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Après avoir vu pour le fonctionnement mécanique et les propriétés de chaque élément constituant le système,on va voir ce qui se passe au juste à l'intérieur de la chambre à combustion, D'une coté physique et d'une autre théorique.
La combustion,suivant sa nature,nous oblige à classer les moteurs selon deux catégorie .On trouve :
-La Combustion externe, C'est le cas d'un moteur Stirling(On revient après sur ce genre de moteur avec un article détaillé).
-La Combustion interne : En définition,c'est le cas où l'énergie thermique dégagée par l'explosion est directement transformée en un mouvement mécanique à l'intérieur du moteur.On trouve deux sortes de combustion :
--La combustion à allumage commandé (Moteur essence) :
Un moteur à allumage commandé est une famille de moteur à explosion, pouvant être à deux temps, à quatre temps ou Wankel.
Dans ce type de moteur, le mélange combustible s'enflamme sous l'action d'une étincelle provoquée par la bougie.
Le moteur à allumage commandé est équipé d'un système complet d'allumage, composé de :
* Une bougie, qui fait des étincelles
* Une bobine, qui sert à générer une haute tension, nécessaire à la création de l'étincelle
* Un système de commande de l'allumage (rupteur ou système électronique)
(On espère avoir un article par les EEA sur le système de commande d'allumage pour bien le comprendre).
---Le Cycle à deux temps :Le cycle moteur à deux temps est un cycle qui diffère du plus commun cycle à quatre temps par le nombre de phases qu'il contient, et par sa simplicité, ce qui en fait une alternative efficace lorsque le besoin d'un petit moteur facile à réparer se fait ressentir.
Le cycle est celui-ci : 1 admission/compression 2 combustion-détente/échappement(balayage des gaz)
En voici les différentes étapes en détail :
* Dans un premier temps (image n°3 : Détente), le piston (5) est au point mort haut. La bougie crée l'explosion et le piston descend en comprimant en même temps le mélange présent dans le carter, sous le piston. C'est la partie motrice du cycle, le reste du parcours sera dû à l'inertie créée par cette détente. Cette étape est la détente. Lors de cette descente du piston, l'entrée (6) du mélange dans le carter se ferme.
* Arrivé à proximité point mort bas (image n°1 : Admission et échappement), le piston débouche les lumières d'échappement (2) et d'arrivée de mélange dans le cylindre (3) : le mélange en pénétrant dans le cylindre chasse les gaz de l'explosion (zone 1 sur l'image). Il s'agit de l'étape d'admission - échappement.
* En remontant (image n°2 : Compression), le piston compresse le mélange dans le cylindre. Au passage, il rebouche l'échappement (2) et l'entrée du mélange dans le cylindre (3), tout en créant une dépression dans le carter (4) qui va permettre l'arrivée du mélange air-essence par la soupape d'arrivée (6) dont l'entrée a été libérée par la position du piston proche du point mort haut. Cette étape est celle de compression.
* Une fois arrivé à nouveau au point mort haut, le cycle peut recommencer à partir du premier point.
Pour voir au plus clair les étapes,En voila une animation qui dévoile tout :
---Le cycle à Quatre temps :Ce cycle est caractérisé par quatre temps ou mouvements linéaires du piston :
1. Admission
2. Compression
3. Combustion-détente
4. Échappement
Admission :
Il y a ouverture de la soupape d'admission et la rotation du volant entraîne avec la bielle l'abaissement du piston. La dépression produite aspire dans le cylindre le mélange air-essence (dosé par le carburateur) jusqu'à ce que le piston atteigne le point mort bas. La soupape d'admission est alors fermée.
L'étanchéité piston-cylindre est assurée par des segments .
Compression :
Pendant cette phase, la rotation du volant fait remonter le piston dans le cylindre jusqu'au point mort haut. Cette compression échauffe le mélange.
Explosion et détente :
La bougie d'allumage crée alors une étincelle. Comme la pression dans la chambre de combustion est élevée, il est nécessaire que la différence de potentiel entre les deux électrodes de la bougie soit élevée pour que l'étincelle se produise. Après l'explosion, le gaz se détend. C'est le seul temps moteur du cycle. (1/2 tour moteur tous les 2 tours du volant).
Échappement :
Il y a ouverture de la soupape d'échappement La rotation du volant entraîne la remontée du piston, ce qui chasse les gaz brûlés vers l'extérieur.
Dans un moteur multi-cylindres, le volant est relié à un vilebrequin qui assure le synchronisme du fonctionnement des pistons des différents cylindres. Les soupapes qui sont commandées par des cames entraînées par le volant.
Pour améliorer le fonctionnement du moteur, l'allumage, l'ouverture et la fermeture des soupapes sont en réalité décalés par rapport à cette description de principe.
--Le moteur Diesel : le moteur Diesel est un moteur à combustion interne dont l'allumage n'est pas commandé mais spontané, par phénomène d'auto-inflammation. Il n'a donc pas besoin de bougies d'allumage.Comme le moteur thermique à essence, 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 et munie de soupapes commandées par un arbre à cames.
Son fonctionnement repose sur l'auto-inflammation du gazole, fioul lourd ou encore huile végétale brute dans de l'air comprimé à 1:20 du volume du cylindre (environ 35 bar), et dont la température est portée de 600 °C à 1 500 °C environ. Sitôt le carburant injecté (pulvérisé), celui-ci s'enflamme presque instantanément, sans qu'il soit nécessaire de recourir à un allumage commandé par bougie. En brûlant, le mélange augmente fortement la température et la pression dans le cylindre (60 à 100 bars), repoussant le piston qui fournit une force de travail sur une bielle, laquelle entraîne la rotation du vilebrequin.
Le cycle Diesel à quatre temps comporte :
1. admission d'air par l'ouverture de la soupape d'admission et la descente du piston ;
2. compression de l'air par remontée du piston, la soupape d'admission étant fermée ;
3. injection - combustion - détente : peu avant le point mort haut on introduit, par un injecteur, le carburant qui se mêle à l'air comprimé. La combustion rapide qui s'ensuit constitue le temps moteur, les gaz chauds 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 soupape d'échappement, poussés par la remontée du piston.
La combustion,suivant sa nature,nous oblige à classer les moteurs selon deux catégorie .On trouve :
-La Combustion externe, C'est le cas d'un moteur Stirling(On revient après sur ce genre de moteur avec un article détaillé).
-La Combustion interne : En définition,c'est le cas où l'énergie thermique dégagée par l'explosion est directement transformée en un mouvement mécanique à l'intérieur du moteur.On trouve deux sortes de combustion :
--La combustion à allumage commandé (Moteur essence) :
Un moteur à allumage commandé est une famille de moteur à explosion, pouvant être à deux temps, à quatre temps ou Wankel.
Dans ce type de moteur, le mélange combustible s'enflamme sous l'action d'une étincelle provoquée par la bougie.
Le moteur à allumage commandé est équipé d'un système complet d'allumage, composé de :
* Une bougie, qui fait des étincelles
* Une bobine, qui sert à générer une haute tension, nécessaire à la création de l'étincelle
* Un système de commande de l'allumage (rupteur ou système électronique)
(On espère avoir un article par les EEA sur le système de commande d'allumage pour bien le comprendre).
---Le Cycle à deux temps :Le cycle moteur à deux temps est un cycle qui diffère du plus commun cycle à quatre temps par le nombre de phases qu'il contient, et par sa simplicité, ce qui en fait une alternative efficace lorsque le besoin d'un petit moteur facile à réparer se fait ressentir.
Le cycle est celui-ci : 1 admission/compression 2 combustion-détente/échappement(balayage des gaz)
En voici les différentes étapes en détail :
* Dans un premier temps (image n°3 : Détente), le piston (5) est au point mort haut. La bougie crée l'explosion et le piston descend en comprimant en même temps le mélange présent dans le carter, sous le piston. C'est la partie motrice du cycle, le reste du parcours sera dû à l'inertie créée par cette détente. Cette étape est la détente. Lors de cette descente du piston, l'entrée (6) du mélange dans le carter se ferme.
* Arrivé à proximité point mort bas (image n°1 : Admission et échappement), le piston débouche les lumières d'échappement (2) et d'arrivée de mélange dans le cylindre (3) : le mélange en pénétrant dans le cylindre chasse les gaz de l'explosion (zone 1 sur l'image). Il s'agit de l'étape d'admission - échappement.
* En remontant (image n°2 : Compression), le piston compresse le mélange dans le cylindre. Au passage, il rebouche l'échappement (2) et l'entrée du mélange dans le cylindre (3), tout en créant une dépression dans le carter (4) qui va permettre l'arrivée du mélange air-essence par la soupape d'arrivée (6) dont l'entrée a été libérée par la position du piston proche du point mort haut. Cette étape est celle de compression.
* Une fois arrivé à nouveau au point mort haut, le cycle peut recommencer à partir du premier point.
Pour voir au plus clair les étapes,En voila une animation qui dévoile tout :
---Le cycle à Quatre temps :Ce cycle est caractérisé par quatre temps ou mouvements linéaires du piston :
1. Admission
2. Compression
3. Combustion-détente
4. Échappement
Admission :
Il y a ouverture de la soupape d'admission et la rotation du volant entraîne avec la bielle l'abaissement du piston. La dépression produite aspire dans le cylindre le mélange air-essence (dosé par le carburateur) jusqu'à ce que le piston atteigne le point mort bas. La soupape d'admission est alors fermée.
L'étanchéité piston-cylindre est assurée par des segments .
Compression :
Pendant cette phase, la rotation du volant fait remonter le piston dans le cylindre jusqu'au point mort haut. Cette compression échauffe le mélange.
Explosion et détente :
La bougie d'allumage crée alors une étincelle. Comme la pression dans la chambre de combustion est élevée, il est nécessaire que la différence de potentiel entre les deux électrodes de la bougie soit élevée pour que l'étincelle se produise. Après l'explosion, le gaz se détend. C'est le seul temps moteur du cycle. (1/2 tour moteur tous les 2 tours du volant).
Échappement :
Il y a ouverture de la soupape d'échappement La rotation du volant entraîne la remontée du piston, ce qui chasse les gaz brûlés vers l'extérieur.
Dans un moteur multi-cylindres, le volant est relié à un vilebrequin qui assure le synchronisme du fonctionnement des pistons des différents cylindres. Les soupapes qui sont commandées par des cames entraînées par le volant.
Pour améliorer le fonctionnement du moteur, l'allumage, l'ouverture et la fermeture des soupapes sont en réalité décalés par rapport à cette description de principe.
--Le moteur Diesel : le moteur Diesel est un moteur à combustion interne dont l'allumage n'est pas commandé mais spontané, par phénomène d'auto-inflammation. Il n'a donc pas besoin de bougies d'allumage.Comme le moteur thermique à essence, 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 et munie de soupapes commandées par un arbre à cames.
Son fonctionnement repose sur l'auto-inflammation du gazole, fioul lourd ou encore huile végétale brute dans de l'air comprimé à 1:20 du volume du cylindre (environ 35 bar), et dont la température est portée de 600 °C à 1 500 °C environ. Sitôt le carburant injecté (pulvérisé), celui-ci s'enflamme presque instantanément, sans qu'il soit nécessaire de recourir à un allumage commandé par bougie. En brûlant, le mélange augmente fortement la température et la pression dans le cylindre (60 à 100 bars), repoussant le piston qui fournit une force de travail sur une bielle, laquelle entraîne la rotation du vilebrequin.
Le cycle Diesel à quatre temps comporte :
1. admission d'air par l'ouverture de la soupape d'admission et la descente du piston ;
2. compression de l'air par remontée du piston, la soupape d'admission étant fermée ;
3. injection - combustion - détente : peu avant le point mort haut on introduit, par un injecteur, le carburant qui se mêle à l'air comprimé. La combustion rapide qui s'ensuit constitue le temps moteur, les gaz chauds 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 soupape d'échappement, poussés par la remontée du piston.
