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Concept
Rendement d'un moteur à explosion
Résumé
Le rendement d’un moteur « à explosion » est le rapport de la puissance mécanique restituée à la puissance thermique fournie par le carburant. Ce rendement est toujours majoré par le rendement de Carnot, et ce dernier varie avec l'écart de température. Les rendements des moteurs à explosion peuvent donc être différents selon les types d'applications et de carburants considérés. Par exemple, les meilleurs moteurs de série pour usage automobile ont des rendements pouvant atteindre 36 % pour un moteur à essence à allumage commandé et 42 % pour un moteur diesel, tandis que les meilleurs moteurs industriels à fioul lourd peuvent avoisiner 50 %.
Les meilleurs rendements de moteurs à explosion sont obtenus sur des moteurs industriels Diesel brûlant du fioul lourd destinés aux bateaux ou aux centrales électriques. Leur rendement est proche de 50 %. Ces moteurs de grande puissance (de ) sont des moteurs deux temps à longue course (plus de deux fois le diamètre du piston), équipés de turbocompresseurs délivrant des pressions de suralimentation de plusieurs bars.
Leurs bielles n’actionnent pas directement les pistons, mais des coulisseaux, ce qui fait que les pistons ne reçoivent aucune poussée latérale et s’usent très peu. La durée de vie de ce genre de moteur dépasse les . Ces moteurs tournant très lentement sont très hauts à cause des coulisseaux. Pour un moteur de , la vitesse de rotation va de par minute et permet l'entraînement direct d'une hélice sans réducteur, ce qui permet de minimiser les frottements, de réduire l'entretien et d’améliorer le rendement. La hauteur dépasse (six étages), la masse est de plus de et le diamètre des cylindres est d'environ .
Ces moteurs ont souvent des lumières d'admission et une soupape d'échappement. Afin d'atteindre de tels rendements, une partie de l'énergie des gaz d'échappement est récupérée par les turbocompresseur et, des turbo-alternateurs, énergie restituée à la ligne d'arbre grâce à des machines synchrones.
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