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Moteur essence : comment ça marche et quels sont ses avantages ?

Moteur à essence
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Un moteur à essence est un moteur à combustion à piston qui brûle de l'essence et convertit l'énergie thermique en travail mécanique.

Cet article mettra en lumière le moteur à essence, sa fonction et ses avantages par rapport au moteur diesel.

Indholdsfortegnelse

Comment fonctionne un moteur essence ?

L'énergie thermique est obtenue dans le moteur en convertissant le carburant en chaleur par combustion. Le moteur enflamme le mélange avec une étincelle électrique à l'aide d'une bougie d'allumage. 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. Les pistons exécutent un mouvement alternatif rectiligne dans les cylindres, assurant ainsi le transfert d'énergie entre la chambre de combustion et le mécanisme de déplacement associé aux pistons. De plus, les pistons assurent l'échange de la substance de travail dans les cylindres.

Un moteur à essence peut fonctionner de deux manières : deux ou quatre temps. Comme la plupart des voitures modernes sont équipées de moteurs à quatre temps, nous décrirons le fonctionnement du moteur à essence à quatre cycles.

Fonction du moteur à essence à quatre temps

1. Admission

Au fur et à mesure que le piston descend, l'espace au-dessus du piston augmente et, en même temps, les soupapes d'admission s'ouvrent également. Cela provoque une chute de pression au-dessus du piston (la pression au-dessus du piston est inférieure à la pression atmosphérique). Cette différence de pression va permettre au moteur d'aspirer l'air nécessaire dans les cylindres par la pipe d'admission.

Cependant, en plus de l'air lui-même, le carburant pénètre également dans les cylindres. L'air et le carburant forment ensemble un mélange inflammable. Le mélange d'allumage est formé dans les canaux d'admission, le collecteur d'admission ou le cylindre, selon la technologie d'injection de carburant.

2. Compression

Compression du mélange carburé dans le cylindre

Une fois que le piston a atteint son point mort bas et que la phase d'admission est terminée, il se déplace vers le haut. Le piston comprime le mélange avec son mouvement ascendant, qui s'échauffe en conséquence, et comme il ne peut pas se dilater, la pression augmente également.

La température et la pression élevées favorisent la vaporisation du carburant et son mélange avec l'air, rendant le mélange plus explosif. Cependant, le mélange ne doit pas être trop comprimé lors de la compression pour éviter d'atteindre la température d'auto-inflammation du carburant, le phénomène négatif appelé détonation moteur ou cliquetis moteur. Pendant la compression, les soupapes d'admission et d'échappement sont fermées.

3. Agrandissement

Combustion du mélange dans la culasse

Au cours de cette phase, le processus de combustion commence. Une étincelle saute sur la bougie d'allumage et enflamme le mélange comprimé. Après l'allumage, le mélange commence à se dilater, ce qui pousse le piston et le déplace vers le bas jusqu'à son point mort bas, convertissant ainsi l'énergie thermique en travail mécanique.

4. Échappement

Pendant cette phase, les soupapes d'échappement s'ouvrent pour permettre aux gaz d'échappement de sortir du cylindre. À la fin de la détente, la pression dans le cylindre est supérieure à la pression atmosphérique, ce qui fait que les gaz d'échappement sont expulsés du cylindre.

Le piston expulse les gaz d'échappement restants en se déplaçant vers son point mort haut. 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.

Préparation du mélange de carburant

Comme mentionné, le mélange de carburant est formé dans les canaux d'admission, le collecteur d'admission ou directement dans le cylindre, selon la technologie d'injection de carburant. Le carburateur ou le dispositif d'injection, qu'il soit direct ou indirect, sert à préparer le mélange carburé.

La quantité de mélange dans les moteurs à essence est le plus souvent régulée par le papillon des gaz situé dans le collecteur d'admission.

Ces dernières années, cependant, le papillon des gaz a été remplacé par divers systèmes de calage variable des soupapes et similaires qui ont repris sa fonction.

Avantages du moteur à essence

Un moteur à essence a une construction plus simple qu'un moteur diesel, ce qui rend la production moins coûteuse. Par conséquent, les voitures équipées d'un moteur à essence sont généralement moins chères que les voitures équipées d'un moteur diesel.

De plus, le moteur à essence est nettement plus puissant que le moteur diesel si l'on suppose qu'ils utilisent la même technologie. Ces moteurs sont également plus adaptés aux trajets courts et à la saison hivernale. C'est principalement parce qu'ils atteignent la température de fonctionnement beaucoup plus rapidement qu'un moteur diesel.

Regardez une courte animation d'un moteur à essence à quatre temps :