VOITURE
	FONCTIONNEMENT D'UN MOTEUR THERMIQUE	soupapes,cycle, moteur,diesel

Les moteurs thermiques sont les moteurs les plus utilisés en automobile. Leur fonctionnement est maîtrisé, le principe simple et l'autonomie de tels moteurs est supérieure aux moteurs électriques. Voici donc comment ils fonctionnent :

• généralités
• le moteur diesel
• le moteur essence

GENERALITES

Un moteur est généralement constitué de 4 pistons qui montent et descendent dans leur cylindre respectif.
La bielle relie le piston au vilbrequin pour permettre le mouvement rotatif.
le vilbrequin est un arbre commun aux 4 pistons qui permet de transmettre un mouvement rotatif à la boite de vitesse et aux roues motrices.

ENCHAINEMENT DES PHASES Chaque piston est dans une phase, décalé d'un demi-tour. Ci-dessus par exemple, pendant que le premier est en fin de phase d'admission, le deuxième est en début d'explosion (fin compression), le troisième en fin de phase d'échappement et le quatrième en fin de phase d'explosion (début échappement).

Chaque piston assure la rotation d'un demi tour de cet arbre et il faut 2 rotation du vilbrequin pour avoir un cycle complet.

Le mouvement rotatif ainsi obtenu permet de faire avancer la voiture mais aussi d'entrainer l'arbre à cames. L'arbre à cames commande les soupapes d'admissions et d'échappements. Ces soupapes permettent de laisser entrer l'air nécessaire à la combustion (et éventuellement le carburant) et aussi de le laisser s'échapper vers le pot d'échappement, après la combustion. Le reste du temps, elles sont fermées pour assurer l'étanchéité du cylindre lors de l'explosion.

Les cames sont des poussoirs qui sont décalés d'un certain angle sur l'arbre à cames pour permettre aux soupapes d'être chacune dans un moment du cycle différent. En général, il y a 2 cames par piston (soit 8 cames) pour un moteur 4 cylindres, soit 8 soupapes : une pour l'échappement et une pour l'admission. toutefois, certains constructeurs adoptent des solutions plus pointues comme les moteurs 16 soupapes. Il peut y avoir deux arbres à cames, etc...

En automobile, on rencontre majoritairement deux types de moteur : les moteurs essence/gpl et les moteurs diesel. La différence est expliquée ci-dessous.
 

MOTEUR DIESEL

Le diesel (ou gasoil) est un carburant particulier : il ne s'enflamme pas à l'aide d'une étincelle mais mélangé à l'air, sous haute pression (et une température minimum). C'est un moteur 4 temps car il y a 4 phases nécessaires pour permettre à un axe (appelé vilbrequin) de faire 2 tours.
Il faut donc 4 ensembles piston-cylindre pour permettre au moteur de tourner rond. Ces ensembles sont décalés de 180° (2x360° divisé par 4). Ci-dessous, les 4 étapes effectuées par un seul ensemble. Grâce au décalage, chaque piston fournit un effort lors de son explosion d'un demi-tour, ce qui entraine le vilbrequin.
 
 

• ADMISSION : Le piston descend et la soupape d'admission s'ouvre. L'air frais s'engoufre dans le cylindre. Pour le moment il n'y a pas de carburant. Le vilbrequin fait un demi-tour.

• COMPRESSION : La soupape d'admission se ferme et le piston remonte. L'air est comprimé et s'échauffe fortement. Lorsque le piston atteint les 9/10ème de sa course environ, on injecte une quantité définie de carburant (à une pression de 400 bars pour un moteur diesel classique, 1350 bars pour un moteur à injection directe à rampe commune et plus de 1700 bars pour un moteur à injection directe à injecteur-pompe).

• EXPLOSION : Les soupapes sont fermées. L'air et le carburant contenus dans le cylindre est sous pression. La température (400 à 600°C) est suffisament élevée pour que ce mélange explose créant une surpression qui pousse le piston vers le bas (et fait tourner le vilbrequin d'un demi-tour).

• ECHAPPEMENT : Enfin,  la soupape d'échappement s'ouvre et le piston remonte chassant l'air brulé qui est éjecté vers le pot d'échappement.

MOTEUR ESSENCE

Contrairement au gasoil, l'essence est un carburant qui s'enflamme au contact d'une étincelle. La difficulté dans un moteur est de synchroniser correctement l'étincelle. L'ordre d'allumage le plus répandu dans un moteur essence est 1-3-4-2. FORD a toutefois utilisé (dans le passé, pour les FORD 1100) un ordre différent : 1-2-4-3.

• ADMISSION : comme sur le moteur diesel, la phase d'admission permet à l'air d'entrer, toutefois, l'essence est injectée en même temps. Le cylindre se remplit du mélange.

• COMPRESSION : le piston remonte et comprime l'air car les deux soupapes sont fermées. La compression n'est pas trop forte car sinon le mélange pourrait exploser avant, ce qui pourrait abimer le moteur. En fait, l'essence contient un produit retardant le point d'ignition.

• EXPLOSION : les soupapes sont fermées. Une étincelle est alors produite, le mélange explose créant une surpression qui pousse le piston vers le bas (et fait tourner le vilbrequin). La température instantanée des gazs peut atteindre 2000 à 3000°C.

• ECHAPPEMENT : le piston remonte et la soupape d'échappement s'ouvre (enfoncée par la came correspondante). L'air brulé précédemment est éjecté vers le pot d'échappement.

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