Publicité
FONCTIONNEMENT D'UN MOTEUR
Principes de base
Pour expliquer le fonctionnement d'un moteur de voiture de taille normale, nous allons utiliser
une version simplifiée d'un vrai moteur : votre modèle de moteur V8 terminé !
Vous pouvez le mettre en marche pour l'observer en mouvement tout en lisant les explications
de ce manuel. Cela vous aidera à comprendre comment fonctionne un véritable moteur.
Le vilebrequin s'appelle ainsi parce que c'est un arbre « à manivelle » : il a quatre parties coudées
auxquelles sont reliés les ensembles piston/bielle. Quand le vilebrequin tourne, les parties coudées
tournent autour de l'axe du vilebrequin, ce qui permet aux pistons de se déplacer vers le haut et
vers le bas.
Quand les pistons descendent, cela pousse les bielles vers le bas, elles appuient contre la partie
coudée du vilebrequin, ce qui le fait tourner. Cela transforme le mouvement vertical du piston en
mouvement rotatif du vilebrequin.
Le vilebrequin du moteur entraîne la transmission, qui comprend différents composants reliés
ensemble, dont le rôle est d'entraîner les roues de la voiture, ce qui permet de la déplacer.
Regardons maintenant en détail comment fonctionne le moteur. Nous allons observer un seul
cylindre du moteur. Un cylindre est un cylindre creux à l'intérieur du moteur, dans lequel le piston
monte et descend. Le piston comporte sur son pourtour des joints, nommés segments de piston,
qui n'existent pas sur notre modèle. Ils empêchent les gaz de passer sur les côtés du piston. Notre
modèle comprend huit cylindres.
Lorsque vous faites tourner le moteur pour démarrer la voiture, le démarreur (un puissant moteur
électrique, alimenté par la batterie de la voiture) fait tourner le vilebrequin, ce qui entraîne un
déplacement vertical des pistons.
Quand un piston se déplace vers le bas à partir de sa position la plus haute à l'intérieur du cylindre
(nommée « point mort haut », ou « PMH »), un mélange d'essence et d'air est aspiré dans l'espace
intérieur du cylindre au-dessus du piston. On l'appelle course d'admission.
Le démarreur continue à faire tourner le vilebrequin et quand le piston remonte vers le haut de
son cylindre, il comprime le mélange essence/air dans l'espace situé au-dessus de lui. On l'appelle
course de compression.
Quand le piston atteint son point le plus haut, une bougie génère au-dessus du piston une étincelle
qui enflamme le mélange essence/air, ce qui provoque une petite explosion contrôlée au-dessus
du piston. L'explosion repousse le piston vers le bas, on l'appelle course de combustion.
Quand le piston a atteint son point le plus bas, il commence à remonter dans son cylindre en
poussant les gaz brûlés vers le haut du cylindre. On l'appelle course d'échappement.
Donc, le moteur compte quatre courses : admission, compression, combustion et échappement,
ou bien pour simplifier, aspiration, pression, détonation et souffle. Ces quatre courses constituent
le cycle à 4 temps.
30
FONCTIONNEMENT D'UN MOTEUR
Le mélange essence/air pénètre dans l'espace situé au-dessus du piston, nommé chambre de
combustion. Le mélange passe à travers un petit orifice qui est ouvert et fermé par la soupape
d'admission. Les gaz brûlés sortent du cylindre à travers un autre orifice qui est ouvert ou fermé
par la soupape d'échappement. Les soupapes sont normalement maintenues fermées par des
ressorts, mais quand le moteur tourne, les soupapes sont ouvertes dans le bon ordre par les
culbuteurs, qui sont mus par l'arbre à cames. Le culbuteur repousse la soupape vers le bas contre
son ressort et quand le culbuteur remonte, le ressort repousse la soupape en position fermée.
Cycle à 4 temps
Soupape
Soupape d'admission
d'échappement
ouverte
fermée
Orifice d'admission
Le piston descend
en aspirant le
Bielle
mélange essence/air
Rotation du
vilebrequin
Le 1
er
temps (admission)
Le piston part du haut du cylindre. La soupape
d'échappement est fermée et la soupape
d'admission est ouverte. Quand le vilebrequin
tourne et le piston descend dans le cylindre, le
mélange essence/air est aspiré par la soupape
d'admission. Quand le piston atteint son point
le plus bas à l'intérieur du cylindre, ce dernier
est rempli de mélange essence/air et la
soupape d'admission se ferme. C'est la fin de la
course d'admission.
Soupapes fermées
Le piston
monte en
compressant le
mélange
essence/air
Le 2
e
temps (compression)
Au début de la course de compression, le piston
est à son point le plus haut dans le cylindre et
les soupapes d'admission et d'échappement
sont fermées. Le vilebrequin continue à tourner
et le piston monte. Quand le piston monte, il
comprime le mélange essence/air, ce qui
accroît très rapidement sa température. Quand
le piston atteint son point le plus haut, le
mélange est entièrement comprimé et c'est la
fin de la course de compression.
31
Publicité
