Beau de Rochas :Ingénieur français qui conçut, en 1862, le  principe  du  moteur  à  explosion  à quatre temps.

Cycle de BEAU de ROCHAS

1815 - 1893

Cette  invention  fut mise  en pratique,  en 1867, par un industriel allemand : Otto.

C’est pour cette raison que ce cycle est souvent appelé cycle d’Otto.

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bielle

cylindre

piston

vilebrequin

1

 1 : admission

2

 2 : compression

4

 4 : échappement

3

 3 : explosion-détente

huile

Cycle de BEAU de ROCHAS

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

W tot < 0

V

Diagramme entropique

Cycle MOTEUR

Q tot > 0

Diagramme de Clapeyron Diagramme entropique

Comparaison

compressionadiabatique

détenteadiabatique

isochorerefroidissement

C

A

V

p

combustionisochore

B

D

V B V A

admission refoulement

Allure du cycle réel

allumage fin de la combustionouverture de la soupape d’échappement

ouverture de la soupape d’admission

V

p

détente

échappement

admission

V B V A

p atm

Cas particulier d’un cycle réversible décrit par un gaz 

parfait :

A B : adiabatique

pC

A

s

compressionadiabatique

B

D

V B V A

Premier Principeet

V

TRAVAUX

Cas particulier d’un cycle réversible décrit par un gaz 

parfait :

C D : adiabatique

Premier Principeet

C

A

s

p

détenteadiabatique

B

D

V B V AV

TRAVAUX

Cas particulier d’un cycle réversible décrit par un gaz 

parfait :

B C : isochore

D A : isochore

C

A

s

p

isochore

isochore

B

D

V B V AV

TRAVAUX

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

A B : adiabatique C D : adiabatique

B C : isochore D A : isochore

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

RQ : Le travail fourni à l’utilisateur est :  –  Wtot ! RECETTE

Cas particulier d’un cycle réversible décrit par un gaz 

parfait :

A B : adiabatique

C D : adiabatique

C

A

s

p

adiabatique

adiabatique

B

D

V B V A

CHALEURS

Cas particulier d’un cycle réversible décrit par un gaz 

parfait :

B C : isochore

Premier Principeet

C

A

s

p

combustionisochore

B

D

V B V A

CHALEURS

Cas particulier d’un cycle réversible décrit par un gaz 

parfait :

D A : isochore

Premier Principe

C

A

s

p

B

D

V B V A

isochorerefroidissement et

CHALEURS

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

A B : adiabatique C D : adiabatique

B C : isochore D A : isochore

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

RQ : Le travail fourni par l’utilisateur est : Q B C  ! DEPENSE

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

A B : adiabatique C D : adiabatique

B C : isochore D A : isochore

C

A

s

p

combustion

B

D

V B V A

adiabatique

adiabatique

refroidissement

La « dépense » est Q B C !

Du point de vue de l’utilisateur …

système

CHALEURS

C

A

s

p

isochore

B

D

V B V A

isochore

compression

La  « recette »  est  - W tot !

Du point de vue de l’utilisateur …

Globalement, sur un cycle, l’utilisateur reçoit du travail 

….

mais fournit aussi  du travail de compression !système

TRAVAUX

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 …

D’autre part:

U est une fonction d’état donc : 

Du point de vue de l’utilisateur …

A B : adiabatiqueC D : adiabatique

Du point de vue de l’utilisateur …

et

avec : t = V B / VA

Pour en savoir un peu plus …

Pour augmenter le rendement, il faut donc comprimer …davantage !

Mais, alors, le mélange s’enflamme, spontanément, avant l’allumage *….de sorte que la compression doit être limitée.

* Ce phénomène est exploité dans le cycle de Diesel.

Dans la pratique, t  est de l’ordre de  l’ordre  de 1 / 8 et le rendement théorique vaut 56 % environ.

Le rendement réel est de l’ordre de 20 % !