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Vous êtes ici : Dossiers-Conseils > Fonctionnement d'une auto > Fonctionnement d'un moteur 18/07/2014

Fonctionnement d'un moteur à explosion/combustion et les différents types


Fonctionnement d'un moteur essence


Source Wikipedia (Bub's-UtzOnBike)

Voici un très bon aperçu du fonctionnement d'un moteur à essence grâce au schéma situé à droite. Vous pouvez observer les étapes de fonctionnement qui se découpent en 4 temps, d'où le nom du moteur à 4 temps. Cependant ici on n'aperçoit qu'un seul cylindre en état de marche.

  • Etape 1 : Un mélange de carburant et d'oxygène arrive depuis la droite par le tuyau d'admission (dans le cas d'une injection directe le carburant est envoyé directement dans la chambre de combustion sans passer par l'admission). Il faut de l'oxygène car sans ce dernier il ne peut y avoir de combustion/explosion. Si vous laissez une bougie dans une bouteille fermée elle s'éteindra tout comme il est impossible de faire un feu dans l'espace. C'est d'ailleurs pourquoi les moteurs ne peuvent plus fonctionner lorsqu'il y a une éruption volcanique, le brouillard épais de suies devient problématique. Les conduits, qui aspirent l'air pour le moteur, se bouchent et la combustion/explosion ne peut plus se faire. Pour finir, c'est aussi pourquoi les 4X4 conçus pour les grands raids ont comme une espèce de "cheminée" qui remonte jusqu'au toit. Il s'agit comme d'un tuba pour le moteur qui pourra donc respirer même quand il sera dans de l'eau profonde.
    Le mélange air/carburant s'effectue dans le carburateur ou par le système d'injection (c'est l'électronique qui gère le bon dosage). En cas de soucis avec le calculateur le dosage peut être mauvais et le moteur fonctionne moins bien (pertes de puissance etc ...)
  • Etape 2 : le mélange air/carburant vient d'entrer dans la chambre de combustion par le conduit d'admission qui se referme immédiatement (si il reste ouvert pas de compression), le piston dans sa lancée du cycle précédent vient comprimer le mélange à hauteur d'environ 30 bars. Jusque ici toujours pas de combustion/explosion.
  • Etape 3 : Enfin il y a une combustion/explosion ! Elle est produite par la bougie, qui lorsque le piston est en haut, produit une petite étincelle électrique grâce à l'allumage qui lui envoie le courant (un distributeur envoie le jus à la bougie concernée grâce à un système rotatif, car toutes les bougies du moteur ne doivent pas être allumées en même temps. Chaque piston ayant un cycle 4 temps en décalage avec les autres). L'ensemble doit être parfaitement synchronisé pour que le moteur fonctionne, une combustion trop tôt ou trop tard et rien ne marche comme prévu. La petite étincelle vient donc enflammer le mélange air/carburant qui est très inflammable ! Le piston est donc propulsé vers le bas, créant ainsi l'énergie mécanique qui permet de faire bouger la voiture.
  • Etape 4 : lorsque la combustion/explosion a eu lieu il ne reste que les fumées induites par la combustion et il faut les évacuer du système si on ne veut pas qu'il y ait une accumulation de suies et donc étouffement du moteur (comme les poumons d'un fumeur ...). La soupape d'échappement (qui est presque l'inverse de la soupape d'admission sauf qu'elle représente la sortie au lieu de l'entrée) s'ouvre alors rapidement pour que le piston repousse les fumées en remontant. Ces fumées vont alors vers l'échappement pour finir dans l'air (Un filtre à particule se situe sur le chemin pour capter justement les particules).

Fonctionnement des moteurs diesels

Quelle sont donc les différences entre un moteur diesel et un moteur essence en ce qui concerne le fonctionnement ?

  • Et bien d'abord, le moteur diesel n'a pas besoin de la bougie d'allumage. Alors comment se peut-il qu'il y ait combustion puisqu'il n'y a pas d'étincelle pour allumer le tout ? Et bien la réponse paraitra pour certains étonnante puisque le gazole brule de lui même lorsqu'il est fortement compressé (la température finit alors par monter jusqu'à la combustion). Il faut savoir que les diesels traditionnels avaient une pression d'environ 200 bars à l'injection alors que les diesels modernes tels que les TDI, HDI, dCi, CDI etc ... peuvent atteindre plus de 2000 bars ! Mais cette pression à l'injection n'a pas de rapport avec le taux de compression du moteur citée auparavant qui provoque alors l'autocombustion du gazole sous la pression. Il s'agissait juste de montrer ici l'évolution importante de la pression dans l'injection (grâce à l'apparition de la rampe commune).
  • Un moteur diesel n'existe qu'avec l'injection. Le carburateur (qui a été majoritairement remplacé par l'injection pour des raisons d'efficience) n'existe que sur des blocs essence. Un moteur essence a donc un mélange gazeux de carburant (vapeurs) et d'air qui arrive par la soupape d'admission alors qu'un moteur diesel n'a que de l'air qui arrive par la soupape d'admission (le carburant étant inséré par l'injection dans la chambre de combustion).
  • Un moteur diesel est plus lourd du fait de sa conception renforcée. Les contraintes à l'intérieur sont plus importantes que sur un bloc essence, c'est pour cela qu'ils sont plus bruyants et vibrants (pour corriger cela en partie, on fait faire des pré-injection par les injecteurs)
  • Les 4 temps ne se produisent pas exactement de la même manière.
  • Un diesel n'a pas besoin de bobine d'allumage puisqu'il n'y a pas de bougies à faire fonctionner.
  • Pour les diesel à injection indirecte, des bougies de préchauffage sont nécessaires.

Les moteurs les plus répandus sont à 4 cylindres mais de plus en plus de constructeurs proposent des moteurs à 3 cylindres pour réduire la consommation (1.4 TDI, 1.2 TDI, 1.1 CRDI etc ...), certains proposent même des bicylindre (2 cylindres) comme Fiat et son Twinair essence de 0.9 litres de  cylindrée. En effet, plus le moteur a de cylindres plus sa cylindrée est élevée et plus il consomme. Par exemple un moteur 270 CDI d'une mercedes est un 2.7 litres composé de 5 cylindres, ce qui veut dire que chaque chambre de combustion est de 2700/5 = 540 cm3 (ou 0.54 litre).




Voici le haut moteur avec les soupapes


Voici le schéma d'un moteur. De quoi mieux comprendre et mieux se repérer dans ce monde barbare de la mécanique ...





Ces pièces ont été exposées par des étudiants au salon de l'auto de Toulouse. L'organisateur était le site lesmetiersdelauto.com . Merci à eux !

Différentes architectures

Comme vous avez déjà du en entendre parler, il existe plusieurs "types" de moteurs 4 temps, ou plutôt plusieurs configurations qui influent sur les performances et l'agrément.

V6 contre 6 en ligne

Quelle différence ? Et bien la disposition des cylindres n'est pas la même :


Voici un V8 (idem qu'un V6 mais avec 2 cylindres en plus, logique). J'ai notifié avec une double flèche la forme en V du moteur. Chaque côté du V est composé de 4 cylindres, soit 8 au total. Cette disposition rend les moteurs moins rapide pour monter en régime mais l'avantage est de confiner le moteur dans un espace plus réduit.


Voici 4 cylindres en ligne. Certes, tous les 4 cylindres sont en ligne mais c'est moins courant pour les 6 cylindres (il suffirait alors d'ajouter 2 cylindres à l'illustration pour avoir un moteur en ligne). C'est ce que l'on appelle aussi Flat 6 car Flat = plat (les amateurs de Porsche connaissent bien). Les montées en régime sont donc plus rageuses et c'est ce que choisit habituellement BMW pour ses moteurs.

Et les soupapes ? 8V, 16V ....

Et bien plus il y a de soupapes plus le moteur marche fort. Car les soupapes servent à faire respirer le moteur, plus ses poumons sont gros et plus il peut envoyer !


Ici il suffit de compter, il y a 16 soupapes (4 par cylindres et il y a 4 cylindres) ce qui est pas mal du tout. Les moteurs les moins performants en ont 8 pour 4 cylindres.

Atmosphérique ? Suralimenté ?

On dit qu'un moteur est atmosphérique quand il n'intègre pas de suralimentation de type turbo. En effet, un turbo suralimente le moteur en air (donc en oxygène), ce qui permet d'accroître la combustion (comme quand on souffle sur des braises). Les amateurs de jolies mécaniques privilégient l'atmosphérique car la puissance arrive plus régulièrement (et cela réduit les probabilités de pannes). En ce qui me concerne, avoir un turbo ne me dérange absolument pas !

Compresseur ?

Un compresseur est comme un turbo sauf qu'il tourne beaucoup moins vite. En effet son rôle est d'injecteur de l'air compressé dans le moteur. Il tourne moins vite car il est entrainé par le moteur alors qu'un turbo est entrainé par les gaz d'échappement.

Quelle différence avec un moteur 2 temps ?


Source : German Wikipedia - Self-work by A. Schierwagen

Premièrement un moteur 2 temps ne peut pas fonctionner avec juste du carburant, il faut lui ajouter un pourcentage d'huile pour que le moteur soit lubrifié. L'huile est brulée en même temps que le carburant alors que dans un 4 temps elle se situe dans une cuve sous les chambres de combustion que l'on appelle carter. La pompe à huile lubrifie l'ensemble en envoyant l'huile dans les cylindres via de petits conduits. De plus dans un moteur 2 temps il n'y a pas de soupape qui s'ouvre et se ferme, cela ,n'est plus nécessaire en raison de sa simplicité.
Un moteur 2 temps consomme plus et donc pollue plus qu'un 4 temps. Cependant pour une petite cylindrée (sur un deux roues) on préfèrera un 2 temps car il proposera plus de puissance. Par exemple une moto 125 aura bien moins de nervosité en 4 temps qu'en 2 temps.

Le downsizing c'est quoi ?

On en parle de plus en plus, il s'agit tout bêtement de la réduction au maximum de la cylindrée et donc de la chambre de combustion. Le volume dans lequel doit avoir la combustion est plus petit et nécessite donc moins de produit inflammable, à savoir le carburant. Cependant le fait de réduire la cylindrée fait automatiquement perdre de la puissance, logique. Pour combler ce manque de puissance on y intègre à la fois un turbocompresseur et une injection à très haute pression.
Quelques exemple de moteur "downsizés" : 1.6 THP de PSA qui monte jusqu'à 200 chevaux (pas courant pour un 1.6), le 1.2 TCE de Renault qui atteint 130 chevaux ! Il y a encore quelques années ces puissances étaient atteintes uniquement avec des 2.0 litres.

Vraiment efficace le downsizing ?

Et bien pas forcément dans la réalité ... Les économies de carburant sont en effet bien plus visibles par le biais des tests normalisés plutôt que dans les faits. Mazda prouve d'ailleurs que la réduction de carburant peut être aussi conséquente sans passer par le downsizing.

Tous les commentaires et réactions

DERNIER COMMENTAIRE POSTÉ

Par Melween (Date : 2014-07-09 22:24:43)

Super site ! Parfait pour bien comprendre les bases de la mécanique et mieux s'y retrouver dans ce monde de barbares de la mécanique comme vous dites!

Les articles sont complets et variés avec vidéo et photos très intéressante! !

MERCI BEAUCOUP!! :)

Il y a 1 réaction(s) sur ce commentaire :

  • Par Wanu1966 TOP CONTRIBUTEUR / MECANO (2014-07-09 23:04:51) : Et vous êtes le bienvenu en cas de problèmes, cdt.

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Derniers commentaires postés (ordre décroissant):


Par Nissan (Date : 2014-06-03 11:56:07)

Auriez vous le réglage soupape pour une Nissan Micra de 2000 1.5D?
merci


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  • Par Wanu1966 TOP CONTRIBUTEUR / MECANO (2014-06-03 15:05:21) : Voyez le constructeur, je ne peux pas connaitre le réglage soupapes de tous les véhicules ! Cdt.

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Par Lanterne (Date : 2014-05-21 06:56:40)

Ho ! confonde un moteur "flat" avec un moteur en ligne... c impardonable !!! le flat est un moteur "à plat" cad que les cylindres se font face. Comme ds la 2Cv (2 cylindres à plat, dans les Subaru actuelle, 4 ou 6cyl et bien sur ds la plupart des Porsche)...
Concernant les 6 cyl en ligne il y a bien sûr BMW qui fait de très beaux 6 cyl. Dans les années 20 il y a avait des 8cyl en ligne (sous un lonnnnng capot...)



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Par chef sena (Date : 2014-01-19 09:49:51)

Je savoir comment faire pour eviter d avoir des probleme avec des moteur cdi en afrique


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  • Par Wanu1966 TOP CONTRIBUTEUR / MECANO (2014-01-19 10:57:42) : Tous moteurs très bien entretenus n'auront pas plus de problèmes en Afrique qu'au Pôle Nord, simplement une histoire de chaleur ou de froid, anticipez avant d'y aller.

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Par STEPH .JOIGNY (Date : 2013-12-29 23:10:43)

JE VEUX VRAIMENT APPRENDRE LA MECANIQUE GENERALE DES VOITURES SOIT PAR DES DVD OU PAR DOCUMENT OU AUTRES ME RENSEIGNER CAR JE SUIS VRAIMENT PASSIONNER PAR CE METIER ET MERCI DE AIDE CAR QUANQ JE TOMBE EN PANNE J4AIMERAIS BIEN ME DEPANER TOUT SEUL



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Par (Date : 2013-12-20 04:17:13)

J.ai une mercedes coupe 250 cgi annee 2010 le matin au demarage elle renfle bcps de fumee blanche pkoi ?


Il y a 2 réaction(s) sur ce commentaire :

  • Par Wanu1966 TOP CONTRIBUTEUR / MECANO (2013-12-20 09:12:45) : Une fumée blanche vous indique une consommation d'eau excessive. Cela peut venir du joint de culasse, de la pompe injection mal callée ou décalée, les bougies de préchauffage, une remontée d'huile dans les cylindres, je vous ai donné des pistes, cdt.
  • Par bia975 (2014-01-13 02:58:50) : le joint de culasse est cassé entre deux cylindres c'est surment suite a des changements répétitifs de marche avant et marche arrière.

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Par (Date : 2013-11-05 18:01:37)

Le moteur diesel est oci resistan que son nom


Il y a 1 réaction(s) sur ce commentaire :

  • Par Wanu1966 TOP CONTRIBUTEUR / MECANO (2013-11-05 18:05:37) : Que ce soit un moteur diesel ou essence, ça s'entretient, c'est comme tout, ne croyez pas que parce que vous avez un moteur diesel, vous êtes sauvé au point de vue de l'entretien, pas d'entretien, c'est la casse assurée !

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Par seyni (Date : 2013-09-04 13:19:40)

Franchement le site ma vraiment plus!!je suis un technicien en mécanique mais on conseillait le site depuis lors je m'y rend a chaque soir!!

Admin : un grand Merci ;-)



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Par l'ecolo (Date : 2013-03-28 02:12:56)

A part le diesel pourquoi ne pas utiliser l'huile de coprah tout aussi efficace franchement le diesel est super pollueur alors arrêtons avec ces énergies fossiles. Mais à part ça le site est pas mal ^^



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Par Chanera (Date : 2013-03-25 17:05:48)

Franchement BRAVO !
Moi novice en mécanique je me posais la question, comment fonctionne un moteur pour mieux comprendre ma consommation d'essence !
BRAVO


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  • Par chef sena (2014-01-19 09:45:39) : je n arrivais pas a comprendre le fonctionnement des moteurs en v mais grace a ce cite je suis mieux renseigne mtnt.MERCI

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Par (Date : 2013-03-09 09:33:05)

Jeu de segments


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  • Par mortecouille (2013-03-28 02:02:58) : non. jeu de droite ^^hahahaha^^

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Par kd2000dz@live.fr (Date : 2013-01-03 13:18:12)

Salut!! je voudrais savoir l'ordre d'allumage dans un moteur à quatre cylindre. merci !!


Il y a 2 réaction(s) sur ce commentaire :

  • Par guigui (2013-05-12 23:38:15) : 1 3 4 2
  • Par leblanc (2014-04-14 00:18:08) : ordre d'allumage 1342 ou 1432

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Par walid

Super bien expliqué !! merci bcp


Il y a 3 réaction(s) sur ce commentaire :

  • Par LOTRIPO (2013-09-27 14:33:31) : nullllll
  • Par pedro (2013-09-27 14:34:18) : je t'aime
  • Par LOTRIPO (2013-09-27 14:42:09) : nullllll

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Par tacoum

Bonjour,
une remarque sur le fonctionnement de moteur Diesel:
ce n'est pas la pression du carburant qui permet une combustion sans étincelle, c'est la température de l'air dans le cylindre > à 600° obtenue avec la compression du piston (au minimum 20 bars).
les premiers moteurs Diesel avaient des injecteurs tarés à moins de 100 bars.

Admin :vous êtes donc d'accord qu'il faille de la pression pour qu'il y ait explosion puisque sans compression pas de hausse de température. En revanche merci d'avoir pris le temps d'exposer votre point de vue.


Il y a 3 réaction(s) sur ce commentaire :

  • Par naruto uzumaki (2012-12-06 12:41:53) : je suis amateur des moteurs et j'aimerai savoir quelle serai la réaction d'un moteur a essence si on utilisé un carburant plus inflamable tel que le kerozen
  • Par Uchiha Sasuke (2014-03-14 11:37:57) : Ça fait boom dans le moteur!
  • Par flolah (2014-05-22 00:38:17) : La pression du carburant c'est pas juste pour mieux le vaporiser dans le cylindre ?

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