Comment fonctionne un moteur à combustion interne ?

Un moteur à combustion interne mélange de l'air avec du carburant et brûle le mélange obtenu pour produire un mouvement. Sa rotation permet ensuite d'effectuer un travail utile, comme faire tourner les roues d'une voiture. Cet article explique tout sur le fonctionnement de ces moteurs, en commençant par la définition.

Qu'est-ce qu'un moteur à combustion interne ?

Un moteur à combustion interne est un moteur thermique dans lequel combustion (combustion du combustible pour libérer de l'énergie) se produit à l'intérieur de lui-même. Il s'oppose au type de combustion externe, qui brûle la source de combustible à l'extérieur.

Les moteurs à combustion interne se composent généralement de sections supérieures, appelées culasses, et de sections inférieures, appelées blocs-cylindres. La culasse contient les soupapes et les composants d'allumage. La partie inférieure abrite le vilebrequin, le piston et les cylindres.

Les moteurs à combustion interne sont disponibles dans différentes configurations, principalement en fonction du nombre de cylindres et de leur disposition. Ils peuvent être monocylindriques et comporter jusqu'à 8 cylindres ou plus. En fonction de la disposition des cylindres, les types de ce moteur sont les suivants :

• En ligne ou droit - les cylindres sont disposés de manière à former une ligne droite, l'un après l'autre
• V Conception - les cylindres sont disposés en forme de V
• Disposition à plat - les cylindres sont placés horizontalement de chaque côté du vilebrequin

Comment fonctionne un moteur à combustion interne ?

Le principe de fonctionnement du moteur à combustion interne repose sur la conversion de l'énergie chimique en énergie mécanique. L'énergie chimique est stockée dans le carburant, généralement diesel ou essence.

Lorsqu'il est brûlé en présence d'air, le carburant libère de l'énergie sous forme de chaleur, créant des gaz en expansion rapide qui font bouger des composants mécaniques appelés pistons.

Le mouvement de va-et-vient des pistons déplace les bielles et transfère le mouvement au vilebrequin. Le vilebrequin tourne et sa révolution est utilisée pour actionner un mécanisme externe, tel que la transmission d'un véhicule.

Pour assurer un fonctionnement harmonieux, les pistons s'enflamment à tour de rôle. Un système de chronométrage garantit que les soupapes de chaque cylindre s'ouvrent au moment opportun.

Le vilebrequin est équipé de poids qui équilibrent les mouvements des pistons, tandis qu'un volant d'inertie monté à l'extérieur du bloc assure des révolutions constantes. Le volant d'inertie s'articule également avec le démarreur pour déclencher l'allumage des cylindres.

Processus du moteur à combustion interne

Au cours d'un seul cycle de combustion, appelé course, le piston monte ou descend. La plupart des moteurs à combustion interne actuels sont des moteurs à quatre temps. Leur fonctionnement se décompose en quatre étapes : l'admission, la compression, la combustion et l'échappement.

Intake Stroke

Le temps d'admission est appelé ainsi lorsque les deux ingrédients essentiels de la combustion, à savoir l'huile d'olive et l'huile d'olive, sont mélangés. carburant et air- entrer dans les cylindres.

• L'air pénètre dans le collecteur d'admission après avoir été filtré pour éliminer les contaminants.
• Ici, il se mélange au carburant, qui a également été filtré pour éliminer les polluants.
• En même temps, l'arbre à cames déplace des pièces pour ouvrir les soupapes d'admission
• Le piston descend dans le cylindre, créant une zone de basse pression.
• Le mélange est alors aspiré dans le cylindre

Course de compression

Le processus de combustion peut commencer avec l'air et le carburant dans le cylindre. Mais ce n'est qu'après avoir été comprimé que le mélange peut être préparé pour une puissante explosion.

• L'arbre à cames ferme maintenant les soupapes d'admission.
• Le piston remonte, comprimant le mélange et augmentant sa température
• Cela permet d'obtenir les conditions optimales nécessaires à la compression et à la libération maximale de l'énergie.

Power Stroke

Le mélange est maintenant comprimé, chauffé et prêt à être allumé. Ce qui se passe ensuite varie selon que le moteur utilise de l'essence ou du diesel.

• Dans un moteur diesel, la pression intense créée dans le mélange lors de la montée du piston provoque l'auto-inflammation du mélange air-carburant
• Dans un moteur à essence, des composants électriques appelés bougies d'allumage enflamment le carburant.
• Le carburant brûle de manière agressive, libérant de l'énergie et produisant des gaz en expansion
• Les gaz en expansion rapide poussent le piston vers le bas avec une force considérable
• Une tige reliée au piston transmet ce mouvement au vilebrequin, ce qui le fait tourner

Course d'échappement

Le mélange usé contient maintenant les produits de la combustion. Ceux-ci doivent sortir du cylindre pour créer l'espace et les conditions nécessaires au cycle suivant.

• Le piston remonte alors, poussant les gaz usés vers le haut
• Entre-temps, l'arbre à cames a ouvert les soupapes d'échappement
• Le collecteur d'échappement recueille les les produits de la combustion avant leur sortie par un tuyau unique appelé tuyau d'échappement, avec un silencieux pour réduire le bruit

Quelle est l'efficacité des moteurs à combustion interne ?

On ne peut pas dire que les moteurs à combustion interne soient efficaces. La plupart convertissent à peine 50% de l'énergie de la combustion en énergie mécanique. Toutefois, les technologies modernes ont permis de produire des moteurs plus efficaces.

L'électronique embarquée chronomètre et contrôle avec précision divers processus, tels que l'injection de carburant et le calage des soupapes, afin d'améliorer l'efficacité de la combustion.

Parallèlement, des technologies qui augmentent la puissance tout en réduisant les émissions, telles que la turbocompression et l'action du convertisseur catalytique, sont intégrées dans le fonctionnement du moteur. Grâce à ces technologies et à un entretien adéquat, votre voiture fonctionne de manière optimale pour fournir le maximum de puissance.

Refroidissement des moteurs à combustion interne

La température des moteurs à combustion interne peut atteindre des niveaux très élevés, ce qui peut avoir des conséquences désastreuses si l'on n'y prend pas garde. Tous les moteurs à combustion interne sont donc fabriqués à partir d'un matériau qui non seulement résiste à la chaleur extrême, mais la dissipe également.

Plus important encore, ils disposent d'un réseau de canaux qui fait circuler le liquide de refroidissement, un liquide spécial contenant de l'eau et de l'antigel. Sa fonction est d'absorber la chaleur des différents composants et de la dissiper dans le radiateur.

Le radiateur est un réseau complexe de tubes fins et d'ailettes de refroidissement. Le liquide de refroidissement passe à travers eux, perdant de la chaleur dans l'air avant de retourner dans le moteur. Un ventilateur placé près du radiateur souffle de l'air pour accélérer le refroidissement.

Un dispositif de pompage appelé pompe à eau assure la circulation efficace du liquide de refroidissement, tandis qu'un thermostat aide à réguler sa température en fonction des besoins du moteur.

Lubrification des moteurs à combustion interne

Les pièces mobiles doivent être lubrifiées en permanence, faute de quoi le frottement pourrait les faire chauffer rapidement et les gripper ou les soumettre à une usure incalculable.

Des passages appelés galeries d'huile alimentent les différentes pièces en huile lubrifiante. Outre la lubrification, l'huile remplit plusieurs autres fonctions, comme l'étanchéité et le refroidissement.

Une pompe à huile assure la circulation de l'huile en fonction des besoins, tandis que le "filtre à huile" la débarrasse des impuretés. Lorsqu'elle ne circule pas, l'huile reste dans le carter d'huile, un réservoir situé dans la partie la plus basse du moteur.

Conclusion

Vous connaissez maintenant le fonctionnement des moteurs à combustion interne, les différentes pièces qui les composent et leurs systèmes de refroidissement et de lubrification. Comme vous l'avez appris, son fonctionnement dépend de nombreux composants, dont certains s'usent avec le temps et doivent être remplacés.

WanTuo est un fabricant et fournisseur professionnel de pièces de moteur. Notre vaste gamme de produits comprend des vilebrequins, des arbres à cames, des culasses, des pistons, des composants de soupapes et bien d'autres encore. Contactez-nous dès aujourd'hui pour consulter notre catalogue.