Le moteur de votre automobile est une machine thermique, ou encore, un moteur à combustion interne. Le mélange air-carburant est aspiré par les pistons dans les cylindres, ou il est comprimé. Alors, une étincelle d' origine électrique amorce la combustion. C'est un moteur " à explosion ".
Quatre temps :
. L'admission. . La compression. . L'explosion / détente. . L' échappement.
A l'intérieur du moteur, la combustion du mélange air-essence met les pistons en mouvement, lesquels décrivent un va-et-vient dans les cylindres, d'où le nom de moteur alternatif.
Les pistons sont reliés, par l'intermédiaire des bielles, au vilebrequin, qui transforment le mouvement alternatif en un mouvement de rotation. Le nombre et la disposition des cylindres déterminent l'aspect général du moteur.
Les voitures sont équipées de moteurs à quatre temps. C'est à dire que leur cycle élémentaire de fonctionnement, connu sous le nom de cycle d'Otto, comprend deux va-et-vient du piston ( soit deux tours du vilebrequin).
3ème Temps : L'explosion / détente. 4ème Temps : Échappement.
ORDRE D' ALLUMAGE :
Dans un moteur à plusieurs cylindres, on fait fonctionner chaque cylindre en décalage par rapport aux autres de manière à régulariser la rotation du vilebrequin. Dans le cas d'un moteur à quatre cylindres, l'allumage s'effectue généralement dans l'ordre 1-3-4-2 , afin de répartir au mieux les efforts sur le vilebrequin.
Refroidissement du moteur. Outre l' énergie motrice, un moteur libère une grande quantité de chaleur, qui doit être évacuée sous peine de surchauffe et de grippage des pièces en mouvement.
La plupart des moteurs sont refroidis par la circulation d'un liquide à l'intérieur du bloc moteur ; d'autres le sont par circulation d'air sur des ailettes disposées en grand nombre à la surface des cylindres et des culasses.
Des conduits et des cavités ( chemises d'eau )sont aménagés dans le bloc-cylindres et la culasse pour permettre la circulation du liquide de refroidissement.
Après avoir traversé le moteur, le liquide parvient, par l'intermédiaire d'une durite, au réservoir supérieur du radiateur, d'où il s'écoule jusqu'au réservoir inférieur par une série de tubes pour être refroidi par l'air qui circule autour de ces tubes. Le liquide retourne alors au moteur par la durite de sortie du radiateur.
CIRCUIT DE LUBRIFICATION
L'HUILE lubrifie les pièces en frottement du moteur, mais elle évacue aussi, vers le carter moteur, où elle sera dissipée, la chaleur produite par la friction entre ces pièces. Elle contient des additifs qui absorbent les sous -produits corrosifs ou nocifs créés par la combustion du mélange carburé dans les cylindres. L' huile renforce aussi l' étanchéité aux gaz au niveau des segments des pistons.
Le turbocompresseur consiste essentiellement en un compresseur d'air et une turbine à gaz à un étage, reliés par un arbre commun et tournant par conséquent à la même vitesse. La turbine à gaz transforme l'énergie des gaz d'échappement, qui normalement se perdent inutilement dans l'atmosphère, en énergie de rotation. Cette énergie actionne le compresseur. Le compresseur aspire de l'air frais et transporte l'air pré comprimé vers les cylindres du moteur.
La puissance d'un moteur à combustion dépend de la masse d'air et de carburant qui peut être mise à la disposition du moteur pour la combustion. Pour augmenter la puissance d'un moteur, il faut lui fournir plus d'air et plus de carburant. Sur un moteur aspiré, cette augmentation de la puissance peut se faire par une augmentation de la cylindrée ou de la vitesse de rotation. La compression préliminaire de l'air de combustion, c'est à dire la suralimentation par un turbocompresseur, s'est révélée une solution technique élégante pour avoir une augmentation de la puissance du moteur.
La COMBUSTION et le mouvement du PISTON : Le mélange air-essence pénètre dans la chambre de combustion par la soupape d'admission. Lorsque le piston atteint le sommet de sa course de compression, la bougie produit une étincelle qui provoque la combustion du mélange, lequel brûle rapidement, se dilate considérablement et repousse le piston vers le bas, au cours de la phase de travail et de détente.
On trouve généralement 3 segments par piston: . le segment supérieur ou segment de feu, assure l' essentiel de l'étanchéité. . le segment d'étanchéité intermédiaire complète cette fonction et recueille une partie de l'huile des parois. . le segment inférieur ou râcleur d'huile, râcle quant à lui le reste de l'huile sur les parois du cylindre pendant la course descendante du piston et la renvoie dans le carter.
Dans une chambre de combustion hémisphèrique les soupapes d' admission et d' échappement sont placées de part et d'autre de la bougie, elle-même montée au centre de la chambre, pour réduire le trajet de la flamme. Une chambre hémisphèrique peut accueillir des soupapes de grand diamètre qui vont garantir une bonne " respiration " du moteur. ( et par conséquent, une puissance élevée). En revanche, la commande relativement compliquée des soupapes entraîne un coût de fabrication élevé.
Dans une chambre en baquet, le trajet de la flamme est court à partir de la bougie qui est montée latéralement. La forme de cette chambre permet de créer autour de la bougie un petit effet d'écrasement qui favorise la turbulence et améliore les caractéristiques de la combustion. Une chambre en coin présente les mêmes avantages que la chambre en baquet. Le petit espace libre situé à la périphérie de la chambre, entre le piston et la culasse, est destiné à éviter que le piston ne bute sur la culasse.
Dans une chambre dite " aménagée dans le piston " l' espace réservé à la combustion est ménagé dans le piston dont la tête est creusée. La forme de la chambre de combustion à soupapes latérales la plus efficace comporte un espace en coin au dessus des pistons dans la culasse. Cette solution ancienne, peu coûteuse, ne conduit pas à un bon rendement énergétique. Notons que la culasse présente un faible encombrement.
L' étincelle destinée à enflammer le mélange air-essence doit déclencher une combustion rapide, régulière et complète, dans toute la chambre (1). Si le mélange est trop riche en un endroit donné en raison d'un manque d'homogénéité, il pourra détoner " spontanément " en cet endroit (2). Cette explosion locale viendra contrarier la progressivité et la régularité de la combustion (3). C'est le phénomène dit de détonation qui se traduit par celui du cliquetis.
Dans un Diesel à injection indirecte le carburant est pulvérisé sous très haute pression dans une chambre de précombustion, aménagée dans la culasse et qui communique avec la chambre principale. Dans un Diesel à injection directe, le carburant est injecté directement dans la chambre de combustion aménagée dans la tête du piston. La forme de la chambre est meilleure mais le mélange air-carburant est plus difficile à obtenir.
