Chaque jour, nous prenons la voiture pour aller au travail, faire des courses ou simplement prendre plaisir à conduire, mais nous ne savons peut-être pas comment fonctionne un moteur à essence et qu'est-ce qui produit son mouvement, quel que soit votre type.
Un moteur à essence à quatre temps a, comme son nom l'indique, quatre phases de fonctionnement. Ce sont : l'admission, la compression, la puissance et l'échappement. Chacun d'eux correspond à une course de piston ou, ce qui revient au même, à un demi-tour de vilebrequin et s'effectue à l'intérieur du bloc moteur.
Phases de fonctionnement
Phase d'admission : entrée d'air et de carburant
Au début de la phase de admission, le piston est en haut du cylindre, appelé TDC (Top Dead Center). A ce moment, les soupapes d'admission sont ouvertes et le piston descend au fond du cylindre, pbd (point mort bas). Lors de la descente du piston, une dépression se crée à l'intérieur du cylindre qui aspire le mélange air-carburant. C'est-à-dire qu'il "aspire l'air" comme s'il s'agissait d'une seringue.
A PMI, les soupapes d'admission se ferment et le mélange air-carburant reste à l'intérieur du cylindre. C'est d'ailleurs un mélange de ces deux composants car le carburant ne brûlerait pas s'il n'y avait pas d'oxygène dans l'air. En termes scientifiques, cela s'appelle carburant à l'essence et oxydant à l'oxygène qui entre avec lui.
Phase de compression : l'air et le carburant sont comprimés
La deuxième phase, compression, le piston remonte au PMH, comprimer l'ensemble du mélange à l'intérieur du cylindre, ce qui provoque également son échauffement. La pression à l'intérieur du cylindre peut atteindre environ 15 bars avec une température proche de 450º C, réalisant un mélange plus homogène. A ce stade, le vilebrequin a encore tourné d'un demi-tour.
Un fait intéressant est que plus le mélange peut être compressé, plus l'explosion qui se produira immédiatement sera utilisée. c'est appelé taux de compression du moteur, qui est généralement mesuré en proportions comme 10 1 à, 11 1 à, 12 1 à, 14 1 à…. Ce qui ne veut rien dire de plus que le volume qu'occupe le mix avant compression et le volume qu'il occupe à la fin de la phase de compression. Nous recommandons l'article taux de compression d'un moteur, pour mieux comprendre ce facteur.
Cependant, il faut être prudent avec ne pas provoquer d'auto-inflammation incontrôlée, car cela endommagerait le moteur. Que se passe-t-il lorsque le mélange est trop compressé, lorsqu'il y a trop de température dans le chambres de combustion ou un mélange des deux circonstances. Si vous voulez comprendre ce dernier, jetez un œil au post sur Auto-allumage, détonation et cliquetis de la bielle.
Phase d'explosion : nous commençons à travailler…
Dans cette phase, le piston est au PMH avec tout le mélange comprimé. C'est ici qu'une étincelle jaillit de la bougie (moteurs à essence) enflammant le mélange d'air et de carburant. En conséquence, une explosion se produit. dilate rapidement les gaz brûlés et pousse le piston jusqu'au pmi. C'est le phase de travail du moteur, puisque le piston reçoit une grande impulsion avec l'explosion, pour la transmettre au vilebrequin. Pendant cette phase, le vilebrequin tourne encore d'un demi-tour.
Il convient de noter un problème très important dans les moteurs à combustion. Cette description des phases est simplifiée pour comprendre le fonctionnement du moteur à essence, mais en phase d'explosion nous allons sauter un instant cette simplification. Comme nous vous l'avons dit, l'explosion se dilate rapidement pour pousser le piston.
Cependant, cette vitesse n'est pas tant pour la vitesse à laquelle le moteur se déplace parfois. Il y a donc le avance à l'allumage, qui consiste à déclencher l'explosion alors que le mélange est encore comprimé. De cette façon, il brûle plus tôt et la partie la plus profitable de l'explosion coïncide avec la descente du piston. C'est-à-dire que la phase d'explosion et la phase de compression « coexistent un instant » au profit de l'utilisation du carburant. Si vous souhaitez une explication plus détaillée de ce processus, nous vous recommandons l'article Qu'est-ce que l'avance à l'allumage ?
Phase d'échappement : les gaz quittent la chambre de combustion
Enfin, nous arrivons à l'étape de échapper. A cette occasion, le piston est en PMI et les soupapes d'échappement ouvertes, où les gaz d'échappement sont évacués rapidement. Cela se produit parce que le piston remonte au PMH en les poussant hors de l'intérieur du cylindre. Lorsque le piston est au PMH, les soupapes se ferment. Pendant la phase d'échappement, le vilebrequin tourne encore d'un demi-tour, complétant les 4 phases de fonctionnement du moteur à essence.
Comme vous pouvez le voir, le piston est à nouveau au PMH, prêt à recommencer la phase d'admission. De telle sorte que le moteur répétera tout ce processus tant que nous le maintiendrons.
Plus de questions pour savoir comment fonctionne un moteur à essence
vilebrequin
Il a déjà été évoqué à plusieurs reprises dans les phases du moteur à quatre temps et vous avez pu le voir en action dans la vidéo du début. Sa fonction est celle de convertir un mouvement linéaire des pistons dans le cercle que nous allons utiliser pour déplacer la voiture. La meilleure analogie est celle d'un cycliste, qui pédale pour se déplacer à vélo. Si vous regardez bien le mouvement du moteur, c'est ce que fait chacun des pistons en faisant tourner le vilebrequin : «pédale«.
Si vous souhaitez approfondir cette partie du moteur, nous vous conseillons les articles fonctionnement du vilebrequin y Le piston : qu'est-ce que c'est, quelles sont ses pièces, prix... Vous verrez que le fonctionnement d'un moteur est plus simple qu'il n'y paraît.
Distribution d'un moteur
Comme vous l'avez peut-être déjà remarqué, dans le moteur il y a des éléments qui nécessitent une parfaite coordination. Par exemple : que les soupapes s'ouvrent pour laisser passer le mélange lorsque le piston descend (phase d'admission) ou qu'elles se ferment lorsque le piston remonte (phase de compression). Le système de distribution d'un moteur est responsable de cette coordination, qui est une série d'éléments qui relient chaque composant par des roues, des courroies, des arbres à cames et autres.
Plus précisément, la partie fondamentale du système de distribution dans les moteurs les plus courants d'aujourd'hui est le courroie ou chaine de distribution. Elle est chargée de transmettre le tour de la vilebrequin a los Arbres à cames qui ouvrent et ferment les vannes. Comme ça ils le font au bon moment et pas à un autre. Un défaut qui serait fatal au moteur.
Si vous ne connaissez pas ces composants, vous pouvez voir à quoi ils ressemblent et comment ils fonctionnent dans les articles : arbre à cames y courroie de distribution. Aussi, si vous souhaitez un peu plus de profondeur sur le sujet, nous vous conseillons également l'article sur le types de distribution dans les moteurs actuels. Il vous aidera à mieux comprendre le fonctionnement d'un moteur à essence. Tous les moteurs ne sont pas identiques, même s'ils sont régis par les mêmes principes de fonctionnement de base.
Images – Marco Bernardini, Matt
Lorsque le moteur a une bonne compression mais qu'il fume et consomme de l'huile, c'est sûrement un problème d'étanchéité (bouchon ou caoutchouc), nous avons un produit appelé YELLOW SEAL, qui corrige toute usure des soupapes et des guides, prolongeant la durée de vie utile de ces pièces.
Je trouve votre vidéo très intéressante, je voulais vous demander si je peux la copier pour l'utiliser plus tard.