroidies pour que l’huile garde son pouvoir lubrifiant.
Ce refroidissement provoque l’évacuation forcée de plus de 30 % de l’énergie calorifique contenue dans le carburant : on enlève d’un côté une partie de ce que l’on a introduit de l’autre.
Les gaz d’échappementDans les moteurs alternatifs, plus de 30 % de l’énergie contenue dans le carburant est dissipée par l’échappement :
— sous forme de chaleur, car le volume de détente étant égal au volume de compression, ledit volume de détente n’est pas supérieur au volume de compression dans un rapport proportionnel à la quantité de chaleur ajoutée lors de la combustion ;
— sous forme d’hydrocarbures partiellement ou parfaitement imbrûlés, parce que les délais impartis au carburant pour changer entièrement d’état sont trop courts, en effet, de 0,002 à 0,01 sec ne suffisent pas, et que le rapport air-carburant n’est pas toujours favorable à une bonne oxygénation.
Dans les turbines à gaz, les délais de passage des gaz en combustion sont trop courts pour permettre d’obtenir une détente et un refroidissement limitant les pertes par l’échappement. Il s’en suit que 70 à 80 % de l’énergie calorifique contenue dans le carburant est dissipée sous forme de chaleur, sauf dans le cas où cette chaleur est partiellement transmise à l’air comprimé par l’intermédiaire d’un échangeur de chaleur.
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