Moteur à essence: principe de fonctionnement, appareil et photo

2024 Auteur: Erin Ralphs | [email protected]. Dernière modifié: 2024-02-19 16:07

Les moteurs à essence sont l'un des plus courants parmi tous les autres qui sont installés sur les voitures. Malgré le fait qu'une unité de puissance moderne se compose de nombreuses pièces, le principe de fonctionnement d'un moteur à essence est très simple. Dans le cadre de l'article, nous nous familiariserons avec l'appareil et le principe de fonctionnement du moteur à combustion interne.

Appareil

Les moteurs à essence sont classés comme moteurs à combustion interne. À l'intérieur des chambres de combustion, le mélange air-carburant précomprimé est enflammé au moyen d'une étincelle. La manette des gaz sert à contrôler la puissance du moteur. Il vous permet de régler la quantité d'air entrant dans la chambre de combustion.

Regardons de plus près la structure de tous les principaux composants de tout moteur à combustion interne. Chaque unité de puissance se compose d'un bloc-cylindres, d'un mécanisme à manivelle, de pièces d'un groupe cylindre-piston, d'un mécanisme de distribution de gaz, d'un système de lubrification et de refroidissement et d'un système d'alimentation. De plus, le moteur ne pourra pas fonctionner sans équipement électrique. Tous ces systèmes et composants interagissent les uns avec les autres pendant le fonctionnement du moteur.

Bloc-cylindres du moteur

Le bloc-cylindres est la partie principale de tout moteur. Il s'agit d'une fonte ou d'une fonte d'aluminium monobloc. Le bloc a des cylindres et une masse de divers trous filetés pour le montage d'accessoires et d'autres équipements. L'élément a des plans usinés pour le montage de la culasse et d'autres pièces.

La conception du bloc dépend fortement du nombre de cylindres, de l'emplacement des chambres de combustion et de la méthode de refroidissement. Dans un bloc, de 1 à 16 cylindres peuvent être combinés. Dans le même temps, les blocs où le nombre de cylindres est impair sont moins courants. Parmi les modèles actuellement produits, vous pouvez trouver des moteurs à combustion interne à 3 cylindres. La plupart des blocs ont 2, 4, 8, 12 et parfois même 16 cylindres.

Les moteurs avec un nombre de cylindres de 1 à 4 diffèrent par la disposition des chambres de combustion dans une rangée. Ils sont appelés moteurs en ligne. S'il y a plus de cylindres, ils sont situés dans le bloc en deux rangées à un certain angle. Cela a permis de réduire les dimensions globales, mais la technologie de fabrication de tels blocs est plus compliquée.

Un autre type de blocs peut être distingué. En eux, les chambres de combustion sont situées sur deux rangées à un angle de 180 degrés. Ce sont les moteurs dits boxer. Le principe de fonctionnement d'un moteur à essence de ce type n'est pas différent des moteurs à combustion interne traditionnels. On les trouve plus souvent sur les motos, mais il existe aussi des voitures qui en sont équipées.

En ce qui concerne le refroidissement, vous pouvezdistinguer deux types de systèmes. Il s'agit d'un refroidissement par liquide et par air. Les caractéristiques de conception du bloc-cylindres dépendent du système de refroidissement choisi. Une unité refroidie par air est beaucoup plus simple qu'une unité refroidie par eau. Les chambres de combustion dans ce cas n'appartiennent pas au bloc.

Une unité refroidie par liquide est beaucoup plus compliquée. La conception comprend déjà des chambres de combustion. Une chemise de refroidissement est posée sur le bloc métallique de cylindres, à l'intérieur duquel le liquide de refroidissement est forcé de circuler, ce qui sert à évacuer la chaleur des pièces. Le bloc et la chemise de refroidissement du moteur à combustion interne ne font qu'un.

Le haut du bloc-cylindres est recouvert d'une culasse. Il forme un espace clos où se déroule le processus de combustion du carburant. La culasse peut avoir une conception simple ou plus complexe.

Mécanisme à manivelle

Cet ensemble, qui fait également partie intégrante du moteur, est nécessaire pour convertir les mouvements alternatifs des pistons en mouvements de rotation du vilebrequin. La pièce principale ici est le vilebrequin. Il est relié de manière mobile au bloc moteur. En raison de cette mobilité, l'arbre peut tourner autour de son axe.

Un volant est fixé à une extrémité du vilebrequin. Il est nécessaire pour transmettre le couple du vilebrequin à la transmission. Le principe de fonctionnement d'un moteur à essence à quatre temps prévoit deux tours du vilebrequin pendant un demi-tour avectravailler. Les cycles restants nécessitent une action inverse - c'est ce que fournit le volant. Comme il a un poids assez important, lorsqu'il est tourné en raison de l'énergie cinétique, il fait tourner le vilebrequin pendant les étapes des cycles préparatoires.

Il y a une couronne dentée spéciale autour de la circonférence du volant. Avec l'aide de ce nœud, vous pouvez démarrer le moteur avec un démarreur. De l'autre côté du vilebrequin se trouvent un pignon de pompe à huile et un pignon de distribution. Au verso se trouve également une bride sur laquelle la poulie est fixée.

L'ensemble comprend également des bielles. Ils vous permettent de transférer la force des pistons au vilebrequin et vice versa. Les bielles sont également fixées de manière mobile au vilebrequin. Il n'y a pas de contact direct entre les surfaces du bloc-cylindres, le vilebrequin et les bielles - ces pièces fonctionnent à travers des paliers lisses.

Pièce cylindre-piston

Cette pièce comprend les cylindres ou les chemises, les pistons, les segments de piston et les axes. C'est sur ces détails que repose le principe de fonctionnement d'un moteur à essence. C'est là que tout le travail est fait. Le carburant est brûlé dans les cylindres et l'énergie libérée est convertie en rotation du vilebrequin. La combustion se produit à l'intérieur des cylindres, qui sont fermés d'une part par la culasse et d'autre part par des pistons. Le piston se déplace librement à l'intérieur du cylindre.

Le principe de fonctionnement d'un moteur à essence repose non seulement sur la combustion du carburant, mais également sur la compression du mélange air-carburant. Pour garantir cela, une étanchéité est nécessaire. Il est assuré par des segments de piston. Ces derniers empêchent le mélange carburé et les produits de combustion de pénétrer entre le piston etcylindre.

GRM (mécanisme de distribution de gaz)

La fonction principale de ce mécanisme est l'approvisionnement en temps opportun du mélange de carburant ou du carburant aux cylindres. La synchronisation est également nécessaire pour éliminer les gaz d'échappement.

Courroie de distribution à deux temps

Si nous considérons le principe de fonctionnement d'un moteur à essence à deux temps, il n'y a pas de mécanisme de synchronisation en tant que tel. Ici, l'injection du mélange carburé et la libération des gaz d'échappement s'effectuent à travers des fenêtres technologiques dans le cylindre. Il y a trois fenêtres - entrée, sortie, dérivation.

Lorsque le piston bouge, il ouvre ou ferme ainsi telle ou telle fenêtre. Le cylindre est rempli de carburant, les gaz sont également évacués. Avec un tel mécanisme de distribution de gaz, aucune pièce supplémentaire n'est nécessaire. Par conséquent, la culasse des moteurs à deux temps est simple. Ses fonctions sont uniquement d'assurer une étanchéité maximale.

Courroie de distribution 4 temps

Le moteur 4 temps est équipé d'un mécanisme de synchronisation complet. Le carburant dans ce cas est injecté par les trous de la culasse associés aux soupapes. Lorsqu'il est nécessaire d'alimenter ou d'évacuer les gaz d'échappement, les vannes correspondantes s'ouvrent et se ferment. Ce dernier peut être ouvert et fermé au moyen d'un arbre à cames. Il a des cames spéciales.

Système d'alimentation

La tâche principale de ce système est de préparer le mélange de carburant et d'assurer son approvisionnement ultérieur dans les chambres de combustion. La conception est très dépendante du principe de fonctionnement du moteur à essence de la voiture.

Les moteurs à essence peuvent avoir deux types de systèmes d'alimentation: carburateur et injecteur. Dans le premier cas, un carburateur est utilisé pour préparer le mélange. Il mélange, dose et délivre un mélange de carburant et d'air aux chambres de combustion. L'injecteur injecte du carburant sous pression dans la rampe d'injection, d'où l'essence pénètre dans les cylindres par les buses.

Dans les voitures à injection, le principe de fonctionnement du système d'alimentation du moteur à essence est différent, grâce auquel le dosage est plus précis. De plus, l'air dans l'injecteur est mélangé à l'essence dans le collecteur d'admission. La buse, contrairement au carburateur, pulvérise mieux le carburant.

Le système de carburant des moteurs diesel est différent. Ici, l'injection est effectuée séparément pour chaque cylindre. La courroie de distribution n'alimente en air que les chambres de combustion. Le système comprend un réservoir, des filtres, des pompes à carburant, des conduites.

Système de lubrification

Le principe de fonctionnement d'un moteur à combustion interne à essence implique le frottement des pièces. Grâce au système de lubrification, les épines entre les surfaces de frottement sont réduites. Un film d'huile se crée sur les pièces, ce qui protège les surfaces du contact direct. Le système se compose d'une pompe, d'un carter pour stocker l'huile, d'un filtre, ainsi que de canaux de lubrification dans le bloc moteur.

Turbocompresseur

Les voitures modernes sont équipées de petits moteurs à faible volume, mais beaucoup d'entre eux ont une puissance suffisante. Il est obtenu grâce à l'utilisation de turbines. Le principe de fonctionnement de la turbine sur un moteur à essence repose sur l'utilisation des gaz d'échappement. Les gaz tournentroue de turbine, qui pressurise l'air dans les chambres de combustion. Plus il y a d'air, plus de carburant sera fourni, d'où la puissance.

Système de refroidissement

Pendant le fonctionnement du moteur, il chauffe considérablement. Dans les cylindres, la température peut atteindre 800 degrés. Un système de refroidissement est nécessaire pour maintenir une température de fonctionnement optimale. La tâche principale consiste à éliminer l'excès de chaleur des cylindres, pistons et autres pièces.

Le système d'air se compose de surfaces spéciales sur le bloc, qui sont refroidies en soufflant de l'air dessus. Le système de fluide fournit une chemise de refroidissement dans laquelle circule de l'antigel. Il est en contact direct avec la surface extérieure des cylindres. Le système se compose d'une pompe, d'un thermostat, de tuyaux de raccordement, d'un vase d'expansion et d'un thermostat.

Matériel électrique

Grâce à cet équipement, l'électricité est fournie au réseau de bord du véhicule. L'électricité est nécessaire au fonctionnement du système d'allumage, du démarreur et d'autres appareils. L'équipement électrique est une batterie, un générateur, un démarreur, des capteurs. Bien que les principes de fonctionnement d'un moteur essence et diesel diffèrent, un équipement électrique est également disponible sur un moteur diesel.

Système d'allumage

Ce système n'est disponible que sur les moteurs à essence. Sur un groupe motopropulseur diesel, le mélange de carburant est enflammé par compression. Dans un moteur à essence, le carburant et l'air sont enflammésune étincelle qui saute au bon moment entre les électrodes de la bougie. Le système comprend la bobine d'allumage, le distributeur, les fils haute tension, les bougies d'allumage, les appareils électroniques.

Conclusion

C'est tout sur l'appareil et le principe de fonctionnement d'un moteur à essence. Comme vous pouvez le voir, tout est très simple, il vous suffit de comprendre un peu les lois de la physique.