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Fontionnement moteur

 
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Auteur Message
Doubi
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Inscrit le: 27 Jan 2011
Messages: 64

MessagePosté le: Mar 28 Jan - 14:01 (2014)    Sujet du message: Fontionnement moteur Répondre en citant

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On va tous a bord commencé par les bases de fonctionnement:



--------------------------------------------------------------------------FONCTIONEMENT------------------------------------------------------------------------------------------------


MOTEUR ESSENCE:







Explication:


Le cycle de fonctionnement se décompose de manière analytique en quatre temps ou phases. Le mouvement du piston est initié par la combustion (augmentation rapide de la température et donc de la pression des gaz) d'un mélange de carburant et d'air (comburant) qui a lieu durant le temps moteur. C'est le seul temps produisant de l'énergie ; les trois autres temps en consomment mais le rendent possible. Le piston se déplace pendant le démarrage grâce à une source d'énergie externe (souvent un démarreur ou lanceur : un moteur électrique est couplé temporairement au vilebrequin) jusqu'à ce qu'au moins un temps moteur produise une force capable d'assurer les trois autres temps avant le prochain temps moteur. Le moteur fonctionne dès lors seul et produit un couple sur son arbre de sortie.
Voici une description des cycles successifs d'un moteur à quatre temps :
  1. Admission d'un mélange d'air et de carburant pulvérisé, préalablement mélangé et préparé par divers composants (carburateur ou système d'injection indirecte) : ouverture de la (des) soupape(s) d'admission et descente du piston, ce dernier aspire ce mélange dans le cylindre à une pression de 100 à 300 mbars (moteur non-suralimentés dits "atmosphériques") à 2500 mbars environ pour un moteur suralimenté d'automobile de série (exprimé en pression absolue).
  2. Compression du mélange : fermeture de la soupape d'admission, puis remontée du piston qui comprime le mélange jusqu'à 30 bars et 400 à 500 °C dans la chambre de combustion ;
  3. Combustion et détente aux environs du point mort haut (PMH): moment auquel le piston atteint son point culminant et auquel la compression est au maximum ; la bougie d'allumage, connectée à un système d'allumage haute tension, produit une étincelle quelques dégrés avant le PMH; la combustion initiée qui s'ensuit constitue le temps moteur ; les gaz chauds à une pression de 40 à 60 bars repoussent le piston, initiant le mouvement ;
  4. Échappement : ouverture de la (ou des) soupape(s) d'échappement et remontée du piston qui chasse les gaz brûlés détendus dans le collecteur d'échappement.

Et un nouveau cycle commence en 1.




MOTEUR DIESEL:






Comme le moteur thermique à allumage commandé, le moteur Diesel est constitué de pistons coulissants dans des cylindres, fermés par une culasse reliant les cylindres aux collecteurs d'admission et d'échappement, culasse équipée de soupapes commandées par un ou plusieurs arbres à cames. Le fonctionnement repose sur l'auto-inflammation du gazolefioul lourd ou encore huile végétale brute dans de l'air comprimé à un rapport de compression de plus de 1:15 du volume du cylindre, dont la température est portée à quelque 600 °C. Sitôt le carburant injecté (pulvérisé) dans l'air comprimé, celui-ci s'enflamme presque instantanément, sans qu'il ne soit nécessaire de recourir à un allumage commandé par bougie. En brûlant, le mélange augmente fortement la température et la pression (sur les anciens Diesel la pression d'injection était de 130 à 200 bars alors que dans les Diesel modernes Common rail elle peut atteindre 2 000 bars ce qui favorise une combustion plus complète et moins polluante), repoussant le piston qui fournit un travail sur une bielle, laquelle entraîne la rotation du vilebrequin (ou arbre manivelle faisant office d'axe moteur, voir système bielle-manivelle).
Le cycle Diesel à quatre temps comporte :
  1. Admission d'air par l'ouverture de la (des) soupape(s) d'admission et la descente du piston ;
  2. Compression de l'air par remontée du piston, la (les) soupape(s) d'admission étant fermée(s) ;
  3. Injection - combustion - détente : peu avant le point mort haut, on introduit, par un injecteur haute pression le carburant pour former un mélange instable avec l'oxygène de l'air comprimé. La combustion rapide qui s'ensuit constitue le temps moteur, les gaz chauds en expansion rapide repoussent le piston, libérant une partie de leur énergie. Celle-ci peut être mesurée par la courbe de puissance moteur ;
  4. Échappement des gaz brûlés par l'ouverture de la (des) soupape(s) d'échappement, poussés par la remontée du piston.

Les seules bougies présentes sur un moteur Diesel sont les bougies de « préchauffage » qui, comme leur nom l'indique, préchauffent les chambres de combustion (ou les préchambres suivant le type de Diesel) afin d'obtenir, lorsque le moteur est froid, une température suffisante pour l'auto-inflammation du carburant. Ce système assure parfois également un "post-chauffage" visant à assurer la stabilité en rotation du moteur et la diminution des émissions polluantes lors des basses températures.






---------------------------------------------------------------------------------FORMULES----------------------------------------------------------------------------------------------------




Quelques Formules utiles:


CylindréeLa cylindrée d'un moteur est le volume total (tous cylindres) déplacé durant un cycle. Elle est calculée à partir du diamètre d'un cylindre (l'alésage), de la distance parcourue par un piston (la course) et, du nombre de cylindres. 

avec:
  • volume en 
  • Crs: course en cm
  • Al: alésage en cm
  • Nb: nombre de cylindres






Puissance:


La puissance développée par un moteur est souvent représentée par une courbe de puissance moteur. Elle doit être mesurée selon certaines normes définissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de température et de pression. Elle est toujours supérieure à la puissance réellement disponible aux roues pour un véhicule du fait des pertes dans la transmission. L'unité légale utilisée est le kW mais souvent accolée au cheval-vapeur (ch) pour des raisons historiques.
C'est le « couple a bas régime » qui permet de faire accélérer un véhicule sans avoir besoin de faire "monter le régime moteur, mais c'est la puissance maximum qui détermine la vitesse que pourra atteindre ce véhicule. la boite de vitesse permet d’augmenter le couple sur les roues motrices tout en réduisant le régime moteur et réciproquement, selon l'objectif poursuivi (accélération/économie de carburant).
La puissance est la capacité à transmettre de l'énergie en fonction du temps. Le Watt étant en fait une Joule par seconde, 1 W = 1 J/s. La notion de couple prise isolée ne fait pas intervenir le mouvement.
Équations notables du calcul de la puissance :
  • Puissance (HP) = (Couple (m.kg) x RPM) / 716
  • Puissance (HP) = (Couple (m.daN) x RPM) / 702,83
  • Puissance (HP) = Couple (lb.pied) x RPM / 5252;
  • Puissance (HP) = Force (kg) x Vitesse (km/h) / 273.8;
  • Puissance (HP) = Force (lb) x Vitesse (mph) / 77.2;
  • Puissance (kW ) = Couple (N.m) x RPM / 9549
  • Puissance (HP) = Couple (N.m) x ((RPM x pi)/ 30)

avec :
  • HP = horse power
  • kW = Kilowatt
  • RPM = rotation par minute
  • lb = livre (poids)
  • mph = milles par heure






Taux de compression:


Le taux de compression d'un moteur exprime le rapport entre le volume laissé dans l'un de ses cylindres au point mort bas et au point mort haut. Plus il est élevé plus le mélange est comprimé donc plus l'explosion sera forte, donc difficile à gérer (choc mécanique, température…) mais plus le rendement du moteur sera élevé : voir l'étude thermodynamique.








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MessagePosté le: Aujourd’hui à 12:53 (2016)    Sujet du message: Fontionnement moteur

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