Les moteurs à combustion interne (ICE) sont la forme la plus courante de moteurs thermiques, car ils sont utilisés dans les véhicules, les bateaux, les navires, les avions et les trains. Ils sont nommés en tant que tels parce que le carburant est allumé afin de faire des travaux à l’intérieur du moteur. Le même mélange de carburant et d’air est alors émis comme gaz d’échappement. Cela peut être fait à l’aide d’un piston (appelé moteur alternatif) ou avec une turbine.
La loi du gaz idéal
Les moteurs thermiques à combustion interne fonctionnent sur le principe de la loi du gaz idéal: ., Augmenter la température d’un gaz augmente la pression qui donne envie au gaz de se dilater. Un moteur à combustion interne a une chambre, à laquelle on ajoute du carburant qui s’enflamme afin d’augmenter la température du gaz.
Lorsque de la chaleur est ajoutée au système, elle force le gaz à l’intérieur à se dilater. Avec un moteur à piston, cela provoque la montée du piston (voir Figure 2), et avec une turbine à gaz, l’air chaud est forcé dans la chambre de la turbine, faisant tourner la turbine (Figure 1)., En fixant le piston ou la turbine à un arbre à cames, le moteur est capable de convertir une partie de l’apport d’énergie au système en travail utile. Pour comprimer le piston dans un moteur à combustion intermittente, le moteur épuise le gaz. Un dissipateur de chaleur est ensuite utilisé pour maintenir le système à une température constante. Une turbine à gaz, qui utilise une combustion continue, épuise simplement son gaz en continu plutôt qu’en cycle.
les Pistons vs turbines
Figure 1. Un schéma d’un moteur à turbine à gaz.,
Un moteur qui utilise un piston est appelé un moteur à combustion intermittente, tandis que celui qui utilise une turbine est appelé continu d’un moteur à combustion. La différence de mécanique est évidente en raison des noms, mais la différence d’utilisation est moins évidente.
Un moteur à piston est extrêmement réactif, par rapport à une turbine, ainsi que plus économe en carburant à faible puissance. Cela les rend idéaux pour une utilisation dans les véhicules, car ils démarrent également plus rapidement., Inversement, une turbine a un rapport puissance / poids supérieur à celui d’un moteur à piston, et sa conception est plus fiable pour des sorties élevées continues. Une turbine fonctionne également mieux qu’un moteur à piston à aspiration naturelle à haute altitude et à des températures froides. Sa construction légère, sa fiabilité et sa capacité à haute altitude font des turbines le moteur de choix pour les avions. Les turbines sont également couramment utilisées dans les centrales électriques pour la production d’électricité.
moteur à Quatre temps
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Bien qu’il existe de nombreux types de moteurs à combustion interne, le moteur à piston à quatre temps (Figure 2) est l’un des plus courants. Il est utilisé dans diverses automobiles (qui utilisent spécifiquement l’essence comme carburant) comme les voitures, les camions et certaines motos. Un moteur à quatre temps fournit une course de puissance pour tous les deux cycles du piston. Il y a une animation à droite, d’un moteur à quatre temps, et une explication plus détaillée du processus ci-dessous.,
- le Carburant est injecté dans la chambre.
- Le carburant prend feu (cela se produit différemment dans un moteur diesel qu’un moteur à essence).
- Ce feu pousse le piston qui est le mouvement utile.
- Les déchets chimiques, en volume (ou en masse), sont principalement de la vapeur d’eau et du dioxyde de carbone. Il peut également y avoir des polluants comme le monoxyde de carbone provenant d’une combustion incomplète.
moteur à Deux temps
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Comme son nom l’indique, le système ne nécessite que deux mouvements de piston pour générer de l’énergie. Le principal facteur de différenciation qui permet au moteur à deux temps de fonctionner avec seulement deux mouvements de piston est que l’échappement et l’admission du gaz se produisent simultanément, comme on le voit sur la figure 3. Le piston lui-même est utilisé comme soupape du système, avec le vilebrequin, pour diriger le flux des gaz., En outre, en raison de son contact fréquent avec les composants en mouvement, le carburant est mélangé avec de l’huile pour ajouter une lubrification, permettant des courses plus douces. Dans l’ensemble, le moteur à deux temps contient deux processus:
- Le mélange air-carburant est ajouté et le piston se déplace vers le haut (compression). L’orifice d’entrée est ouvert en raison de la position du piston et le mélange air-carburant pénètre dans la chambre de maintien. Une bougie enflamme le carburant comprimé et commence la course de puissance.
- Le gaz chauffé exerce une pression élevée sur le piston, le piston se déplace vers le bas (expansion), la chaleur perdue est épuisée.,
Rotatif (Wankel) Moteur
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Figure 4. Le cycle du moteur rotatif. Il absorbe l’air / carburant, le comprime, s’enflamme fournissant un travail utile, puis épuise le gaz.
Dans ce type de moteur, il y a un rotor (cercle intérieur marqué « B » sur la figure 4) qui est contenu dans un boîtier de forme ovale. Il effectue les étapes courantes du cycle à quatre temps (admission, compression, allumage, échappement) cependant, ces étapes se produisent 3 fois par rotation du rotor—créant trois courses de puissance par rotation.,
Pour en savoir Plus
- moteur Rotatif
- Deux temps moteur
- moteur à Quatre temps
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