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Que sont les moteurs thermiques ? Exemples, types et définition

Que sont les moteurs thermiques ? Exemples, types et définition

Les moteurs thermiques sont un type de moteur alternatif. Ce sont en fait les moteurs alternatifs les plus populaires.

Ce type de moteur utilise l' énergie thermique engendrée par la combustion d'un carburant (généralement diesel ou essence) pour la convertir en énergie mécanique .

Exemples de moteurs thermiques

Voici quelques exemples de moteurs thermiques :

  • Le moteur d'un véhicule à essence.

  • Un générateur électrique.

  • Une centrale nucléaire : les centrales nucléaires obtiennent un travail mécanique à partir de la chaleur générée lors des réactions nucléaires.

  • Le moteur d'un train à vapeur.

Types de moteurs thermiques

Un moteur thermique peut être classé de différentes manières. Dans l'une de ces classifications, on peut distinguer :

  • Moteurs à combustion interne : La combustion se produit dans une chambre interne du moteur lui-même, où des gaz sont générés qui produisent la dilatation causée par le travail. Par exemple, les moteurs de voiture.

  • Moteurs à combustion externe : Ce sont ceux dans lesquels la combustion a lieu à l'extérieur du moteur. La chaleur dégagée est transmise à un fluide intermédiaire. Ce flux intermédiaire produit de l'énergie mécanique. Par exemple, la machine à vapeur, où le fluide intermédiaire est la vapeur et le lieu de combustion est la chaudière, qui est à l'extérieur du moteur. Un autre exemple serait les moteurs thermiques des centrales nucléaires qui utilisent l'énergie nucléaire pour la convertir en énergie mécanique.

Moteurs à combustion interne

Au sein des moteurs à combustion interne, deux types de moteurs se distinguent : le moteur diesel et le moteur à essence.

La différence entre l'un et l'autre diffère notamment par la manière d'amorcer l'allumage du carburant. A partir de là, le cycle entre l'un et l'autre est très similaire.

Comment fonctionne un moteur à combustion interne ?

Le piston du moteur transmet la poussée des gaz générés lors de la combustion, à travers le boulon, à la bielle. La poussée de la bielle est transmise à la manivelle du vilebrequin ou de l'arbre d'entraînement. La bielle et la manivelle transforment le mouvement linéaire alternatif du piston en un mouvement rotatif du vilebrequin. Le vilebrequin tourne entre les paliers principaux, montés sur le lit lui-même.

Les gaz de combustion sont libérés à l'extérieur par la soupape d'échappement et le collecteur d'échappement.

Tant la soupape d'aspiration que la soupape d'échappement sont actionnées par des organes appelés distribution. Le vilebrequin entraîne l'arbre de distribution au moyen d'une chaîne ou d'engrenages. Les camions montés sur essieux agissent sur un certain nombre de pièces, telles que les poussoirs, les poussoirs et les culbuteurs.

Ces pièces transmettent le mouvement au clapet qui s'ouvre et se ferme lors de la rotation de l'arbre du fait de la forme asymétrique du camon correspondant.

Lorsque les camions n'exercent pas de pression sur la vanne, celle-ci est maintenue en position par un ressort.

Quelles sont les particularités du moteur diesel ?

Le moteur diesel fonctionne au moyen du cycle diesel. On l'appelle aussi moteur à allumage par compression car le carburant s'enflamme en le soumettant à une très haute pression.

L'arrivée de carburant se fait par un injecteur. La pompe d'injection régule la quantité de carburant qui doit entrer à tout moment. En revanche, il n'y a pas de régulation pour la quantité d'air qui entre par le conduit et la vanne d'aspiration.

Le moteur diesel n'a pas besoin de bougie d'allumage car la combustion se produit en comprimant l'air dans le cylindre, augmentant suffisamment la température pour initier l'allumage.

Quelles sont les particularités du moteur essence ?

Les moteurs à essence fonctionnent selon le cycle Otto. On l'appelle aussi moteur Otto ou moteur à allumage commandé.

Une caractéristique importante du moteur Otto est la façon dont le carburant est allumé. Dans ce cas, il est produit par une étincelle provoquée par une bougie.

Dans le moteur à essence, le mélange se forme dans le carburateur (aujourd'hui plus utilisé et le mélange s'effectue au moyen d'injecteurs dans la chambre de combustion) et pénètre dans le cylindre par le conduit et la soupape d'aspiration.

La vanne papillon de carburant est utilisée pour réguler la quantité de mélange entrant dans le cylindre.

Différences entre un moteur et un moteur thermique

Le concept de moteur thermique est souvent confondu avec celui de moteur thermique. Ces termes sont liés mais ne sont pas exactement les mêmes.

Un moteur thermique est un appareil ou un système qui fonctionne en établissant des échanges de chaleur et de travail avec son environnement.

Pour y parvenir, la machine transforme une substance par un processus cyclique ou une séquence d'opérations. A la fin de chaque cycle, la substance revient à son état d'origine et un nouveau cycle commence.

Un moteur thermique peut fonctionner comme un moteur, s'il convertit la chaleur en travail, ou comme réfrigérateur ou pompe à chaleur s'il convertit le travail en chaleur.

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Date de publication : 28 novembre 2016
Dernier examen : 15 septembre 2021