Le 24-01-2008 à 16:21:01, dakotalcolo a écrit :
Ceyal, peux-tu retrouver tes fameuses valeurs mathématiques de températures de combustion?
Je me suis jeté sur la pompe E85 car tous les installateurs GPL affirment que la température de combustion du GPL est supérieure au SP95
et que le calcul du mélange est très important
et risquer de rouler pauvre au GPL comporte encore plus de risques qu'avec le E85.
peut- être que pour éliminer ce risque, justement, on consomme plus au GPL qu'au SP95?
merci pour vos lumiéres à ce sujet.
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Hi
Oui cet installateur GPL a raison : la température de combustion du GPL est légèrement supérieure à celle du SP alors que celle de l'E85 est nettement plus basse
Donc rouler pauvre au GPL est encore plus dangereux qu'à l'essence contrairement à l'E85
Comme en plus l'indice d'octane de l'E85 est de 105, le risque de cliquetis en roulant pauvre est quasi nul
Bon j'essaye de donner les éléments en espérant ne pas raconter de co...ries car mes souvenirs de thermodynamiques sont lointains .. très lointains
1/ Pouvoir calorifique
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SP pouvoir calorifique : 43 MJ/kg densité 737g/litre
GPL pouvoir calorifique : 46 MJ/kg densité 540g/litre
E85 pouvoir calorifique : 27 MJ/kg densité 780g/litre
L'indice stoechiométrique c'est xx grammes d'air pour 1 g de carburant .. c'est donc en masse qu'il faut tout comparer
On voit que le GPL est plus calorifique que le SP .. donc la combustion du GPL génère un peu plus de chaleur que l'Essence ==> la température de combustion du GPL est plus élevée ..
Au GPL on consomme légèrement moins qu'à l'essence si on mesurait (comme en Formule1) en kg ... mais comme on a pris l'habitude de mesurer en litres et comme la densité est nettement plus faible .. la consommation en litres augmente significativement de 20% environ
A l'Ethanol, c'est l'inverse .. le carburant est moins calorifique donc on consomme environ 40% de plus si on mesurait en kg ... et environ 30% de plus en litres à cause du léger différentiel de densité
Le rendement d'un moteur étant globalement faible (au mieux 50% pour les gros Diesels lents de bateaux) ... une grande partie de l'énergie de combustion est donc dissipée en chaleur.
2/ Chaleur latente de vaporisation
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La chaleur latente de vaporisation (attention il y a un rapport 100 entre la chaleur latente de vaporisation et le pouvoir calorifique .. l'un est en kJ/kg .. l'autre en MJ/kg .. quand on lit vite, on saute par dessus l'unité et ne lit que la valeur), c'est à dire la chaleur absorbée par le carburant lors de la vaporisation est de ( http://fr.wikipedia.org/wiki/Chaleur_latente ):
- 420 kJ/kg pour l'essence selon http://presse.cnam.fr/turbomachine [...] 2_2007.pdf et 335 kJ/kg selon http://fr.wikipedia.org/wiki/Chaleur_latente (valeur cohérente avec celle de l'Octane et de l'heptane qui composent effectivement l'essence)
- 845 kJ/kg pour l'E85
- 385 kJ/kg pour le Butane et 426 kJ/kg pour le Propane .. donc environ 400 kJ/kg pour le GPL qui est un mélange qui varie selon les pays et les saisons entre 40/60 et 60/40 de Butane et de Propane
Donc l'E85 absorbe au moins 2 voire 2,5 fois plus de chaleur que l'Essence ou le GPL .. ce qui contribue à refroidir un peu le haut moteur
L'effet de la chaleur latente de vaporisation est quand même globalement faible par rapport à la chaleur de combustion : 420kJ/kg versus 43MJ/kg soit 1% pour le SP ; idem pour le GPL de l'ordre d'1% ; 845kJ/kg versus 27MJ/kg pour l'E85 soit 3% donc 3 fois plus qu'au SP ou qu'au GPL
Elle est certes faible par rapport à la chaleur de combustion, mais est importante en cas d'autoallumage ou cliquetis (cf. point 4 suivant)
3/ Globalement
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On observe une température à l'échappement abaissé de 50° environ dans le cas d'un fonctionnement à l'E85 (cf. document Renault sur la MeganeII Flex http://presse.cnam.fr/turbomachine [...] 2_2007.pdf ) et tous les spécialistes GPL confirment que la température moteur générée par la combustion du GPL est plus élevée
4/ Mélange Pauvre
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Selon http://www.gfcombustion.asso.fr/gl [...] definition
Le cliquetis est avant tout un phénomène de combustion anormale dans les moteurs à allumage commandé, perceptible extérieurement par un bruit métallique venant du moteur. Il résulte de l'apparition d'ondes de choc dans la chambre de combustion, très probablement initiées par une auto-inflammation dans les gaz non encore brûlés (gaz frais, end gas en anglais). Ce phénomène n'est pas une détonation, au sens strict du mot, mais s'y apparente, ce qui explique l'appellation de détonation dans l'usage anglo-saxon. Ce phénomène est destructeur, surtout à haut régime moteur, et doit être évité par la conception du moteur (limitation du taux de compression et de l'avance à allumage) et par le choix d'un carburant ayant un indice d'octane suffisant.
Le mélange pauvre brule plus lentement que le mélange stoechiometrique ; il y a moins de carburant à s'enflammer ce qui augmente la chaleur car pour s'enflammer, le mélange absorbe de la chaleur. Le rendement est globalement meilleur pour des raisons thermodynamiques, cycle de Carnot oblige. Le mélange pauvre peut par contre faire monter la pression, donc la température à des niveaux tels que le mélange peut s'auto-enflammer ce qui provoque du cliquetis (lire http://fr.wikipedia.org/wiki/Indice_d%27octane ) avec en corollaire un rendement affaibli et des risques avérés de destructions du haut moteur (pistons percés, soupapes grillées, embiellage, etc...).
Le mélange riche contient plus de carburant que nécessaire donc une partie du carburant va s'évaporer dans la chambre de combustion, donc absorber une partie de la chaleur (cf. la chaleur latente de vaporisation .. voir ci dessus) ce qui contribue à diminuer la température.
Le mélange stoechiometique est un mélange idéal du point de vue de la combustion donc moins de résidus hydrocarbures imbrulés, moins de CO, moins de Nox (puisque l'air c'est surtout de l'azote).
Avec l'E85 le taux d'octane très élevé de l'ordre de 105 ( lire http://fr.wikipedia.org/wiki/Indice_d%27octane) contribue naturellement à diminuer le risque de cliquetis, sauf si on retouche l'avance sensiblement .. ce qui serait profitable au rendement .. mais sur une voiture standard prévue pour l'essence, on ne fait en général rien sauf si l'ECU dispose d'une gestion automatique de l'avance à l'allumage à la limite du cliquetis, en exploitant l'information fournie par un capteur de cliquetis. Ce taux d'octane élevé vient donc compenser un peu les effets du mélange légèrement pauvre comme on le voit in http://presse.cnam.fr/turbomachine [...] 2_2007.pdf . Inconvénient, faute de cliquetis, on n'est pas prévenu de l'élévation possible de la chaleur et en cas de forte charge maintenue longtemps, la température peut momentanément augmenter localement beaucoup
Si tout le monde s'accorde sur l'indice d'octane de 95 pour le Butane et de 100 pour le Propane, l'indice d'octane du GPL semble varier selon les publications entre 98 et 110 .. disons simplement qu'il est supérieur à celui de l'essence
Dans le cas de l'E85, on a 3 effets
a/ moindre chaleur de combustion
b/ plus de refroidissement lié à la chaleur latente de vaporisation en kJ/kg dans un rapport 2,5 par rapport à l'essence
c/ taux d'octane plus élevé donc moins de risque de cliquetis
Bon attention ... tolérer un mélange pauvre à l'85 ne veut pas dire rouler sans rien faire .. donc mieux vaut faire quelque chose comme par exemple
- rouler avec un boitier
- rouler sans boitier cf. http://www.super-ethanol.fr/forumE [...] .php?t=335
- fabriquer votre propre boitier Flex cf. in http://www.super-ethanol.fr/forumE [...] =4642#4642
5/ autre source
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L'excellent http://en.wikipedia.org/wiki/E85_in_standard_engines dit sic
Running a non-FFV with a high percentage of ethanol will cause the air fuel mixture to be leaner than normal in carbureted or open loop fuel injection engines, and cause closed loop fuel injection systems to adjust for the increase in oxygen content of the fuel mixture. A lean mixture, when leaner than stoichiometric, is unlikely to cause heat related engine damage because temperature decreases quickly once there is a surplus of air during the combustion event. The surplus air cools the burn, and lowers the exhaust gas temperature. The effects of surplus oxygen on the catalytic converter may be undesirable, and if too lean the engine will display roughness in operation.
If the percentage of ethanol used results in sustained operation in the range between stoichiometric and best power mixture, problems may develop. In this range, between peak exhaust gas temperature and approximately 50 degrees rich of peak, combustion temperatures are at the highest possible, and may exceed the design temperatures for the engine. Detonation margins are reduced, and if operation at elevated temperatures is allowed to persist over considerable periods of time, heat related damage to valves and pistons can occur.
Without in-depth knowledge of the engine's mixture control system and instrumentation to monitor exhaust gas temperature, cylinder head temperature, cylinder pressure, and/or exhaust oxygen content, it is difficult to know whether the engine is operating in the "red" zone, or an acceptable mixture zone. Closed loop fuel injection systems eliminate much of the risk. This is also why the check engine light will illuminate if you mix more than around 50% to 60% E85 by volume with your gasoline in a non-FFV. If this happens, just add more 87 octane regular grade gasoline as soon as possible to correct the problem. (Some premium blends contain up to 10% ethanol; to correct the problem as quickly as possible, always add regular grade gasoline, not premium grade gasoline.)
soit en Français
Rouler avec un haut pourcentage d'E85 dans un véhicule non prévu à cet effet conduira le mélange air/carburant à être plus pauvre que la normale dans un moteur à carburateur ou à injection sans sonde lambda et forcera la sonde lambda à réagir dans les véhicules qui en sont dotés. Un mélange pauvre, plus pauvre que la valeur stoechiométrique, ne devrait pas conduire à des dégâts par surchauffe car l’air arrivant en surplus abaisse énormément la température de combustion et refroidit les gaz d’échappement. Par contre, le catalyseur ne pourra monter en température et pourrait être endommagé par le surplus d’oxygène ; s'il tourne vraiment trop pauvre, le véhicule sera rugueux et peu agréable à conduire.
Si le pourcentage d'éthanol conduit à un mélange air/carburant entre le mélange stoechiométrique et le mélange puissance max (best power), des problèmes en charge maintenue sur une période longue peuvent apparaitre. Dans cette zone des 50° autour du maximum de température des gaz d'échappement, la température de combustion est maximale et peut dépasser la température acceptable par le moteur. Les risques de cliquetis sont réduits (NDLT : en raison de l'indice d'octane plus élevé) et si le fonctionnement à ce haut niveau de température est maintenu pendant longtemps des dommages irrémédiables peuvent être causés aux soupapes ou aux pistons.
Sans une connaissance détaillée du contrôle du mélange et d 'une instrumentation adaptée pour observer la température de sortie des gaz d'échappement (NDLT : comme dans les avions, un indicateur EGT Exhaust Gas Temperature), la température du haut de cylindre, la pression dans le cylindre ou l'observation lambda, il est difficile de savoir si le moteur est dans la zone "rouge" ou au contraire dans une zone de mélange acceptable. Les véhicules dotés d'une sonde lambda éliminent ce risque. Ils vont allumer l'indicateur "défaut injection" si vous mélanger typiquement plus de 50 ou 60% d'e85 dans votre voiture prévue pour le SP. Si le voyant s'allume, ajouter un peu de SP.
En bref, les risques sont limités si vous roulez un peu pauvre à condition :
- d'éviter de rouler longtemps à pleine charge
- avec un véhicule doté d'une sonde lambda … de rester en de ça de l'allumage du voyant "défaut injection"
Bye
Message édité par ceyal le 25-01-2008 à 16:54:08