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Un diesel sans turbo serait-il plus performant à haute altitude qu'un moteur à essence comparable ?
Question
J'habite près des montagnes Rocheuses et j'y conduis assez souvent. J'ai un petit fourgon à aspiration naturelle qui a tendance à perdre une quantité très notable de puissance en atteignant les altitudes plus élevées et cela n'aide pas qu'une grande partie du trajet soit en montée avec deux adultes et bagages.
Je comprends que cela est dû au fait que la densité de l'air est plus faible en altitude qu'au niveau de la mer. Moins d'air aspiré dans le moteur implique moins de carburant pour maintenir le rapport stoechiométrique, vous perdez donc de la puissance pour maintenir l'efficacité de la combustion. En fait, vous pouvez calculer approximativement combien de chevaux vous perdez en utilisant cette formule :
Perte de HP = (élévation en pieds * 0,03 * chevaux au niveau de la mer)/1000
< p>La solution est simple : Plus d'air ! Les turbos compriment l'air et le poussent avec la pression atmosphérique pour créer une densité d'oxygène plus élevée, qui est détectée par le véhicule et plus de carburant est ajouté , donnant un coup de pouce à la puissance. Le résultat est que les véhicules turbocompressés n'ont pratiquement aucun changement notable de puissance en altitude. Comme les diesels sont souvent équipés d'un turbo, ils subissent rarement une perte de puissance en altitude pour la même raison.
Ce site Web indique que les diesels ont un taux de compression de 20:1 contre 8:1 pour l'essence. Je sais que le taux de compression n'est pas lié à l'admission d'air réelle ; il comprime l'air qui entre dans un rapport spécifié, quelle que soit la quantité d'air impliquée. Cependant, j'imagine que cela pourrait toujours aider les moteurs diesel non turbo à fonctionner à des altitudes plus élevées, car ils ont tendance à fonctionner en mode pauvre et pourraient modifier le rapport carburant/air de manière moins stricte. Je pense que je comprends pourquoi je suis hors de propos en croyant cela, mais je suppose que je ne prends pas tout en considération.
Ma question est la suivante : Les moteurs diesel non turbo perdent-ils de la puissance comparativement à moteurs à essence non turbo à haute altitude ?
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Considérant la réponse de Zaid ci-dessous, j'ai rassemblé un tableau rapide pour voir la différence entre la formule I a donné ci-dessus et le plus précis Zaid a si gentiment fourni le pourcentage de réduction de puissance.
Altitude (ft) 3,000 5,000 10,152 14,000 Actual Reduction 5.91% 13.46% 30.18% 40.52% Alternate 9.00% 15.00% 30.46% 42.00%
Vous pouvez donc voir que la formule la plus simple fonctionne mieux de près à 10 000 pieds et tombe en panne à basse altitude. Il s'agissait de comparer les formules d'un moteur à essence.
Réponse acceptée
Les diesels non turbo perdent moins de puissance dans les Rocheuses
Au moins selon la norme SAE J1349.
(Calculs indiqués ci-dessous).
Hypothèses
Dry air pressure in the Rockies = 90 kPa ( at 3000 ft)
Absolute Temperature = 277.15 K ( 4 °C )
Cela nous permet de calculer les deux quantités, A & B, qui permettent de déterminer les facteurs de correction pour les deux types de moteurs :
A = 99 / p_PT = 99 / 90 = 1.1
B = T_P / 298 = 277.15 / 298 = 0.9300
Pour les moteurs à essence :< /p>
Correction factor = A^1.2 * B^0.5 = 1.081
Pour les moteurs diesel à aspiration naturelle :
Correction factor = A * B^0.7 = 1.045
Ce facteur de correction est utilisé pour déterminer la puissance réelle fournie par un moteur sur un banc après prise en compte des variations environnementales, il implique que le moteur diesel perd environ 4,3%¹ en raison du changement d'altitude par rapport aux 7,5%² puissance perdue par le moteur à essence.
Depuis 4,3% < 7,5%, le diesel l'emporte.
Les équations et les explications sur leur utilisation se trouvent dans le Bosch Automotive Handbook.
C'est bien de ne pas avoir à se soucier de la façon de dériver ces relations et d'utiliser simplement la norme de l'industrie pour changer :D
¹ : 1 - 1 / 1,045 = 0,043 = 4,3%
² : 1 - 1 / 1,081 = 0,075 = 7,5 %
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Basé sur certaines des compréhensions des papillons des gaz déjà publiées (Pourquoi les véhicules lourds utilisent-ils presque toujours des moteurs diesel ?) et comment/quand ils peuvent s'appliquer aux moteurs diesel - en particulier les commentaires liés à la façon dont les moteurs diesel sans papillon des gaz ingèrent toujours la quantité maximale d'air - pour ces diesel, la réponse peut éventuellement dépendre du fait que le moteur en question était l'un de ceux-ci et qu'il ingère déjà plus d'air qu'il n'en avait réellement besoin (et qu'il fonctionnait pauvrement) pour soutenir une combustion efficace.
Dans ce cas - ce qui suggère et un modèle diesel antérieur sans matériel de contrôle sophistiqué - le diesel non turbo ferait probablement mieux en haute altitude même si son taux de compression continuerait de baisser.
Cela serait probablement encore plus vrai si le moteur à essence de la comparaison vraiment - comme indiqué ci-dessus - n'avait qu'un rapport de 8:1; ce qui est vraiment bas pour un moteur à essence.
À 8:1, laisser tomber quelques points de compression supplémentaires nuirait vraiment au couple ; ce n'est pas le cas pour le diesel à 20:1 qui peut toujours (généralement) produire un couple décent à un régime moteur inférieur, ce qui peut également faciliter un meilleur remplissage des cylindres pour compenser le problème d'altitude.
Jim.