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Moteur Diesel : Comment ça marche, et quels sont ses avantages ?

Coupe transversale d'un moteur diesel V8
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Un moteur diesel est un moteur à combustion à piston qui brûle souvent du carburant diesel et convertit l'énergie thermique en travail mécanique. L'énergie thermique est obtenue dans le moteur en convertissant le carburant en chaleur par combustion.

Lorsque le carburant est brûlé, la température et la pression dans le moteur augmentent. La pression accrue de la substance de travail agit sur les pistons du moteur, qui convertissent cette énergie en travail mécanique.

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Comment fonctionne un moteur diesel ?

Le moteur diesel enflamme le mélange de carburant et d'air grâce à la température élevée de l'air comprimé dans la chambre de combustion. Il est principalement construit en quatre temps, mais peut également être construit en deux temps.

Comme la plupart des voitures sont équipées de moteurs à quatre temps, nous décrirons le fonctionnement d'un moteur diesel à quatre temps. Le principe de fonctionnement d'un moteur diesel à quatre temps est très similaire à celui d'un moteur à essence.

La principale différence est qu'avec un moteur diesel, seul de l'air propre est aspiré dans les cylindres, dans lesquels le carburant est injecté après avoir été comprimé et chauffé. Un tel mélange est alors enflammé par la chaleur de compression, et non par une étincelle d'une bougie d'allumage, comme avec un moteur à essence.

Moteur diesel à quatre temps :

1. Admission

Lors de l'admission, le piston du moteur se déplace de son point mort haut vers son point mort bas pendant que les soupapes d'admission sont ouvertes. L'espace au dessus du piston augmente donc, les soupapes d'admission sont ouvertes, et l'admission d'air dans la chambre de combustion est ainsi permise.

2. Compression

Compression du mélange carburé dans le cylindre

La phase de compression se produit après la fermeture des soupapes d'admission. Pendant cette phase, le piston se déplace de son point central inférieur vers le haut jusqu'à son point central supérieur, comprimant ainsi l'air, qui est chauffé à cause de cela, et comme il ne peut pas se dilater, la pression augmente également.

Juste avant que le piston n'atteigne son point mort haut, du carburant (diesel) est injecté dans l'air comprimé, qui s'atomise, se vaporise et s'enflamme, créant une expansion. Les soupapes d'admission et d'échappement sont fermées pendant cette phase.

3. Agrandissement

Combustion du mélange dans la culasse

Lors de la détente, le piston se déplace de son point mort haut vers son point mort bas, soupapes d'admission et d'échappement fermées. Le mélange est enflammé et de l'énergie thermique est libérée, augmentant la pression dans le cylindre. La pression agit sur le piston, le poussant jusqu'au point mort bas. De cette façon, l'énergie thermique est convertie en travail mécanique.

4. Échappement

Au cours de la phase finale, les soupapes d'échappement sont ouvertes et le piston se déplace de sa position de point mort bas vers le haut jusqu'à sa position de point mort haut, forçant les gaz d'échappement hors du cylindre. Cependant, pour améliorer la vidange des cylindres, les soupapes d'échappement ne se ferment qu'après que le piston a atteint son point mort haut et que les soupapes d'admission sont déjà ouvertes.

Ces quatre cycles (phases) se produisent pendant deux tours de vilebrequin et se répètent constamment.

Types de moteurs diesel

Selon la conception de la chambre de combustion et le lieu d'injection du carburant, on distingue les moteurs diesel :

  • Moteurs à injection directe - l'injection de carburant et toute la combustion ont lieu dans une chambre de combustion principale
  • Moteurs à injection indirecte - l'injection de carburant et la phase initiale de combustion ont lieu dans un espace spécial, dans la chambre, et alors seulement il est transféré dans l'espace de combustion principal

Régulation de la puissance du moteur diesel

La puissance du moteur diesel est régulée par la quantité de carburant injectée dans la chambre de combustion avec approximativement le même volume d'air par cycle de travail.

Ainsi la richesse, c'est-à-dire la qualité du mélange change. Une quantité variable de carburant fournie par le dispositif d'injection réalise la régulation de puissance.

Avantages et inconvénients du moteur diesel

Les moteurs diesel sont structurellement plus complexes que les moteurs à essence, mais leurs performances sont inférieures, principalement en raison de la combustion d'un carburant différent. A technologie et cylindrée identiques, la puissance d'un moteur essence est toujours plus élevée. Cependant, l'avantage des moteurs diesel est une consommation plus faible et une durée de vie plus longue.

Cependant, la technologie a évolué et presque tous les moteurs diesel sont désormais turbocompressés ou suralimentés. Combinés à une technologie d'injection directe, leurs performances élevées, leur faible consommation de carburant et la réduction des émissions produites sont garanties.

Ces moteurs conviennent aux longs trajets et non aux courtes promenades en ville, car le temps nécessaire pour réchauffer le moteur à la température de fonctionnement est beaucoup plus long que dans le cas d'un moteur à essence.