Licence ERDD. Module Électronique Automobile

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1 Licence ERDD Module Électronique Automobile

2 Moteur thermique Les moteurs thermiques utilisés en automobile sont des moteurs à combustion interne. On trouve deux types de moteur: Moteur à allumage commandé (essence, alcool, GPL) Moteur diesel L'énergie potentielle stockée dans le carburant est transformée en mouvement linéaire d'un piston grâce à la combustion d'un mélange air carburant. Licence ERDD - Electronique Automobile 2

3 Moteur à allumage commandé Licence ERDD - Electronique Automobile 3

4 Historique Mis au point en 1864 par NiKolaus Otto selon la théorie d'alphonse Beau de Rochas de 1862 La puissance du moteur était alors modulé par la variation de l'avance à l'allumage Licence ERDD - Electronique Automobile 4

5 Composants de base (a) Chambre de combustion (b) Piston (c) Segments (d) Culasse (e) Bielle (f) Vilebrequin (g) Arbre à cames (h) Soupapes (i) bougie h i d c b a e f Licence ERDD - Electronique Automobile 5 g

6 Fonctionnement Licence ERDD - Electronique Automobile 6

7 Moteur à allumage commandé Moteur à quatre temps: phase 1 Admission d'un mélange air et de carburant vaporisé, présent dans le conduit d'admission, mélange préparé par divers composants (carburateur ou système d'injection indirecte) : ouverture de la soupape d'admission et descente du piston, ce dernier aspire ainsi ce mélange dans le cylindre à une pression de - 0,1 à -0 3 bar ; Licence ERDD - Electronique Automobile 7

8 Moteur à allumage commandé Moteur à quatre temps: phase 2 Compression du mélange : fermeture de la soupape d'admission, puis remontée du piston qui comprime le mélange jusqu'à 30 bars et 400 à 500 C dans la chambre de combustion; Le taux de compression est de l'ordre de 1:8 Licence ERDD - Electronique Automobile 8

9 Moteur à allumage commandé Moteur à quatre temps: phase 3 Combustion (détente aux environs du point mort haut) : moment auquel le piston atteint son point culminant et auquel la compression est au maximum ; la bougie d'allumage, connectée à un générateur d'électricité haute tension, produit une étincelle ; la combustion rapide qui s' ensuit constitue le temps moteur ; les gaz chauds à une pression de 40 à 60 bars repoussent le piston, initiant le mouvement ; Licence ERDD - Electronique Automobile 9

10 Moteur à allumage commandé Moteur à quatre temps: phase 4 Échappement des gaz brûlés par l'ouverture de la soupape d'échappement, poussés par la remontée du piston. Licence ERDD - Electronique Automobile 10

11 Admission air/essence: carburateur Licence ERDD - Electronique Automobile 11

12 Admission air/essence: carburateur Licence ERDD - Electronique Automobile 12

13 Allumage Licence ERDD - Electronique Automobile 13

14 Étude thermodynamique Le cycle théorique Le cycle pratique Licence ERDD - Electronique Automobile 14

15 Architecture Licence ERDD - Electronique Automobile 15

16 Montage Licence ERDD - Electronique Automobile 16

17 Fonctionnement Licence ERDD - Electronique Automobile 17

18 Moteur diesel Licence ERDD - Electronique Automobile 18

19 Historique Mis au point entre 1893 et 1897 par l'ingénieur allemand Rudolf Diesel. Conçu au départ pour fonctionner au charbon pulvérisé, les problèmes d'usure dus aux résidus ont amené Rudolf Diesel à passer aux carburants liquides (fioul, huiles végétales). Le français Lucien-Eugène Inchauspé en fit un moteur performant en inventant la pompe à injection. Licence ERDD - Electronique Automobile 19

20 Composants de base Licence ERDD - Electronique Automobile 20

21 Fonctionnement Licence ERDD - Electronique Automobile 21

22 Moteur diesel Moteur à quatre temps: phase 1 Admission d'air sans restriction. Il n'y a pas de papillon (throttle) qui limite l'arrivée d'air qui de plus peut être «turbochargée». Licence ERDD - Electronique Automobile 22

23 Moteur diesel Moteur à quatre temps: phase 2 Compression d'air : fermeture de la soupape d'admission, puis remontée du piston qui comprime l'air jusqu'à 35 bars et 700 à 1500 C dans la chambre de combustion ; Le taux de compression est de l'ordre de 1:20 Licence ERDD - Electronique Automobile 23

24 Moteur diesel Moteur à quatre temps: phase 3 Combustion (détente aux environs du point mort haut) : moment auquel le piston atteint son point culminant et auquel la compression est au maximum ; L'ouverture de l'injecteur pulvérise le carburant qui s'enflamme presque instantanément ; Licence ERDD - Electronique Automobile 24

25 Moteur diesel Moteur à quatre temps: phase 4 Échappement des gaz brûlés par l'ouverture de la soupape d'échappement, poussés par la remontée du piston. Licence ERDD - Electronique Automobile 25

26 Rendement Le rendement d un moteur à explosion est le ratio de la puissance mécanique (couple * vitesse) restituée par rapport à la puissance thermique fournie par le carburant. Actuellement, à leurs meilleurs points de rendement, c est à dire papillon grand ouvert et à une vitesse de rotation d environ les 2/3 de leur vitesse maximum, les meilleurs moteurs de série pour usage automobile ont un rendement de : 35% pour un moteur à essence à allumage commandé 45% pour un moteur diesel Licence ERDD - Electronique Automobile 26