Un moteur automobile et son fonctionnement
Un moteur automobile et son fonctionnement
Le moteur est l'un des éléments essentiels d'une voiture car il propulse les roues grâce au mouvement créé par l'allumage du carburant. Si tous les utilisateurs savent à quoi ressemble un moteur, tout le monde ne sait pas comment il fonctionne ni les éléments qui le composent. Cependant, comprendre le fonctionnement d'un moteur et de ses composants individuels est crucial pour les candidats qui souhaitent obtenir leur code de la route.
Le moteur est un élément mécanique unique d'un véhicule à moteur qui convertit l'énergie générée par la combustion du carburant en un mouvement mécanique perceptible. Les principaux types de moteurs que l'on peut trouver dans les automobiles sont les moteurs dits « à combustion interne » et « explosifs ». Cependant, il existe d'autres types de moteurs qui peuvent être adaptés pour une utilisation dans les voitures.
De quels éléments le moteur est-il composé ?
Un moteur est un engin complexe composé d’une multitude d’éléments, ayant chacun une forme et une fonction différente. Parmi les éléments qui composent un moteur fonctionnant à l’essence, il est possible de lister :
• le filtre à air
• le ressort de soupape
• l’allumeur
• l’alternateur
• la courroie de ventilation
• la pompe à eau
• la poulie
• la durite du radiateur
• les chambres de combustion
• les bouchons de remplissage et de vidange d’huile
• la jauge d’huile
• la pompe à essence
• le système de canalisation du carburant
• le bloc d’admission
• le couvercle de culasse
• les bougies, avec leurs câbles et leurs gaines
• le collecteur d’échappement
• le volant
• le bloc moteur
• le tuyau d’échappement
C’est grâce à ces différents éléments, ainsi qu’à d’autres, que le moteur est capable de transformer une énergie en mouvement.
Comment fonctionne un moteur ?
Qu’il soit posé sous la carrosserie d’une voiture, d’une moto ou d’un camion, un moteur fonctionne globalement toujours de la même façon. Cependant, si le principe reste le même, les différents modèles peuvent compter des nombres de temps différents, ce qui impact la méthode de combustion permettant la réalisation du mouvement.
Fonctionnement d’un moteur à 4 temps
La grande majorité des moteurs équipant des automobiles sont des moteurs à 4 temps. Comme leur nom l’indique, leur fonctionnement est divisé en une série de 4 mouvements distincts et se répétant les uns après les autres.
1er temps : l’admission d’air et de carburant
Lors de ce premier temps du processus, la chambre de combustion reçoit un mélange d’air et de carburant depuis l’admission.
2ème temps : la compression du piston
Lors de ce second mouvement, le piston comprime le mélange d’air et de carburant vers la bougie à une pression avoisinant les 30 bars.
3ème temps : l’explosion et la détente
Lors de ce troisième temps, le piston et la bougie entrent presque en contact. Un arc électrique se crée, et l’étincelle permet alors d’embraser le mélange d’air et de carburant. Le piston est ensuite repoussé vers le bas par la puissance de l’explosion, ce qui enclenche le nouveau cycle du mouvement mécanique.
4ème temps : l’échappement
Suite à l’embrasement de l’air et du carburant compressés dans la chambre de combustion, seule reste la fumée résultant de la combustion. Cette fumée est repoussée par le mouvement de remontée du piston vers le collecteur d’échappement. La fumée poursuit alors son chemin à travers l’échappement jusqu’au pot d’échappement, puis elle est expulsée dans l’atmosphère.
Un moteur diesel ne comporte pas nécessairement les mêmes composants qu’un moteur à essence. En effet, puisque la pression permet à elle seule d’enflammer le carburant, le moteur n’a pas besoin de bougies standard, mais il nécessite néanmoins la présence de bougies de préchauffage, qui vont permettre de lancer la machine.
Fonctionnement d’un moteur à 2 temps
Comme leur nom l’indique, les moteurs à deux temps ne comptent que deux phases dans leur processus de combustion. Ces types de moteurs équipent principalement les motos et d'autres types de deux roues motorisés.
1er temps : compression, combustion, détente et échappement
Le moteur compresse le mélange de carburant, d’air et d’huile, dont la fonction est de lubrifier l’ensemble du mécanisme. La combustion se produit de la même façon que pour les moteurs à 4 temps, grâce à une bougie. Le piston est éjecté vers le bas et la fumée résultant du processus est rejetée par l’échappement.
2nd temps : admission, aspiration et compression
Le mélange huile, carburant et air est admis dans la chambre de combustion suite au mouvement d'aspiration créé par la dynamique du piston. Le mélange est de nouveau compressé et remonte vers la bougie.
Refroidissement
Lors de la combustion, le moteur génère beaucoup de chaleur, ce qui entraîne des risques de surchauffe.
C'est pour cette raison qu'il est nécessaire de refroidir. Les voitures sont refroidies de différentes manières, selon le modèle.
Ainsi il peut être refroidi par air, parfois du fait de la présence de ventilateurs, mais aussi refroidi par liquide, grâce à l'ajout dans le circuit moteur du liquide de refroidissement qui circule dans le radiateur de la voiture. Il existe également un système de refroidissement de l'huile par circulation d'huile à proximité des zones à haute température.
Création du mouvement
La création du mouvement Après le processus de combustion à 2 ou 4 temps, le moteur fera un cycle à travers les pistons pour générer un mouvement. Une fois ce mouvement commencé, il est transmis par le système de bielle et de vilebrequin à l'arbre de transmission, qui transmet la puissance générée par le moteur aux roues arrière du véhicule, qui sont généralement responsables de sa sécurité motricité.
Changements de direction du véhicule
Une fois le moteur lancé et le mouvement généré, le conducteur va pouvoir diriger son véhicule en impulsant une force dans une direction ou une autre sur son volant et sur tout le système de direction, ce qui va lui permettre de modifier l'angle de dérive du véhicule.