Les moteurs diesel sont également appelés moteurs à allumage par compression. Le moteur diesel est un type de moteur à combustion interne qui utilise le cycle thermodynamique diesel.
Le rendement réel des moteurs thermiques à cycle diesel est compris entre 35 et 40 % et il est largement utilisé pour alimenter les véhicules.
Dans ce type de moteur, la combustion s'effectue à pression constante, selon le cycle qui a pris le nom de son inventeur. Par rapport aux moteurs à essence, ils ont un meilleur taux de compression, ce qui les rend plus efficaces.
Dans ce type de moteur, la combustion s'effectue à pression constante, selon le cycle diesel.
Au moment de concevoir le moteur diesel, Rudolf Diesel cherchait une alternative aux moteurs à vapeur de l'époque. L'objectif était de concevoir un moteur avec des performances thermiques plus élevées, un poids inférieur et un coût inférieur.
Comment fonctionne un moteur diesel ?
Un moteur diesel fonctionne en injectant du carburant pulvérisé dans la chambre de combustion. L'injection est effectuée à un moment où la pression et la température à l'intérieur sont très élevées, ce qui provoque son inflammation.
Le cycle réel d'un moteur diesel suit avec une approximation raisonnable le cycle théorique composé des évolutions :
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Compression isentropique
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Partie de l'apport de chaleur à volume constant (processus isochore) et partie de l'apport de chaleur à pression constante (processus isobare)
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Expansion isentropique
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Rejet de chaleur à volume constant (processus isochore)
Ce cycle, tel que décrit, est appelé cycle mixte. Lorsque toute l'énergie est introduite à pression constante, le cycle est appelé cycle diesel.
Le cycle commence par le piston du point mort haut (PMH). La soupape d'admission est ouverte et le piston au fur et à mesure qu'il descend, le cylindre se remplit d'air par aspiration.
Le piston atteint le point mort bas (PMI), puis la compression commence. La température de l'air à l'intérieur du cylindre augmente considérablement, ce qui est critique pour le démarrage d'un moteur diesel.
Peu avant le PMH, le carburant commence à être injecté en fines gouttelettes afin de s'évaporer facilement et, au contact de l'air chaud, il finit par s'enflammer en poussant le piston vers le bas. La combustion est contrôlée par le taux d'injection de carburant.
L'expansion commence même pendant la phase de combustion qui, contrairement au moteur à essence, est un processus adiabatique. L'expansion génère un mouvement rectiligne vers le bas du piston. Le piston est relié au vilebrequin par la bielle, ce qui transforme le mouvement rectiligne en mouvement rotatif. Avant l'expiration du temps de détente, les soupapes d'échappement s'ouvrent.
Le cycle se termine par la phase d'échappement, au cours de laquelle les gaz de combustion sont expulsés du cylindre.
Les moteurs diesel peuvent fonctionner avec des cycles 4 temps et 2 temps.
Quel carburant utilise un moteur diesel ?
Les carburants utilisés sont des dérivés du pétrole liquide avec des caractéristiques inférieures à celles du carburant utilisé dans les moteurs à allumage commandé (provoqué par une bougie). La gravité spécifique de ces carburants est plus élevée. Le type de carburant le plus connu utilisé pour les moteurs automobiles est le diesel.
En plus du diesel, vous pouvez également utiliser du fioul, des huiles traitées (comme le biodiesel ou d'autres biocarburants) ou de la poussière de charbon. En général, ce sont des carburants qui s'enflamment spontanément lorsqu'ils sont soumis à une pression élevée.
Le carburant est alimenté exclusivement par injection.