La motorisation des automobiles par moteur à combustion ... · PDF fileLa motorisation...

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  • La motorisation des automobiles par moteur

    combustion interne

    LautomobileSocit, Culture et Techniques1STI2D Lyce Roosevelt de Reims

  • Sommaire

    1 Un saut technologique qui suit le moteur vapeur

    2 Le moteur essence

    Description des quatre temps

    Etude thermodynamique

    Bilan nergtique

    3 Le moteur diesel

    4 Evolutions rcentes et perspectives

    La motorisation

  • Un saut technologiquequi suit le moteur vapeur

    En 1859, l'ingnieur belge Etienne Lenoir

    dpose son brevet d'un moteur gaz et

    air dilat, un moteur combustion interne

    deux temps.

    La motorisation

    En 1860, lessai sur une voiture

    donne des rsultats mitigs

  • Un saut technologiquequi suit le moteur vapeur

    En 1862, le physicien Beau de Rochas amliore

    l'invention de Lenoir en mettant au point un cycle

    thermodynamique quatre temps.

    La motorisation

  • Un saut technologiquequi suit le moteur vapeur

    la Daimler Stahlradwagen ,

    premire voiture avec un

    moteur combustion interne,

    est prsente sur le stand de

    Panhard et Levassor

    lExposition universelle de Paris

    en 1889.

    La motorisation

  • Le moteur essence quatre temps

    Les 4 temps du moteur

    Admission Compression

    Combustion Echappement

    1: Admission2: Compression3: Combustion4: Echappement

    La motorisation

  • Le moteur essence quatre temps

    Pour quilibrer les

    efforts, la plupart des

    moteurs 4 temps

    possdent 4 cylindres.

    La motorisation

    Moteur 4 Temps - YouTube.flv

  • Le moteur essence quatre temps

    La pousse

    Certains moteurs piston de forte puissance comprennent 6 ou 10 cylindres. Dans ce cas ils sont souvent disposs en V.

    Moteur Ferrari 10 cylindres utilis en Formule 1

    DessinV6

  • tude thermodynamiquedu moteur combustion

    La motorisation

    Le moteur 4 temps essence

    Le cycle de Beau de Rochas

    Alphonse de Beau de Rochas, Ingnieur franais (1815-1908)Alors que Lenoir avait construit le premier moteur explosion gaz

    (1859), il tablit le cycle thermodynamique idal des moteurs explosion quatre temps (1862),

    allumage extrieur. Ses ides furent appliques et dveloppes

    par Otto (1876). Une querelle d'antriorit eut

    d'ailleurs lieu .

    Copyright 2001 Matthieu MORICE

  • Admission des gaz

    Le cycle thorique

    1er temps

    Copyright 2001 Matthieu MORICE

  • Admission des gaz

    Le cycle thorique

    1er temps

    Copyright 2001 Matthieu MORICE

  • Admission des gaz

    Le cycle thorique

    1er temps

    Copyright 2001 Matthieu MORICE

  • Admission des gaz

    Le cycle thorique

    1er temps

    Copyright 2001 Matthieu MORICE

  • Fin de ladmission des gaz

    Le cycle thorique

    1er temps

    Copyright 2001 Matthieu MORICE

  • Dbut de la phase de compression

    Le cycle thorique

    2me temps

    Copyright 2001 Matthieu MORICE

    compression adiabatique (sans change de chaleur)

  • Compression des gaz

    Le cycle thorique

    2me temps

    Copyright 2001 Matthieu MORICE

    compression adiabatique (sans change de chaleur)

  • Explosion des gaz

    Le cycle thorique

    2me temps

    Copyright 2001 Matthieu MORICE

    combustion isochore ( volume constant) : c'est la phase de combustion, assez rapide pour supposer que le piston est au point mort haut

  • Dtente

    Le cycle thorique

    3me temps

    Copyright 2001 Matthieu MORICE

    dtente adiabatique : sous l'effet de la pression, le piston est repoussjusqu'au point mort bas

  • Dtente

    Le cycle thorique

    3me temps

    Copyright 2001 Matthieu MORICE

    dtente adiabatique : sous l'effet de la pression, le piston est repoussjusqu'au point mort bas

  • Fin de dtente

    Le cycle thorique

    3me temps

    Copyright 2001 Matthieu MORICE

    dtente adiabatique : sous l'effet de la pression, le piston est repoussjusqu'au point mort bas

  • Dbut de lchappement des gaz brls

    Le cycle thorique

    4me temps

    Copyright 2001 Matthieu MORICE

    Dtente isochore : ouverture de la soupape d'chappement

  • chappement des gaz brls

    Le cycle thorique

    4me temps

    Copyright 2001 Matthieu MORICE

  • chappement des gaz brls

    Le cycle thorique

    4me temps

    Copyright 2001 Matthieu MORICE

  • tude nergtiqueCette aire correspond

    lnergie thorique fournie par kg de gaz

    pour un cycle de 4 temps moteurs.

    Copyright 2001 Matthieu MORICE

  • Cette aire correspond lnergie thorique

    fournie par kg de gaz pour un cycle de 4 temps

    moteurs.

    tude dimensionnelle : analyse de lhomognit des formules

    nergie = travail en

    N*m = kg*m/s

    Aire de cette courbe :

    Pression en

    Pa = N/m = kg/s/m

    Volume en m3

    Donc laire est exprim en

    pression * volume = kg*m/s

    = travailCopyright 2001 Matthieu MORICE

  • Admission des gaz

    Le cycle pratique

    1er temps

    Copyright 2001 Matthieu MORICE

  • Admission des gaz

    1er temps

    Copyright 2001 Matthieu MORICE

    Le cycle pratique

  • Admission des gaz

    1er temps

    Le cycle pratique

    Copyright 2001 Matthieu MORICE

  • Admission des gaz

    1er temps

    Le cycle pratique

    Copyright 2001 Matthieu MORICE

  • Fin de ladmission des gaz

    1er temps

    Le cycle pratique

    Copyright 2001 Matthieu MORICE

  • Dbut de la phase de compression

    2me temps

    Le cycle pratique

    Copyright 2001 Matthieu MORICE

  • Admission des gaz

    2me temps

    Le cycle pratique

    Copyright 2001 Matthieu MORICE

  • Explosion des gaz

    2me temps

    Le cycle pratique

    Copyright 2001 Matthieu MORICE

  • Dtente

    3me temps

    Le cycle pratique

    Copyright 2001 Matthieu MORICE

  • Dtente

    3me temps

    Le cycle pratique

    Copyright 2001 Matthieu MORICE

  • Fin de dtente

    3me temps

    Le cycle pratique

    Copyright 2001 Matthieu MORICE

  • Dbut de lchappement des gaz brls

    4me temps

    Le cycle pratique

    Copyright 2001 Matthieu MORICE

  • chappement des gaz brls

    4me temps

    Le cycle pratique

    Copyright 2001 Matthieu MORICE

  • chappement des gaz brls

    4me temps

    Le cycle pratique

    Copyright 2001 Matthieu MORICE

  • Bilan nergtique dun moteur essence

    La motorisation

  • Le moteur dieselLa motorisation

    Premier

    modle

    invent par

    Rudolf Diesel

    en 1893

  • Le moteur dieselLa motorisation

    Son fonctionnement repose sur l'auto-inflammation du gasoil ou gazole.

    Les quatre temps du cycle Diesel sont :

    1 admission d'air,

    2 compression de l'air par remonte du piston,

    3 injection - combustion dtente,

    4 chappement des gaz brls.

  • Le moteur dieselLa motorisation

    Le cycle thermodynamique du

    moteur Diesel prsente une

    gomtrie diffrente de celui

    essence.

    Les quatre temps du cycle Diesel

    sont :

    1 admission P A,

    2 compression de A B,

    3 combustion & dtente de B D

    4 chappement de D P

  • Evolutions rcentes et perspectives

    La motorisation

    La gnralisation des

    turbocompresseurs

    qui amliorent les

    performances et

    rduisent les

    consommations.

  • Evolutions rcentes et perspectives

    La motorisation

    Lutilisation de

    lInjection directe

    haute pression sur

    les moteur Diesel, la

    multiplication des

    soupapes sur les

    moteurs essence

    Le systme Common Rail de BOSCH.

  • Evolutions rcentes et perspectives

    La motorisation

    A l'occasion du Salon de Genve mars 2012, 4 organisations internationales ont lanc l'initiative '50 by 50', qui vise rduire de 50 % la consommation de carburant des vhicules l'horizon 2050.

    Quels que soient les progrs, une chance plus ou moins lointaine, la ressource du ptrole sera puise !

  • Evolutions rcentes et perspectives

    La motorisation

    Les volutions permettent de rduire lapollution mise par chaque vhicule:- rduction de la consommationet meilleure combustion (rduction

    particules HC)- utilisation dun pot catalytique

    qui vise rduire la nocivit des gaz d'chappement,-utilisation dun filtre particules (FAP) dans le cas du Diesel (rduction CO mais pas du Nox !).

    Ces avances technologiques seront-elles suffisantes avec lvolution du parc automobile ?

  • FIN