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Machine à vapeur

Moteur alternatif

Moteur alternatif

Le moteur alternatif utilise le mouvement alternatif d'un ou plusieurs pistons pour convertir la pression en fluide de travail. Généralement, ce travail prend la forme d'un mouvement de rotation, c'est-à-dire que nous obtenons de l'énergie mécanique. Dans le sens inverse, nous trouvons des machines rotatives 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 appelé moteur à pistons. Les moteurs alternatifs les plus courants sont les moteurs à combustion interne. Ces moteurs thermiques sont largement utilisés dans les véhicules à moteur.

    Quels sont les 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 la relation du diamètre et de la course
    • Selon le nombre de mouvements de chaque cycle

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

    • Moteurs à allumage commandé. Il est également connu sous le nom de moteur à essence, de moteur Otto ou de moteur à explosion. Dans ce cas, la bougie allume la combustion du carburant.
    • Le moteur diesel. Il est également connu comme un moteur à allumage par compression. Dans le moteur diesel, l'air à l'intérieur du cylindre est comprimé, lorsqu'il est comprimé, il est chauffé, ce qui permet au carburant de s'enflammer.

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

    Quels sont les 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 car elle est installée dans une partie importante des automobiles. Vous avez deux options d'alimentation en carburant: un injecteur et un carburateur.
    • Moteur de carburateur. Une caractéristique est la production d'un mélange de carburant et de gaz dans un mélangeur spécial, un carburateur. Auparavant, de tels moteurs à essence prévalaient; Aujourd'hui, avec le développement des microprocesseurs, son champ d'application diminue rapidement.
    • Moteur à injection. Une caractéristique est la réception du mélange de carburant 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 par conversion de combustible solide en gaz. Comme combustible solide sont utilisés: charbon, tourbe, bois.

    Ces moteurs sont largement utilisés, par exemple, dans les   petites et moyennes centrales électriques , utilisant le gaz naturel comme combustible (dans le domaine de la haute puissance, les unités de puissance des turbines à gaz règnent).

    Quels sont les 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.

    Pendant l'injection du mélange de carburant, il est pulvérisé, puis autour des gouttelettes individuelles du mélange de carburant, il y a des sites de combustion, lorsque le carburant est injecté, le mélange de carburant 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'augmenter de plus de 15 n'augmente pratiquement pas l'efficacité, car dans ce cas la pression maximale est limitée par une combustion plus longue et une diminution de l'angle d'avance d'injection. Cependant, les moteurs diesel à chambre vortex haute vitesse de petite taille peuvent avoir un taux de compression allant jusqu'à 26, pour un démarrage fiable dans des conditions de forte évacuation de chaleur et pour moins de rigidité (la rigidité est causée par le retard à l'allumage, caractérisée par une augmentation de la pression lors de la combustion, mesurée en MPa / degré de rotation du vilebrequin).

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

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

    Les gros moteurs diesel sont lancés, en règle générale, par le circuit pneumatique avec alimentation en air comprimé ou, dans le cas des  groupes électrogènes diesel , à partir d'un  générateur électrique  connecté  , qui, lorsqu'il est lancé, agit comme un  moteur démarrage .

    Contrairement à la croyance populaire, les moteurs modernes, traditionnellement appelés moteurs diesel, ne fonctionnent pas selon  le cycle Diesel  , mais plutôt selon  le cycle Trinkler - Sabate  avec un apport mixte de chaleur. Les inconvénients des moteurs diesel sont dus aux particularités du cycle de travail: une plus grande contrainte mécanique, qui nécessite une plus grande résistance structurelle et, par conséquent, une augmentation de ses dimensions, de son poids et des coûts accrus en raison de la conception et de l'utilisation complexes de matériaux plus chers.

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

    Moteur diesel

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

    Il est généralement possible de travailler sur un cycle purement diesel. Application: camions lourds. Les moteurs diesel-gaz, comme les moteurs à gaz, produisent moins d'émissions nocives, en outre, le gaz naturel est moins cher.

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

      Historique des moteurs alternatifs

      Le mécanisme à manivelle est un excellent exemple de l'histoire bien connue du mouvement rotatif à alternatif. Les manivelles les plus anciennes sont apparues en Chine sous la dynastie Han (202 avant JC-220 après JC). Plusieurs scieries en Asie romaine et en Syrie byzantine au cours des 3e-6e siècles après JC avaient un mécanisme de bielle qui convertissait le mouvement rotatif d'une roue hydraulique en mouvement linéaire des lames de scie. En 1206, l'ingénieur arabe Al-Jazari a inventé un vilebrequin.

      Le moteur alternatif a été développé en Europe au cours du XVIIIe siècle, d'abord comme moteur atmosphérique puis comme moteur à vapeur. Ils 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 avec la combustion de l' essence, du diesel, du gaz de pétrole liquéfié (GPL) ou du gaz naturel comprimé (GNC) et est utilisé pour alimenter les véhicules à moteur et plantes à moteur.

        Terminologie alternative du moteur

        Moteur alternatif

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

        Ci-dessous, nous joignons une terminologie universellement utilisée 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 (PMS). Position du piston la plus proche de la culasse. Point mort inférieur (PMI). Position du piston le plus éloigné de la culasse.
        • Point mort inférieur (PMI). Position du piston le plus éloigné de la culasse.
        • Diamètre (en anglais: Bore). Diamètre intérieur du cylindre. Généralement exprimé en millimètres (mm). 
        • Carrière (en anglais: AVC). Il comprend la distance entre le PMS et le PMI, il est égal, à quelques exceptions près, au double du rayon de la manivelle du vilebrequin. Elle est généralement exprimée en mm.
        • Volume total du cylindre (V 1 ). C'est l'espace entre la culasse et le piston lorsqu'il se trouve 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 lorsqu'il se trouve dans le PMS Il est généralement exprimé en cm 3
        • Volume délogé par le piston ou déplacement (V 1  - V 2 ). C'est le générateur du piston dans son mouvement alternatif du PMS au PMI: il est généralement exprimé en cm 3 .
        • Taux de compression volumétrique ( Moteur alternatif). On entend par là qu'entre le volume total du cylindre V1 et le volume de la chambre de combustion V2. En général, pour faire court, cela s'appelle simplement un taux de compression:
        Moteur alternatif
        Auteur :

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

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