Frein moteur diesel/essence

[Invité]

Bonjour,

D'abord la question: les diesels ont-ils + de frein moteur que les essences (a cylindré equivalente) et pourquoi ?

La question parait débile mais la reponse (surtout le pourquoi) n'est pas évidente.

En effet les habitants de l'Amerique du Nord, ceux qui ne conduisent jamais de diesels, sont pérsuadés qu'un diesel n'a aucun frein moteur. Pour démontrer cela ils s'appuient sur la theorie qui dit que le frein moteur est du à l'effet de pompage du vide quand le papillon est fermé. Les diesels n'ayant pas de papillon et bien ca ne donne aucun frein moteur. Et c'est pour ca qu'il existe des freins Jake (ouverture prematurée de la soupape d'echappement) ou des vannes de frein à l'echappement qui équipent nombre de camions diesel.

Pour un european (francais) ayant un permis la reponse est evidente: le diesel a + de frein moteur. Y a qu'a prendre une descente en 3eme avec un masoil pour comparer. Il repond: le frein moteur est dû au taux de compression plus élevé des diesels. On sait qu'il n'y a pas de vannes ni Jake brake sur nos diesels d'il y a 20 ans. En plus quelque soit la théorie la pratique a toujours raison.

Le probleme est que les deux explications ci-dessus sont + ou - equivalentes. Dans un cas on dit "apres la compression viendra la detente qui va recuper l'energie perdue", dans l'autre cas "apres le pompage viendra la recuperation grace à la pression atmospherique qui ramenera le piston".

Alors est-ce que quelqu'un ici a la VRAIE explication ? Ou du moins une theorie serieusement argumentée.
Sommes-nous tous fous en France ou y a-t-il un truc qu'on nous cache au sujet de nos masoils ?

Merci

[Emerson]

Re : Frein moteur diesel/essence

la réponse est simple - un essence comprime a 10 -12 kgs, un diesel à 22kg/cm²
donc lorsqu'on est en descente et que l'accélérateur est coupé, c'est la voiture, qui par son poids, fait tourner le moteur donc comprime les gaz
comme un essence comprime moitié moins qu'un diesel, il est normal qu'on ait moins de frein moteur

[Invité]

Re : Frein moteur diesel/essence

la réponse est simple - un essence comprime a 10 -12 kgs, un diesel à 22kg/cm²
donc lorsqu'on est en descente et que l'accélérateur est coupé, c'est la voiture, qui par son poids, fait tourner le moteur donc comprime les gaz
comme un essence comprime moitié moins qu'un diesel, il est normal qu'on ait moins de frein moteur

Justement ce n'est pas si clair. Certains vont dire: apres la compression viendra l'expansion qui fera recuperer l'energie perdue en poussant le piston.
Si le frein moteur est vraiment du a la compression cela voudrait dire qu'une quantite enorme d'energie de la compression est perdue par la dissipation de la chaleur de l'air chauffe et par les fuites par les segments, et cela meme dans les tours (ou il reste moins de temps pour ces pertes). Cela voudrait egalement dire que les moteurs a tres haut rendement auront moins de frein moteur (car moins de pertes).
Tout ca n'est pas clair pour moi.

[Emerson]

Re : Frein moteur diesel/essence

ben non, justement, il y a allumage mais sur les injections p.e. il n'y a pas d'essence donc pas d'allumage - rien n'est récupéré

Pour les diesels c'est bien la compression qui fait qu'ils ont plus de frein moteur de plus, le diesel aspire de l'air alors que sur l'essence, le volet est fermé limitant la quantité d'air admise
pour les moteurs a tres haut rendement, les soupapes s'ouvent plus et plus longtemps ce qui veut dire qu'il n'aura peut etre pas autant de frein moteur

Lorsqu'un moteur de course tourne tres vite (a partir de 8500 trs) les soupapes ne se ferment pratiquement plus et les segments ne servent a rien
Les moteurs de modèle réduit (qui prennent 20.000 trs+) n'ont pas de segments - Les moteurs de kart (19000trs) n'ont souvent que 2 segments

La dynamique des gaz n'est pas la même entre un moteur qui tourne et fourni sa propre énergie qu'un moteur qui tourne , entrainé par les roues

[GSX-R]

Re : Frein moteur diesel/essence

Un diesel a moins de frein moteur en général à cylindrée et régime égal et cela est dû essentiellement par des pertes par pompage supérieures.

La compression n'est que pour peu de choses dans le frein moteur (la culasse chauffe un plus et donc dissipe) et donc l'énergie de compression est quasiment récupérée à la descente de piston.

Un diesel a plus de friction à cylindrée et régime égal et une dissipation thermodynamique supérieure. L'essence a des pertes par pompage que le diesel n'a que très faiblement. On peut les estimer à max 1 bars PMP (donc pas tant que ça en plus de la friction) mais moins de perte par friction. Environ 1,6 bars PMF pour une essence contre - 2,6 bars PMF pour un diesel à 3.000 tr/min. Donc finalement assez kif kif. Maintenant en essence on peut rétrograder à haut régime et là ça change tout.

[306XT]

Re : Frein moteur diesel/essence

Qu'appelle-tu PMP et PMF?

[Emerson]

Re : Frein moteur diesel/essence

La compression n'est que pour peu de choses dans le frein moteur (la culasse chauffe un plus et donc dissipe) et donc l'énergie de compression est quasiment récupérée à la descente de piston.

la faut que tu m'expliqie quelle énergie est "récupérée a la descente" !!

Il y a maintenant des moteurs 1400 essence et des 1400 diesel, j'ai l'occasion de conduire les deux - des Polo toutes les deux -
Lorsqu'on redescend une vitesse, on sent beaucoup plus fort le frein moteur sur la diesel que sur l'essence

Frein moteur Principe
Il s'agit d'un phénomène qui fait que, les moteurs à explosion étant également des compresseurs, lorsque les gaz sont fermés, la compression qui a lieu dans la chambre de combustion peut fournir un freinage significatif.

Les moteurs Diesel, du fait de leur fort taux de compression, ont un fort frein moteur, alors que les moteurs à deux temps en sont presque dépourvus.

En frein moteur, le système d’injection interrompt l’alimentation en carburant ce qui le rend économique.

Les véhicules à transmission automatique ont bien un frein moteur (leur moteur n'est pas fondamentalement différent des autres), mais celui-ci n'est pas transmis aux roues, car le convertisseur de couple n'est conçu pour transmettre les forces que dans un sens. Les convertisseurs de couple récents sont équipés d'un embrayage de pontage qui permet de relier la transmission au moteur et de ainsi transmettre le frein moteur aux roues

Wikipédia

[GSX-R]

Re : Frein moteur diesel/essence

Quand un gaz est comprimé de façon adiabatique, la détente fournie exactement la même quantité d'énergie que celle qui a permis la compression.

L'énergie que le piston encaisse pour monter est restituée à la descente. C'est vrai quel que soit le taux de compression.

La différence c'est que l'on est plus proche de l'adiabatique sur une essence qu'un diesel à cause des température plus élevée atteintes dans la chambre de combustion même sans carburant. En ce sens oui le taux de compression influe sur le frein moteur mais marginalement et surtout indirectement.

PMF c'est une "contre pression moyenne" de friction (les anglo saxons appellent cela FMEP) et PMP (pression moyenne de pompage, les anglo saxons disent PMEP). Toutes deux s'opposent à la fameuse PMI (pression moyenne dans le cylindre).

Donc si on devait comparer les plus des freins moteurs essence et diesel :

essence : perte par pompage supérieur (à régime égal), régime de frein moteur possible supérieur au diesel

diesel : perte par friction supérieur (à régime égal), par echange thermodynamique supérieur (à régime égal).

[GSX-R]

Re : Frein moteur diesel/essence

En gros FMEP et PMEP (que j'ai appellés PMF et PMP) sont une modélisation en pression des freins de friction et de pompage que subit un moteur, et cela de façon a être intégrés dans le calcul de la PME qui elle détermine le couple en fonction de la cylindrée.

P.S : Je trouve la définition de wiki plus qu'incomplète et limite erronée.

[Emerson]

Re : Frein moteur diesel/essence

Quand un gaz est comprimé de façon adiabatique, la détente fournie exactement la même quantité d'énergie que celle qui a permis la compression.

donc le moteur a air devrait tourner !!

[GSX-R]

Re : Frein moteur diesel/essence

Tu veux parler de la voiture à air comprimé ?

[Emerson]

Re : Frein moteur diesel/essence

mais non, mais si la reaction est egale a l'effort de compression, tu as inventé la voiture a air comprimé

[Invité]

Re : Frein moteur diesel/essence

Un diesel a moins de frein moteur en général à cylindrée et régime égal et cela est dû essentiellement par des pertes par pompage supérieures.

La compression n'est que pour peu de choses dans le frein moteur (la culasse chauffe un plus et donc dissipe) et donc l'énergie de compression est quasiment récupérée à la descente de piston.

Un diesel a plus de friction à cylindrée et régime égal et une dissipation thermodynamique supérieure. L'essence a des pertes par pompage que le diesel n'a que très faiblement. On peut les estimer à max 1 bars PMP (donc pas tant que ça en plus de la friction) mais moins de perte par friction. Environ 1,6 bars PMF pour une essence contre - 2,6 bars PMF pour un diesel à 3.000 tr/min. Donc finalement assez kif kif. Maintenant en essence on peut rétrograder à haut régime et là ça change tout.

Tu trouveras difficilement des francais/europeens d'accord avec toi sur le fait que le diesel ait moins de frein moteur. De plus les diesels se conduisent à des regimes plus faibles, donc ils ont encore plus de frein car meme en conduite normale on recent la difference.

Par contre ton explication quantitative m'interesse beaucoup.
Le diesel a 2.6/1.6 fois de plus de friction à 3000tr. J'imagine lié à une segmentation avec moins de jeu. Ca c'est une donnée.
Tu dis par ailleurs que la dissipation thermodynamique du diesel est supérieure (à cause de + de turbulences ?). Ce qui veut dire (c'est ma conclusion) qu'apres la compression lors de la détente (sans explosion) on récupère moins d'energie initiale que sur une essence puisqu'on a dissipé + de chaleur. Donc logiquement cela ajoute du frein moteur. On va supposer que l'RFA et l'AOE sont pareils et les memes sur les deux types de moteurs, ce qui en gros est vrai sans VVT et autres "nouveautés" en France.

Et puis il y a cette PMP de 1 bar des essences.
J'ai fait un test que tu peux reproduire sur une essence pas catalisée: tu te mets en 3/4ème à mettons 3000tr et tu eteints le moteur. Que tu appuis à fond sur les gaz ou que tu les laches ca fait exactement le meme frein moteur. Bien sur 1 bar c'est kedal contre 1200kg, mais en meme temps si c'est kedal cela veut dire que ca ne doit RIEN apporter au freinage. Pourtant la théorie du frein moteur par pompage pretend creer du frein non négligeable au point d'en parler. Sinon il n'y aucune raison de ne pas parler du frein moteur du à la pompe de DA ou à l'alternateur.

Ensuite vient le cas des diesels de grosse cylindrée qui apparement n'ont pas de frein moteur et qui du coup sont systèmatiquement équipé de frein additionels (Jake brake ou exhaust brake). Une des explications serait que les grosses cylindrée ayant un rendement global supérieur elle récupère presque toute l'énérgie de la compression, donc ca ne freine pas. Et les frictions deviennent négligeables par rapport à l'inertie du PL. Ce qui renforce (d'apres moi) la théorie du frein par pertes thérmiques.

Et dernier aspect: n'y aurait-il pas un mode d'injection extrement avancé (en degrés) sur les diesels lors de la deceleration qui creerait une explosion tres precosse pour freiner le piston lors de la compression ? C'est une techique utilisé sur des SI de compétition: tres peu de melange et 50-60 degres d'avance. Il parait que ca freine beton.

[GSX-R]

Re : Frein moteur diesel/essence

Désole je ne te suis pas. La réaction est légèrement moins élevé que l'effort de compréssion. Plus le moteur tourne vite moins la différence est élevé d'ailleurs.

Le refroidissement du réservoir d'une voiture à air comprimé après remplissage représente une sacrée perte d'énergie.

[GSX-R]

Re : Frein moteur diesel/essence

Tu trouveras difficilement des francais/europeens d'accord avec toi sur le fait que le diesel ait moins de frein moteur. De plus les diesels se conduisent à des regimes plus faibles, donc ils ont encore plus de frein car meme en conduite normale on recent la difference.

Ca se discute. Je reconnais ne pas avoir de certitute à ce sujet, ça dépend beaucoup du régime auquel on utilise le frein moteur.

Le diesel a 2.6/1.6 fois de plus de friction à 3000tr. J'imagine lié à une segmentation avec moins de jeu. Ca c'est une donnée.

Tout est surdimensionné sur un diesel, équipages mobiles, paliers de vilebrequin, arbre à came etc.. forcemment ça frictionne plus. Les données qui j'ai indiquées sont issus de moyennes de formules empiriques utilisés dans la simulation. Cela fait partie des données les plus difficiles à modéliser de façon précise.

Tu dis par ailleurs que la dissipation thermodynamique du diesel est supérieure (à cause de + de turbulences ?).

Non, parce la température d'un diesel hors combustion au PMH se situe entre 500 et 600°C alors qu'une essence monte seulement vers les 430 °C plein gaz et lors d'un rétrogradage (gaz au mini) plutôt vers les 220°C. Tu imagine qu'entre 550° et 220° l'échange de chaleur aux parois même pendant le peu d'instant que l'air reste en contact avec la chambre de combustion fait perdre plus d'énergie à la charge du moteur diesel qu'au moteur essence. Ensuite on peut toujours s'amuser à calculer la perte d'énergie durant ce laps de temps. Comme je disais plus haut, plus le moteur tourne lentement plus on perd. Evidemment si l'air est rafraichi alors la pression baisse dans environ les mêmes proportions et l'énergie est dissipée dans le refroidissement du moteur.

Ce qui veut dire (c'est ma conclusion) qu'apres la compression lors de la détente (sans explosion) on récupère moins d'energie initiale que sur une essence puisqu'on a dissipé + de chaleur.

oui

Et puis il y a cette PMP de 1 bar des essences.
J'ai fait un test que tu peux reproduire sur une essence pas catalisée: tu te mets en 3/4ème à mettons 3000tr et tu eteints le moteur. Que tu appuis à fond sur les gaz ou que tu les laches ca fait exactement le meme frein moteur.

En principe ça devrait freiner plus. Es-tu seulement certain que la commande du volet d'air sur ton modèle n'est pas à commande electronique. De toute façon le papillon induit une perte de charge. Sinon ne t'inquiète pas que BMW ne se serait pas "embêté" à concevoir le valvetronic. Enfin cette perte est dans tous les manuels sérieux de mécanique.

Ensuite vient le cas des diesels de grosse cylindrée qui apparement n'ont pas de frein moteur et qui du coup sont systèmatiquement équipé de frein additionels (Jake brake ou exhaust brake). Une des explications serait que les grosses cylindrée ayant un rendement global supérieur elle récupère presque toute l'énérgie de la compression, donc ca ne freine pas. Et les frictions deviennent négligeables par rapport à l'inertie du PL. Ce qui renforce (d'apres moi) la théorie du frein par pertes thérmiques.

Plus la cylindrée est importante plus ça freine mais si tu mets en rapport la cylindrée et le régime de rotation d'un poids lourd et de sa masse ne n'étonne pas de trouver des valvles à l'échappement.

Et dernier aspect: n'y aurait-il pas un mode d'injection extrement avancé (en degrés) sur les diesels lors de la deceleration qui creerait une explosion tres .

Pourquoi pas mais bonjour l'usure et les vibrations sur un diesel. Autant utiliser les freins. Rétrograder c'est juste bon dans les descentes sinon à user l'embrayage plutôt que les plaquettes qui sont là pour ça.