GENERALITES SUR LES MOTEURS

CARACTERISTIQUES D’UN MOTEUR

Le moteur d’automobile [1] est un dispositif qui transforme la chaleur produite par la combustion d’un mélange gazeux de carburant et d’air, en un travail mécanique utilisable pour l’entrainement des roues motrices du véhicule. Toutefois, une partie seulement de la chaleur est transformée en travail utile, le reste de l’énergie produite par la combustion étant dissipé sans possibilité pratique de récupération, comme dans tout moteur thermique.

• La course : c’est l’amplitude du déplacement du piston. Le niveau le plus élevé que le piston atteigne dans le cylindre s’appelle, point mort haut (PMH) et le niveau le plus bas s’appelle, point mort bas (PMB). La distance parcourue par le piston entre ces deux points morts se nomme la course.

• La cylindrée : c’est le volume total des cylindres d’un moteur, il est exprimé en cm3. Elle est calculée à partir de la course, de l’alésage et du nombre de cylindre.

• Le couple moteur : c’est le couple maximal exercé sur l’axe. L’unité légale utilisée est le N × m (bien que le kg × m reste courant). La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation.

• La vitesse de rotation : elle est exprimée en tours par minute (tr/mn).

• Le rapport volumétrique ou taux de compression : c’est le rapport entre le volume laissé dans l’un de ses cylindres au PMB et au PMH. Plus il est élevé, plus le mélange est comprimé d’où une forte explosion. Ainsi le rendement du moteur est élevé mais il aura des difficultés qui apparaissent (choc mécanique, montée de la température…).

• La puissance maximale développée : elle est souvent exprimée par une courbe de puissance motrice. 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 à cause des pertes dans la transmission. L’unité légale utilisée est le kW mais on utilise souvent le cheval-vapeur (ch.) (1 ch = 736 W).

• La puissance fiscale ou spécifique : c’est la puissance produite en fonction de la cylindrée. Elle est calculée en faisant le rapport entre la puissance maximale développée et le volume total de gaz contenus après le cycle d’admission. Par exemple un moteur de 500 cm³ développant 33 ch présente ainsi une puissance fiscale de 66 ch/l tandis qu’un moteur de 3 000 cm³ développant 120 ch n’en offre que 40 ch/l.

• Le rendement : c’est le rapport entre la puissance mécanique délivrée et la puissance thermique fournie par le carburant. Il dépend du cycle thermodynamique choisi, des paramètres de fonctionnement (taux de compression) et des pertes thermiques, mécaniques (frottement), d’écoulement (dans l’admission et l’échappement) ainsi que des pertes dues aux accessoires (pompes d’injection, ventilateur et pompe de refroidissement).

TYPES DE MOTEURS

La construction des moteurs à essence a été naturellement inspirée par les éléments constructifs des moteurs à vapeur qu’on utilisait pour l’équipement des automobiles et que l’on a transformé pour l’emploi du pétrole ou de l’essence du pétrole. Cependant, elle a bénéficié d’un progrès réalisé antérieurement, qui est l’utilisation de la soupape comme système d’ouverture et obturation des moteurs. Ainsi, les moteurs à essence sont plus légers, rapides et économiques que les moteurs à vapeur. Ces moteurs transforment l’énergie potentielle chimique stockée dans un carburant en travail (énergie mécanique) grâce à des combustions très rapides, d’où le terme « explosion ». Ils sont constitués d’un ou plusieurs cylindres confinant les combustions. Dans chaque cylindre, un piston coulisse en un mouvement rectiligne alternatif. Ce mouvement est transformé en rotation par l’intermédiaire d’une bielle reliant le piston au vilebrequin, un assemblage de manivelles sur un axe. Chaque cylindre est fermé par une culasse munie ou non (cas de soupapes latérales) d’au moins deux soupapes : Pour libérer l’énergie chimique potentielle du carburant, il est nécessaire d’effectuer une combustion. Les moteurs d’automobile font partie des moteurs à combustion interne c’est- à-dire que la réaction chimique du combustible et de l’air, ainsi que la transformation de l’énergie produite en travail, ont lieu au sein des mêmes organes.