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Diagramme de pression pour un moteur 4 temps

Diagramme de pression pour un moteur 4 temps

Ci-dessous, nous analysons le diagramme des pressions d'un cycle réel en fonction du déplacement angulaire de l'axe pour un moteur 4 temps.

Connaissant le cycle indiqué, l'immédiat est de dessiner le diagramme des pressions dans le cylindre du moteur thermique en fonction du déplacement angulaire de la manivelle, au lieu de le faire en fonction des volumes ou des mouvements alternatifs du piston. Ce faisant, nous prenons en compte la relation cinématique qui relie cette dernière à la rotation de l'axe.

Dans le cycle réel, les transformations ne sont pas vérifiées entre les limites représentées par les points morts. Par conséquent, les phases du cycle sont différentes les unes des autres et diffèrent en même temps de celles correspondant à la course du piston. 

Examinons comment les valeurs de pression varient pendant le développement du cycle moteur alternatif à 4 temps et les réactions thermodynamiques produites.

La pression au premier semestre: l'admission

Diagramme de pression d'un moteur 4 temps

Au début de la course d'aspiration 1,2, l'intérieur du cylindre du moteur alternatif est à une pression légèrement supérieure à la pression atmosphérique car la phase d'échappement n'est pas encore terminée.

Lorsque le piston est au point 2, en route vers le PMI, il aspire une certaine quantité d'air ou un mélange gazeux d'air et d' essence ou de carburant diesel à travers la soupape d'aspiration, opportunément ouverte.

Pendant presque toute cette phase, il y a une pression inférieure à celle externe, en raison de la résistance que le gaz trouve dans les tuyaux. Cela provoque la dépression dite d'aspiration.

Cette dépression devient plus intense à mesure que la vitesse du gaz augmente, en raison de la plus grande résistance que ce fluide doit surmonter lors de son passage dans lesdits conduits. Comme cela est évident, cette phase représente un travail passif.

Lorsqu'au point 3 le piston commence sa course de retour, l'environnement dans le cylindre du moteur endothermique est toujours en dépression; Pour cette raison, et malgré le mouvement contraire du piston, l'introduction du fluide se poursuit jusqu'à 4.

Au point 4, la pression interne et la pression atmosphérique sont égalisées. À ce stade, la soupape d'aspiration doit être fermée. Si le conduit d'admission est long, l'effet de l'inertie de la colonne gazeuse peut être utilisé pour poursuivre l'admission après le point 4, retardant la fermeture de la vanne.

Au point 4, alors, la véritable compression commence.

Deuxième fois: compression

La compression de la charge se produit en conséquence du mouvement du piston dans la phase 4-6. Compte tenu du fait que la combustion nécessite un certain temps pour être réalisée, afin d'obtenir le meilleur développement de la phase utile (combustion et détente) l'allumage est effectué avant que le PMS Point 6 'ne nous donne la valeur maximale de la pression sans enflammé.

Troisième fois: combustion et détente

Avec l'allumage au point 5, peu avant la fin de la phase de compression, la combustion commence, ce qui provoque une brusque élévation de la température et de la pression qui atteint sa valeur maximale au point 7.

La combustion se termine lorsque le piston a déjà couvert une partie de la course. Nous allons maintenant examiner plus en détail le développement de la combustion dans les deux cas différents d'allumage par étincelle et d'allumage par compression,

Fin de la combustion, l'expansion se produit. Le volume augmente et la pression diminue ou diminue rapidement, également causée en partie par la transmission de chaleur aux parois du cylindre.

L'expansion doit être prolongée chaque fois que possible pour profiter pleinement de la phase utile, c'est-à-dire jusqu'à la proximité du PMI, mais, en pratique, pour faciliter l'expulsion des gaz, elle est interrompue avec l'ouverture prévue par rapport au point mort bas. - de la soupape d'échappement au point 8.

Quatrième fois: évasion

Les gaz, qui au moment de l'ouverture de la soupape d'échappement sont à une pression supérieure à la pression atmosphérique, sont violemment évacués vers l'extérieur. Dans cette première période de la phase, qui se déroule presque à volume constant (fuite spontanée), la pression chute rapidement, et au point 9, lorsque la course d'échappement commence, elle est légèrement supérieure à la pression atmosphérique, avec une tendance à chuter encore plus lors de la première partie de cette course.

Il peut arriver, si les conduits d'échappement sont longs, qu'en raison de l'inertie de la colonne de gaz, une dépression intense se produise. A 11 heures commence la deuxième période de la phase: le piston expulse les gaz qui occupent encore le cylindre.

Cette période s'écoule avec une pression légèrement supérieure à la pression atmosphérique (surpression à l'échappement) en raison de la résistance que les gaz doivent surmonter lors du passage à travers la vanne et les conduits d'échappement et représente donc un travail positif. Le piston du moteur alternatif ne peut cependant pas expulser tous les gaz, car une partie d'entre eux occupe la chambre de combustion.

En 1, à la fin de la course d'échappement, la pression est encore légèrement supérieure à la pression atmosphérique; pour cette raison, la phase est prolongée jusqu'au point 2.

Pendant ce temps, l'ouverture en 12 de la soupape d'admission a commencé, de sorte qu'en 2, elle est déjà complètement ouverte et offre à ce stade la section de passage maximale pour la nouvelle phase d'aspiration. Ainsi commence un nouveau cycle, qui sera répété régulièrement.

Auteur :

Date de publication : 7 mai 2010
Dernier examen : 20 mars 2020