1

1

Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse

MOTEUR THERMIQUE : ODULEM Classe : 2 EM Enseignants

FRIJA MOUNIR & AJMI HOUIDI

CORRECTION DS1 MOTEUR THERMIQUE

Année : 2012/2013 Durée : 1 :30 Heure NB : Documents Non Autorisés

Remarques : Il est recommandé de bien lire l’énoncé. Nombre de pages : 08

PARTIE I : (Calcul des paramètres d’un moteur et questions de cours)

1) La JEEP Grand Cherokee possède un moteur ayant pour caractéristiques : • 8 Cylindres en V • Alésage : 93 mm • Course : 86,5 mm

• Volume de chambre de Combustion Vcc= 78.35 cm3 • Puissance : 227 CV à 4700 tr/min. a) Calculer sa cylindrée unitaire Cu ………………………… Cu = D2 C/4 =587.586 cm3 b) Calculer sa cylindrée totale en Litre CT

………………………… CT = Cu *8 = 4700.69 cm3=4.7 L b) Calculer son rapport volumétrique de compression ……………………………= (Cu+ Vcc) / Vcc= 8.5 :1 d) Déduire sa puissance spécifique en KW. …………………………… P= PCV* 736= 227 *736= 167072W= 167 KW e) Calculer le couple développé par le moteur à son régime de puissance maxi noté à une vitesse de rotation de 4700 tr/min. ……………………………P= C * Ω = C= P / Ω

C= 167072/(*4700/30)=339.451 N.m 2) Déterminez pour chaque configuration de disposition des cylindres, le type du

moteur.

Moteur en ligne 4 Cylindres Moteur en V : V6 Moteur à plat

4 Cylindres opposés

2

2

3) LES SEGMENTS : Ils assurent l'étanchéité entre la chambre de combustion et le carter pour eviter éviter toute perte de puissance et empêcher les remontées d'huile

4) Quelle est la raison du fait que le rapport volumétrique d’un moteur à essence a

des valeurs limitées de 6 : 1 à 10 : 1 ? La température d'auto inflammation du mélange air essence (environ 380° C) ne permet pas d'augmenter le rapport volumétrique au delà de 10 :1.

5) Quelle est la différence entre le moteur à essence et le moteur diesel selon le mode

d’allumage ? Le moteur essence : L’allumage se produit par étincelage par une

bougie d’allumage Le moteur diesel : l’allumage par auto inflammation du mélange air-

gasoil 6) Indiquer le type de chaque soupape (Echappement ou Admission)

Soupape Admission Soupape Echappement

3

3

Veuillez indiquer votre critère du choix : Les soupapes d’admission possèdent un angle de portée de 120° supérieure à celle des soupapes d’échappement. Ce qui offre une section de passage de gaz plus important pour une même valeur de levé des tiges soupapes. 7) Expliquez la raison d’être du jeu aux soupapes.

Ce jeu aux soupapes est nécessaire car toutes les pièces constitutives du moteur (bloc-cylindres, culasse, soupapes, poussoirs, etc.) se dilatent lorsque la température augmente. En supposant que la dilatation thermique des tiges de culbuteurs et des soupapes soit supérieure à celle de la culasse, il ne pourra y avoir fermeture complète de la soupape lorsque le moteur sera à température (comme indiqué sur la figure ci - dessous).

Si le jeu entre la soupape et le culbuteur est réglé à zéro, moteur froid, ce phénomène provenant de la différence de coefficient de dilatation thermique entre les éléments mentionnés ci -dessus, cette fermeture incomplète de la soupape se traduit par une baisse de la puissance moteur, c'est pourquoi le jeu des soupapes est destiné à résoudre ce problème.

8) Justifiez la différence entre le jeu aux soupapes d’admission et celui aux soupapes d’échappement.

Les températures des gaz brûlés à l'intérieur de la chambre de combustion atteignent aisément les 800 °C, la soupape d'échappement étant alors particulièrement vulnérable. En effet, si la soupape d'admission est refroidie par les gaz frais (en position ouverte), les soupapes d'échappement sont intensément chauffées par le passage des gaz chauds par sa section en fin de cycle ; Pour cette raison les soupapes d’échappement demandent un jeu plus important que dans le cas du jeu au niveau des soupapes d’admission.

4

4

8) Morphologie de tête de piston d’un moteur : Indiquez pour chaque configuration le type de moteur correspondant.

Piston Moteur…DIESEL Piston Moteur…ESSENCE

Veuillez indiquer votre critère du choix : Les pistons des moteurs diesels présentent des cratères au niveau de la surface supérieur de piston qui jouent un rôle très important au moment de l injection par la génération du phénomène de turbulence. Ce qui va assurer une bonne répartition de carburant dans la chambre de combustion (uniformité de la combustion en toute région de la chambre de combustion). Par contre la motrice essence le mixage de mélange air-essence se forme à l extérieur de la chambre de combustion. 9) DIAGRAMME THÉORIQUE / Diagramme réel d’un moteur Pour se rapprocher du diagramme théorique et tirer ainsi du moteur un meilleur rendement il faut : - Compenser la durée de combustion en agissant sur le point d’allumage - Utiliser l’inertie des gaz par des réglages spécifiques d’ouverture et de fermeture des soupapes Veuillez indiquer les cinq types de réglages à faire : Angles exprimés en degré d'avance ou de retard par rapport aux points morts :

1) A.O.A. : Avance Ouverture Admission, x degré avant le P.M.H. 2) R.F.A. : Retard Fermeture Admission, x degré après le P.M.B. 3) A.O.E. : Avance Ouverture Echappement, x degré avant le P.M.B. du second tour. 4) R.F.E. : Retard Fermeture Echappement, x degré après le P.M.H.

1) Moteur Essence / A.A : Avance Allumage Moteur Diesel / A.I : Avance Injection

5

5

Veuillez noter sur l’épure de distribution ci dessus les différents réglages indiqués par-avant dans la question précédente.

Application : cas d’un moteur 406 Tracer l’épure circulaire du moteur de la 406 dont les caractéristiques sont les suivantes :

AOA : 8°30’ RFA : 29°30’ AOE : 43°30’ RFE : 5°30’ AA : 6°

A.O.A R.F.E.

R.F.A A.O.E.

A.A

6

6

10) Tracez et légendez les cycles théoriques d’un moteur Essence et d’un moteur

Diesel sur le diagramme de Watt (Diagramme PV)

Moteur Essence Moteur Diesel PARTIE II : Essai d’un moteur DV6TED4 (Courbes caractéristiques) a) Détermination de la cylindrée unitaire du moteur : (voir tableau page 6)

Cu = D2 C/4 = 390.097 cm3

b) Détermination de la cylindrée totale (MOTEUR 4 CYLINDRES) :

CT = Cu *4 = 1560.389 cm3=1.56 L

01 : Admission 12 : Compression 23 : Explosion 34 : Détente 4 1 : Début échappement 1 0 : Echappement

7

7

c) Détermination de la courbe de puissance du moteur : (1chiffre après la virgule)

Déterminer pour chaque configuration régime / couple la puissance correspondante en KW:

d) A partir de tableau ci-dessus, tracer la courbe de consommation spécifique du moteur en rouge, la courbe de couple en vert et la courbe de puissance en bleu entre 1000 et 5000 tr/min (Page 7)

e) Noter sur le graphe le point de puissance maximale, ainsi son régime moteur

Puissance maxi : 80 KW et en 108,7 CV Régime correspondant : 4000 tr/min

8

8

Courbes caractéristiques d’un moteur DV6TED4 d’une voiture C4 Diesel

9

9

Annexe : complétez les noms des différents composants.