Automobile Tome 1
On distingue :
Moteur combustion interne (transformation d'énergie à l'intérieur des organes) Moteur combustion externe (moteur stirling, machine à vapeur)
Moteur à explosion ou à allumage commandé (nécessite un carburateur) Moteur Diesel (alimenté en combustible par injection, chaleur nécessaire à l'inflammation obtenue par compression)
Moteur 2 temps Moteur 4 temps
Moteurs
3
Temps = déplacement d'une course de piston
Cycle 4 temps : moteur à allumage commandé
Admission Compression Détente Echappement
Seul le 3è temps est moteur, le volant d'inertie régularise le mouvement
4
Admission Compression
Cycle théorique de Beau de Rochas
5
Détente Echappement
La soupape d'échappement s'ouvre
6
Cycle véritable
L'explosion par exemple ne se fait pas à volume constant (cad instantanément)
Il y a une avance à l'ouverture de la soupape d'admission, une avance à l'allumage, etc..
Le bloc-cylindre
Le moteur monocylindrique a deux inconvénients :
Couple irrégulier (un temps moteur sur quatre) => On doit disposer un volant d'inertie d'un poids important pour éviter les à-coups
Dimensions excessives pour obtenir une puissance suffisante
Solution : Moteur multicylindrique
Bati du moteur en trois parties Culasse
Bloc-cylindre Carter d'huile
Le bloc-cylindre peut ne comporter qu'une pièce
Il peut être également en plusieurs parties
Chemise en contact intérieur avec les gaz chauds, en contact extérieur avec de l'eau Bâti plus facile à mouler
Disposition des soupapes
Moteur à soupapes latérales (commandées directement par l'arbre à cames)
Moteur à soupapes en tête (commandées par culbuteur ou arbre à cames en tête)
Disposition des axes des cylindres
Montage le plus courant. Mais le vilebrequin devient de plus en plus compliqué quand le nombre de cylindres augmente (on a besoin de portées intermédiaires)
Moteur en ligne
Disposition des axes des cylindres (suite)
Moteur en V
Les cylindres en vis-à-vis peuvent commander le même coude de vilebrequin =>
vilebrequin simplifié.
Disposition générale pour moteur comportant plus de six cylindres.
Bloc- moteur (bloc-cylindre)
Bloc- moteur = moteur + organes qui lui sont assemblés rigidement (embrayage , boite de vitesses, carburateur, dynamo, etc ..)
Le carter porte les pattes d'assemblage du bloc-cylindre sur le châssis ; on interpose des blocs antivibratoires (silent-blocs) => mouvement oscillatoire amorti du bloc moteur (système ressort-amortisseur)
Silent-blocs
Bati du moteur en trois parties Culasse
Bloc-cylindre Carter d'huile
La culasse
La culasse
obture le cylindre
reçoit parfois le dispositif d'allumage évacue la chaleur
Le fameux joint de culasse
Piston, bielle et vilebrequin
Action de la bielle/piston non verticale => ovalisation du piston et du cylindre
Les segments
Segments d'étanchéité
Segment racleur (évite les remontées d'huile)
Axe de piston
Axe de piston libre (?) dans le piston et dans la bielle
La bielle
La bielle a la tête en bas
En hypothèse quasistatique, quelle est la direction des efforts exercés sur la bielle ?
En dynamique, les « forces d'inertie » jouent un rôle aussi important que les gaz => section de la bielle en I (bonne résistance à la flexion et au flambage)
Tête de bielle et coussinet de bielle en 2 parties
Vilebrequin moulé ou forgé
La carburation
Combustion d'un mélange comprenant :
Un combustible (essence par exemple)
Un comburant, c'est à dire un gaz apportant l'oxygène nécessaire (air)
Le flotteur oscille
S'abaisse quand l'essence s'écoule par le gicleur
Remonte quand le débit d'arrivée est supérieur de sortie
Carburateur élémentaire
L'essence jaillit du gicleur, puisque la pression au col de buse est inférieure à la pression atmosphérique (Théorème de ..??)
L'alimentation des carburateurs
Alimention en charge
Le réservoir est placé au dessus du carburateur, l'essence s'écoule par gravité (pas de pompe, c'est un avantage)
Inconvénient : risque d'incendie quand le réservoir est à proximité du moteur
Alimentation non en charge
Réservoir à un niveau inférieur à celui du carburateur (en général à l'arrière du châssis)
Pompe à membrane mécanique
Commandée par un excentrique prévu sur l'arbre à came
Quand la membrane s'abaisse, le volume augmente et la pression diminue => le clapet d'admission s'ouvre
Quand la membrane remonte, le volume diminue et la pression augmente => le clapet de refoulement s'ouvre
Pompe à membrane électrique
La commande de la membrane se fait par déplacement du noyau d'un électro-aimant
Combustion et allumage
Delco (allumeur) Tête de delco
Quand le contact mobile s'écartait du contact fixe, une étincelle se déclenchait sur la bougie.
Ecartement obtenu grâce à une came
Système remplacé par un système électronique aujourd'hui
Distribution
Les organes de distribution assurent l'admission et l'échappement des gaz dans les cylindres
La distribution nécessite les organes suivants :
Des orifices dans la chambre de combustion
Des obturateurs (soupapes), ouvrant et fermant ces orifices Un dispositif de commande, actionnant ces obturateurs
La soupape
Tête de soupape Culbuteur
Fermeture de la soupape par ressort
Ouverture et fermeture des soupapes commandées par l'arbre à cames
Arbre à cames
Une chaîne (ou une courroie) de distribution relie le vilebrequin et l'arbre à cames Arbre à cames en tête
Culbuteur
Refroidissement
Refroidissement par air suffisant si le moteur est découvert (mobylette ou moto) Ailettes
Pour les voitures, l'eau transporte la chaleur au radiateur, qui est refroidi par l'air ambiant (et par le ventilateur)
Moteur deux temps
Le moteur quatre temps ne possède qu'un temps moteur sur quatre, d'où : Irrégularité du couple, qu'on atténue en mettant plusieurs cylindres Faible puissance par unité de masse (un temps moteur sur quatre) Dans le moteur deux temps, on réalise quasi simultanément les opérations d'admission et d'échappement
Premier temps : 1 Explosion.
2 Le piston découvre l'orifice d'échappement => les gaz brûlés s'échappent.
3 Les gaz frais, comprimés à l'extérieur chassent les gaz d'échappement Deuxième temps :
1 Le piston remonte et cache les orifices d'admission et d'échappement 2 Compression
Moteur quatre temps : explosion-détente, échappement, admission, compression Moteur deux temps : explosion-détente-échappement-admission, fin admission et échappement-compression
Avantages :
Régularité du couple meilleure => Volant de dimensions plus réduites
La distribution peut être réalisée sans soupapes, par des lumières masquées et démasquées au passage du piston => simplicité de construction
Inconvénients :
Nécessité d'avoir un compresseur auxiliaire pour la compression préalable des gaz frais.
La séparation des gaz frais et brûlés n'est pas parfaite => diminution de la puissance
Lumières de transfert
A la fin de la détente, les gaz frais sont comprimés sous le piston, ces gaz passent du carter vers le cylindre par un orifice de la jupe du piston, c'est la phase de transfert.
Transfert
Canal de transfert des gaz Moteur de tondeuse à gazon
