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LEMOTEUR ÀCOMBUSTION INTERNE

1/ Mise en situation

4/ Principe de fonctionnement

Le moteur transforme lÓnergie chimique contenue dans le carburant en nergie mcanique.

Pour librer lÓnergie chimique potentielle du carburant, il est ncessaire dÓeffectuer une

transformation chimique appele combustion. Par la combustion, le carburant est transform en nergie calorifique ou thermique.

Cette nergie thermique est enfin transforme en travail mcanique. Celui-ci tant ensuite appliqu

aux roues motrices par lÓintermdiaire de la transmission.

3/ Analyse fonctionnelle

Le moteur ‡ combustion interne permet de transformer par combustion l'nergie contenue dans le

combustible en nergie mcanique.

2/ Définition

On appelle moteur thermique une machine qui reOEoit de lÓnergie sous forme de chaleur et qui la

restitue sous forme de travail mcanique. moteur thermique à combustion interne. ___________________ ________ ________ _________ _________ _________ _________ _________ _____ ___ _____ ___ _____ ___ _____ ___ _____ ___ _____ ___ _____ ___ _____ ___ ______

LEMOTEUR ÀCOMBUSTION INTERNE

5/ Analyse technologique

1Remplissage d'huile

2Culasse

3Joint de culasse

4Bloc moteur

5Cylindre

6Volant moteur

7Carter infrieur

8vilebrequin

9Poulie de vilebrequin

10Bielle

11Piston

12Soupape

13Arbre ‡ cames

14Couvre culasse

5.1/ L"enceinte thermique :

Elle se compose de la culasse et de ses chambres de combustion, du joint de culasse et des cylindres du bloc moteur. a/ La culasse de culasse et des vis de serrage, ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________

LEMOTEUR ÀCOMBUSTION INTERNE

5.2/ L"équipage mobile :

Il se compose des pistons, des bielles, du vilebrequin et du volant moteur.b/ Le joint de culasse 8 D'assurer l'tanchit entre la culasse et le bloc moteur. 9

Accueillir les chemises,

Rsister aux efforts et pressions engendrs par la com- bustion, 'vacuer l'excdent de chaleur par conduction et circu-lation du liquide de refroidissement, Supporter l'quipage mobile et organes annexes (dmarreur, alternateur, boite de vitessesÈ), Assurer la fixation du moteur sur le chˆssis. 9" 5 6 0 1 ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________

LEMOTEUR ÀCOMBUSTION INTERNE

4 Transmettre ‡ la bielle la force due ‡ la combustion par l'intermdiaire de son axe, Rsister aux frottements et ‡ une temprature leve (~ 700 c). Assurer l'tanchit de la chambre ‡ combustion,

Guider le piston en translation,

Faciliter l'change calorifique entre le piston et la chemise. " 6 A 5 5" 5 7&

Transmettre la force du piston au vilebre-

quin, Rsister aux efforts et aux tempratures

leves.

)D% +9" 9

La transformation du mouvement rectiligne

alternatif du piston en mouvement rotatif continu,

De transmettre ‡ l'ensemble bielle / piston les forces d'inertie du volant moteur pour vaincre les "temps morts".

____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________

LEMOTEUR ÀCOMBUSTION INTERNE

5 9 De transmettre au vilebrequin l'inertie ncessaire permettant la rotation du moteur pendant les "temps morts" du cycle, L'entra"nement du moteur pendant la phase dmar- rage, La transmission du couple moteur au systŽme de transmission. )H "(+H"

6/ Caractéristiques utiles des moteurs

6.1/ Terminologie

Alsage (A) DiamŽtre intrieur du cylindre (en mm). Course (C) Dplacement du piston entre le PMH et le

PMB (en mm).

C > A : moteur ‡ course longue,

C = A : moteur carr,

C < A : moteur super carr.

PMHPoint mort Haut : position du piston pour

laquelle le volume de la chambre de com- bustion est minimal.

PMBPoint mort Bas : position du piston pour la-

quelle le volume de la chambre de combus- tion est maximal. CylindreElle est obtenue par le volume balay par le piston entre le PMH et le PMB.

On distinguera la cylindre unitaire (un seul

cylindre) et la cylindre totale (tous les cy- lindres).

Rapport volumtri-

que

ρ (ou taux de

compression)C'est le rapport entre le volume de la cham- bre de combustion lorsque le piston est au

PMB et le volume lorsque le piston est au

PMH. ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________

LEMOTEUR ÀCOMBUSTION INTERNE

6.2/ Calcul

v vV+= a/ Le rapport volumtrique & 6& : rapport volumtrique (sans unit),

V : cylindre unitaire (en cm

3 v : volume de la chambre de combustion, piston au

PMH (en cm

Moteurs essence : de 8 ‡ 12

Moteurs diesel : de 17 ‡ 24

b/ La cylindre & hDhRV.4².²..

Avec :

V = volume

= pi (3,1416)

R = rayon du cylindre

D = diamŽtre du cylindre

h = hauteur du cylindre En remplaOEant le diamŽtre par l'alsage et la hauteur par la course, on obtient :

CACu.4².

Avec :

Cu = cylindre unitaire

= pi (3,1416)

A = alsage

C = course

Pour calculer la cylindre totale, on multiplie la cylindre unitaire par le nombre de cylindre du moteur :

NCACt..4².

Avec :

Ct = cylindre totale

= pi (3,1416)

A = alsage

C = course

N = nombre de cylindre

Nota : l'unit de la cylindre dpendra de l'unit de l'alsage et de la course.

Alsage Course Cylindre

mmmm mm 3 cmcm cm 3 dmdm dm 3 (litre)

LEMOTEUR ÀCOMBUSTION INTERNE

7/ Le cycle à 4 temps

7.1/ Déroulement du cycle

PHASES>

?5D#P 6>KA

K6P7D#PH

L657 DF 6 #H24F6 9 ."8;

HH24F "

>HH24F "6 TEMPS

MOTEUR.

EchappementH#24F "#

H?P. Q!

24FN1"4F

LEMOTEUR ÀCOMBUSTION INTERNE

7.2/ Le diagramme du cycle théorique de Beau de Rochas

CÓest la reprsentation graphique des variations de pression dans le cylindre en fonction des

variations de volumes. P 5 7 7 7 >6!,&6>K?55?#P KLK, >,!&#K(755?#P K,KL >!>&6RK6G77D#K,R5D?#P >>!7&>7D7PD7 5

KLK,C'EST LE TEMPS MOTEUR.

De E ‡ A : ECHAPPEMENT

L'ouverture de la soupape d'chappement fait chuter la pression rsiduelle dans l'enceinte thermi-

que (E-B). Le piston remonte du PMB au PMH et chasse les gaz brls. Au PMH, la soupape

d'chappement se ferme et la soupape d'admission s'ouvre : le cycle recommence.

LEMOTEUR ÀCOMBUSTION INTERNE

7.3/ Le diagrammes réel

dans la pratique : Temps mis par les soupapes pour s'ouvrir et se fermer ;

Inertie des gaz ;

Dlai d'inflammation du mlange ;

'change de chaleur avec l'extrieur.

Afin que les moteurs puissent fonctionner, il faut donc raliser certains rglages :

Augmenter le temps d'ouverture des soupapes,

Avancer le point d'allumage.

On obtient ainsi le diagramme rel :

AOA

Avance ouverture admission

L'AOA permet de bnficier de l'inertie des

gaz aspirs dans le cylindre voisin pour amlior le remplissage. RFA

Retard fermeture admission

Le RFA permet d'amliorer le remplissage

en profitant de la vitesse des gaz. AOE

Avance ouverture chappement

L'AOE permet d'viter les contre-pressions

‡ la remonte du piston. RFE

Retard fermeture chappement

Le RFE permet l'vacuation par inertie de

tous les gaz brls.

AA (AI pour moteur diesel)

Avance allumage (avance injection)

L'AA ou AI permet de tenir compte du dlai

d'inflammation ou d'injection et de la com- bustion qui n'est pas instantane.

8/Couple et puissance moteur

longueur du bras de manivelle du vilebrequin (hauteur des manetons). Ce couple est mesurer sur un appareil : le banc d'essai moteur.

La puissance effective d'un moteur (Pe) est calcule ‡ partir du couple moteur (Cm) et de sa vitesse

angulaire ( _______________ _______________ _______________ _______________ _______________

LEMOTEUR ÀCOMBUSTION INTERNE

quotesdbs_dbs23.pdfusesText_29

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LEMOTEUR ÀCOMBUSTION INTERNE

1/ Mise en situation

4/ Principe de fonctionnement

3/ Analyse fonctionnelle

2/ Définition

LEMOTEUR ÀCOMBUSTION INTERNE

5/ Analyse technologique

1Remplissage d'huile

2Culasse

3Joint de culasse

4Bloc moteur

5Cylindre

6Volant moteur

7Carter infrieur

8vilebrequin

9Poulie de vilebrequin

10Bielle

11Piston

12Soupape

13Arbre ‡ cames

14Couvre culasse

5.1/ L"enceinte thermique :

LEMOTEUR ÀCOMBUSTION INTERNE

5.2/ L"équipage mobile :

Accueillir les chemises,

LEMOTEUR ÀCOMBUSTION INTERNE

Guider le piston en translation,

Transmettre la force du piston au vilebre-

leves.

La transformation du mouvement rectiligne

LEMOTEUR ÀCOMBUSTION INTERNE

6/ Caractéristiques utiles des moteurs

6.1/ Terminologie

PMB (en mm).

C > A : moteur ‡ course longue,

C = A : moteur carr,

C < A : moteur super carr.

PMHPoint mort Haut : position du piston pour

PMBPoint mort Bas : position du piston pour la-

On distinguera la cylindre unitaire (un seul

Rapport volumtri-

ρ (ou taux de

PMB et le volume lorsque le piston est au

LEMOTEUR ÀCOMBUSTION INTERNE

6.2/ Calcul

V : cylindre unitaire (en cm

PMH (en cm

Moteurs essence : de 8 ‡ 12

Moteurs diesel : de 17 ‡ 24

Avec :

V = volume

R = rayon du cylindre

D = diamŽtre du cylindre

CACu.4².

Avec :

Cu = cylindre unitaire

A = alsage

C = course

NCACt..4².

Avec :

Ct = cylindre totale

A = alsage

C = course

N = nombre de cylindre

Alsage Course Cylindre

LEMOTEUR ÀCOMBUSTION INTERNE

7/ Le cycle à 4 temps

7.1/ Déroulement du cycle

PHASES>

K6P7D#PH

HH24F "

MOTEUR.

EchappementH#24F "#

24FN1"4F

LEMOTEUR ÀCOMBUSTION INTERNE

7.2/ Le diagramme du cycle théorique de Beau de Rochas

KLK,C'EST LE TEMPS MOTEUR.

De E ‡ A : ECHAPPEMENT

LEMOTEUR ÀCOMBUSTION INTERNE

7Carter infrieur

Accueillir les chemises,

Guider le piston en translation,

Transmettre la force du piston au vilebre-

leves.

La transformation du mouvement rectiligne

C > A : moteur ‡ course longue,

C = A : moteur carr,

C < A : moteur super carr.

On distinguera la cylindre unitaire (un seul

Rapport volumtri-

V : cylindre unitaire (en cm

Cu = cylindre unitaire

A = alsage

Ct = cylindre totale

A = alsage

Alsage Course Cylindre

Inertie des gaz ;

Dlai d'inflammation du mlange ;

'change de chaleur avec l'extrieur.

Augmenter le temps d'ouverture des soupapes,

Avancer le point d'allumage.

On obtient ainsi le diagramme rel :

L'AOA permet de bnficier de l'inertie des

Le RFA permet d'amliorer le remplissage

Avance ouverture chappement

L'AOE permet d'viter les contre-pressions

Retard fermeture chappement

Le RFE permet l'vacuation par inertie de

L'AA ou AI permet de tenir compte du dlai