Calcul du rendement volumétrique

Saisissez la cylindrée, le régime et le débit d'air mesuré, en cfm ou en grammes par seconde depuis un log du débitmètre d'air. Vous obtenez le rendement volumétrique et le débit théorique auquel il est comparé.

Moteur et débit d'air

Saisissez une cylindrée supérieure à zéro.
rpm
Saisissez un régime de 100 à 20 000 tr/min.
g/s
Saisissez un débit d'air supérieur à zéro.
kg/m³
Saisissez une densité de 0,3 à 3 kg/m³.

Sert uniquement pour les g/s. La valeur par défaut, 1,225 kg/m³, est l'atmosphère standard (ISA) au niveau de la mer à 15 °C. Avec elle, le rendement est mesuré par rapport à l'air standard. Saisissez la densité de l'air que le moteur a vraiment respiré pour mesurer par rapport à celui-ci.

Moteurs quatre temps uniquement. Le résultat ne vaut que ce que vaut la mesure de débit : enregistrez à pleine charge, à régime stable.

Ce que signifient les champs

  • Cylindrée et régime : donnent le débit d'air théorique, le volume que le moteur aspirerait si chaque cylindre se remplissait complètement à chaque temps d'admission.
  • Débit d'air mesuré : des cfm lus sur un débitmètre, ou des grammes par seconde tirés d'un log du débitmètre d'air massique (MAF). Enregistrez à pleine charge et relevez le régime au même moment.
  • Densité de l'air : transforme des grammes en pieds cubes. La valeur par défaut, 1,225 kg/m³, est l'atmosphère standard ISA au niveau de la mer à 15 °C.

Les formules

cfm théoriques = CID × tr/min ÷ 3456 cfm depuis g/s = g/s ÷ 1000 ÷ densité × 35,315 × 60 rendement (%) = cfm mesurés ÷ cfm théoriques × 100

Un cylindre quatre temps se remplit une fois tous les deux tours, le moteur aspire donc sa cylindrée tous les deux tours. Des pouces cubes par minute divisés par 1 728 donnent des pieds cubes, et 1 728 × 2 = 3 456. Le calcul CFM carburateur utilise la même relation dans l'autre sens. 35,315 est le nombre de pieds cubes dans un mètre cube. CID est la cylindrée en pouces cubes.

Exemple de calcul

Un moteur de 2,0 L (122,05 ci) enregistre 110 g/s à 6 000 tr/min.

  • Débit d'air théorique : 122,05 × 6 000 ÷ 3 456 = 211,9 cfm.
  • Mesuré : 110 ÷ 1000 ÷ 1,225 × 35,315 × 60 = 190,3 cfm.
  • Rendement volumétrique : 190,3 ÷ 211,9 = 89,8 %.

La même réponse en masse : le débit théorique est 2,0 L × 6 000 ÷ 2 par minute à 1,225 kg/m³, soit 122,5 g/s, et 110 ÷ 122,5 = 89,8 %.

Avec un débitmètre à la place : un moteur de 350 ci (5,74 L) à 5 500 tr/min a un débit d'air théorique de 557,0 cfm. 470 cfm mesurés font 84,4 %.

Quelle densité utiliser

Par rapport à l'air standard, un moteur qui respire de l'air chaud ou raréfié affiche un rendement plus bas, parce qu'il aspire moins de grammes. C'est utile pour comparer des essais faits des jours différents. Pour voir à quel point les cylindres se remplissent avec l'air qu'ils reçoivent vraiment, saisissez la densité de cet air : densité = pression ÷ (287,05 × température), en pascals et en kelvins. À 101,325 kPa et 30 °C, cela fait 1,1644 kg/m³, et l'exemple ci-dessus passe à 94,5 %.

Autres calculateurs

Calculez d'abord le taux statique avec le calcul du taux de compression, et le rapport de pression d'un moteur suralimenté avec le calcul de la pression turbo. La partie moteur couvre aussi la compression dynamique, le rapport bielle/course, la pression moyenne effective et le débit d'air du turbo et les points sur le champ compresseur.

Questions

Comment calculer le rendement volumétrique ?

Divisez le débit d'air que le moteur aspire vraiment par son débit d'air théorique, cylindrée × régime ÷ 2 pour un quatre temps. Un moteur de 350 ci (5,74 L) à 5 500 tr/min a un débit théorique de 557,0 cfm, et 470 cfm mesurés donnent 84,4 %.

Comment obtenir le rendement volumétrique depuis un log du débitmètre ?

Convertissez les grammes par seconde en cfm avec une densité de l'air, puis divisez par les cfm théoriques. Un moteur de 2,0 L qui enregistre 110 g/s à 6 000 tr/min fait passer 190,3 cfm à 1,225 kg/m³, contre 211,9 cfm théoriques : 89,8 %.

Le rendement volumétrique peut-il dépasser 100 % ?

Oui. Des pulsations bien accordées à l'admission et à l'échappement peuvent faire entrer plus que le volume balayé, et un turbo ou un compresseur y arrive par la pression. À 150 g/s, l'exemple du 2,0 L à 6 000 tr/min afficherait 122,4 % par rapport à l'air standard.

Que veut dire 3456 dans la formule du débit d'air ?

C'est 1 728 pouces cubes par pied cube multiplié par les 2 tours dont un quatre temps a besoin pour remplir chaque cylindre une fois. CID × tr/min ÷ 3456 donne le débit d'air théorique en cfm.

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