RudolfRudolfDieselDiesel

1858 - 19131858 - 1913

1892  –  L’ingénieur allemand  Rudolf  DIESEL  dépose le brevet du moteur Diesel

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injecteur arbre à cames

soupape

piston

bielle

vilebrequin

Un cycle : 2 allers-retours du piston

E

échappement

Soupape d’échappement 

ouverte.

injectiondétente

Soupape d’admission 

ouverte.A

admission compression

Cycle de DIESEL

Rendement théorique

Le cycle théorique

Les calculs ( hypothèse : gaz parfait )

§ Diagramme de Clapeyron ( p , V )§ Diagramme entropique ( T , s )§ Cycle réel

§ Travaux§ Chaleurs

§ Bilan

FIN

Diagramme de Clapeyron

Cycle MOTEUR

adiabatique

isochore

p

V

A

B C

D

détente

adiabatique

compression

combustion

isobare

V CV B V A

refroidissement

W tot 

T

sA

B

C

Disobare

adiabatiqueisochore

Cycle MOTEUR

Diagramme entropique

refroidissementcompression

combustion détenteadiabatique

W tot 

Diagramme de Clapeyron Diagramme entropique

Comparaison

A

D

p

V

B C

adiabatique

adiabatique

isobare

isochore

T

sA

B

C

D

isobare

adiabatique isochore

Cas particulier d’un cycle réversible décrit par un gaz 

parfait :

A B : adiabatique

Premier Principeet

A

D

p

V

B C

adiabatique

TRAVAUX

Cas particulier d’un cycle réversible décrit par un gaz 

parfait :

C D : adiabatique

Premier Principeet

A

D

p

V

B C

adiabatique

TRAVAUX

Cas particulier d’un cycle réversible décrit par un gaz 

parfait :

A

D

p

V

B C

isochore

D A : isochore

TRAVAUX

Cas particulier d’un cycle réversible décrit par un gaz 

parfait :

B C : isobare

A

D

p

V

B Cisobare

TRAVAUX

Cas particulier d’un cycle réversible décrit par un gaz 

parfait :

B C : isobare

A

D

p

V

B Cisobare

TRAVAUX

Cas particulier d’un cycle réversible décrit par un gaz 

parfait :

B C : isobare

A

D

p

V

B Cisobare

CHALEURS

Cas particulier d’un cycle réversible décrit par un gaz 

parfait :

A

D

p

V

B C

isochore

D A : isochore

Premier Principeet

CHALEURS

Cas particulier d’un cycle réversible décrit par un gaz parfait :

A B : adiabatique C D : adiabatique

D A : isochore

Chaleur reçue  par le fluide, au cours d’un cycle

B C : isobare

Cas particulier d’un cycle réversible décrit par un gaz parfait :

A B : adiabatique C D : adiabatique

D A : isochoreB C : isobare

Travail reçu  par le fluide, au cours d’un cycle ?

Cas particulier d’un cycle réversible décrit par un gaz parfait :

A B : adiabatique C D : adiabatique

D A : isochoreB C : isobare

Travail reçu  par le fluide, au cours d’un cycle

Relations Cas particulier d’un cycle réversible décrit par un 

gaz parfait :

D A : isochoreB C : isobare

A B : adiabatique C D : adiabatique

La « dépense » est Q B C !

Du point de vue de l’utilisateur …

A

D

p

V

B C

adiabatique

adiabatique isochore

CHALEURS

isobare

Système

La  « recette »  est  - W tot !

Globalement, sur un cycle, l’utilisateur reçoit 

du travail ….

mais fournit aussi  du travail

Du point de vue de l’utilisateur …

A

D

p

V

B C

adiabatique

adiabatique

isobare

isochore

TRAVAUX

Système

La  « recette »  est  - W tot !

Du point de vue de l’utilisateur …

La « dépense » est Q B C !Rendement  h =

Du point de vue de l’utilisateur …

U est une fonction d’état donc : 

D’autre part:

Du point de vue de l’utilisateur …

On en déduit :

p

V

A

B C

D

détenteadiabatique

adiabatique

compression

combustion

isobare

refroidissementisochore

V CV B V A

V AV B

Taux de compression volumétrique t :

Taux d’injection c :V CV B

C D : adiabatique

D A : isochore

Soit :

C D : adiabatique

D A : isochore

V AV B

Taux de compression volumétrique t :

Taux d’injection c :V CV B

B C : isobare

V AV B

Taux de compression volumétrique t :

Taux d’injection c :V CV B

B C : isobare

A B : adiabatique

puis :

Pour en savoir un peu plus …

Le rapport volumétrique de compression est de  l’ordre de 20  de  sorte  que  le  rendement  d’un  moteur  Diesel  est meilleur que   celui d’un moteur fonctionnant selon le cycle de Beau de Rochas.

On constate, d’autre part,   que le rendement est meilleur si c reste petit ; il est important de garder c aussi proche que possible de 1 ce qui nécessite une combustion la plus brève possible.

Le rendement théorique est de l’ordre de 60 %.

Le rendement du cycle réel est deux fois moins élevé !