Chapitre V : Les moteurs thermiques

Chapitre V : Les moteurs thermiques

LE MOTEUR À ESSENCE 4 TEMPS

1. Déscription

Mécanique appliquée 1 Le moteur 2 temps essence

Chapitre V : Les moteurs thermiques

2. Rappel

3. Cycle théorique et fonctionnement

Mécanique appliquée 2 Le moteur 2 temps essence

Chapitre V : Les moteurs thermiques

1er temps

2e temps

3e temps

4e temps

Mécanique appliquée 3 Le moteur 2 temps essence

Chapitre V : Les moteurs thermiques

Diagramme de Clapeyron

Le travail moteur

Mécanique appliquée 4 Le moteur 2 temps essence

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4. Cycle réel, modification et réglage

L’admission réelle

Constatation : L’aspiration ne s’effectue pas à pression constante, la courbe d’aspiration se situe en dessous de la Patm.

Causes      : 

Que peut-on faire pour remédier à ce problème      ?  

La compression réelle

Constatation : Nous avons vu en thermodynamique qu’en milieu réel,  la compression adiabatique n’était pas possible puisqu’il y a toujours des échanges de chaleur avec l’extérieur. Il s’agit donc d’une compression polytropique. De plus, elle démarre en dessous de Patm.

Mécanique appliquée 5 Le moteur 2 temps essence

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La combustion réelle

Constatation : En réalité, même si la combustion est très rapide, elle n’est pas tout-à-fait instantanée.

Que peut-on faire pour remédier à ce problème      ?  

La détente réelle

Constatation : La détente n’est pas une adiabatique mais une polytropique

L’échappement réel

Constatation : L’échappement n’est pas instantané et la chutte de pression n’est pas brutale. Les gaz d’échappement s’évacue donc a une pression supérieure à la pression atmosphérique.

Causes      :   

Que peut-on faire pour remédier à ce problème      ?  

Remarque

Les différents réglages angulaires sont opérés sur l’arbre à came, c’est ce qu’on appelle les réglages sur la distribution.

La  distribution,  c’est   l’opération qui  consiste  notamment  à  ouvrir  et   fermer   les  soupapes.  Cette opération est réalisée via l’arbre à came, lui-même synchronisé sur la rotation du volant moteur et du vilbrequin (courroie de distribution).

Mécanique appliquée 6 Le moteur 2 temps essence

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Diagramme de Clapeyron

Remarque : Le mélange air-essence s’enflamme spontanément à 330°C, ce que l’on souhaite éviter. Cette température est atteinte lorsque le taux de compression = VB/VC  est > +/-  8,3 . Ce rapport de compression est le maximum que l’on peut atteindre, permettant d’éviter cet « autoallumage » entre B et C.

Epure Circulaire

Mécanique appliquée 7 Le moteur 2 temps essence

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Mécanique appliquée 8 Le moteur 2 temps essence

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5. Puissance, travail et rendement

Travail

Puissance

Rendement

Mécanique appliquée 9 Le moteur 2 temps essence

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6. Application

Calculer les caractéristiques Travail, Puissance et Rendement

Données      :   

Moteur 4 temps essence Volume initial : 1600cm³ Volume final : 200cm³ Température en fin de combustion : 2500°K Vitesse de rotation du volant moteur : 5000 tr/min Patm = 10N/cm² T atm = 20°C Détente et compression adiabatique  g = 1,4

Mécanique appliquée 10 Le moteur 2 temps essence

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LE MOTEUR DIESEL

1. Description

Ce type de moteur est identique au moteur 4 temps essence, à la différence qu’il n’y pas de bougie d’allumage ni de carburateur. Le carburateur n’est plus nécessaire car on aspire uniquement de l’air dans le moteur. La bougie est remplacée par un injecteur, celui-ci vaporise le diesel dans la chambre de combustion. Le diesel est mis sous pression grâce à la pompe à injection.

Mécanique appliquée 11 Le moteur 2 temps essence

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2. Cycle théorique et fonctionnement

1e temps

2e temps

Mécanique appliquée 12 Le moteur 2 temps essence

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3e temps

4e temps

3. Le cycle pratique

Mécanique appliquée 13 Le moteur 2 temps essence

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4. Diagramme de Clapeyron

5. Avantages et inconvénient du moteur Diesel

Mécanique appliquée 14 Le moteur 2 temps essence

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6. Démarrage du moteur Diesel

7. Travail, puissance et rendement

Mécanique appliquée 15 Le moteur 2 temps essence

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8. Application

Déterminer la cylindrée, le taux de compression, les caractéristique (P, V, T) du cycle, le travail thermique, la puissance, le rendement thermique. Représenter le cycle à l’échelle

Données :

Moteur DieselVolume initial : 2000cm³Volume final : 125 cm³Température en fin de combustion : 2500 °KN = 4500 tr/minT° ambiante : 20°CP atm = 10n/cm²g = 1.4

Mécanique appliquée 16 Le moteur 2 temps essence

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LE MOTEUR 2 TEMPS ESSENCE

1. Description

Le moteur 2 temps se compose :

a) D’un cylindre comportant 3 ouvertures : o  

o  

o

Le cylindre peut être refroidi  par circulation d’eau pour les grosses puissances ou par air (dans ce cas le cylindre est garni d’ailette).

b) D’une culasse munie d’une bougie d’allumagec) D’un pistond) D’un système bielle-manivelle-vilebrequine) D’un carter

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2. Fonctionnement

1er temps

2e temps

Mécanique appliquée 18 Le moteur 2 temps essence

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3. Représentation graphique

1er temps

2e temps

Mécanique appliquée 19 Le moteur 2 temps essence

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4. Avantages et inconvénients

Mécanique appliquée 20 Le moteur 2 temps essence