Un moteur alternatif à combustion interne est un type de moteur à combustion équipé d'un piston dont la tâche est d'assurer la conversion de l'énergie thermique générée par une réaction chimique en travail mécanique du moteur.

Sous le terme de moteur à combustion à piston, on peut imaginer un moteur classique à mouvement alternatif du piston ou un moteur moins utilisé à piston rotatif et donc le moteur Wankel.

Moteur à combustion à pistons

1. Selon le lieu où a lieu la combustion :

• Un moteur à combustion interne (par exemple, un moteur essence ou diesel)
• Un moteur à combustion externe (par exemple, un moteur Stirling)

2. Un moteur à cycle de service intermittent, soit :

• Moteur à deux temps
• Moteur à quatre temps

3. Selon le mouvement du piston :

• Moteur à mouvement de piston alternatif
• Moteur à mouvement de piston rotatif (moteur Wankel)

Cependant, pour qualifier un moteur de moteur alternatif à combustion interne, il doit satisfaire au moins une condition de chacun de ces trois points. Actuellement, le type de moteur à combustion à piston le plus utilisé est le moteur à quatre temps et à deux temps à combustion interne et à mouvement alternatif rectiligne.

D'autres types de moteurs à combustion à piston ne sont plus utilisés ou ne le sont que très peu.

Moteurs à combustion externe et mouvement rectiligne du piston

Ce type de moteur est le moins utilisé parmi les moteurs à combustion à piston. Le moteur Stirling utilise la chaleur d'une source externe pour créer de l'énergie pour le cycle de travail.

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Moteur Stirling : Quels sont ses avantages ?

Le moteur Stirling utilise l'énergie chimique de la combustion du carburant pour chauffer une substance de travail isolée, qui effectue un travail dans le moteur. La combustion se produit toujours à l'extérieur du moteur et la substance de travail isolée est souvent du gaz.

Moteurs à combustion interne et mouvement rotatif du piston

Cette catégorie comprend le moteur Wankel, parfois appelé moteur rotatif. C'est un moteur à combustion interne avec un piston rotatif qui convertit la pression en mouvement rotatif. Contrairement à un moteur à combustion à piston classique, toutes les pièces d'un moteur Wankel tournent dans un sens.

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Wankel Engine : Comment ça marche, et quels sont ses avantages ?

Le cycle à quatre temps : admission, compression, combustion et échappement s'effectue entre le carter intérieur de forme ovale et le piston rotatif de forme triangulaire.

Les pistons tournent autour d'un arbre, appelé arbre excentrique, et passent par le centre du rotor. Une grande roue dentée assure le mouvement circulaire du piston à denture interne, située au centre du rotor (piston). Un petit engrenage qui engage l'engrenage du rotor est fixé rigidement à l'arbre.

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Pistons moteurs : comment fonctionnent-ils ?

Aux endroits où le piston rotatif rencontre la coque intérieure du capot du moteur, un joint assure la création de trois espaces isolés entre le rotor et la coque. Lorsque le piston tourne, ces espaces se déplacent dans le sens de rotation et augmentent et diminuent de volume.

Moteurs à combustion interne et mouvement de piston rectiligne :

Le moteur à combustion à piston avec combustion interne et mouvement alternatif du piston fait partie des moteurs les plus répandus utilisés pour propulser les voitures, les motos, les bateaux et les petits avions.

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Moteur à combustion interne : comment ça marche ?

C'est donc le représentant le plus nombreux non seulement des moteurs à combustion à pistons mais aussi de tous les autres moteurs à combustion.

Nous pouvons inclure ces moteurs dans la catégorie :

• Moteurs à essence à deux temps (ce sont des petits moteurs utilisés principalement pour entraîner des motos)
• Moteurs diesel à deux temps (ce sont des moteurs utilisés le plus souvent dans l'industrie, tels que des générateurs de secours pour la production d'électricité)
• Quatre- moteurs à essence à temps variable (il s'agit de moteurs de différents volumes, le plus souvent utilisés pour conduire des voitures)
• Moteurs diesel à quatre temps (ce sont des moteurs de différents volumes, le plus souvent utilisés pour conduire des voitures, des bus, des camionnettes ou des machinerie)

Le concept de ce moteur en quelques mots :

Un moteur à combustion à piston à combustion interne convertit l'énergie chimique en énergie mécanique en brûlant le mélange. Après l'allumage du mélange dans la chambre de combustion, qui doit être parfaitement étanche, une grande pression se crée, qui agit sur le piston du moteur et le déplace.

Le mouvement de coulissement du piston est transmis par la bielle au vilebrequin et se transforme ainsi en un mouvement rotatif, grâce auquel le conducteur d'une voiture ou d'une autre machine est assuré.

Un cycle de travail du moteur comprend les phases suivantes :

1. Admission - la phase de remplissage du cylindre avec une nouvelle charge
2. Compression - la phase de compression du mélange
3. Combustion - la phase de combustion, au cours de laquelle se produit la transformation de l'énergie thermique pour le travail mécanique
4. Échappement - la phase de poussée des gaz d'échappement hors du cylindre

Moteur alternatif à combustion interne et sa construction :

Les moteurs alternatifs à combustion à mouvement piston rectiligne et à combustion interne peuvent être divisés en plusieurs groupes selon plusieurs caractéristiques de conception, à savoir :

Selon la méthode de refroidissement :

• Moteur refroidi par air
• Moteur refroidi par liquide

Nous divisons les moteurs à combustion à pistons en fonction du nombre et de la disposition des cylindres et des vilebrequins en :

Moteurs à arbre unique :

Un moteur à arbre unique est un moteur à combustion à pistons équipé d'un seul vilebrequin. Ce type de moteur est le plus fréquemment représenté dans la construction des moteurs à combustion à piston.

Le groupe de moteurs à arbre unique comprend:

• Moteurs monocylindres
• Moteurs en ligne - respectivement à une rangée, qui ont tous les cylindres dans une rangée
• Moteurs à double rangée - moteurs en V avec cylindres en V, moteurs avec cylindres en A ou moteurs VR
• Moteurs à trois rangées - moteurs W
• Moteurs de ventilateur
• Moteurs à quatre rangées - moteurs X
• Moteurs radiaux - avec des cylindres situés autour du vilebrequin
• Moteurs multiradiaux - deux-, moteurs radiaux à trois, quatre cylindres, etc.

Selon le nombre de cylindres, certains des types ci-dessus appartiennent au groupe des moteurs à plat.

Moteurs multiarbres :

Un moteur à plusieurs arbres est un moteur à combustion à pistons équipé de plusieurs vilebrequins. Selon le nombre d'arbres, les moteurs à plusieurs arbres sont appelés à deux arbres, à trois arbres, etc.

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Vilebrequin : A quoi sert-il et à quelles forces doit-il résister ?

La construction à plusieurs arbres du moteur permet la réalisation de moteurs à un piston, à deux pistons et à plusieurs pistons.

Ce groupe comprend :

• Moteurs à pistons contrarotatifs
• Moteurs à cylindres parallèles - Moteurs en U
• Moteur triangulaire
• Moteurs en Y
• Moteur quadrilatère
• Moteurs en H

Selon le nombre de cylindres, certains des types ci-dessus appartiennent au groupe des moteurs à plat.

Division des moteurs à combustion à pistons selon le type de distribution :

1. Moteur avec distribution par canaux
2. Moteur avec distribution par glissières
3. Moteur avec distribution par soupapes :

• Distribution de soupape F - avec une soupape sur le côté du cylindre avec l'autre dans la tête (conception obsolète)
• Distribution de soupape SV (soupape latérale) - avec une soupape sur le côté du cylindre (conception obsolète)
• Distribution de soupapes OHV (soupapes en tête) - avec soupapes dans la culasse
• Commande de soupapes OHC (arbre à cames en tête) - avec soupapes et un arbre à cames dans la culasse
• Commande de soupapes DOHC ou 2xOHC - avec deux arbres à cames dans la culasse
• Moteur à distribution combinée - un canal, la sortie par une soupape gère généralement l'entrée du mélange.

Les paramètres caractéristiques d'un moteur à combustion alternatif avec mouvement de piston alternatif sont:

• Course - la distance entre le centre inférieur et supérieur du piston
• Volume de course - la différence des volumes de la chambre de combustion entre le centre inférieur et supérieur du piston en cm3
• Le volume de la compression espace - le volume qui reste dans le cylindre en cm3 lorsque le piston est au point mort haut
• Rapport de compression - le rapport du volume du cylindre lorsque le piston est au point mort bas au volume lorsque le le piston est au point mort haut

Paramètres de base d'un moteur à combustion à piston:

Les paramètres techniques de base d'un moteur à combustion à piston comprennent la puissance et le couple. La vitesse et l'accélération maximales de la voiture dépendent de ces paramètres, de la consommation de carburant ou de la capacité à gravir des pentes.

La puissance du moteur est donnée en kilowatts (kW) et horsepower (PS, HP, ks). L'unité de couple est le Newtonmètre (Nm) ou la livre par pied (ft-lbs).