Fonctionnement moteur thermique

Il existe plusieurs types de moteurs thermiques, chacun fonctionnant selon des principes différents. Voici les principaux types :

1.  Moteur à combustion interne : Ce type de moteur brûle un carburant à l'intérieur des cylindres pour créer une explosion qui pousse les pistons. On le trouve dans la plupart des voitures, avec des sous-types comme :
   - Moteur à essence : Utilise de l'essence comme carburant.
   - Moteur diesel : Utilise du gazole, avec une compression plus élevée.
    
2.  Moteur à combustion externe : Dans ce type de moteur, le carburant est brûlé à l'extérieur du cylindre, produisant de la chaleur qui est transférée à un fluide de travail. Un exemple classique est la machine à vapeur ou les centrales thermiques.
    
3. Moteur Stirling : Ce moteur fonctionne avec un gaz qui est alternativement chauffé et refroidi, provoquant un mouvement des pistons. Il est connu pour son efficacité et son fonctionnement silencieux.
    
4. Moteur à air chaud : Similaire au moteur Stirling, il utilise l'air comme fluide de travail. Il fonctionne en chauffant l'air pour le faire se dilater et entraîner un piston.
    
5. Moteur à cycle de Rankine : Utilisé principalement dans les centrales électriques, ce moteur utilise de la vapeur d'eau pour faire tourner une turbine, produisant ainsi de l'électricité.
    

Conclusion : Chacun de ces moteurs a ses propres avantages et inconvénients, et ils sont utilisés dans différentes applications en fonction des besoins spécifiques

Le moteur à deux temps est un type de moteur à combustion interne qui effectue un cycle complet de combustion en seulement deux mouvements du piston (un aller et un retour), contrairement aux moteurs à quatre temps qui nécessitent quatre mouvements.

Cycle de combustion : Le moteur à deux temps combine les phases d'admission, de compression, d'explosion et d'échappement en deux temps :

1. Première phase (admission et compression) : Lorsque le piston descend, il crée une dépression dans le carter moteur, ce qui permet au mélange air-essence d'entrer dans le carter par une ouverture d'admission. Lorsque le piston remonte, le mélange est comprimé dans la chambre de combustion.
2. Deuxième phase (explosion et échappement) : La bougie enflamme le mélange. Le gaz chauffé augmente de volume et repousse le piston vers le bas, ce qui réduit le volume du carter. En conséquence, le mélange est poussé dans la chambre de combustion qui pousse à son tour le gaz d’échappement vers l’extérieur.

Lubrification : Dans les moteurs à deux temps, l'huile est généralement mélangée à l'essence pour lubrifier les pièces mobiles, car il n'y a pas de système de lubrification séparé comme dans les moteurs à quatre temps.

3. Avantages et inconvénients :

Avantages : Les moteurs à deux temps sont plus simples, plus légers et peuvent produire plus de puissance par rapport à leur taille. Ils sont souvent utilisés dans des applications comme les tronçonneuses, les motos et les petits moteurs.

Inconvénients : Ils sont généralement moins efficaces en termes de consommation de carburant et produisent plus d'émissions polluantes en raison de la combustion incomplète du mélange air-essence.

En résumé : le moteur à deux temps fonctionne en combinant les phases d'admission, de compression, d'explosion et d'échappement en seulement deux mouvements du piston, ce qui le rend à la fois simple et puissant.

1. Le cycle du moteur à quatre temps se compose de quatre phases :

• Phase 1 : Admission
  • Le piston descend dans le cylindre, créant une dépression qui ouvre la soupape d'admission. Cela permet au mélange air-essence d'entrer dans la chambre de combustion.
• Phase 2 : Compression
  • Une fois que le piston atteint le bas de sa course, la soupape d'admission se ferme. Le piston remonte alors, comprimant le mélange air-essence dans la chambre de combustion. Cette compression augmente la température et la pression du mélange.
• Phase 3 : Combustion (ou explosion)
  • Lorsque le piston atteint le point mort haut (PMH), une bougie d'allumage enflamme le mélange comprimé. L'explosion qui en résulte pousse le piston vers le bas, produisant un travail mécanique.
• Phase 4 : Échappement
  • Après que le piston ait atteint le bas de sa course, la soupape d'échappement s'ouvre. Le piston remonte à nouveau, expulsant les gaz brûlés hors du cylindre.

2. Lubrification

Le moteur à quatre temps dispose d'un système de lubrification séparé. L'huile est stockée dans un carter et circule à travers le moteur pour lubrifier les pièces mobiles, réduisant ainsi l'usure et la friction.

3. Avantages et inconvénients

• Avantages :
  • Efficacité énergétique : Les moteurs à quatre temps sont généralement plus efficaces en termes de consommation de carburant par rapport aux moteurs à deux temps.
  • Moins d'émissions : Ils produisent moins d'émissions polluantes grâce à une combustion plus complète du mélange air-essence.
• Inconvénients :
  • Complexité : Ils sont plus complexes en raison du nombre de pièces mobiles (soupapes, arbres à cames, etc.), ce qui peut rendre leur entretien plus coûteux.
  • Poids : Ils sont souvent plus lourds que les moteurs à deux temps en raison de leur conception.

Applications : Les moteurs à quatre temps sont largement utilisés dans de nombreuses applications, notamment dans les voitures, les motos, les tondeuses à gazon et d'autres machines nécessitant une puissance fiable et efficace.

Le moteur à quatre temps diesel fonctionne selon un cycle similaire à celui du moteur à essence, mais avec quelques différences clés, notamment le type de carburant utilisé et le processus d'allumage.

1. Cycle de fonctionnement

Le cycle du moteur à quatre temps diesel se compose également de quatre phases :

• Phase 1 : Admission
  • Le piston descend dans le cylindre, créant une dépression qui ouvre la soupape d'admission. L'air frais entre dans la chambre de combustion, sans mélange de carburant à ce stade.
• Phase 2 : Compression
  • Une fois que le piston atteint le bas de sa course, la soupape d'admission se ferme. Le piston remonte, comprimant l'air dans la chambre de combustion. La compression dans un moteur diesel est beaucoup plus élevée que dans un moteur à essence, ce qui augmente la température de l'air.
• Phase 3 : Injection et combustion
  • Lorsque le piston atteint le point mort haut (PMH), du carburant diesel est injecté directement dans l'air chaud et comprimé. La température élevée de l'air provoque l'auto-inflammation du carburant, entraînant une combustion rapide qui pousse le piston vers le bas.
• Phase 4 : Échappement

Après que le piston ait atteint le bas de sa course, la soupape d'échappement s'ouvre. Le piston remonte à nouveau, expulsant les gaz brûlés hors du cylindre.

2. Lubrification

Comme pour le moteur à essence, le moteur diesel dispose d'un système de lubrification séparé. L'huile est stockée dans un carter et circule à travers le moteur pour lubrifier les pièces mobiles, réduisant ainsi l'usure et la friction.

3. Avantages et inconvénients

• Avantages :
  • Efficacité énergétique : Les moteurs diesel sont généralement plus efficaces en termes de consommation de carburant que les moteurs à essence, en raison de leur taux de compression plus élevé.
  • Durabilité : Ils ont tendance à être plus robustes et durables, ce qui les rend adaptés à des applications lourdes.
• Inconvénients :
  • Poids : Les moteurs diesel sont souvent plus lourds en raison de leur construction robuste.
  • Émissions : Bien qu'ils soient plus efficaces, les moteurs diesel peuvent produire des émissions de NOx et de particules fines, ce qui pose des problèmes environnementaux.

4. Applications

Les moteurs à quatre temps diesel sont largement utilisés dans divers domaines, notamment dans les camions, les bus, les bateaux, les générateurs et les machines agricoles, en raison de leur efficacité et de leur capacité à fournir un couple élevé à bas régime.