19 février 2015 4 19 /02 /février /2015 21:10

 

1-2-Notions sur l'indice d'octane carburant

 

 

A : Notion d'indice d'octane
B : Adaptation au SP95
C : Essence SP95-E10 et Superéthanol E85
D : Nouveaux noms des carburants

 

 

 

A - Notion d'indice d'octane

 

L'indice d'octane d'un carburant représente sa capacité à résister à l'auto-allumage.

 

Il se définit par trois indices:

  • L’indice d’octane Recherche (RON - research octane number), qui représente le comportement d’un carburant à bas régime et en accélération. C’est l’indice que l’on connaît le mieux car utilisé en Europe.
  • L’indice d’octane Moteur (MON - motor octane number), qui représente le comportement du carburant à haut régime et à forte charge.
  • L'indice anti-cliquetis (AKI  - anti-knock index) ou indice antirecession de soupape (ARS) est la moyenne de l'indice RON et MON  (AKI=(RON+MON)/2). Utilisé en Amérique du Nord.
Indice d'octane à la pompe RON  MON

 

CARBURANT RON MON
SP95 95 85
SP98 98 87
E10 95-97 85-86
E85 104 90

 

 

 

 

 

Un carburant à faible indice d'octane aura une tendance très forte à l'auto-inflammation. L'inverse est, logiquement, valable dans le cas d'un carburant à fort indice d'octane qui sera peu sujet à l'auto-inflammation. 

 

Le plomb a un rôle antidétonant et servait à augmenter l'indice d'octane de l'essence. De plus, il avait aussi un rôle de lubrifiant sur les sièges de soupapes. L'inconvénient est que le chlore et le brome utilisés dans l'essence plombée ne sont pas compatibles avec les pots catalytiques devenus obligatoires en raison des normes anti-pollution.

L'absence du plomb a été compensée par les progrès de raffinage, avec l'ajout d'ether ETBE, qui ont permis d'augmenter l'indice d'octane (initialement, dans les années 2000, d'autres composants étaient rajoutés ce qui augmentait légèrement la densité et donc un léger gain de puissance).

 

Note: Tous les XU essence Peugeot possède des sièges de soupapes renforcés et l'usage d'essence sans-plomb est autorisé sans restriction.

 

L'utilisation d'un carburant facilement inflammable n'est pas synonyme de gain de puissance, bien au contraire. Ne pas confondre facilement inflammable et combustion plus rapide, ou meilleure détonation.

 

En effet, lors de l'utilisation d'un carburant d'indice d'octane plus faible que celui prévu lors de la conception du moteur, le mélange s’enflammera plus facilement mais de façon aléatoire lors de sa compression. Ceci provoque alors un phénomène de "cliquetis (source: INP Toulouse ENSEEIHT)".
Après l'allumage par l'étincelle, le front de flamme se déplace comprimant les gaz frais contre les parois. Certaines zones de la chambre atteignent des pressions et des températures très élevées et sont donc susceptibles d'être des sites d'auto-allumage.

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 l'allumage) et par le choix d'un carburant ayant un indice d'octane suffisant. L'auto-inflammation peut aussi se produire avant le déclenchement par l'étincelle si le taux d'octane est vraiment bas.

Outre une baisse de rendement du moteur, et donc de puissance, le cliquetis entraîne une détérioration du moteur du à la fatigue provoquée sur l'embiellage et le vilebrequin.

 

 

 

 

Des points de température très élevés peuvent apparaitre sur le piston et le détériorer.

 

 

 

 

 

Il est donc important d'utiliser le carburant préconisé par le constructeur du moteur.

A noter qu'un moteur conçu pour fonctionner au SP95 peut rouler au SP98 sans restriction, ni réglage spécifique. Dans certains cas, l'usage du SP98 sur une voiture moderne peut être bénéfique en limitant la correction lors de la détection de cliquetis faite par le calculateur (voir note).

 

Le moteur XU essence des 205Gti, étudié à la fin des années 70, est conçu pour fonctionner avec un indice d'octane relativement élevé (Supercarburant 97), normes en vigueur à cette période.  Le SP98 est adapté pour ce moteur. Toutefois, il est possible d'adapter l'avance à l'allumage dans certains cas pour rouler au SP95.

 

Note: La plupart des moteurs modernes disposent d'un capteur de cliquetis (appelé aussi "knock sensor"), de type piézoélectrique, chargé de surveiller une vibration anormal provenant de la chambre de combustion. Le calculateur baissera le point d'avance d'allumage jusqu'à disparition de la vibration anormal. Ce capteur de vibration ne peut pas être rajouté sur l'injection LE2-Jetronic dont le calculateur n'a pas de contrôle sur l'allumage. Il n'a pas possibilité de contrer l'apparition du cliquetis.

 

 

 

B - Adaptation au SP95

 

Le SP95 étant plus inflammable, il faut moins d'avance pour limiter la pression et la température lors de la compression.

  • XU5J/A (180A-180Z-B6A-B6B-B6D): Taux de compression 9,8:1

Peugeot autorise l'utilisation du SP95 à la condition de diminuer l'avance à l'allumage de 2°. Bien que ce réglage permet d'éviter la fatigue des éléments mécaniques du moteur, il entraine une légère baisse du rendement moteur.

  • XU5JAK (B6E): Taux de compression 9,25:1

Peugeot autorise l’utilisation de SP95 ou SP98 sans modification du réglage de l'avance à l'allumage. Le point d'auto-inflammation du SP95 est limité par un taux de compression descendu ainsi qu'un allumeur spécifique à ce moteur.

  •  XU9J1 (DFZ): Taux de compression 8,4:1

Peugeot autorise l’utilisation de SP95 ou SP98 sans modification du réglage de l'avance à l'allumage. Le point d'auto-inflammation du SP95 est limité par un taux de compression descendu ainsi qu'un allumeur spécifique à ce moteur.

 

  • XU9JA (D6B): Taux de compression 9,6:1

Peugeot n'autorise pas l'utilisation du SP95. La modification de l'avance à l'allumage pour utiliser ce carburant engendrerait une baisse de rendement non négligeable. La puissance serait alors fortement diminuée avec un fort risque de "raté" et de désagrément moteur.

 

  • Moteur préparé :

Dans le cas d'un moteur préparé par une augmentation des compressions, il convient  d'augmenter l'indice d'octane pour supporter la pression.

A noter que les moteurs possédant un fort taux de compressions ne peuvent pas fonctionner avec un indice d'octane inférieur à 100.

 

 

Ainsi, seule une augmentation de l'indice d'octane permet de faire fonctionner ces moteurs de façon optimum.

 

De plus, le SP98 aura tendance à mieux vieillir. En effet, quand un carburant vieillit, son indice d’octane diminue. Le SP98 sera donc moins sujet à ce problème que le SP95 s’il stagne dans le réservoir pendant plusieurs mois. C’est pour cette raison que le SP98 est recommandé lors de l'hivernage de sa GTi.

Des additifs carburant, appelés souvent "booster d'octane" à rajouter au SP95 permettent de retrouver les performances du moteur tout en évitant le risque de détérioration du moteur.

 

Remonter l'indice d'octane

 

L'équipe de www.dethomaso.fr s'est tourné vers l'enseigne Driftshop en s'orientant sur le

Booster d'octane Mecatech TC2 pour optimiser le fonctionnement de la 205GTi Pro Raids.

 

300ml de Booster d'octane Mecatech TC2 remonte l'indice d'octane de 5points pour 60l de carburant.

Afin de remonter l'indice d'octane de 3points (SP95 vers SP98), 3ml de cet additif est nécessaire par litre de carburant rajouté, soit:

 

Booster d'octane Mecatech TC2
  • 10 litres de SP95 rajoutés = 30ml d'additif TC2 à rajouter pour passer en SP98
  • 20 litres de SP95 rajoutés = 60ml d'additif TC2 à rajouter pour passer en SP98
  • 30 litres de SP95 rajoutés = 90ml d'additif TC2 à rajouter pour passer en SP98
  • 40 litres de SP95 rajoutés =120ml d'additif TC2 à rajouter pour passer en SP98
  • 50 litres de SP95 rajoutés =150ml d'additif TC2 à rajouter pour passer en SP98
DriftShop

 

 

 

C - L'essence SP95-E10 et Superéthanol E85

 

Ces 2 carburant sont normalement incompatibles avec les moteurs de la génération dite "Youngtimer". L’éthanol en teneur importante détériore les durites, joints, membranes, et certains alliages d’aluminium léger.

 

Le superéthanole E85 nécessite l’adaptation du circuit d’alimentation en essence en raison d'un rapport stœchiométrique différent (9.8). Il est nécessaire d'injecter 1.5 fois plus de carburant (14.7/9.8) pour éviter qu'un moteur conçu pour le Supercarburant (ou SP98/95) ne fonctionne en mélange pauvre

 

Ne pas rouler avec ces 2 carburants, sauf si modification du moteur.

 

 

 

D - Nouveaux noms des carburants

 

Ancienne dénomination Nouvelle dénomination
SP95 E5
SP98 E5
SP95-E10 E10
Superéthanol E85 E85

 

 

 

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Page 1.1 : Notions de richesse d'un mélange carburant
Page 1.3 : Caractéristiques d'un moteur

 

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19 février 2015 4 19 /02 /février /2015 12:36

 

Piston percé par phénomene de cliquetis

Source: INP Toulouse ENSEEIHT

 

PRINCIPALES CAUSES DU CLIQUETIS

 

 

  • Trop d'avance à l'allumage

L'étincelle se produit trop tôt, la propagation du front de flamme est plus lente car la densité du combustible est insuffisante. La fraction non brûlée comprimée contre les parois atteint alors son seuil d'auto inflammation avant d'être rejointe par le front de flamme. En général, le moteur atteint son meilleur rendement quand l'avance à l'allumage est calée pour chaque point (position papillon / pression admission, régime moteur) juste avant le seuil de cliquetis. Cela a pour effet de produire une pression maximale sur la tête de piston quand celui ci a parcouru quelques degrés après le PMH (entre 10 et 20 degrés vilebrequin selon les moteurs), ce qui représente le meilleur compromis. Néanmoins, jouer avec la limite rend le moteur très sensible aux variations.

 

  • Taux d'octane

Plus le taux d'octane est élevé et plus la température d'auto inflammation l'est aussi. On peut donc avoir un moteur qui fonctionne parfaitement au SP98, mais qui cliquettera au SP95. Pour un moteur tournant au Super plombé, que l'on compte utiliser avec du SP95 (+additif pour recréer la protection des sièges de soupape), il est fortement conseillé d'enlever entre 3 et 5° d'avance.
Néanmoins le pouvoir calorifique reste sensiblement le même entre du SP95 et SP98. En quelque sorte, un moteur tournant au SP95 ne produira pas plus de puissance avec du SP98. On peut modifier la sensibilité d'un combustible à l'auto-allumage en ajoutant des additifs, ou en mélangeant des combustibles différents.

 

  • Température du mélange à l'admission

Plus la température du mélange est importante à l'admission, plus la température d'auto-inflammation sera atteinte rapidement.
Pour les moteurs Turbo, le cas devient très sensible, l'échauffement de l'air étant très important. C'est pour cette raison que la pression de suralimentation est limitée.

 

  • Le rapport volumétrique

Plus il est important, plus la température finale avant l'explosion sera élevée. On considère que pour élever d'une unité le rapport volumétrique, il sera nécessaire d'utiliser un combustible possédant un taux d'octane de 3 à 6 points supérieurs. Un point a considérer également est que la température finale du combustible avant allumage est en rapport avec le temps réel pour le comprimer. Plus le mélange est comprimé rapidement, plus sa température finale sera élevée. Un moteur fonctionnant à haut régime peut être victime d'auto-allumage à partir d'un certain régime mais pas en dessous.

 

  • Points chauds, mauvais système de refroidissement

Tous les points pouvant amener une température finale de la charge trop élevée peuvent être en cause :
- bougies trop chaudes
- mauvais refroidissement moteur (radiateur entartré, culasse entartrée?)
- mauvaise ventilation
On peut également avoir du cliquetis sur des moteurs encrassés. Les aspérités s'échauffent et peuvent créer des points chauds en favorisant leur apparition.

 

  • Richesse du mélange

L'utilisation d'un mélange pauvre conduit à des températures de fonctionnement plus élevées, des temps de combustion plus longs, favorisant l'auto allumage. Ce phénomène est amplifié sur les moteurs turbo. C'est pour cette raison que l'on préférera un mélange riche pour les moteurs de compétition. L'excédent de combustible sert à refroidir les parois des cylindres et le sommet des pistons. L'économie et la pollution ne rentrant plus en ligne de compte pour ces applications.

 

 

 

 

 

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19 février 2015 4 19 /02 /février /2015 08:39

 

1.3-Caractéristiques d'un moteur

 

 

A : Cylindrée unitaire (V)
B : Cylindrée totale (Vt)
C : Rapport volumétrique (ρ)
D : Taux de compression (Tx)
E : Couple moteur (C)
F : Puissance moteur (P)
G : Récapitulatif notions de base
H : Cycle à 4 temps
I : Epure de distribution

 

 

 

A - Cylindrée unitaire (V)

 

La cylindrée unitaire (V) est le volume balayé par le déplacement du piston d'un moteur pendant un cycle.
Elle se calcule en multipliant la surface du cylindre par la course du piston définie par le maneton du vilebrequin.

Calcul Volume Unitaire d'un moteur

 

 

 

π = 3.14159

A= Alésage (diamètre interne du cylindre)

C = Course du piston

Formule Calcul Cylindrée Unitaire d'un moteur
Note: Surface d'un cercle = π x R²  = (π x D² )/4
EXEMPLES
Moteur XU5JA XU9JA
Alésage (A) 8.3cm 8.3cm
Course (C) 7.3cm 8.8cm
Cylindrée unitaire (V) (π x 8.3²x7.3) /4  (π x 8.3²x8.8) /4 
V =  395cm³ 476cm³

 

 

B - Cylindrée totale  (Vt)

 

La cylindrée totale du moteur est la cylindrée unitaire multipliée par le nombre n de cylindres.

V = Cylindrée unitaire

n = Nombre de cylindre

Formule Calcul Cylindrée Totale d'un moteur
EXEMPLES
Moteur XU5JA XU9JA
Nombre de cylindres (n) 4 4
Cylindrée unitaire (V) 395cm³ 476cm³
Cylindrée totale (Vt) 395 x4 476 x4
Vt =  1580cm³ 1905cm³

 

 

C - Rapport volumétrique (ρ)

 

Le rapport volumétrique est le rapport des volumes du cylindre lorsque le piston est au point mort bas (PMB - volume maximum) et lorsque le piston est au point mort haut (PMH - volume minimum). Par volume du cylindre, on entend le volume total accessible aux gaz contenus dans le cylindre, chambre de combustion (v) comprise.

Ce chiffre est souvent théorique car il ne tient pas compte de l'ouverture/fermeture des soupapes. 

V = Cylindrée unitaire

v = Volume chambre de combustion

Formule CalculRapport Volumetrique

 

D - Taux de compression (Tx)

 

Le taux de compression est le rapport volumétrique...

Plus il est élevé plus le mélange est comprimé donc plus l'explosion est forte, donc difficile à gérer (cliquetis, choc mécanique, température, etc.) mais plus le rendement du moteur est élevé.

 

 

E - Couple moteur (C)

 

Le couple moteur est la force (et non pas la puissance) du mouvement de rotation du moteur. Il est lié au régime moteur, c’est à dire à la vitesse de rotation du moteur(tr/min). Plus le régime moteur est haut, plus il tourne vite, plus le couple est élevé. C’est le couple d’une voiture qui la fait avancer, il traduit la force des roues sur le sol et, par conséquent, sa force d'accélération.

Le couple exprimé en newtons mètre (Nm) correspond au degré d'effort fourni pour progresser.

Il se calcule en fonction de la force du mouvement de rotation et de la distance parcourue (lié à la position du maneton par rapport axe de vilebrequin) soit :

 

Couple (Nm) = Force (N) x Distance (m)

ou

Couple (Nm) = Puissance (cv) / Régime (tr/min) 

 

En moyenne, le couple d'un moteur se situe entre 100 et 300 Nm, mais cela reste variable en fonction de la dimension de la cylindré

Avec un couple faible, vous serez obligé de monter dans les tours/mn lors des dépassements par exemple, et de changer de vitesse, pour pouvoir accélérer en puissance.

 

 

F - Puissance moteur (P)

 

Puissance (cv) = Couple (Nm) x Régime (tr/min) 

 

1cv = 0.736kW

1HP = 0.746kW

 

 

G - Récapitulatif notions de base

 

 

 

 

 

Notions de base

 

 

 

H - Cycle à 4 temps

Cycle 4 temps
  1. Admission:
    Le piston en descendant crée une baisse de dépression favorisant l'aspiration des gaz.
     
  2. Compression:
    Le piston comprime les gaz jusqu'à ce qu'ils n'occupent plus que la chambre de combustion (pression + chaleur).
     
  3. Explosion/Détente:
    L'étincelle d'une bougie (ou l'injection de gazole comprimé) enflamme le mélange. La chaleur dégagée dilate les gaz qui repoussent violemment le piston vers le bas.
     
  4. Échappement:
    En remontant, le piston chasse les gaz brûlés. Le moteur est à nouveau prêt à recommencer le cycle.
     

 

I - Epure de distribution

 

C'est la représentation graphique circulaire permettant de visualiser les caractéristiques de fonctionnement du moteur.

  • AOA, Avance Ouverture Admission :

La soupape d'admission s'ouvre AVANT le Point Mort Haut. (ROA si elle s'ouvre après le PMH).

  • RFA, Retard Fermeture Admission :

La soupape d'admission se ferme en RETARD, lorsque le piston remonte après le Point Mort Bas (PMB).

  • AOE, Avance Ouverture Échappement :

La soupape d'échappement s'ouvre AVANT le PMB pour faire baisser la pression dans le cylindre avant la remontée du piston.

  • RFE, Retard Fermeture Echappement :

La soupape d'échappement se ferme après le PMH car combiné avec AOA, pour favoriser le remplissage du cylindre.

  • AA, Avance Allumage :

L'étincelle à la bougie est AVANT le PMH pour palier aux délais d’inflammation.

 

Epure de distribution XU5J

Note: L'avance à l'allumage n'apparait pas sur l'épure d'un moteur diesel puisque la combustion s’opère grâce à la compression.

 

EPURE D'UN XU5JA
AOA 5°50 (avant PMH)
RFA 34°30 (après PMB)
AOE 38°30 (avant PMB)
RFE 0°50 (après PMH)
AA 30° à 3500trs/min
Courbes allumage: M161E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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L'Injection BOSCH LE2-Jetronic

Vous trouverez ici tout sur l'injection BOSCH LE2-Jetronic et LU2-Jetronic appliquée à la 205GTi.

 


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