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Moteur à combustion interne : comment ça marche ?

Moteur Mustang
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Un moteur à combustion interne est un moteur thermique qui génère de l'énergie thermique en brûlant du carburant. Il convertit ensuite cette énergie en un travail mécanique ou un effet de réaction.

Le terme moteur à combustion interne est généralement compris comme un moteur à combustion interne à piston, mais cela est incorrect, car un moteur à combustion interne ne doit pas toujours être uniquement un moteur à combustion interne à piston.

Inhaltsverzeichnis

Cet article mettra en lumière le moteur à combustion interne dans un sens plus large, en examinant ses avantages, ses inconvénients, sa classification et sa fonction.

Comment fonctionne un moteur à combustion interne ?

Un moteur à combustion interne brûle du carburant, qui se transforme en chaleur grâce à une réaction chimique. Cette chaleur, à son tour, chauffe le gaz de travail, ce qui augmente sa pression ou son volume, permettant au moteur d'effectuer un travail mécanique ou une action de réaction.

Le travail mécanique du moteur est effectué en appliquant une pression sur la partie mobile du moteur (par exemple, les pistons). Cependant, avec une fusée ou un moteur à réaction, le travail mécanique de la machine n'est pas utilisé pour le mouvement. Au lieu de cela, l'effet réactif de la substance sortant du moteur est utilisé, ce qui assure son mouvement dans la direction opposée.

Un moteur à combustion interne peut fonctionner comme suit :

  • Avec des combustibles solides, liquides ou gazeux
  • L'environnement dans lequel il fonctionne est souvent l'oxygène atmosphérique ou une substance libérant de l'oxygène lors de la combustion.
  • La combustion peut avoir lieu à l'intérieur (combustion interne) ou à l'extérieur du moteur (combustion externe)
  • La partie mobile du moteur, qui est pressée par le gaz de travail, peut se déplacer dans différentes directions.
  • Le gaz de travail peut être séparé, mais il peut également contenir des gaz d'échappement
  • Le gaz de travail est échangé en permanence, mais il peut aussi être enfermé en permanence dans le moteur

Puisqu'il existe plusieurs types de moteurs à combustion interne de différentes conceptions qui fonctionnent selon différents critères, il est nécessaire de les diviser en plusieurs points indépendants.

Cependant, cette division n'est que brève, car chaque type de moteur à combustion est divisé en plusieurs sous-groupes.

Division des moteurs à combustion

Selon le lieu où a lieu la combustion :

  • Moteurs à combustion interne (par exemple, spark, diesel, moteur Wankel et turbine à combustion)
  • Moteurs à combustion externe, dans lesquels, cependant, il est nécessaire de distinguer si l'énergie pénètre dans l'espace de travail par l'alimentation en gaz de travail (par exemple, une turbine à gaz ) ou par transfert de chaleur à travers un réchauffeur de la substance de travail (par exemple moteur Stirling)

Selon le cycle de travail :

  • Moteurs à cycle continu (par exemple, une turbine à combustion)
  • Moteurs à cycle interrompu (deux temps et quatre temps)

Selon le principe de fonctionnement :

  • Moteurs alternatifs à combustion interne, plus spécifiquement moteurs à pistons alternatifs (la plupart des moteurs alternatifs à combustion interne) et moteurs à pistons alternatifs (moteur Wankel)
  • Moteurs à aubes (turbines)
  • Moteurs réactifs (moteurs-fusées, ou aussi moteurs à réaction)

Selon le mode de déclenchement de la combustion :

  • Moteurs à allumage commandé - une étincelle d'une bougie déclenche la combustion
  • Moteurs à allumage par combustion - la combustion est déclenchée par une température élevée et la compression du mélange de travail
  • Moteurs à bulbe chaud - une source de chaleur externe peut le chauffer
  • Moteurs à allumage combiné

Une autre division de moteurs à combustion interne

Selon le type de combustible brûlé :

  • Gaz (brûlant des combustibles gazeux, par exemple GNC et donc gaz naturel) - liquide (brûlant de l'essence, du diesel ou d'autres substances)
  • Solide (charbon pulvérisé)
  • Multicombustible (peut passer à la combustion de plusieurs types de carburant)
  • Bicarburant (ils brûlent plusieurs types de carburant en même temps)

Le carburant le plus couramment utilisé pour un moteur à combustion interne est :

  • Essence
  • Diesel
  • Gaz naturel comprimé (GNC)
  • Gaz de pétrole liquéfié (GPL)
  • Alcools (méthanol, éthanol)
  • Hydrogène liquide
  • Kérosène
  • et autres...

En plus du carburant, l'air est un composant essentiel du mélange pour la plupart des moteurs à combustion interne, car il contient l'oxygène nécessaire à la combustion.

Selon le lieu de préparation du mélange :

  • La création du mélange a lieu en dehors de l'espace de travail (carburateur, SPI, MPI)
  • La création du mélange a lieu dans l'espace de travail (injection directe de carburant, par exemple, Common-rail )

Selon le mode de préparation du mélange :

Selon le mode de transport aérien :

  • Moteurs à aspiration naturelle - l'admission crée une dépression provoquée par le mouvement du piston dans le cylindre
  • Moteurs suralimentés - le cylindre est rempli sous une pression supérieure à celle de l'atmosphère environnante

Chaque type de moteur à combustion interne a ses avantages et ses inconvénients. Jetons un coup d'œil à eux.

Avantages des moteurs à combustion interne

  • Les moteurs à combustion alternatifs atteignent une efficacité de conversion d'énergie élevée (démarrage rapide)
  • Ils peuvent être conçus pour brûler différents carburants, mais aussi dans différentes tailles et à des fins différentes

Inconvénients des moteurs à combustion interne

  • Impact défavorable sur l'environnement et la santé des personnes et d'autres organismes
  • Ils nécessitent une source d'énergie étrangère pour leur démarrage - à l'exception des moteurs de fusée
  • Les moteurs à combustion alternatifs ont des caractéristiques de performance désavantageuses
  • Durée de vie limitée