Comment fonctionne un moteur à combustion ?

Compartiment moteur d'une voiture

Un moteur à combustion convertit l’énergie libérée lors de la combustion du carburant en travail mécanique. Le principe de fonctionnement est fondamentalement le même pour tous les moteurs : le carburant est brûlé sous haute pression sous forme de mélange air-carburant inflammable dans une explosion. L’expansion soudaine met un piston en mouvement. Ce mouvement est ensuite guidé vers le moteur du véhicule. Dans la plupart des voitures, un moteur à piston alternatif se trouve généralement sous le capot, en combinaison avec une bielle et un vilebrequin.

La chambre de combustion d’un moteur à combustion interne contient principalement de l’air et des gaz combustibles. Le gaz combustible peut être constitué d’essence finement atomisée, de gaz propulseur ou de carburant diesel. Rien d’autre ne peut entrer dans la chambre de combustion. Une solution spéciale est le système de nettoyage du diesel par la soupape EGR (recirculation des gaz d’échappement) : ici, les gaz d’échappement sont redistribués par les chambres de combustion afin de brûler les particules de suie (la vanne EGR doit donc être néttoyer de temps en temps.

La conception à double paroi des moteurs modernes signifie que les autres carburants sont situés à proximité immédiate des chambres de combustion. Cependant, l’eau, les huiles et un mélange air-carburant trop “riche” (c’est-à-dire trop d’essence ou de diesel) ne doivent jamais entrer ici dans les cycles de fonctionnement du moteur, car ils pourraient causer des dommages. Le problème se reconnaît au fait que le pot d’échappement se mette à fumer. De même, la poussière et les autres particules de l’air aspiré ne doivent pas pénétrer dans le moteur, car elles entreraient dans l’huile et provoqueraient l’usure du moteur.

Que se passe-t-il pendant le processus de combustion dans un moteur ?

Il existe deux types de moteurs à pistons alternatifs : le moteur à essence et le moteur diesel. Le tableau suivant montre les principales différences.

 Moteur à essenceMoteur diesel
Carburationla formation de mélanges externes (sauf en cas d’injection directe)génération de mélange interne
IgnitionAllumage par étincelle (bougie d’allumage)Allumage automatique
Pression de compactage8 à 18 bar 30 à 50 bar 
Température maximale due au compactage400 à 600 °C 700 à 900 °C

Les moteurs à quatre temps fonctionnent en quatre étapes :

  1. Aspiration
  2. Compression
  3. Inflammation/explosion
  4. Ejection

Avec le moteur à essence – sauf pour l’injection directe – un mélange air-carburant est aspiré et avec le moteur diesel. Chacune des quatre étapes se déroule en un seul cycle. Au cours d’un cycle de travail à quatre temps, le vilebrequin tourne donc deux fois. Les gaz frais et les gaz d’échappement sont complètement séparés l’un de l’autre.

 Moteur à essence 4 tempsMoteurs diésels 4 temps
(1) AVC d’admissionL’essence est mélangée à l’air, la soupape d’admission s’ouvre, le piston passe du point mort haut au point mort basLa soupape d’admission s’ouvre, l’air afflue, le piston passe au point mort bas
(2) Course de compressionLe piston va du point mort bas au point mort haut, le mélange air-carburant est comprimé dès que la soupape d’admission est ferméeLe piston monte, l’air est comprimé dès que la soupape d’admission est fermée, et donc fortement chauffé
(3) Essence : coup d’allumage
Diesel : cycle de combustion
Le mélange air-carburant est allumé par la bougie, le piston passe du point mort haut au point mort basLe diesel est injecté, s’allume et le piston passe du point mort haut au point mort bas
(4) Echappement :Le piston va du point mort bas au point mort haut et force les gaz d’échappement à travers la soupape d’échappementDer Kolben geht vom unteren Totpunkt zum oberem Totpunkt und drückt Abgase durch Auslassventil

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