Cycle de Sabathé (mixte) - Feuille de calcul

Le cycle de Sabathé est un modèle de cycle pour les moteurs à combustion interne de gazoil un peu plus fin que le classique cycle diesel car il permet de modéliser une combustion mixte, c'est à dire commençant à volume constant et terminant à pression constante. Outre les phases d'aspiration et de refoulement, le cycle de Sabathé est composé de 5 transformations :

1. Une compression adiabatique (sans échange de chaleur) : le piston remonte, comprimant les gaz
2. Une combustion isochore (à volume constant) : c'est la première partie de la phase de combustion, assez rapide pour supposer que le piston est au point mort haut (PMH)
3. Une combustion isobare (à pression constante) : c'est la deuxième partie de la phase de combustion alors le piston est en train de reculer. On suppose que la pression reste constante.
4. Une détente adiabatique : sous l'effet de la pression, le piston est repoussé jusqu'au point mort bas (PMB)
5. Une détente isochore : ouverture de la soupape d'échappement.

Le calcul des caractéristiques thermodynamiques du gaz aux différents points du cycle (pression, volume et température) ainsi que des échanges energétiques (chaleur et travail) le long des transformations est assez fastidieux, mais peut facilement s'automatiser.

sabathe.xls est une feuille de calcul et de visualisation du cycle de Sabathé. Cet outil vous permettra d'appréhender sans le moindre calcul l'influence de différents paramètres sur les caractéristiques du cycle.

Données d'entrée de la feuille de calcul

• Les caractéristiques moteur (rapport volumétrique, cylindrée unitaire, nombre de cylindres)
• Les données relatives au fluide (constante caractéristique du gaz parfait, coefficient de compression adiabatique)
• L'état du fluide en fin d'admission (pression, température, richesse, pourcentage d'EGR)
• Le déroulement de la combustion (pouvoir comburivore du carburant, pouvoir calorifique inférieur du carburant PCi, rendement de combustion, pourcentage de la combustion ayant lieu à volume constant)
• Divers (rendement de forme, rendement mécanique, fréquence de rotation du moteur)

Valeurs de sortie de la feuille de calcul

• Grandeurs thermodynamiques du gaz aux différents points du cycle (pression, volume, température)
• Energies échangées pendant les transformations (chaleur, travail)
• Rendements (thermodynamique, global)
• Caractéristiques diverses (consomation spécifique, puissance moteur, couple effectif, pression moyenne effective Pme, ...)
• Tracé du cycle dans le diagramme de Clapeyron (P,V)

L'outil permet de régler le pourcentage de la combustion ayant lieu à Volume puis Pression constante. En réglant ce paramètre à 0% ou 100%, on pourra donc se retrouver dans les cas particuliers des cycles Beau de rochas et Diesel.

L'utilisation de cet outil est particulièrement recommandé pour tous les étudiants des formations en automobile, et en particulier en BTS AVA, mais aussi en BAC PRO MVA, pour appréhender le fonctionnement des moteurs à combustion interne et comprendre l'influence des différents paramètres sur le déroulement du cycle.

>> Télécharger sabathe.xls