3-LOIS MECANIQUES On complète les résultats précédents par les lois mécaniques suivantes :
3.1- ETUDE DE LA VITESSE MAXIMALE

On obtient la vitesse maximale pour l’angle q :

avec :

La vitesse maximale pour cet angle est :

Voir détail des calculs
En général, la valeur de eta est faible donc, on obtient la vitesse maximale du piston pour l’angle q = 0°.

La vitesse maximale du piston est obtenue avec l’expression suivante :

où N est le nombre de tours du moteur en radians par seconde.

3.2- DETERMINATION DE LA CONSOMMATION

La consommation se calcule de la façon suivante :

On obtient ainsi la consommation en gramme d’essence par cycle. On peut obtenir la consommation en litre par heure avec la démarche suivante

Avec :

Ntour : le régime moteur ( nombre de tour par minute)

Ro essence : la masse volumique de l’essence ( valeur comprise entre 750 kg/m3 et 950kg/m3)

3.3- DETERMINATION DES DIFFERENTS VOLUMES CARACTERISTIQUES
 


 

Le calcul de la cylindrée se fait de la façon suivante :

On peut aussi la formule qui tient compte du volume mort haut Vc et du rapport volumétrique rc=(Vd+Vc)/Vd :

où n est le nombre de cylindres

On cherche alors une solution à ces équations à l'aide du tableur Excel. Ce n'est pas vraiment une résolution des équations au sens habituel, la recherche d'une solution se fait en calant petit à petit les différents paramètres suivants:

Certains de ces paramètres sont imposés dans le cahier des charges. Il faut veiller à le respecter au mieux. Cependant ce cahier des charges peut être erroné et il faut donc le corriger. Avec un tel problème, on a donc vraiment une approche d'ingénieur. En effet, nous ne savons pas si la solution existe et de plus, cette solution n'est certainement pas unique. On peut remarquer également qu'il faut avoir une approche intelligente du problème. Par exemple, théoriquement on devrait pouvoir augmenter linéairement la puissance du moteur en augmentant le nombre de tours moteur. Or lorsque l'on atteint un certain seuil de la vitesse de moteur, d'une part on dépasse les contraintes mécaniques et le piston explose et d'autre part, il devient impossible de remplir le moteur par manque de temps d'où une diminution de la puissance. Ce n'est donc pas parce que l'ordinateur nous donne un résultat qu'il faut le prendre tel quel.