Chap 4 : moteurs à combustion interne (M1) Respirations : modes opératoires, aspiration et suralimentation 1.INTRODUCTION 2. ADMISSION D AIR 2.1. Moteurs atmosphériques Le mélange d air essence est admis à pression atmosphérique lors de la phase d admission. Le taux de remplissage du cylindre est toujours inférieur à 1. La puissance est limitée par le taux de remplissage.
Intake : admission Compression : compression Power : combustion et détente. Exhaust : échappement. 2.2. Moteurs turbocompressés La suralimentation est utilisée pour augmenter la puissance spécifique des moteurs en augmentant la pression d alimentation et en autorisant de ce fait une plus grande quantité de carburant. Les phénomènes de cognement et auto inflammation limitent le taux de pré compression On distingue les turbo chargeurs et compresseurs. Un turbocompresseur est un organe annexe d'un moteur à combustion interne à allumage commandé ou par compression, conçu pour augmenter la pression des gaz admis, donnant la possibilité un meilleur remplissage des cylindres en air. 2.1.1. Turbo compresseur Les turbosoufflantes ou compresseurs sont des compresseurs qui sont mécaniquement entraînés par le vilebrequin du moteur et représentent donc une ponction de puissance L arbre du moteur entraîne un compresseur (types centrifuge, root ou à palette) qui augmente la pression de l air d admission même à bas régime Désavantage : puissance soutirée à l arbre du moteur réduit le rendement global du moteur, augmente la consommation, diminue la consommation.
2.1.2. Turbo compresseur (Turbo chargeurs) Les turbo chargeurs sont des compresseurs accouplés avec une petite turbine entraînée par les gaz d échappement. La vitesse de la turbine est fonction de la vitesse de rotation du moteur Turbo chargeurs Entrée d air frais Coupe d un turbo chargeur Entrée d air d échappement
Le compresseur augmente malheureusement la température des gaz d admission de sorte qu ils sont généralement accouplés à un intercooler pour abaisser la température et augmenter la densité de l air et donc le taux de remplissage. 2.3. Carburateur et injection 2.3.1. Carburateurs Le carburateur est un organe essentiel du moteur à combustion interne essence ou éthanol (mais pas pour les moteurs diésel). Il est aussi présent sur des chaudières à carburants liquides. Cet organe sert à préparer un mélange d'air (le comburant) et de carburant, ayant le bon rapport de carburant/air, qui va idéalement brûler dans la chambre de combustion. Ce mélange d'air et de vapeur de carburant est aspiré lors de l'admission dans le cylindre. Il a aussi pour rôle de régler la vitesse et le couple du moteur Le rapport théorique parfait air/essence pour le moteur à explosion est de 14, 7 :1 soit 14, 7 parts d'air pour 1 part de carburant. On parle dans ce cas de mélange stœchiométrique.
Photo d un carburateur Principe de fonctionnement d un carburateur.
2.3.1. Injecteurs L'injection (moteur) est un système d'alimentation des moteurs à combustion, permettant d'acheminer le mélange air-essence dans la chambre de combustion directement ou légèrement en amont. Préféré au carburateur afin de perfectionner le rendement moteur, l'injection fut à l'origine mécanique puis perfectionnée par l'électronique en utilisant un calculateur électronique. 2.3.1.1 Injection indirecte L'essence est pulvérisée dans la tubulure d'admission et le mélange se forme par conséquent en amont de la soupape d'admission. 2.3.1.2. Injection directe Schéma d injection indirecte. L'injection directe est une technologie utilisée dans les moteurs à combustion interne. Elle consiste à diffuser le carburant directement dans la chambre de combustion plutôt qu'en amont dans la tubulure d'admission pour les moteurs à allumage commandé, ou dans une préchambre pour les moteurs diesel. L'injection directe est apparue en grande série dans un premier temps sur les moteurs diesel. Elle est actuellement particulièrement répandue sur ce type de motorisation.
Les injecteurs sont montés directement dans les chambres de combustion avec pour effet d injecter directement le carburant dans les cylindres