Lorsque l'on s'intéresse au fonctionnement d'un moteur, afin de bien le mettre au point pour la puissance maximale et l'économie de carburant (cela se rejoint dans le cas d'un moteur atmosphérique)
il faut :
- obtenir une combustion complète (mélange air/essence)
- déclencher l'exposions au bon moment (avance à l'allumage)
de ces deux idées extrêmement simples, lorsqu'on les confronte à la réalité, le travail se complique énormément.
VARIABILITÉ ATMOSPÉRIQUE :
l'air a une composition relativement stable : essentiellement du N2, 20,9% de O2 (qui nous intéressent) 1% d'argon puis d'autres gaz plus rares comme le méchant CO2 (bientôt 0,05%)
bien que les proportions ne changent pas, l'atmosphère est instable de plusieurs façons :
HUMIDITÉl'humidité de l'air est très variable, en augmentant elle change la masse de l'air, donc contribue au refroidisseent dans la chambre de combustion, sert d'anti-détonnant, anti-NOX, et augmente le delta entre la pression d'air admis, et la haute pression de gaz d'échappement.
à tel point qu'il existe des systèmes d'injection de vapeur d'eau (souvent un mélange 50/50 avec du methanol, incorrectement appelé "methanol injection")
le comportement du moteur sera plus efficace en environnement humide (sans condensation/pluie) qu'en environnement sec. -->j'ai pas dit mouillé!
PRESSION, MÉTÉO, ALTITUDEla pression atmosphérique est de 101325 Pascals, ou 101,3 kPa soit 1 Atmosphère.
ceci est au niveau de la mer et à 15°C
Un moteur atmosphérique travaille avec des pressions allant de zéro (le vide) jusqu'à 1 Atmosphère.
Un moteur compressé va augmenter la pression par un facteur constant, la pression finale dépend donc également de la pression atmosphérique.
on parle en PSI, jusqu'à 22psi c'est un moteur basse pression, au dela on parle de moteur fortement turbocompressé, la pression atmosphérique étant de 14psi, un moteur à 30 psi se comporte comme un moteur ayant le double de la cylindrée.
- cette pression descend quand le temps est mauvais (dépressionnaire cyclone orage)
- cette pression augmente par beau temps (anticyclonique)
ceci se voit sur un baromètre.
- cette pression diminue quand l'altitude augmente

- la DENSITÉ de l'air diminue avec l'altitude aussi. (comme la pression aux altitudes qui nous intéressent)
TEMPÉRATURE- la température ambiante fait varier la pression atmosphérique.

l'air qui entre dans le moteur doit être maintenu le plus frais possible.
- la DENSITÉ de l'air diminue quand la température augmente.

il faut bien faire la différence entre les conditions ambiantes, et l'air qui est admis dans le moteur : jusqu'au papillon c'est de l'air ambiant, mais ensuite les conditions changent, comme dans une seringue.
Si le papillon est partiellement ouvert, les pistons cherchant a aspirer toujours un meme volume à chaque cycle, une dépression se crée.
sous ces faibles pressions les règles ne sont pas les mêmes que à la pression atmosphérique.
Une fois comprimé, au moment de l'étincelle, la propagation du front de flamme dans un environnement haute pression et basse pression n'est pas du tout la meme.
VARIABILITÉ de CARBURANT :
L'essence est également un mélange variable d'hydrocarbures et autre additifs.
VARIABILITÉ de RÉGIME :
le régime du moteur varie (ce qui change la durée des cycles, la vitesse du piston)
VARIABILITÉ de CHARGE :
la CHARGE (pression sur l'accelerateur) varie aussi en fonction des besoins
Afin de s'accomoder de toutes ces variabilités, le moteur dispose de capteurs en entrée (MAF, termomètre, MAP) et en sortie (lambda) et aussi d'une CARTOGRAPHIE.
en simplifiant à l'extrême il y a deux tableaux :
un tableau pour l'essence
un tableau pour l'allumage
ce sont des grilles ou chaque colonne représente une pression (la charge) et dans le cas du moteur atmo les colonne 9 et 10 sont à la pression atmosphérique et représente les cas ou le moteur est à fond (WOT) = papillon grand ouvert.
Et chaque ligne représente un régime moteur.
Voici un tableau pour l'ESSENCE, en relief les fortes charges, plage utilisée pour l'accélération maximale.

mes dernières "découvertes" en date sont les suivantes :
1- s'interesser aux en-tetes des lignes et des colonnes.
2- la réalité est interpolée.
1- s'interesser aux en-tetes des lignes et des colonnes.
Tout d'abord pour les lignes, étant donné que j'ai déplacé le limiteur de 6500 à 7100 tours, il me fallait une ligne de plus, et comme on ne peut pas ajouter de ligne j'ai donc du changer la position des lignes existantes :
5000, 5500, 6000, 6600, 7000 deviennent
5000, 5600, 6200, 6800, 7400
ensuite les têtes de colonnes en hPa :
je voulais avoir des colonnes mieux réparties que ce qui était fourni d'origine
j'ai donc modifié la colonne 7 de 79 à 76 kPa, par exemple.
les recommandations sont d'avoir toujours des courbes lisses, douces, parallèles, exprimant des tendances plutot que des pics et des "falaises".
j'ai été amené à faire la modification des colonnes car les mesures me poussaient à avoir deux courbes de charge trop proches, c'était moche.
2- la réalité est "interpolée".
a un instant T le moteur se trouve dans une charge donnée et à un régime donné, aucun ne correspond parfaitement à une des cases du tableau.
Les cases du tableau positionnent des "piquets" la valeur dans la case donne la hauteur du piquet.
l'ECU va ensuite étaler une toile sur ces piquets, afin de déterminer la valeur nécessaire, pondérée par les cases environnantes.
les cases directement adjacentes ont une influence majeure sur la valeur choisie.
Mais aussi les cases éloignées de +1 ont une influence mineure sur la valeur choisie.
parce que j'obtenais des résultats fluctuants et incohérents dans la colonne 10, j'ai été obligé de m'interesser à la colonne 11 (turbo), j'ai copié-collé le contenu de la colonne 10 et augmenté les valeurs au pif, en extrapolant ce que cette colonne aurait pu être si la pression atmospérique était plus forte.
et bien, figurez-vous que c'est nettement mieux! j'obtient des résultats cohérents et répétables !!
le procédé par lequel l'ECU trouve une valeur dans les intervalles entre les cases s'apelle l'interpolation.
Ce procédé est également dans les fondements du traitement de l'image et du son par un ordinateur.
voici un exemple de "falaise" qui est à éviter :

après correction :

Les ouvrages de référence indiquent que le rapport air/essence optimal est de 14,7 masses d'air pour 1 masse d'essence; ce qui devrai permettre une combustion complète.
l'efficacité maximale (mouvement maximal pour essence minimale) se situe vers 15,7/1 dit mélange pauvre
le couple obtenu maximum devrait se situer vers 12,6/1 dit mélange riche
(plutôt dans le cas du moteur compressé, ou il faut enrichir pour refroidir/proteger le moteur)
à cause des variabilités listées précédemment, il est difficile de forcer le moteur à fonctionner exactement comme cela; de plus le capteur lambda n'est pas forcément exact à haute température.
j'ai pu constater que d'origine le CRZ semble fonctionner trop riche lors d'une franche accélération. (de l'ordre de 12,4/1 )
actuellement comme mon moteur est réglé, je suis plus proche des 13,5/1 et l'accélération parait bien plus efficace, et surtout ne faiblit pas quand le régime moteur dépasse les 5000 tours.
Pour être sûr j'ai fait des essais autour de 13/1 et l'acceleration semblait plus molle.
Tout cela renforce mon opinion : dans un moteur atmosphérique la puissance se trouve dans des rapport air/essence entre 14 et 15.
je préfère rester en dessous de 14 pour eviter de faire trop chauffer.
Je ne pense pas que cela aie la moindre influence sur la consommation globale car nous sommes 99,9 % du temps en régime de croisière, c'est à dire pas à fond.
En revanche il est possible que cela reduise de 5% ma consommation sur un circuit ou le moteur est souvent à fond.
Les injecteurs d'essence sont largement dimentionnés, car même vers 7000 tours et à fond, ils ne sont ouvert que 55% du temps, ce qui laisse de la place pour environ 25 à 30% d'air en plus.
Le moteur d'origine devrait bien prendre l'ajout d'un compresseur stage 1,
si la boite à air n'est pas changée, le compresseur peut fonctionner sans modif de cartographie (pas parfaitement mais de manière sécurisée)
ALLUMAGE (IGNITION TIMING) ou AVANCE à l'ALLUMAGE :
On comprend aisément que avec le régime du moteur, le moment idéal pour l'explosion doit varier.
Mais il faut aussi comprendre que en fonction de la pression, ce moment varie bien d'avantage.
