Bilan énergétique d'un moteur à combustion interne

Terminale Technologique · Physique-Chimie Terminale Technologique

À retenir

• Q = E_utile + somme des pertes. • Rendement = part de la flèche utile : = E_utileQ. • Environ deux tiers de l'énergie du carburant sont perdus, surtout en chaleur (échappement, refroidissement).

Le cours

1. Principe du bilan Faire le bilan énergétique d'un moteur, c'est répartir l'énergie libérée par la combustion entre l'énergie mécanique utile et les différentes pertes. Par conservation de l'énergie : Q = E_utile + Q_échappement + Q_refroidissement + E_frottements 2. Répartition typique d'un moteur à essence • 30 à 35\,\% : énergie mécanique utile, sur l'arbre de sortie du moteur. • 30 à 35\,\% : chaleur emportée par les gaz d'échappement. • 20 à 25\,\% : chaleur évacuée par le circuit de refroidissement (radiateur). • 5 à 10\,\% : frottements mécaniques et entraînement des accessoires. 3. Diagramme de Sankey On représente le bilan par une flèche entrante (énergie du carburant) qui se divise en flèches sortantes dont la largeur est proportionnelle à l'énergie. Méthode : exprimer chaque poste en pourcentage de Q, vérifier que le total vaut 100\,\%, puis lire le rendement sur la flèche utile : = E_utileQ. 4. Chaleur récupérée, mais pas utile Le chauffage de l'habitacle récupère une partie de la chaleur du circuit de refroidissement. Cette chaleur rend service, mais elle ne fait pas avancer le véhicule : elle ne compte pas dans l'énergie utile du moteur.

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