But et dispositif du moteur à combustion interne

2024 Auteur: Erin Ralphs | [email protected]. Dernière modifié: 2024-02-19 15:44

Depuis plus de cent ans, les moteurs à combustion interne sont utilisés comme centrales électriques pour la plupart des machines et mécanismes. Au début du 20e siècle, ils ont remplacé la machine à vapeur à combustion externe. Le moteur à combustion interne est maintenant le plus économique et le plus efficace parmi les autres moteurs. Regardons le dispositif du moteur à combustion interne.

Histoire de la Création

L'histoire de ces unités a commencé il y a environ 300 ans. C'est alors que Léonard de Vinci a développé le premier dessin d'un moteur primitif. Le développement de cette unité a donné une impulsion à l'assemblage, aux essais et à l'amélioration continue du moteur à combustion interne.

En 1861, selon les dessins que Da Vinci a laissés au monde, ils ont créé le premier moteur à deux temps. À cette époque, personne ne pensait que tous les wagons et autres équipements seraient équipés de telles installations, même si des unités à vapeur étaient alors utilisées sur les équipements ferroviaires.

Le premier à utiliser des moteurs à combustion interne dans les voitures,était Henri Ford. Il a été le premier à écrire un livre sur la conception et le fonctionnement du moteur à combustion interne. Ford a été le premier à calculer l'efficacité de ces moteurs.

Classification des moteurs à combustion interne

Au cours du développement, le dispositif du moteur à combustion interne est devenu plus compliqué. Son but, cependant, est resté le même. Il existe plusieurs principaux types de moteurs à combustion interne qui sont les plus efficaces aujourd'hui.

Première en termes d'efficacité et d'économie - unités à mouvement alternatif. Dans ces unités, l'énergie générée par la combustion du mélange de carburant est convertie en mouvement grâce à un système de bielles et un vilebrequin.

La disposition générale d'un moteur à combustion interne à carburateur n'est pas différente des autres moteurs. Mais le mélange combustible est préparé directement dans le carburateur. L'injection est effectuée dans un collecteur commun, d'où, sous l'influence du vide, le mélange pénètre dans les cylindres, où il s'allume ensuite à partir d'une décharge électrique sur une bougie.

Un moteur à injection diffère d'un moteur à carburateur en ce que le carburant est fourni à chaque cylindre directement par des buses séparées. Ensuite, une fois l'essence mélangée à l'air, le carburant est enflammé par l'étincelle d'une bougie.

Le moteur diesel est différent de l'essence. Considérons brièvement le dispositif d'un moteur diesel à combustion interne. Il n'y a pas de bougies utilisées pour l'allumage. Ce carburant s'enflamme sous haute pression. En conséquence, le moteur diesel chauffe. La température est supérieure à la température de combustion. L'injection s'effectue au moyen de buses.

Les moteurs à rotor et piston appartiennent également aux moteurs à combustion interne. Dans ces unités, l'énergie thermique dela combustion du carburant affecte le rotor. Il a une forme spéciale et un profil spécial. La trajectoire du mouvement du rotor est planétaire (l'élément est situé à l'intérieur d'une chambre spéciale). Le rotor remplit simultanément un grand nombre de fonctions - c'est la distribution de gaz, la fonction du vilebrequin et du piston.

Il existe également des moteurs à combustion interne à turbine à gaz. Dans ces unités, l'énergie thermique est convertie par un rotor avec des pales en forme de coin. Ces mécanismes font alors tourner la turbine.

Les moteurs à piston sont considérés comme les plus fiables, nécessitant peu d'entretien et économiques. Les rotatifs ne sont pratiquement pas utilisés dans la technologie automobile de masse. Désormais, seul le japonais Mazda produit des modèles de voitures équipées de moteurs à pistons rotatifs. Des voitures expérimentées avec des moteurs à turbine à gaz ont été produites par Chrysler dans les années 60, et après cela, aucun constructeur automobile n'est revenu dans ces installations. En Union soviétique, certains modèles de chars et de navires de débarquement ont été équipés de moteurs à turbine à gaz pendant une courte période. Mais ensuite, il a été décidé d'abandonner ces unités de puissance. C'est pourquoi nous envisageons l'appareil du moteur à combustion interne - ce sont les plus populaires et les plus efficaces.

Appareil ICE

Plusieurs systèmes sont combinés dans le carter du moteur. C'est le bloc-cylindres dans lequel se trouvent les chambres de combustion mêmes. Dans ce dernier, le mélange de carburant brûle. De plus, le moteur se compose d'un mécanisme à manivelle conçu pour convertir l'énergie des pistons en rotation du vilebrequin. Dans le bâtiment électriqueL'unité dispose également d'un mécanisme de distribution de gaz. Sa tâche est d'assurer l'ouverture et la fermeture en temps opportun des soupapes d'admission et d'échappement. Le moteur ne pourra pas fonctionner sans système d'injection, d'allumage et d'échappement.

Lors du démarrage de l'unité motrice, un mélange de carburant et d'air est fourni aux cylindres par les soupapes d'admission ouvertes. Il est alors enflammé par une décharge électrique au niveau de la bougie. Lorsque le mélange s'enflamme et que les gaz commencent à se dilater, la pression sur le piston augmente. Ce dernier sera mis en mouvement et fera tourner le vilebrequin.

La conception et le fonctionnement du moteur à combustion interne sont tels que le moteur tourne selon certains cycles. Ces cycles se répètent constamment à une fréquence élevée. Cela garantit une rotation continue du vilebrequin.

Le principe de fonctionnement des moteurs à combustion interne à deux temps

Lorsque le moteur démarre, le piston, qui est entraîné par la rotation du vilebrequin, commence à bouger. Lorsqu'il atteint son point le plus bas et commence à monter, le carburant est fourni au cylindre.

Lors de la montée, le piston comprime le mélange. Lorsqu'elle atteint le point mort haut, la bougie enflamme le mélange à cause d'une décharge électrique. Les gaz se dilatent instantanément et poussent le piston vers le bas.

Ensuite, la soupape d'échappement du cylindre s'ouvre et les produits de combustion sortent des cylindres dans le système d'échappement. Puis, atteignant à nouveau le point bas, le piston commencera à monter. Le vilebrequin fera un tour.

Quand le nouveau commencemouvement du piston, les soupapes d'admission s'ouvriront à nouveau et le mélange de carburant sera fourni. Il occupera tout le volume occupé par les produits de combustion et le cycle se répétera à nouveau. Du fait que les pistons de ces moteurs ne fonctionnent qu'en deux cycles, moins de mouvements sont effectués, contrairement à un moteur à combustion interne à quatre temps. Réduction des pertes par frottement. Mais ces moteurs deviennent plus chauds.

Dans les groupes motopropulseurs à deux temps, le piston joue également le rôle de mécanisme de distribution de gaz. En cours de mouvement, les ouvertures pour l'entrée du mélange de carburant et la libération des gaz d'échappement s'ouvrent et se ferment. Le pire échange de gaz par rapport aux moteurs à quatre temps est le principal inconvénient de ces moteurs. Au moment des gaz d'échappement, la puissance est considérablement perdue.

Actuellement, les moteurs à deux temps sont utilisés dans les cyclomoteurs, scooters, bateaux, scies à essence et autres véhicules de faible puissance.

Quatre temps

Le dispositif de ce type de moteur à combustion interne est légèrement différent d'un moteur à deux temps. Le principe de fonctionnement est également légèrement différent. Il y a quatre coups par rotation de vilebrequin.

La première étape consiste à fournir un mélange combustible au cylindre du moteur. Le moteur, sous l'effet du vide, aspire le mélange dans le cylindre. Le piston dans le cylindre à ce moment descend. La soupape d'admission est ouverte et l'essence et l'air atomisés entreront dans la chambre de combustion.

Vient ensuite le coup de compression. La soupape d'admission se ferme et le piston se déplace vers le haut. Dans ce cas, le mélange dans le cylindre est considérablement comprimé. En raison de la pression, le mélangeéchauffement, s'échauffer. La pression augmente la concentration.

Le troisième cycle de travail suit. Lorsque le piston atteint presque sa position haute, le système d'allumage est activé. Une étincelle saute sur la bougie et le mélange s'enflamme. En raison de l'expansion instantanée des gaz et de la propagation de l'énergie de l'explosion, le piston sous pression descend. Ce cycle dans le fonctionnement d'un moteur à quatre temps est le principal. Les trois autres mesures n'affectent pas la création de l'œuvre et sont auxiliaires.

Au quatrième cycle, la phase de libération commence. Lorsque le piston atteint le fond de la chambre de combustion, la soupape d'échappement s'ouvre et les gaz d'échappement sortent d'abord dans le système d'échappement puis dans l'atmosphère.

Voici le dispositif et le principe de fonctionnement du moteur à combustion interne à quatre temps, qui est installé sous le capot de la plupart des voitures.

Systèmes auxiliaires

Nous avons examiné le dispositif du moteur à combustion interne. Mais tout moteur ne pourrait pas fonctionner s'il n'était pas équipé de systèmes supplémentaires. Nous en parlerons ci-dessous.

Allumage

Ce système fait partie de l'équipement électrique. Il est conçu pour former des étincelles qui enflamment le mélange de carburant.

Le système comprend une batterie et un générateur, un verrou d'allumage, une bobine et un dispositif spécial - un distributeur d'allumage.

Système d'admission

Il est nécessaire pour que le moteur entre sans aucune interruptionair. L'oxygène est nécessaire pour former le mélange. En soi, l'essence ne brûlera pas. Il convient de noter que dans les carburateurs, l'admission n'est qu'un filtre et des conduits d'air. Le système d'admission des voitures modernes est plus complexe. Il comprend une prise d'air sous forme de tuyaux, un filtre, un papillon des gaz et un collecteur d'admission.

Système d'alimentation

D'après le principe du moteur à combustion interne, nous savons que le moteur a besoin de brûler quelque chose. C'est de l'essence ou du gasoil. Le système d'alimentation assure l'alimentation en carburant pendant le fonctionnement du moteur.

Dans le cas le plus primitif, ce système se compose d'un réservoir, ainsi que d'une conduite de carburant, d'un filtre et d'une pompe, qui fournissent du carburant au carburateur. Dans les voitures à injection, le système d'alimentation est contrôlé par l'ECU.

Système de lubrification

Le système de lubrification comprend une pompe à huile, un carter, un filtre à huile. Les groupes électrogènes diesel et à essence puissants disposent également d'un refroidisseur pour nettoyer le lubrifiant. La pompe est entraînée par le vilebrequin.

Conclusion

C'est ce qu'est un moteur à combustion interne. Nous avons examiné l'appareil et le principe de son fonctionnement, et maintenant il est clair comment fonctionne une voiture, une tronçonneuse ou un générateur diesel.