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Combustion moteur thermique de la chambre
CILCO Otto

Qu'est-ce qu'un moteur endothermique ? Efficacité et description

Qu'est-ce qu'un moteur endothermique ? Efficacité et description

Le moteur endothermique, également appelé moteur à combustion interne. La principale caractéristique de ce type de moteur alternatif est que grâce aux lois de la thermodynamique, il est capable de profiter de l'énergie contenue dans le carburant pour obtenir un travail mécanique.

Le moteur endothermique est un type de moteur alternatif permettant de convertir l'énergie chimique en énergie mécanique. Les moteurs endothermiques les plus populaires sont le moteur Otto ou moteur à essence qui fonctionne selon le cycle Otto et le moteur diesel, qui fonctionne selon le cycle diesel.

Signification du moteur endothermique

Le sens au sens strict d'endothermique pourrait s'expliquer par « combustion interne », définition qui renvoie directement à son principe de fonctionnement. Fondamentalement, dans ce type de moteur thermique nous transmettons deux éléments importants que sont l'air et le carburant (notamment , essence pour le moteur Otto, diesel pour le moteur diesel, GPL ou sources alternatives).

Comment fonctionne un moteur endothermique ?

Pour mieux comprendre le fonctionnement au sens strict, une brève analyse mécanique est nécessaire.

Un moteur de voiture se compose de plusieurs parties reliées les unes aux autres, toutes impliquées dans la génération de la rotation qui, par conséquent, permettra le mouvement du véhicule. Nous commençons par le haut, où le premier élément à examiner est l'arbre à cames. L'arbre à cames est un arbre métallique profilé auquel sont reliés des bras qui se déplacent alternativement et appelés bielles.

Les pistons sont reliés aux bielles au moyen de petits éléments de marteau qui remplissent leur fonction à l'intérieur des cylindres, où la combustion en question a finalement lieu. Le principe fondamental du moteur endothermique est l'air qui est transporté à l'intérieur des cylindres. Cette opération provoque une augmentation de la pression et de la température de l'air.

Le carburant, une fois en contact avec l'air à haute température, va brûler, générant le mouvement des pistons. Le mouvement des pistons déplacera l'arbre à cames qui, en substance, démarrera le moteur.

Quels sont les types de moteurs endothermiques ?

Les carburants sont différents les uns des autres, pour la simplicité des expositions nous nous limiterons à faire la différence entre deux types :

  • Combustibles à combustion spontanée : il s'agit du diesel, principalement pour le moteur diesel, qui ne nécessite aucune intervention pour démarrer la combustion.
  • Carburant à combustion induite : dans ce cas le moteur à essence (ou GPL), qui au contraire a besoin d'une source qui provoque le démarrage de la combustion.

Donc en général, on pourrait dire qu'un moteur Otto utilise le système de bougie (qui génère une étincelle) pour pouvoir démarrer et remplir sa fonction. Les moteurs diesel, en revanche, n'ont pas besoin de ce système, ils brûlent le carburant sans aucune intervention.

La combustion est un phénomène fondamental pour le fonctionnement du moteur endothermique. On trouve les premiers essais expérimentaux de ces moteurs thermiques à la fin des années 1800, précurseurs de ce qu'était finalement la voiture apparue, tout au long de sa trajectoire jusqu'à aujourd'hui. Un autre élément important lié au fonctionnement du moteur à combustion interne est le système d'échappement. L'air sale et usé doit être transporté vers l'extérieur par des conduits qui lui permettent de circuler librement.

Au fil du temps, il a été observé à quel point les gaz de combustion sont très nocifs pour la santé de l'air et les progrès de l'urbanisation ont fait que ce problème est devenu très grave. De fait, on assiste aujourd'hui à une sorte de renversement de tendance dans la recherche de ceux qui sont des solutions alternatives aux carburants traditionnels, jugés nocifs à la fois pour l'environnement et la santé humaine. Une alternative aux moteurs endothermiques sont les moteurs électriques. Les moteurs électriques et les moteurs hybrides deviennent très populaires dans les sports mécaniques.

Quel est le rendement du moteur endothermique ?

Plusieurs facteurs déterminent qu'un moteur endothermique est efficace et a des performances optimales. Les facteurs à analyser sont différents. Tout d'abord, le phénomène de cubing, les moteurs endothermiques qui ont des cylindrées plus élevées ont tendance à faire plus et à offrir des performances supérieures par rapport aux moteurs qui ont des moyeux bas. Mais au fil du temps, on a compris que ce n'est pas seulement ce facteur qui génère les performances mais aussi le développement réel de la puissance du moteur.

La notion de puissance (HP ou CV) est directement proportionnelle à la quantité d'énergie que le moteur peut générer. Et ici, différents facteurs entrent en jeu, presque tous dus à ce genre de mystère en raison de la puissance profane du moteur. De nombreuses expérimentations au fil du temps ont conduit à diverses conclusions sur les facteurs liés à la nutrition, au point que, ces dernières années, les voitures suralimentées sont présentées comme les plus performantes. Mais la suralimentation signifie également une augmentation de la consommation dans de nombreux cas.

Un renversement de tendance en ce sens est donné par le phénomène HiperCar, des voitures qui exploitent la puissance de l'air au plus haut niveau pour atteindre des puissances impensables jusqu'à il y a quelques années. En revanche, ce sont souvent des voitures prototypes qui ont clairement des coûts très élevés.

Existe-t-il des moteurs endothermiques qui ne nuisent pas à l'environnement ?

Jusqu'à il y a quelques décennies le problème de la santé de l'air n'était pas autant pris en compte, avec le temps on s'est rendu compte que les combustibles fossiles traditionnels, considérés comme une panacée depuis plus de 100 ans, présentent des inconvénients considérables d'un point de vue écologique puisqu'ils contribuent à l'augmentation de l'effet de serre.

Ici, le degré élevé de négativité de son éventuel épuisement, dû au fait que l'énergie fossile est un type d'énergie non renouvelable, est flanqué d'un autre côté négatif d'un poids considérable : les carburants dérivés du pétrole polluent l'air et provoquent de nombreuses maladies pour les humains.

Quelle est la voie à suivre face à cette version intimidante des événements ?

Recherchez des fours alternatifs qui peuvent alimenter les moteurs de voiture sans conséquences négatives, ou au moins essayez de les limiter au minimum au départ. À ce jour, sur le marché, il existe plusieurs modèles de voitures avec différentes facettes à cet égard :

  • Modèles à moteur hybride. Les modèles à motorisation hybride utilisent principalement des moteurs électriques en ville et limitent l'utilisation de carburant traditionnel (essence ou diesel) aux déplacements hors des murs de la ville
  • Moteurs électriques. Les moteurs électriques, dans la pratique, sont à zéro émission et utilisent l'énergie fournie par d'énormes batteries rechargeables. Un autre sujet à étudier est l'origine de l'énergie électrique qui sert à recharger les batteries. Une partie provient de sources d'énergie renouvelables telles que l'énergie solaire ou l'énergie éolienne, mais une partie provient de sources d'énergie non renouvelables telles que les centrales électriques au charbon ou les centrales nucléaires.
  • Moteurs à hydrogène. Le moteur à hydrogène est beaucoup moins polluant et a des performances similaires à celles des carburants traditionnels. La recherche sur les moteurs à hydrogène semble avoir été écartée au profit d'autres solutions.
  • Des versions expérimentales de moteurs à air, qui en pratique n'utilisent aucun carburant pour générer leur mouvement et ont pratiquement aucune émission.
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Date de publication : 2 mai 2018
Dernier examen : 2 mai 2018