Guide complet sur le fonctionnement des moteurs thermiques

Définition et classification des moteurs

Un moteur est une machine qui transforme une énergie (chimique ou électrique) en travail mécanique. Les moteurs de voiture actuels convertissent l'énergie chimique stockée dans un carburant ou l'énergie électrique d'une batterie en mouvement. Les types de moteurs les plus utilisés sont :

• Moteurs à combustion interne : Moteurs à explosion (essence) ou moteurs diesel (gazole).
• Moteurs électriques : Utilisent l'énergie stockée dans un accumulateur.

Moteurs à combustion interne

Ils se classent selon leur mode d'allumage :

• Allumage commandé : Combustion déclenchée par une étincelle (moteurs essence).
• Allumage par compression : Auto-allumage dû aux hautes températures atteintes par la pression (moteurs diesel).

Les moteurs peuvent être alternatifs ou rotatifs (type Wankel), les premiers étant les plus courants.

Éléments constitutifs du moteur

Les éléments du moteur se divisent en deux groupes : les fixes et les mobiles.

Éléments fixes

Ils forment la structure externe du moteur : bloc-cylindres, culasse, carter et couvre-culasse.

Bloc-cylindres

C'est l'élément principal. Il comprend les cylindres où se déplace le piston entre le point mort haut (PMH) et le point mort bas (PMB). Il supporte également le vilebrequin, l'arbre à cames et les systèmes de refroidissement et de lubrification.

Types de blocs

• Bloc intégré : Monobloc avec conduits de refroidissement.
• Bloc à chemises sèches : Cylindres usinés avec des chemises en acier inoxydable non en contact direct avec le liquide de refroidissement.
• Bloc à chemises humides : Chemises en contact direct avec le liquide de refroidissement pour un meilleur échange thermique.

Culasse

Montée sur le bloc, elle ferme les cylindres et forme la chambre de combustion. Elle accueille les soupapes, les bougies ou injecteurs, et les conduits d'admission et d'échappement. Elle est fixée au bloc via un joint de culasse, essentiel pour assurer l'étanchéité entre les circuits de refroidissement, de lubrification et la chambre de combustion.

Puissance et couple moteur

La puissance est le travail produit par unité de temps (CV ou kW). Elle dépend du déplacement, du taux de compression et du régime moteur. Le couple est la force exercée sur le vilebrequin. Il atteint généralement son maximum à mi-régime.

Propriétés de l'huile de lubrification

• Viscosité : Résistance à l'écoulement (indice SAE).
• Adhérence : Capacité à rester sur les surfaces.
• Acidité : Doit être très faible pour éviter la corrosion.
• Stabilité chimique : Résistance à l'oxydation.
• Point d'éclair : Température d'inflammation des vapeurs.

Système de refroidissement

La combustion génère des températures extrêmes (environ 2000°C). Le système de refroidissement est crucial pour éviter la rupture du film d'huile et la déformation des pièces. Environ 30% de la chaleur produite est évacuée par ce système.

Allumage et systèmes électroniques

Transistor de puissance

Il permet de diviser le courant primaire pour protéger les contacts du disjoncteur, augmentant ainsi la puissance de l'étincelle et réduisant la consommation.

Allumage électronique

Il remplace l'interrupteur mécanique par un module électronique. Ses avantages incluent un meilleur démarrage à froid, une consommation réduite et un ralenti plus uniforme, malgré un coût de réparation plus élevé.