Pourcentage de dioxygène à l'échappement et valeur lambda

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Re: Pourcentage de dioxygène à l'échappement et valeur lambda

Message par Grogaz le Lun 20 Juil 2009 - 16:18

Pas tout à fait, je souhaiterais connaître la teneur en dioxygène à l'échappement en fonction de la valeur lambda (donc du fonctionnement moteur oui) mais les polluants ne m'intéressent pas

Le plus simple est alors de se référer au caractéristiques de la sonde -> Voir fichier en PJ +
http://www.ngkntk.fr/Principe_de_fonctionnement_de.845.0.html (en pièce jointe, une courbe de réponse de sonde lambda, comme en a déjà été postée une ici)


Mes moyens étant réduits je n'ai pas pu faire des tests si poussés, le moulin était un 4 cylindres de 55ch qui a 20 ans, la sonde lambda récupérée à la casse et un voltmètre pas cher avec sonde de température pour les mesures

Voltmètre pas cher ? Donc tu es dans les choux. La richesse est régulée en dynamique, le mieux serait un oscillo. Les capteurs de températures sont en général à la rue niveau précision. On préfère les thermocouples, mais ils doivent être compensé électroniquement. C'est pas compliqué mais ça demande un peu de compétence et les mesures dérivent vite. De plus, la gamme de mesure n'est jamais top. Ou alors, on perd trop en précision.

Oui j'ai essayé d'utiliser les équations chimiques, mais j'ai rencontré plusieurs problèmes.
J'ai trouvé 3 équations différentes pour 3 cas différents : mélange pauvre, mélange stœchiométrique, mélange riche ; avec pour chaque équation des produits différents. Seulement ce sont des équations très (trop) simplifiées nous sommes d'accord et ça ne colle pas du tout avec la réalité puisque pour un mélange stœchiométrique on est censé avoir environ 1% d'O2 à l'échappement alors qu'en utilisant la réaction associée on obtient 0%.



Hypothèse de départ : TOUT le carburant brûle et TOUT l'oxygène admis participe à la combustion. ces hypothèses ne sont bien évidemment pas vérifiées dans la réalité. Mais ce ne sont que des hypothèses, cela permet d'obtenir un premier résultat. Le 0% est obtenu en sortie du catalyseur (à l'imprécisison de la richesse et à l'efficacité du cata prêt).


Et cela s'explique en partie par la simplification de la formule du carburant qui est en réalité un mélange complexe d'hydrocarbures de la forme HnC2n+2 d'après ce que j'ai compris.


Non, cela s'explique par l'hypothèse du dessus.

De plus je n'ai pas suffisamment de données pour équilibrer les équations qui correspondent aux fonctionnements pauvres et riches.
Mes connaissances en chimie sont tout de même réduites donc je suis coincé dans cette voie la.



Si, on fait une hypoyhèse sur le carburant (H8C18 - octane- , par exemple) et on équilibre la relation. cela demande un peu de réflexion mais ça se fait.




Eh bien j'ai choisi de ne pas utiliser un résultat fantaisiste et d'expliquer si besoin au jury les obstacles rencontrés.


Un résultat n'est pas fantaisiste, il est obtenu en fonction des hypothèses de départ et du degré de validité de ces hypothèses. Le jury comprendra forcément les obstacles rencontrés si ces membres sont du métier. Au besoin, une petite étude bibliographique les mettra au courant de l'état de l'art dans le domaine.


Là je suis dépassé, je ne connais ni ces lois et modèles, ni ces entreprises.


c'est des trucs de spécialistes de la combustion. Très utilisés en avant projet et en recherche.


J'ai concentré mon travail sur la sonde en amont du catalyseur.


Précise le sujet exact de ton étude parce que c'est pas clair. U_Lambda fonction du taux d'O2 ? C'est connu et c'est donné par le fabriquant de la sonde. Une méthode de test des sondes ? autre chose ?



Le catalyseur n'aurait fait que compliquer les choses d'un point de vue du calcul, puisqu'il fonctionne différemment selon la richesse et la température il me semble.
Et ma petite étude était, du moins c'est ce que j'ai ressenti devant le jury, suffisamment compliquée comme ça.


Quel diplôme passais tu ? Tes profs ne t'ont pas aidé dans ta démarche ?


Pour conclure mon étude j'ai trouvé une courbe malheureusement assez approximative de la teneur en O2 à l'échappement en fonction de la richesse (extraite d'un brevet américain) que j'ai utilisée comme j'ai pu. Mais je me demande tout de même comment elle a été obtenue...


ce genre de courbe est un classique. Il faut aller chercher dans les cours/bouquins génériques moteur. cette courbe est spécifique à un moteur et un réglage, donc elle ne présente qu'un intérêt limitée. Pourquoi en as tu besoin ?



Le Heywood j'en ai déjà entendu parler mais c'est vrai que son prix est dissuasif maintenant il doit être consultable dans une bibliothèque ou il doit être possible de se le "procurer" de façon détournée...


A voir en occasion sur Amazon. A part dans une bibliothèque universitaire, je vois pas quelle bibliothèque en ferais l'acquisition. Si tu as une carte d'étudiant, tu dois avoir accès à la BU.



Une nouvelle fois je suis largué avec ces histoires de modèles de combustion et de remplissage des cylindres et je pense que ça dépasse largement mon niveau d'études actuel, peut être que je verrais ça dans les années à venir...


Quelle est ton niveau actuel ?


Merci d'avoir pris le temps de te pencher sur mon problème.


de rien !

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Re: Pourcentage de dioxygène à l'échappement et valeur lambda

Message par Grogaz le Lun 20 Juil 2009 - 16:20

J'espère ne pas m'être planté des "italique" et "pas italique"...

V'là la courbe:


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Re: Pourcentage de dioxygène à l'échappement et valeur lambda

Message par Valvetronic le Lun 20 Juil 2009 - 20:30

Super Grogaz !

Non, ca devient compliqué mais tu ne t'es pas trompé !

Je répons un peu plus tard il va falloir que je détaille un peu plus ma démarche pour qu'on se comprenne tout en mettant ca sous forme lisible.
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Re: Pourcentage de dioxygène à l'échappement et valeur lambda

Message par Valvetronic le Lun 20 Juil 2009 - 22:25

Grogaz si tu veux faire plus simple tu peux me donner son mail en MP ou lui communiquer le mien, c'est comme tu veux.
Si ça intéresse du monde je peux toujours faire suivre la discussion ici.



Pas tout à fait, je souhaiterais connaître la teneur en dioxygène à l'échappement en fonction de la valeur lambda (donc du fonctionnement moteur oui) mais les polluants ne m'intéressent pas

Le plus simple est alors de se référer au caractéristiques de la sonde -> Voir fichier en PJ +
http://www.ngkntk.fr/Principe_de_fonctionnement_de.845.0.html (en pièce jointe, une courbe de réponse de sonde lambda, comme en a déjà été postée une ici)


Arf, je savais bien que j'aurais du expliquer ma démarche brièvement.
Alors, en fait j'ai fait des relevés de tension et de température en divers endroits de l'échappement et par paliers de régime.
En écrivant les potentiels de Nernst à l'anode et à la cathode de la sonde, on obtient l'expression de la tension de sortie de la sonde en fonction de la température et du logarithme népérien du rapport des pressions partielles de O2 à l'anode et à la cathode (c'est à dire dans les gaz et dans l'air ambiant). En modifiant cette égalité j'ai pu exprimer le % de O2 à l'échappement grâce aux mesures précédentes.
Et ce que je voulais c'est la relation entre ce % et la valeur lambda.

Mes moyens étant réduits je n'ai pas pu faire des tests si poussés, le moulin était un 4 cylindres de 55ch qui a 20 ans, la sonde lambda récupérée à la casse et un voltmètre pas cher avec sonde de température pour les mesures

Voltmètre pas cher ? Donc tu es dans les choux. La richesse est régulée en dynamique, le mieux serait un oscillo. Les capteurs de températures sont en général à la rue niveau précision. On préfère les thermocouples, mais ils doivent être compensé électroniquement. C'est pas compliqué mais ça demande un peu de compétence et les mesures dérivent vite. De plus, la gamme de mesure n'est jamais top. Ou alors, on perd trop en précision.


Alors justement non, la richesse n'est pas régulée chez moi parce que mon vieux 4 cylindres à carbu n'est pas équipé de sonde lambda.
J'ai trouvé que s'était pas mal comme cadre et que sa simplifierait les choses, donc j'ai modifié l'échappement pour pouvoir y visser la sonde en 3 endroits différents et faire mes mesures en boucle ouverte.
Pour la température, j'ai fait avec ce que j'avais, apparemment l'erreur de la sonde était de 1,5% et elle fonctionnait jusqu'à 400° d'après l'emballage, en réalité je lui ai fait manger dans les 570°, ce qui n'a pas du améliorer sa précision...
Les thermocouples oui, mais pour ma petite expérience, l'investissement valait-il la peine ? Je ne pensais pas.

Oui j'ai essayé d'utiliser les équations chimiques, mais j'ai rencontré plusieurs problèmes.
J'ai trouvé 3 équations différentes pour 3 cas différents : mélange pauvre, mélange stœchiométrique, mélange riche ; avec pour chaque équation des produits différents. Seulement ce sont des équations très (trop) simplifiées nous sommes d'accord et ça ne colle pas du tout avec la réalité puisque pour un mélange stœchiométrique on est censé avoir environ 1% d'O2 à l'échappement alors qu'en utilisant la réaction associée on obtient 0%.


Hypothèse de départ : TOUT le carburant brûle et TOUT l'oxygène admis participe à la combustion. ces hypothèses ne sont bien évidemment pas vérifiées dans la réalité. Mais ce ne sont que des hypothèses, cela permet d'obtenir un premier résultat. Le 0% est obtenu en sortie du catalyseur (à l'imprécisison de la richesse et à l'efficacité du cata prêt).


D'accord donc j'oublie mes 3 équations et je ne garde que celle avec en réactifs : C8H18, O2, (N2) et en produits : H2O, CO2, N2, O2 ?
Mais alors en fonctionnement riche, manque d'O2 donc on considère qu'il n'y en a plus en sortie ? A ce moment là pour un mélange stœchiométrique ou plus riche, le % de O2 est nul en sortie (sans considérer le cata).
Je m'étais fais une feuille de calcul sur excel qui me donnait la richesse et le % de O2, il faut que je revoies ca en détail parce que je ne sais plus à quoi équivaut le ratio 1g d'essence/14,7g d'air en moles.

Et cela s'explique en partie par la simplification de la formule du carburant qui est en réalité un mélange complexe d'hydrocarbures de la forme HnC2n+2 d'après ce que j'ai compris.

Non, cela s'explique par l'hypothèse du dessus.


De plus je n'ai pas suffisamment de données pour équilibrer les équations qui correspondent aux fonctionnements pauvres et riches.
Mes connaissances en chimie sont tout de même réduites donc je suis coincé dans cette voie la.


Si, on fait une hypoyhèse sur le carburant (H8C18 - octane- , par exemple) et on équilibre la relation. cela demande un peu de réflexion mais ça se fait.


Oui, je m'étais fais une feuille de calcul sur excel qui me donnait la richesse et le % de O2, il faut que je revoies ca en détail parce que je ne sais plus à quoi équivaut le ratio 1g d'essence/14,7g d'air en moles.
C'est pour mes équations louches qui prenaient en compte les NOx par exemple que je m'arrachais les cheveux, mais je vais les laisser de côté.

Eh bien j'ai choisi de ne pas utiliser un résultat fantaisiste et d'expliquer si besoin au jury les obstacles rencontrés.

Un résultat n'est pas fantaisiste, il est obtenu en fonction des hypothèses de départ et du degré de validité de ces hypothèses. Le jury comprendra forcément les obstacles rencontrés si ces membres sont du métier. Au besoin, une petite étude bibliographique les mettra au courant de l'état de l'art dans le domaine.


D'accord je voulais seulement dire que je ne pouvais pas utiliser ce résultat, parce qu'il me semblait trop approximatif.

Là je suis dépassé, je ne connais ni ces lois et modèles, ni ces entreprises.

c'est des trucs de spécialistes de la combustion. Très utilisés en avant projet et en recherche.

J'ai concentré mon travail sur la sonde en amont du catalyseur.

Précise le sujet exact de ton étude parce que c'est pas clair. U_Lambda fonction du taux d'O2 ? C'est connu et c'est donné par le fabriquant de la sonde. Une méthode de test des sondes ? autre chose ?


En fait je voulais mettre en évidence l'influence de la température sur la valeur de la tension. Parce qu'au début du moins il n'y avait pas de sonde de température d'échappement (et encore je ne sais pas si c'est généralisé maintenant) donc le calculateur recevait U_Lambda sans indication de température et faisait son petit calcul qui provoquait la correction.
Donc j'ai calculé le % de O2 (à l'aide de l'égalité précédente) de deux façons différentes : une fois en considérant la température constante pour simuler l'information qu'interpréterait le calculateur, et une fois en utilisant mes relevés de température ce qui théoriquement me rapprocherait de la réalité.
Pour rendre cette différence quantifiable, je voulais exprimer la richesse "mesurée" ce qui est nettement plus parlant que le % de O2.

Le catalyseur n'aurait fait que compliquer les choses d'un point de vue du calcul, puisqu'il fonctionne différemment selon la richesse et la température il me semble.
Et ma petite étude était, du moins c'est ce que j'ai ressenti devant le jury, suffisamment compliquée comme ça.


Quel diplôme passais tu ? Tes profs ne t'ont pas aidé dans ta démarche ?


En fait, c'était un épreuve qui comptait pour les concours d'entrée en école d'ingénieur, les profs m'ont aidé comme ils pouvaient mais s'était surtout pour la forme parce que pour le contenu... Après une première présentation, ma prof de physique n'avais pas compris ou était cette sonde, un de mes prof de Sciences Industrielles trouvait ça intéressant et était un peu sur le cul quand j'ai raconté mon expérience et l'autre était très con, il ne m'écoutais qu'à moitié et répondais à côté de mes questions.
M'enfin bon je pense m'en être bien sorti.


Pour conclure mon étude j'ai trouvé une courbe malheureusement assez approximative de la teneur en O2 à l'échappement en fonction de la richesse (extraite d'un brevet américain) que j'ai utilisée comme j'ai pu. Mais je me demande tout de même comment elle a été obtenue...


ce genre de courbe est un classique. Il faut aller chercher dans les cours/bouquins génériques moteur. cette courbe est spécifique à un moteur et un réglage, donc elle ne présente qu'un intérêt limitée. Pourquoi en as tu besoin ?


J'ai calculé les % de O2 je voulais en déduire la richesse.


Le Heywood j'en ai déjà entendu parler mais c'est vrai que son prix est dissuasif maintenant il doit être consultable dans une bibliothèque ou il doit être possible de se le "procurer" de façon détournée...


A voir en occasion sur Amazon. A part dans une bibliothèque universitaire, je vois pas quelle bibliothèque en ferais l'acquisition. Si tu as une carte d'étudiant, tu dois avoir accès à la BU.



Une nouvelle fois je suis largué avec ces histoires de modèles de combustion et de remplissage des cylindres et je pense que ça dépasse largement mon niveau d'études actuel, peut être que je verrais ça dans les années à venir...


Quelle est ton niveau actuel ?

J'ai fais deux ans de prépa (PT) et si tout se passe bien je devrais être en école d'ing l'année prochaine.

Merci d'avoir pris le temps de te pencher sur mon problème.


de rien !
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Re: Pourcentage de dioxygène à l'échappement et valeur lambda

Message par Grogaz le Mar 21 Juil 2009 - 5:44

Euh, là, la flemme de tout reprendre, hein...

Je t'avais pas déjà filé son mail? :??:

EDIT: apparemment non, je corrige ça de suite. :jap:

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