MOTEURS DIESEL ET MOTEURS A EXPLOSION DANS L’AMELIORATION DES TRAVAUX MECANIQUES

GENERALITES SUR LES MOTEURS A COMBUSTION INTERNE 

 Historiques

 En 1860, Jean-Joseph Etienne Lenoir fut le premier à concevoir un moteur à deux temps remplaçant la machine à vapeur par une machine à gaz chaud : un temps pour l’admission, la combustion et la détente, et un temps pour l’échappement. Le moteur à explosion à essence à quatre temps fut trouvé par un Ingénieur français Beau de Rochas en 1862. A la même époque, l’Ingénieur Allemand OTTO a aussi réalisé son premier moteur basé sur ce principe, mais le brevet lui a été refusé compte tenu de l’antériorité de celui de Beau de Rochas. D’autre part, le premier moteur diesel a été découvert par Rudolph Christian Karl Diesel, en 1897. Cet ingénieur thermicien d’origine allemande, né à paris le 18 mars 1858 créa le moteur à combustion interne dont l’allumage est commandé spontanément et c’est la raison pour laquelle il n’a pas besoin de bougies d’allumage et fonctionne par phénomène d’auto -inflammation. 

 Définition des moteurs thermiques

 Les moteurs thermiques alternatifs à combustion interne ont pour rôle de transformer l’énergie calorifique en énergie motrice mécanique. Le moteur Diesel et le moteur à essence sont des moteurs à combustion interne. La chaleur est produite par une combustion dans une chambre à volume variable et elle est utilisée pour augmenter la pression au sein d’un gaz qui remplit cette chambre. Cette augmentation de pression se traduit par une force exercée sur le piston, force qui transforme le mouvement de translation du piston en mouvement de rotation du vilebrequin. Le moteur Diesel et le moteur à essence sont des moteurs à combustion interne mais ils diffèrent par le mode d’inflammation du carburant et la caractéristique d’autoinflammation. 

 Principe de fonctionnement:

 Système de fonctionnement

 Le fonctionnement du moteur thermique est assuré par l’association de quatre grands groupes fonctionnels tels que : Les systèmes à fonction mécanique  Le système enceinte : assure l’isolement de la masse gazeuse.  Le système bielle-manivelle : assure la transformation du mouvement rectiligne alternatif du piston en mouvement de rotation.  Le système de distribution : assure la commande de l’ouverture et de la fermeture des soupapes en temps voulu. Le système de carburation  Il assure l’alimentation du moteur en mélange carburé. Le système d’allumage  Il assure l’inflammation du mélange carburé à l’aide d’une bougie (pour le DIESEL, le carburant utilisé est un mélange air / gazole qui, une fois comprimé, voit sa température portée à environ 600°C et le mélange s’enflamme seul presque immédiatement). Les systèmes auxiliaires  Le système de lubrification  Le système de refroidissement  Le système de démarrage et de charge (circuit électrique) 

 Déroulement du cycle 

 Les moteurs qu’on a choisis dans ce mémoire sont des moteurs à quatre temps et on étudie particulièrement le cycle OTTO et le cycle DIESEL. A l’arrivée du carburant : • Pour le moteur Diesel : l’air seul passe par la soupape d’admission, le gazole est injecté sous haute pression par un injecteur dans la chambre de combustion. • Pour le moteur Essence : le mélange carburant-air se fait dans le carburateur et pendant le temps d’explosion, il est commandé par l’étincelle de la bougie. Le déroulement du cycle se fait comme suit :

ADMISSION

 Le piston se déplace du PMH au PMB et la soupape d’admission s’ouvre, la soupape d’échappement se ferme pour fonctionner ; Pour le Diesel : la création d’une baisse de pression favorise l’aspiration d’air, l’injection de carburant est directe dans le cylindre du moteur. Pour l’Essence : l’aspiration du mélange s’effectue dans le carburateur Schéma 1

 COMPRESSION 

Lorsque le piston monte au PMH et réduit le volume de la chambre afin d’augmenter la pression du mélange, les deux soupapes se ferment pour que la compression soit parfaite et produit de la chaleur à haute température. L’étanchéité est assurée par des segments métalliques (plutôt céramique). 

COMBUSTION-DETENTE

 Les deux soupapes restent fermées. Pour le Diesel : injection du gazole dans le cylindre par l’intermédiaire de l’injecteur pour provoquer la combustion au contact de l’air surchauffé dans la chambre. C’est une inflammation thermodynamique. Pour l’Essence : l’inflammation du combustible peut résulter d’un arc électrique à haute température, c’est-à-dire que le temps d’explosion est commandé par une étincelle de la bougie. Avant que la détente ne se termine au PMB, la soupape d’échappement est ouverte et les gaz brûlés se détendent dans la conduite d’échappement.