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Le moteur :
le cœur de l'automobile : Voici sommairement son fonctionnement : Avant d’aborder le fonctionnement proprement dit du moteur, découvrons d’abord ses composants principaux: - Le bloc-moteur: il s’agit de l’armature du moteur. Dans cette dernière sont creusés les cylindres. Le bloc moteur est couvert par la culasse. Dans la partie basse du bloc moteur se trouve le vilebrequin. -La culasse: nous l’avons vu précédemment, elle couvre le bloc-moteur. Elle contient les soupapes, les chambres d’admission et d’échappement et les trous de fixation des bougies. Une culasse est dite « multisoupapes » si elle contient plus de deux soupapes par cylindre. Les avantages d’une culasse multisoupapes sont: -Meilleur remplissage et meilleure « respiration » du moteur. -Courbe de couple plus plate. -Meilleur rendement du moteur.
-Le piston: Sa fonction est de transmettre toute l’énergie qu’a créée l’explosion à la bielle qui elle même transmettra au vilebrequin. L’étanchéité du piston est assurée par les segments qui l’entourent. La tête du piston est généralement forgée dans un alliage d’aluminium et de céramique afin de pouvoir supporter de très fortes températures.
-La bielle: Il s’agit d’une pièce qui assure la liaison entre le piston et le vilebrequin. La bielle se compose de trois parties: -le pied (au niveau du piston) -le corps -la tête (au niveau du vilebrequin)
-Le vilebrequin: Il transforme le mouvement alternatif rectiligne du piston en mouvement rotatif par l’intermédiaire de la bielle.
Voici, sans rentrer dans les détails les éléments principaux du moteur, bien sûr, je ne vous aie pas parlé des injecteurs ou du carburateur et des soupapes ainsi que tous les éléments annexes mais nous verrons ça plus tard. FONCTIONNEMENT DU MOTEUR
Le premier des 4 temps est l’admission: pendant cette phase, la soupape d’admission est ouverte , le piston est situé en haut du cylindre (point mort haut) et commence sa descente: il aspire l’air dans le cylindre. Une fois qu’il arrive en bas, la soupape d’admission se ferme et le deuxième temps commence dès que le piston amorce sa remontée. C’est le début de la phase de compression: toutes les soupapes sont fermées, le cylindre est étanche et le piston comprime le mélange dans le cylindre. La troisième phase est celle de l’explosion (détente): dès que le piston est en haut du cylindre (point mort haut), l’étincelle provoquée aux électrodes de la bougie provoque l’inflammation du mélange et la combustion fait redescendre le piston. C’est le seul temps moteur du cycle (c’est en effet l’explosion du mélange qui fournit l’énergie au piston pour redescendre). Enfin une fois que le piston commence à remonter, la soupape d’échappement s’ouvre. C’est le quatrième temps ,l’échappement. Et ainsi de suite. Le mouvement des pistons est transporté vers le vilebrequin par la bielle. Il est transformé en mouvement rotatif et est envoyé aux roues motrices par la transmission.
Un peu de technique: Les soupapes: L’ouverture et la fermeture des soupapes conditionnent le remplissage et la vidange des cylindres. Leur ouverture est commandée par un arbre à cames, directement ou par l’intermédiaire d’un culbuteur. L’arbre à cames tourne à demi-vitesse par rapport au vilebrequin qui l’entraîne au moyen d’une chaîne ou d’une courroie crantée. C’est bien souvent l’incapacité des soupapes à s’ouvrir et à se fermer suffisamment vite qui limite la vitesse maximale de rotation du moteur. Il est donc intéressant de repousser cet “affolement” en diminuant l’inertie et donc la masse des soupapes et de leur système de commande. Pour se faire, la soupape unique d’admission ou d’échappement est remplacée par deux soupapes plus petites. Cette disposition présente, en outre, l’avantage d’améliorer la perméabilité des conduits dans la culasse et donc d’augmenter la puissance du moteur à haut régime. Il peut être également intéressant d’adapter la loi d’ouverture des soupapes au régime du moteur afin d’optimiser le remplissage. Cette disposition particulière est appelée "distribution variable"(Cf chapitre spécifique). Voila donc d'ou vient l'appellation"16 S" car plus on a de soupapes, plus le remplissage et l'évacuation des cylindres sont optimaux (il y a beaucoup de soupapes sur les moteurs de forte cylindrée).
Le taux de compression: le taux de compression, c’est le rapport direct entre le volume de la chambre de combustion (v en rouge) et le volume du cylindre (V en jaune).Le volume de la chambre de compression est le volume laissé libre par le piston lorsqu’il est au point mort haut (PMH). Le volume du cylindre (V) est déterminé par la course du piston que multiplie l’alésage.
La richesse d'un moteur : La richesse
est le rapport entre la quantité d'air et d'essence. Contrairement à un moteur à essence dit à allumage commandé où la combustion du mélange air/essence s’effectue à partir de l’étincelle d’une bougie, dans un moteur diesel, le mélange air/gazole s’auto-inflamme. L’auto-inflammation est obtenue grâce à la conception des moteurs diesels : la compression est très élevée, la forme du piston est spécifique, la chambre de combustion est aménagée dans la culasse. L’auto-inflammation est également obtenue grâce à l’injection du gazole. C’est l’injecteur qui assure la pulvérisation du gazole en très fines gouttelettes dans la chambre de combustion. Plus les gouttelettes sont fines, plus le mélange air/gazole sera homogène et plus la combustion sera bonne, donc le rendement du moteur sera meilleur et la consommation plus basse. Si la combustion n’est pas parfaite, il y a production d’une sorte de suie qui s’identifie très facilement grâce à la production de fumées noires à l’échappement. Il est donc extrêmement important d’avoir une combustion parfaite donc une homogénéité du mélange air/gazole très bonne et également une excellente diffusion de ce mélange par les injecteurs donc une bonne pression d’injection. Sur un moteur « diesel classique » à injection directe cette pression ne dépasse pas quelques centaines de bars. Elle est portée à 1350 bars sur les récents moteurs Common-Rail (moteurs à rampe d’alimentation commune). Voir page "alimentation des moteurs diesels".
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La
culasse en rouge
Le
piston
La
bielle
Le
vilebrequin
Les
soupapes.
