Cours 1

Les Bases

Matériel libre de droit: http://assos.utc.fr/mecautc/doku.php?id=Tutos

1. Expliquer la construction des moteurs à quatre courses

A. Nomenclature des composants de base

B. Assemblage des composants dans un moteur de base

C. Matériaux utilisés

D. Disposition du vilebrequin

E. Disposition du ou des cylindres

F. Système d’équilibrage

G. Types de refroidissement

H. Description du rôle des composants

I. Expliquer

2. Expliquer le principe de fonctionnement des moteurs à deux et quatre courses

A. Principe du cycle à quatre courses

B. Principe du cycle à deux courses

C. Comparaison avec moteur Diesel

D. Disposition du vilebrequin

E. Ordre d’allumage

F. Avantage et inconvénient

G. Application

SOMMAIRE

• Fonction globale du système « Moteur »

• Les différents types de moteurs

• Constitution d’un moteur à 4 temps- Les organes fixes- Les organes mobiles- Les organes annexes

• Le fonctionnement d’un moteur 4 temps

• Quelques caractéristiques

Fonction globale du système « Moteur »

Convertir l’énergie chimique en travail

mécanique

C’est le principe du « Moteur à combustion interne »

Entrée

Énergie chimique(Air + carburant)

Énergie électrique

Système

Paramètres moteur(Température moteur, régime moteur, …)

Environnement (Pression atmos., Température ext …)

Demande utilisateur (contact, pédale, …) Sortie

Énergie mécanique(Couple + rotation vilebrequin)

Échappement, vibrations, bruits, chaleur

Pertes

Info utilisateur sur l’état (Combiné d’instrumentation)

Fonction du moteur ???

Constitution du moteur à 4 temps

Les organes fixes

Le bloc-cylindres

La culasse

Le carter inférieur

Les joints

C’est le « châssis » du moteur, il définit les cylindres

Elle sert de couvercle en haut des cylindres. Souvent, elle comporte les chambres de combustion, les bougies, les injecteurs, les conduits d’air (admission et échappement)

Il sert de réserve d’huile destinée à la lubrification et participe également à son refroidissement

Ils sont nombreux, le principal est le joint de culasse qui assure l’étanchéité des chambres de combustion

Constitution du moteur à 4 temps

Les organes mobiles

Le piston

Le vilebrequin et le volant moteur

La bielle

La distributionElle permet de commander l’entrée et la sortie des gaz par l’intermédiaire de l’arbre à came.

Le vilebrequin tourne. Le volant moteur, de par sa masse, régularise le mouvement de rotation.L’ensemble {piston, bielle, vilebrequin} est appelé « ensemble mobile » et réalise la transformation du mouvement de translation alternative en rotation

Intermédiaire entre le piston et le vilebrequin, elle transmet l’effort

Il subit la pression engendrée par la détente des gaz et transmet l’effort à la bielle

Constitution du moteur à 4 temps

Les organes annexes

Le système d’allumage

Le système d’alimentation et de carburation

Le système de lubrification

Le système de refroidissement

Il participe à la régulation de température du moteur et à son refroidissement

Il assure la préparation du mélange combustible air + essence

Il assure la lubrification des pièces en mouvement et participe au refroidissement du moteur.

Il déclenche la combustion du mélange air + carburant admis en créant un arc électrique

Constitution du moteur à 4 temps

Les organes annexes

Les collecteurs

Les circuits électriquesde démarrage et de charge

Ils permettent :• Le démarrage du moteur

par un moteur électrique• L’alimentation électrique et

la recharge de la batterie.

Ils permettent d’acheminer les mélanges gazeux aux chambres de combustion

1- Bougie d’allumage

10- Soupapeadmission

11- Arbre à cameadmission

3- Soupape échappement

2- Arbre à came Échappement

4- Embrayage

5- Boîtier d’engrenage(Transmission)

6- Volant moteur

7- Vilebrequin

8- Bielle

9- Piston

Constitution du moteur à 4 temps

Les différentes architectures

Classique, architecture la plus répandue

Plus cher, plus court mais plus large

Permet de rabaisser le centre de gravité, plus complexe de conception(Porsche, Alpha Roméo…)

4 cylindres en ligne

Moteur en V

Moteur à plat

Les 4 temps

1er temps : l’admission

• Le piston décrit une course descendante du PMH au PMB

• La soupape d’admission est ouverte et laisse entrer les gaz frais

• Le mélange air + carburant préalablement dosé pénètre dans le cylindre

• L’énergie nécessaire pour effectuer ce temps est « puisée » sur l’énergie cinétique emmagasinée par l’équipage mobile et le volant moteur

Les 4 temps

2ème temps : la compression

• Les 2 soupapes sont fermées, la chambre de combustion est étanche

• L’énergie cinétique de l’équipage mobile entraîne le piston et autorise la compression du mélange

• La pression ainsi que la température du mélange augmentent

Les 4 temps

3ème temps : la combustion - détente

• Un peu avant le PMH, un arc électrique déclenche le processus de combustion du mélange

• L’accroissement de la pression qui s’exerce sur le piston engendre un effort sur la bielle et génère un moment sur le vilebrequin

• Le piston redescend au PMB

Les 4 temps

4ème temps : l’échappement

• La soupape d’échappement s’ouvre et autorise l’expulsion des gaz brûlés.

• En remontant le piston expulse les gaz brûlés.

Les 4 temps

Synthèse

1°admission : soupape d’admission ouverte et descente du piston provoquant l’entrée des gaz frais.2°compression : toutes soupapes fermées et remontée du piston.3°combustion détente (le seul temps moteur qui fournit de l’énergie) toutes soupapes fermées, étincelle, combustion du mélange provoquant la descente du piston.4°échappement : soupape d’échappement ouverte et remontée du piston, expulsion des gaz brûlés.

Remarque : on peut observer qu’à 2 tours de vilebrequin correspond un tour d’AAC. En effet lors d’un cycle 4 temps il n’y a qu’une explosion tous les deux tours, cela explique que les soupapes réalisent un cycle pendant que le piston fait deux allés-retours.

Caractéristiques géométriques et dimensionnelles d’un moteur

Un moteur à 4 temps se caractérise par sa cylindrée

L’alésage est le diamètre intérieur du cylindre

La course est la distance parcourue par le piston entre le PMH et le PMB

La cylindrée « V » est le volume compris dans le cylindre entre le PMH et PMB :

Cylindrée= (r2 )x H x N

Alésage: 10 cmCourse : 10 cmN: 4 cylindres

Calcul: = 3,14163,1416 X 52 x 10 x 4 = cylindrée3,1416 x 25 x 10 x 4 = 3141,6 CC ou 3. 14 Litres

Assemblage d’un moteur

Ford HE: http://www.youtube.com/watch?v=v6AQAzBnEAs

Merci de répondre au petit quizz