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Machine à vapeur

Qu'est-ce qu'un moteur alternatif ? Types et définition

Qu'est-ce qu'un moteur alternatif ? Types et définition

Le moteur alternatif utilise le mouvement alternatif d'un ou plusieurs pistons pour convertir la pression dans un fluide en travail. Généralement ce travail se fait sous forme de mouvement de rotation, c'est-à-dire que l'on obtient de l'énergie mécanique. Dans le sens inverse on se retrouve avec des machines tournantes dans lesquelles le mouvement des pièces de la machine est déjà en rotation, comme les turbines ou le moteur Wankel.

Le moteur alternatif est également connu sous le nom de moteur à pistons. Les moteurs alternatifs les plus courants sont les moteurs à combustion interne. Ces moteurs thermiques sont largement utilisés dans les véhicules automobiles.

    Types de moteurs alternatifs

    Les moteurs alternatifs peuvent être classés de différentes manières. Les principales formes de classification sont les suivantes :

    • Selon la disposition des cylindres dans le moteur
    • Selon le déplacement
    • Selon le taux de compression
    • Selon le rapport diamètre/course
    • Selon le nombre de mouvements de chaque cycle

    Les moteurs à combustion sont en outre classés de deux manières :

    Malgré l'importance des moteurs endothermiques, il existe d'autres types de moteurs alternatifs :

    Types de moteurs à allumage commandé

    Les principaux types de moteurs à allumage commandé sont les suivants :

    • Moteur à essence : C'est la version la plus courante puisqu'elle est installée dans une partie importante des automobiles. Vous avez deux options de livraison de carburant : un injecteur et un carburateur.
    • Moteur carburateur. Une caractéristique est la production d'un mélange de carburant et de gaz dans un mélangeur spécial, carburateur. Auparavant, de tels moteurs à essence prévalaient; Or, avec le développement des microprocesseurs, son champ d'application se réduit rapidement.
    • Moteur à injection. Une caractéristique est la réception du mélange carburé dans le collecteur ou dans les cylindres du moteur alimentant le système d'injection de carburant.
    • Moteurs à gaz. Un moteur qui brûle des hydrocarbures gazeux comme carburant dans des conditions normales : mélanges de gaz liquéfiés, gaz naturels comprimés, gaz obtenu en transformant un combustible solide en combustible gazeux. Comme combustible solide sont utilisés : charbon, tourbe, bois.

    Ces moteurs sont largement utilisés, par exemple dans les centrales électriques de petite et moyenne puissance, utilisant le gaz naturel comme combustible (dans le domaine des grandes puissances, les groupes motopropulseurs à turbine à gaz règnent en maître).

    Types de moteurs à allumage par compression

    Le moteur diesel se caractérise par l'allumage du carburant sans l'utilisation d'une bougie d'allumage. Une partie du carburant est injectée dans l'air chauffé dans le cylindre à partir de la compression adiabatique (à une température qui dépasse la température d'inflammation du carburant) à travers la buse.

    Lors de l'injection du mélange carburé, il est pulvérisé, puis autour des gouttelettes individuelles du mélange carburé se trouvent des sites de combustion, car au fur et à mesure que le carburant est injecté, le mélange carburé brûle sous la forme d'une torche. Étant donné que les moteurs diesel ne sont pas sujets à la détonation, l'utilisation de taux de compression plus élevés est autorisée.

    L'élever à plus de 15 n'augmente pratiquement pas le rendement, puisque dans ce cas la pression maximale est limitée par une combustion plus longue et une diminution de l'angle d'avance à l'injection. Cependant, les moteurs diesel à chambre vortex à grande vitesse de petite taille peuvent avoir un taux de compression allant jusqu'à 26, pour un allumage fiable dans des conditions d'évacuation de chaleur élevées et pour une rigidité moindre (la rigidité est causée par un retard à l'allumage, caractérisé par une augmentation de la pression lors de la combustion, mesurée en MPa / degré de rotation du vilebrequin).

    Les gros moteurs diesel marins suralimentés ont un taux de compression d'environ 11..14 et une efficacité de plus de 50 %.

    Les moteurs diesel ont tendance à être moins rapides et avec la même puissance que l'essence, ils se caractérisent par un couple d'arbre élevé. De plus, certains gros moteurs diesel sont adaptés pour fonctionner avec des carburants lourds, tels que les mazouts.

    Le lancement des gros moteurs diesel s'effectue, en règle générale, grâce au circuit pneumatique avec alimentation en air comprimé ou, dans le cas des groupes électrogènes diesel, à partir d'un générateur électrique connecté qui, une fois lancé, agit comme un moteur Boot .

    Contrairement aux idées reçues, les moteurs modernes, traditionnellement appelés moteurs diesel, ne fonctionnent pas selon le cycle Diesel, mais plutôt selon le cycle Trinkler - Sabate avec un apport de chaleur mixte. Les inconvénients des moteurs diesel sont dus aux particularités du cycle de service : contrainte mécanique accrue, qui nécessite une plus grande résistance structurelle et, par conséquent, une augmentation de leurs dimensions, poids et coûts accrus dus à une conception compliquée et à l'utilisation de moteurs plus coûteux. matériaux.

    De plus, les moteurs diesel dus à une combustion hétérogène se caractérisent par des émissions de suies inévitables et une teneur plus élevée en oxydes d'azote dans les gaz d'échappement.

    Moteur diesel

    La partie principale du carburant est amorcée, comme dans l'une des variétés de moteurs à gaz, mais elle n'est pas allumée par une bougie électrique, mais par une partie pilote de carburant diesel injectée dans le cylindre semblable à un moteur diesel.

    Il y a généralement la possibilité de travailler sur un cycle purement diesel. Application : poids lourds. Les moteurs gaz-diesel, comme les moteurs à gaz, produisent moins d'émissions nocives et le gaz naturel est moins cher.

    Un tel moteur est souvent obtenu en rétrofitant un en série, alors que l'économie de carburant diesel (degré de substitution du gaz) est d'environ 60%. Les entreprises étrangères développent également activement de tels modèles.

      Histoire du moteur alternatif

      Un premier exemple dans l'histoire du mouvement rotatif à alternatif connu est le mécanisme à manivelle. Les plus anciennes manivelles manuelles sont apparues en Chine pendant la dynastie Han (202 av. J.-C.-220 ap. J.-C.). Plusieurs scieries d'Asie romaine et de Syrie byzantine au cours des IIIe et VIe siècles de notre ère disposaient d'un mécanisme de bielle qui convertissait le mouvement rotatif d'une roue hydraulique en mouvement linéaire de lames de scie. En 1206, l'ingénieur arabe Al-Jazari inventa un vilebrequin.

      Le moteur alternatif a été développé en Europe au XVIIIe siècle, d'abord comme moteur à aspiration naturelle et plus tard comme moteur à vapeur. Ceux-ci ont été suivis par le moteur Stirling et le moteur à combustion interne au 19ème siècle. Aujourd'hui, la forme la plus courante de moteur alternatif est le moteur à combustion interne qui fonctionne à la combustion d'essence, de diesel, de gaz de pétrole liquéfié (GPL) ou de gaz naturel comprimé (GNC) et est utilisé pour alimenter les véhicules à moteur et les usines à moteur.

        Terminologie du moteur alternatif

        Qu'est-ce qu'un moteur alternatif ? Types et définition

        Tous les moteurs alternatifs ne correspondent pas au schéma décrit, mais les pièces essentielles et leur fonctionnement sont similaires.

        Ce qui suit est une terminologie utilisée universellement dans le domaine des moteurs à combustion interne ou des moteurs endothermiques. Cette terminologie est utilisée pour indiquer certaines dimensions et valeurs fondamentales de ce type de moteur.

        • Point mort haut (PMH). Position du piston le plus proche de la culasse. Point mort inférieur (PMI). Position du piston la plus éloignée de la culasse.
        • Point mort inférieur (PMI). Position du piston la plus éloignée de la culasse.
        • Diamètre (en anglais : Bore). Diamètre intérieur du cylindre. Généralement exprimé en millimètres (mm). 
        • Carrera (en anglais : AVC). Il comprend la distance entre le PMH et le PMI, il est égal, à de rares exceptions, à deux fois le rayon du vilebrequin du vilebrequin. Elle est généralement exprimée en mm.
        • Volume total du cylindre (V 1 ). C'est l'espace entre la culasse et le piston quand il est dans le PMI Il est généralement exprimé en cm 3
        • Volume de la chambre de combustion (V 2 ). Il se situe entre la culasse et le piston lorsque ce dernier est au PMH Il est généralement exprimé en cm 3
        • Volume délogé par le piston ou déplacement (V 1  - V 2 ). C'est la génératrice par le piston dans son mouvement alternatif du PMH au PMI : Elle est généralement exprimée en cm 3 .
        • Taux de compression volumétrique ( Qu'est-ce qu'un moteur alternatif ? Types et définition). On entend par là la quantité entre le volume total du cylindre V1 et le volume de la chambre de combustion V2. En général, pour faire court, on l'appelle simplement un taux de compression :
        Qu'est-ce qu'un moteur alternatif ? Types et définition
        Auteur :

        Date de publication : 10 décembre 2009
        Dernier examen : 27 mars 2020