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COURS MOTEUR THERMIQUE

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SUPPORT DE COURS SUPPORT DE COURS SUPPORT DE COURS SUPPORT DE COURS
Module: MOTEUR THERMIQUE
Spécialité : 2ème
Année LICENCE ELECTROMECANIQUE
Enseignant : FRIJA MOUNIR
Grade : ASSISTANT EN GENIE M
Objectifs
• Fournir aux étudiants(es) des techniques propres à l'évaluation et à l'identification des
éléments constitutifs du moteur et énoncer leurs fonctions.
• Fournir aux étudiants(es) les outils pour
moteur thermique
• Comprendre le fonctionnement général des
Essence
• Identifier les différents circuits dans un moteur thermique (
circuit de combustible, le circuit de réfrigération et le circuit d'air)
• Initier les étudiants(es) à la
l'occasion de mettre en pratique la théorie vue au cours dans le cadre d'exercices
SUPPORT DE COURS SUPPORT DE COURS SUPPORT DE COURS SUPPORT DE COURS MOTEUR THERMIQUE MOTEUR THERMIQUE MOTEUR THERMIQUE MOTEUR THERMIQUE
MOTEUR THERMIQUE
Année LICENCE ELECTROMECANIQUE
ASSISTANT EN GENIE MECANIQUE
Fournir aux étudiants(es) des techniques propres à l'évaluation et à l'identification des
éléments constitutifs du moteur et énoncer leurs fonctions.
Fournir aux étudiants(es) les outils pour Analyser et comprendre le bilan énergétique d'un
Comprendre le fonctionnement général des moteurs à combustion interne
Identifier les différents circuits dans un moteur thermique (Le circuit de graissage, le
circuit de combustible, le circuit de réfrigération et le circuit d'air)
Initier les étudiants(es) à la technologie des moteurs thermiques. Les étudiants(es) auront
l'occasion de mettre en pratique la théorie vue au cours dans le cadre d'exercices
MOTEUR THERMIQUE MOTEUR THERMIQUE MOTEUR THERMIQUE MOTEUR THERMIQUE
Fournir aux étudiants(es) des techniques propres à l'évaluation et à l'identification des
Analyser et comprendre le bilan énergétique d'un
à combustion interne Diesel et
Le circuit de graissage, le
. Les étudiants(es) auront
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  • 1. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée ElectromécaniqueInstitut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique SUPPORT DE COURS MOTEUR THERMIQUE Université de Sousse Module: MOTEUR THERMIQUE Spécialité : 2ème Année LICENCE ELECTROMECANIQUE Enseignant : FRIJA MOUNIR Grade : ASSISTANT EN GENIE M MECANIQUE Objectifs Institut Supérieur des Sciences • Fournir aux étudiants(es) des techniques propres à lévaluation et à lidentification des éléments constitutifs du moteur et énoncer leurs fonctions. Appliquées et de Technologie de • Fournir aux étudiants(es) les outils pour Analyser et comprendre le bilan énergétique dun Sousse moteur thermique • Comprendre le fonctionnement général des moteurs à combustion interne Diesel et Essence • Identifier les différents circuits dans un moteur thermique (Le circuit de graissage, le (Le circuit de combustible, le circuit de réfrigération et le circuit dair) MOTEUR • Initier les étudiants(es) à la technologie des moteurs thermiques. Les étudiants(es) auront . loccasion de mettre en pratique la théorie vue au cours dans le cadre dexercices . THERMIQUE Niveau: 2ème année licence Appliquée électromécanique Enseignant : Frija MounirEnseignant : Frija Mounir Moteur Thermique 1 2
  • 2. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique TABLE DES MATIERESTABLEAU SYNOPTIQUE TABLE DES MATIERES DETAILLEELe tableau ci-dessous représente lensemble des matières abordées. Pour voir en détail lintégralité des thèmes étudiésdans le cours, vous trouverez ci-dessous la table des matières détaillée. Chapitre I. GENERALITES SUR LES MOTEURS THERMIQUES Chapitre II. Chapitre IV. LES CIRCUITS ANNEXES Chapitre I. ARCHITECTURE ET Chapitre III. BILAN ENERGETIQUE POUR UN MOTEUR THERMIQUE A GENERALITES SUR LES MOTEURS THERMIQUES COMPOSITION D’UN MOTEUR D’UN MOTEUR THERMIQUE COMBUSTION INTERNE Annexes THERMIQUE I.1. IntroductionI.2. Moteurs à combustion Introduction IV. 1. Circuit d’alimentation et de ANNEXE1 : COURBES ET RELATIONSinterne (Moteurs alternatifs) 1. LES ORGANES FIXESI.3. Analyse fonctionnelle d’un A. Le bloc-moteur III.1. Introduction carburation III.2. BILAN ENERGETIQUE D’UN IV.1.1. CIRCUIT DE CARBURANT CARACTERISTIQUES DU MOTEUR I.2. Moteurs à combustion interne (Moteurs alternatifs) THERMIQUEmoteur à combustion interneI.4. B. La culasse Définition des différents C. Le joint de culasse CYCLE A 4 TEMPS D’UN MOTEUR A IV.1.2. Injection Essence ALLUMAGE COMMANDE ANNEXE2 : COURBES ISOCONSOMMATION I.3. Analyse fonctionnelle d’un moteur à combustion interne IV.1.3. Injection Diesel ANNEXE3 : ECHELLE DE PUISSANCEtypes de moteurs à combustion D. Le carter inférieurinterne E. Les joints III.2.1. RENDEMENT GLOBAL DU IV. 2. Circuit d’allumage MOTEUR I.4. Définition des différents types de moteurs à combustion interne IV.2.1. PRINCIPES PHYSIQUES DE ANNEXE4 : POT CATLYTIQUE I.5. Interrelations du moteur 2. LES ORGANES MOBILESthermique A. Le piston - Les segments III.2.2. RENDEMENTS PARTIELS III. 3. Principaux cycles du moteur à L’ALLUMAGE ANNEXE5 : Combustion I.5. Interrelations du moteur thermique IV.2.2. AVANCE A LALLUMAGE ET ANNEXE6 : Valeo propose une baisse de 40%I.6. Architecture générale d’un B. La bielle combustion internemoteur thermique (Moteur à C. Le vilebrequin III.3.1. Description du cycle PARAMETRE DE FONCTIONNEMENT du CO2 sur moteur essence Les matières d’œuvres entrantes et sortantes d’un moteur àEssence) D. Le volant moteur thermodynamique MOTEUR ANNEXE7 : RAPPEL THERMOI.7. Classification des moteurs E. La distribution III. 4. Représentation de l’évolution de IV.2.3. APPROCHE EXTERNE DU SYSTEME ANNEXE8 : SURALIMENTATION combustion interneI.8. Le moteur VCR MCE-5 à taux I. Les soupapes la pression dans la chambre de DALLUMAGE ANNEXE 09: WASTE GATEde compression variable 3. Les organes annexes combustion en fonction de la variation IV.2.4. PRINCIPES DE LALLUMAGE. ANNEXE 10 : INTERCOOLER I.6. Architecture générale d’un moteur thermique (Moteur à Essence)I.9. Moteur WANKEL à piston 4. Description détaillée et de position angulaire du vilebrequin - IV.2.5. Gestion de lénergierotatif nomenclature d’un moteur Travail du cycle et pression moyenne IV.2.6. Réalisations technologiques des ANNEXE 11 : Mesure de compression moteur I.7. Classification des moteursI.10. Dimensions thermique III.5. Cycle BEAU DE ROCHAS & OTTO systèmes dallumage.caractéristiques d’un moteur III.6. Cycle thermodynamique IV.2.7. Aspects de la bougie d’allumage I.7.1. Classification selon la disposition des cylindres théorique d’un moteur 4 Temps IV. 3. Circuit de refroidissement (circuit de suralimenté par un turbocompresseur réfrigération) I.7.2. Classification selon les cycles IV. 4. Le circuit de graissage IV. 5. Circuit électrique de démarrage et de a. Les moteurs à cycle 4 temps charge IV. 6. Le circuit dair (les collecteurs b. Les moteurs à cycle 2 temps admission & échappement) c. Les moteurs à cycle 5 temps I.8. Le moteur VCR MCE-5 à taux de compression variable 3 I.9. Moteur WANKEL à piston rotatif I.10. Dimensions caractéristiques d’un moteur a. La cylindrée b. Rapport volumétrique c. Le couple moteur, la puissance maximale, la puissance fiscale d. La consommation spécifique dun moteur e. Vitesse moyenne du piston Chapitre II. ARCHITECTURE ET COMPOSITION D’UN MOTEUR THERMIQUE 0. Introduction 1. LES ORGANES FIXES A. Le bloc-moteur B. La culasse C. Le joint de culasse D. Le carter inférieur E. Les joints 2. LES ORGANES MOBILES A. Le piston - Les segments B. La bielle C. Le vilebrequin D. Le volant moteur 4
  • 3. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique E. La distribution IV.2.5. Gestion de lénergie F. Les soupapes IV.2.6. Réalisations technologiques des systèmes 3. Les organes annexes dallumage. 4. Description détaillée et nomenclature d’un moteur IV.2.7. Aspects de la bougie d’allumage IV. 3. Circuit de refroidissement (circuit de réfrigération) thermique IV. 4. Le circuit de graissage IV. 5. Circuit électrique de démarrage et de chargeChapitre III. BILAN ENERGETIQUE D’UN MOTEUR THERMIQUE IV. 6. Le circuit dair (les collecteurs admission & échappement) III.1. Introduction III.2. BILAN ENERGETIQUE D’UN CYCLE A 4 TEMPS D’UN ANNEXES MOTEUR A ALLUMAGE COMMANDE ANNEXE1 : COURBES ET RELATIONS III.2.1. RENDEMENT GLOBAL DU MOTEUR CARACTERISTIQUES DU MOTEUR THERMIQUE III.2.2. RENDEMENTS PARTIELS ANNEXE2 : COURBES ISOCONSOMMATION III. 3. Principaux cycles du moteur à combustion interne ANNEXE3 : ECHELLE DE PUISSANCE III.3.1. Description du cycle thermodynamique ANNEXE4 : POT CATLYTIQUE a) Le cycle théorique ANNEXE5 : COMBUSTION b) Cycle réel ANNEXE6 : Valeo propose une baisse de 40% du CO2 sur c) Cycle réel après réglage (AOA, RFA, AA, moteur essence EGR AOE, RFE) ANNEXE7 : RAPPEL THERMO III. 4. Représentation de l’évolution de la pression dans la ANNEXE8 : SURALIMENTATION (TURBOCOMPRESSEUR) ANNEXE 09 : WASTE GATE chambre de combustion en fonction de la variation de position ANNEXE 10 : INTERCOOLER angulaire du vilebrequin - Travail du cycle et pression moyenne ANNEXE 11 : MESURE DE COMPRESSION MOTEUR III.5. Cycle BEAU DE ROCHAS & OTTO III.6. Cycle thermodynamique théorique d’un moteur 4 Temps suralimenté par un turbocompresseurChapitre IV. LES CIRCUITS ANNEXES POUR UN MOTEURTHERMIQUE A COMBUSTION INTERNE IV. 1. Circuit d’alimentation et de carburation IV.1.1. CIRCUIT DE CARBURANT A) SYSTEME D’INJECTION CLASSIQUE B) INJECTION HAUTE PRESSION A RAMPE COMMUNE C) INJECTEUR POMPE IV.1.2. Injection Essence IV.1.3. Injection Diesel IV. 2. Circuit d’allumage IV.2.1. PRINCIPES PHYSIQUES DE L’ALLUMAGE IV.2.2. AVANCE A LALLUMAGE ET PARAMETRE DE FONCTIONNEMENT MOTEUR IV.2.3. APPROCHE EXTERNE DU SYSTEME DALLUMAGE IV.2.4. PRINCIPES DE LALLUMAGE. 5 6
  • 4. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Chapitre I. GENERALITES SUR LES MOTEURS THERMIQUES I.1. Introduction Les machines thermiques sont représentées par le synoptique ci-dessous : Chapitre I. GENERALITES SUR LES MOTEURS THERMIQUES Les moteurs thermiques ont pour rôle de transformer lénergie thermique à lénergie mécanique. Ils sont encore appelés les moteurs à combustion qui sont généralement distingués en deux types : • Les moteurs à combustion interne où le système est renouvelé à chaque cycle. Le système est en contact avec une seule source de chaleur (I atmosphère). • Les moteurs à combustion externe où le système (air) est recyclé, sans renouvellement, ce qui nécessite alors 2 sources de chaleur, entrent par exemple dans cette dernière catégorie : les machines à vapeur, le moteur Stirling... 7 8
  • 5. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique I.2. Moteurs à combustion interne (Moteurs alternatifs) dans beaucoup de domaines, surtout le domaine de transports où ils se sont particulièrement développés en raison de leurs avantages : bon rendement, compacité La chaleur est produite par une combustion dans une chambre à volume variable et fiabilité... , ceci explique lextension quon pris de nos jours lindustrie des moteurs etelle est utilisée pour augmenter la pression au sein d un gaz qui remplit cette lle lensemble de ses branches connexes dans tous les pays du monde.chambre (ce gaz est dailleurs initialement composé du combustible et du comburant : air).Cette augmentation de pression se traduit par une force exercée s ur un piston, force qui sur I.3. Analyse fonctionnelle d’un moteur à combustion internetransforme le mouvement de translation du piston en mouvement de rotation darbre(vilebrequin). Fig. 1.1. Moteur Renault 1.5 l dCi Les moteurs sont classés en deux catégories suivant la technique dinflammation dumélange carburant-air : Les moteurs à allumage commandé (moteur à essence) Les moteurs à allumage par compression (moteur Diesel) Dans les moteurs à allumage commandé, un mélange convenable essence essence-air,obtenu à laide dun carburateur, est admis dans la chambre de combustion ducylindre où linflammation est produite par une étincelle. Dans les moteurs à allumage par compression, le carburant est du gazole. On arburantlinjecte sous pression dans la chambre de combustion contenant de lair, injectepréalablement comprimé et chaud, au contact duquel il senflamme spontanément. Cesmoteurs sont appelés moteur Diesel Diesel. Les moteurs à allumage, commandé et par compression, sont des moteurs àcombustion interne, car la combustion seffectue à lintérieur du moteur. Ces moteursconstituent actuellement la majorité des unités de production de puissance mécanique 9 10
  • 6. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique I.4. Définition des différents types de moteurs à combustion interne I.5. les matières d’œuvres entrantes et sortantes d’un moteur à combustion interne Étudions les matières d’œuvres entrantes et sortantes d’un moteur à combustion interne : I.5. Interrelations du moteur thermique 11 12
  • 7. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée ElectromécaniqueI.6. Architecture générale d’un moteur thermique (Moteur à Essence) I.7. Classification des moteurs La classification des moteurs thermiques peut être faite suivants les critères suivants : Classification daprès le combustible utilisé Daprès le cycle Daprès le mode dadmission dair Daprès le mode dinflammation du combustible Daprès le mode de formation du mélange gazeux Daprès la disposition des cylindres Daprès la vitesse de rotation I.7.1. Classification selon la disposition des cylindres On va s’intéresser dans cette partie à la classification selon la disposition des cylindres. On trouve le plus couramment : - Moteur en ligne (vertical, horizontal, incliné), - Moteur en V, - Moteurs à plat, à cylindres opposés horizontaux. Dispositions particulières pour des utilisations spéciales ( ex : aéronautique) 13 14
  • 8. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 15 16
  • 9. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Autres configurations (Moteur à pistons opposés et cylindres opposés) Les moteurs à cylindres opposés sont bien connus (VW Coccinelle, Porsche, Citroën 2 CV et GS, Alfa Romeo Alfasud et 33, Subaru, Ferrari Testarossa, etc), ceux à pistons opposés un peu moins – bien qu’ils existent depuis la fin du 19ème siècle. Combiner les deux n’avait apparemment jamais été fait, mais pour celui qui fut l’ingénieur en chef responsable du premier diesel de VW comme du très original VR6, Peter Hofbauer, ce n’était qu’une innovation de plus. Le concept OPOC reprend la configuration d’un moteur à pistons opposés monovilebrequin telle qu’elle fut appliquée entre autres par Gobron-Brillé pour des automobiles (4 temps à allumage commandé), CLM, Lancia (camion RO, diesel 2-temps licence Junkers) et Doxford (diesels 2-temps marins lents). Alors que tous ces moteurs étaient à cylindres en ligne, l’idée novatrice est de les monter horizontalement en opposition, ce qui permet un équilibrage total avec une seule paire de cylindres. I.7.2. Classification selon les cycles a. Les moteurs à cycle 4 temps Moteur Essence - Admission: La descente du piston produit une dépression qui aspire lair (moteur à injection) – ou le mélange carburé – par la soupape dadmission ouverte. Lessence est injectée (moteur à injection). La soupape ne se referme que lorsque le piston remonte déjà car la colonne gazeuse, emportée par son inertie continue daffluer dans le cylindre. 17 18
  • 10. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique- Compression: Le mélange est comprimé par le mouvement ascendant du piston, les deux - Echappement: Le nouveau mouvement ascendant du piston pousse les gaz desoupapes étant fermées. La température et la pression en fin de compression atteignent combustion dans lorifice ouvert par la soupape déchappement et les chasse du cylindre. Cerespectivement plus de 400°C et 10 à 15 bars. dernier accuse alors une légère surpression. Vers la fin de léchappement, la soupape dadmission commence à souvrir, celle déchappement ne se refermant complètement- Combustion: Le mélange est enflammé par une étincelle produite par la bougie. La quaprès le commencement de ladmission. Ce croisement de louverture des soupapes estcombustion produit une forte élévation de la température et de la pression. La flamme peut utile parce que leur large ouverture nécessite un certain temps; il permet un certain balayagese propager jusquà plus de 100m/sec avec une température de 2000 voire 2500°C. La de la chambre de combustion et un meilleur remplissage.pression atteignant couramment 60 bars repousse violement le piston. La soupapedéchappement commence à souvrir en fin dexpansion pour diminuer la pression dans le En fonction de considérations chimiques théoriques, la combustion dun grammecylindre et faciliter le retour du piston. de gazole nécessite 14,4 gr dair. Cependant, et malgré des techniques dinjections perfectionnées, les microgouttelettes de carburant ne peuvent être pulvérisées suffisamment- Echappement: Le nouveau mouvement ascendant du piston pousse les gaz de finement : une gouttelette supposée sphérique de 9 microns de diamètre englobe plus decombustion dans lorifice ouvert par la soupape déchappement et les chasse du cylindre. Ce 70000 milliards de molécules ! On est donc contraint dadopter une combustion sous undernier accuse alors une légère surpression. Vers la fin de léchappement, la soupape important excès dair par rapport à la valeur théorique de 14.4:1, ceci afin dobtenir unedadmission commence à souvrir, celle déchappement ne se refermant complètement consommation, des contraintes thermiques et des émissions de fumée à léchappementquaprès le commencement de ladmission. Ce croisement de louverture des soupapes est acceptables.utile parce que leur ouverture totale nécessite un certain temps; il permet un meilleurremplissage, particulièrement à haut régime. Sur un diesel, contrairement à un moteur à allumage commandé (moteur à essence) En fonction de considérations chimiques théoriques, la combustion dun gramme la quantité dair admise est constante quelle que soit la charge et seule la quantité de fueldessence nécessite 14,7 grammes dair (proportion stœchiométrique). Si le rapport injecté varie. Il ny a donc pas de papillon dadmission. Le coefficient dexcès dair deair/essence est inférieur à 14,7 :1, le mélange est dit "riche"; les émissions de CO et combustion diminue avec la charge et la valeur minimum acceptable de ce coefficient limite la pression moyenne et le couple développé. La turbo suralimentation permet daugmenter ladimbrûlés sont accrues, les chambres de combustion sencrassent et les parois des masse dair admise et de brûler plus de fuel à coefficient dexcès dair identique, voirecylindres peuvent être lessivées. A linverse, si le rapport air/essence est supérieur à supérieur. Le diesel suralimenté peut conserver un taux de compression suffisamment élevé14,7:1, le mélange est dit "pauvre". La propagation de la flamme est ralentie et la pour que son rendement thermodynamique ne chute guère, contrairement au moteur àcombustion peut aller jusquà se poursuive pendant toute la phase déchappement ce essence qui est soumis aux limites de détonation et de cliquetis.qui provoque des contraintes thermiques anormales, particulièrement sur lessoupapes déchappement. La fourchette admissible se situe entre 12:1 et 15:1. Gamme des moteurs Diesel Moteur Diesel- Admission: La descente du piston produit une dépression qui aspire lair par la soupapedadmission ouverte (moteur à aspiration naturelle). Toutefois, la quasi-totalité des dieselssont aujourdhui turbo suralimentés et dans ce cas lair est donc refoulé sous pression dansle cylindre.- Compression: Lair est comprimé par le mouvement ascendant du piston, les deuxsoupapes étant fermées. La température et la pression en fin de compression atteignent desvaleurs de 600 à 700°C sous 50 à 60 bars car le taux de compression (rapport des volumescylindre+chambre de combustion au PMB et PMH) dun diesel est beaucoup plus élevé quecelui dun moteur à essence. Linjection du gazole commence en fin de compression et lecombustible senflamme spontanément après un délai que lon sefforce de réduire auminimum. En effet, pendant ce délai, le gazole continue dêtre injecté et plus il y a decarburant dans la chambre lors de linflammation, plus laugmentation de pression serabrutale. Le délai diminue avec la température en fin de compression et cest pourquoi lesdiesels claquent à froid.- Combustion: Linjection continue encore jusquà une vingtaine de degrés de vilebrequinaprès le PMH. La température monte à ~ 2000 °C. Une pression pouvant dépasser les150 bars chasse le piston vers le point mort bas (PMB). La soupape déchappementcommence à souvrir en fin dexpansion pour diminuer la pression dans le cylindre et faciliterle retour du piston. 19 20
  • 11. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Critique du moteur diesel AVANTAGES - Meilleur rendement : grâce à laugmentation du rapport volumétrique la combustion est plus complète et la consommation spécifique est réduite (en moyenne de 200 g/kW/h contre 330 g/kW/h pour le moteur à essence). - Le couple moteur est plus important et reste sensiblement constant pour les faibles vitesses. - Le combustible bon marché. - Les risques dincendie sont moindres car le point dinflammation du gazole est plus élevé que celui de lessence. - Les gaz déchappement sont moins toxiques car ils contiennent moins doxyde de carbone. INCONVENIENTS - Les organes mécaniques doivent être surdimensionnés. - Le bruit de fonctionnement est élevé. - La température dans les chambres de combustion est élevée ce qui implique un refroidissement plus délicat. - Laptitude au démarrage à froid est moins bonne quun moteur à allumage commandé. b. Les moteurs à cycle 2 temps Moteur Essence COMPARAISON ENTRE CYCLE D’UN MOTEUR A ESSENCE ET CYCLE D’UN MOTEUR DIESEL A QUATRE TEMPS 21 22
  • 12. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Un moteur à deux temps comporte des pistons qui se déplacent dans des • En remontant (image « Compression »), le piston compresse le mélange dans lecylindres. Le déplacement du piston, par lintermédiaire de lumières entre la partie cylindre. Au passage, il rebouche léchappement (2) et lentrée de mélange dansbasse du carter et la partie haute du cylindre permet d’évacuer les gaz brulés et le cylindre (3), tout en créant une dépression dans le carter (4) qui va permettreremplir le cylindre de gaz frais. larrivée du mélang air-essence par le conduit darrivée (6) dont lentrée a été mélange essence libérée par la position du piston proche du point mort haut. Cette étape est celle Le cycle à deux temps d’un moteur à combustion interne diffère du cycle de Beau de « compression ».de Rochas en ayant seulement deux mouvements linéaires du piston au lieu dequatre, bien que les mêmes quatre opérations (admission, compression, • Une fois arrivé à nouveau au point mort haut, le cycle peut recommencer à partircombustion/détente et échappement) soient toujours effectuées. Nous avons ainsi un du premier point.cycle moteur par tour au lieu dun tous les deux tours pour le moteur à quatre temps.Le cycle se décompose : Moteur Diesel • Détente puis échappement et transfert du gaz combustible frais • Compression + combustion et admission dans la partie basse du moteur En voici les différentes étapes en détail : • Dans un premier temps (image « Détente »), le piston (5) est au point mort haut. La bougie initie la combustion et le piston descend en comprimant en même temps le mélange présent dans le carter, sous le piston. Cest la partie motrice du cycle, le reste du parcours sera dû à linertie créée par cette détente. Cette étape est la détente. Lors de cette descente du piston, lentrée (6) du mélange dans le carter se ferme. • Arrivé à proximité point mort bas (image « Admission et échappement »), le piston débouche les lumières déchappement (2) et darrivée de mélange dans le cylindre (3) : le mélange en pénétrant dans le cylindre chasse les gaz de la combustion (zone 1 sur limage). Il sagit de létape dadmission - échappement. 23 24
  • 13. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique c. Les moteurs à cycle 5 tempsLe moteur cinq temps est un moteur à combustion interne inventé par lebelge Gerhard Schmitz. Des brevets existent depuis plusieurs années et desrecherches en cours au sein dune entreprise Anglaise (Ilmor) sy intéresse deprès.Ilmor Engineering, société partenaire de Mercedes-Benz en F1, a présenté unprototype très innovant de moteur 3 cylindres 700 cm3 turbocompressé à injectionindirecte.loriginalité du moteur Ilmor par rapport à dautres brevets de moteur à 5 temps quiont pu déjà être déposés est de fonctionner grâce à deux types de cylindres. Sur leprototype trois cylindres, deux ont un fonctionnement à quatre temps tandis que letroisième, en position centrale, a une capacité plus importante et utilise les gazbrûlés des deux autres cylindres pour travailler. Le cylindre central fonctionne doncsans combustion et comprend deux temps : ladmission, accompagnée de laproduction de travail, et l’échappement. Nous avons donc bien 5 temps enchainéscomme suit :1 : L’admission mélange air essence (dans les deux pistons)2 : La compression du mélange (dans les deux pistons)3 : La combustion- détente (dans les deux pistons)4 : L’échappement (dans les deux pistons classiques) et l’admission-détente (dans lepiston central)5 : L’échappement (dans le piston central) 25 26
  • 14. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée ElectromécaniqueI.8. Le moteur VCR MCE-5 à taux de compression variable La chambre de combustion inchangée et la cinématique invariable et http://www.mce-5.com/ conventionnelle du piston du MCE-5 permettent de valoriser les savoir-faire des motoristes relatifs à la maîtrise de la combustion et des performances. Le MCE-5 assure un contrôle continu et réactif du taux de compression de chaque cylindre du moteur. Sa large plage de contrôle du taux de compression comprise entre 7:1 et 20:1 peut servir sans aucune limitation toutes les stratégies VCR. Grâce à ses engrenages à longue durée de vie et à son piston guidé sur roulement qui ne subit plus ni slap ni effort radial, le MCE-5 garantit une solidité et une fiabilité exceptionnelle aux moteurs VCR fortement chargés sur des kilométrages élevés. De ce fait, le MCE-5 répond à l’un des plus grands défis des moteurs à forte densité de puissance et de couple : la durabilité. La robustesse élevée du bloc moteur VCR MCE-5 provient également de la rigidité de son vilebrequin et de sa structure, qui offrent aux paliers hydrodynamiques un environnement géométrique optimal, garant d’une longue durée de vie.Le bloc moteur VCR MCE-5 ne présente pas d’impact négatif sur les autres composants du moteur ou du véhicule : son raccordement au conduit d’échappement ou à la transmission s’effectue exactement comme s’il s’agissait d’un moteur classique. La plupart des constructeurs automobile partagent le même avis : le taux decompression variable (en anglais Variable Compression ratio ou VCR), est la solutionla plus efficace pour réduire la consommation des moteurs essence, tout en ouvrantla voie à un ensemble de stratégies décisives pour le futur. En mars 2000, Saab a présenté au motorshow de Genève un premiervéhicule prototype à Taux de Compression Variable (VCR). Ce véhicule est équipéd’un moteur VCR suralimenté de 1.6 L appelé SVC (pour Saab VariableCompression), dont la puissance est de 168 kW (228 ch), le couple de 305 Nm, etqui présente une consommation réduite de 30% par rapport à un moteuratmosphérique conventionnel aux performances identiques. Le MCE-5 est un agencement hybride entre un mécanisme bielle-manivelle etdes engrenages à longue durée de vie. Technologie VCR unique, le MCE-5 est unbloc moteur tout-en-un qui intègre à la fois la transmission de la puissance et lecontrôle du taux de compression. 27 28
  • 15. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique I.9. Moteur WANKEL à piston rotatif Le moteur rotatif WANKEL est le résultat dune importante détude menée de 1945 à 1954 par lingénieur WANKEL sur les différentes solutions de moteur rotatif. En conclusion, il estima que la meilleure était de faire travailler en moteur, le compresseur rotatif réalisé par Bernard Maillard en 1943. Fig. Moteur à piston rotatif a) Avantage : Faible encombrement à cylindrée égale à un moteur conventionnel. Du fait quil ne transforme pas de mouvement linéaire en rotation, il déplace moins de pièces, donc moins dinertie, ce qui lui permet datteindre des régimes très élevées. (En théorie max. 18000 tr/min tr/min). Moins de pièces permettent de faire des montées en régimes très rapide. Moins de pièces est égale à moins de poids. 29 30
  • 16. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique La plage dutilisation commence dès les premiers tours et sétend jusquà la I.10. Dimensions caractéristiques d’un moteurrupture. Les moteurs thermiques à combustion interne se caractérisent par: b) Inconvénients : L’alésage, la course, la cylindrée, le rapport volumétrique, le couple moteur, la Consommation en essence excessive. puissance maximale, la puissance fiscale. Frein moteur pratiquement inexistant. Techniquement perfectible. Alésage : Diamètre D du cylindre (mm) Course : Distance C parcourue par le piston entre le Point Mort Haut (PMH) et le Point Mort Bas (PMB) (mm) R est le rayon de manivelle C= 2.R a) La cylindrée Cylindrée unitaire : Volume balayé par le piston lors de la course C en (cm3) A = alésage en centimètres, C = course en centimètres, n = nombre de cylindres. Cu = cylindrée unitaire Ct = cylindrée totale 31 32
  • 17. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Si ε croît, la pression de fin de compression croît. Cylindrée totale c) le couple moteur, la puissance maximale, la puissance fiscaleRemarques : on exprime également la cylindrée en litres. 1 litre valant 1 000 cm3.On peut dire, par exemple, quun moteur de 2 000 cm3 est un moteur de 2 litres.On différencie également les moteurs selon leur rapport alésage/course : Alésage < course = moteur à course longue. // Alésage = course = moteur carré. Alésage > course = moteur supercarré. b) Rapport volumétriqueRemarques importantes : Si V croît, v restant constant ε croît / Si v croit, V restant constant ε décroît. 33 34
  • 18. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 35 36
  • 19. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique d) Vitesse moyenne du pistonLa vitesse moyenne de piston V exprimée en m/s est donnée par :Avec L : course du moteur (mm), N : vitesse de rotation (tr/min)Vmp représente l’espace parcouru par le piston dans l’unité de temps.Sa valeur maximale est limitée par les contraintes acceptables dues aux forcesd’inertie. Sa valeur est également liée à l’usure. Selon la valeur de Vmp au régime nominal on distingue : Moteurs rapides : Moteurs de compétition essence : > 20 m/s Chapitre II. Moteurs de traction automobile essence : 14 – 18 m/s ARCHITECTURE Moteurs de traction automobile Diesel : 12 –14 m/s Moteurs de traction poids-lourds : 10 –12 m/s ET COMPOSITION Moteurs semi-rapides : Vmp :7-9m/s D’UN MOTEUR Moteurs lents : Vmp :6–8m/s THERMIQUE 37 38
  • 20. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 39 40
  • 21. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 41 42
  • 22. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique LE BLOC - MOTEUR TEUR1. LES ORGANES FIXES On lappelle également " BLOC CYLINDRES " ou " CARTER-CYLINDRES ". BLOC- CYLINDRES A. Le bloc-moteur Cest "le châssis" du moteur: il comporte les 1. RÔLE cylindres. A. Le bloc-moteur Il sert de support à tous les o ganes principaux (piston, vilebrequin,...) et aux o organes organes annexes (démarreur, conduits,...). B. La culasse Elle sert de couvercle en haut des cylindres. Cest la pièce-maîtresse du moteur, le " châssis " de celui-ci. maîtresse moteu Souvent, elle comporte les chambres de combustion, les bougies, les injecteurs, les B. Le cylindre conduits dair (admission et échappement). - Il sert de glissière au piston. - Il contient les gaz et permet leur évolution. - Il détermine la cylindrée unitaire. C. Le carter inférieur Il sert de réserve pour lhuile de graissage et 2. CARACTÉRISTIQUES ET QUALITÉS participe également à son refroidissement. A. Le bloc-moteur - Il doit être rigide pour résister aux e efforts engendrés par la combustion. - Par conduction, il évacue une partie de la chaleur de la combustion. - Il doit résister à la corrosion due au liquide de refroidissement, si ce système a été retenu. D. Les joints Ils sont nombreux, le principal étant le joint de B. Le cylindre culasse. Il doit avoir : - une bonne résistance aux frottements et à lusure. - une bonne résistance aux chocs thermiques et à la déformation. - une grande précision dusinage (cylindricité, perpendicularité...) 43 44
  • 23. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique3. FABRICATION ET MATÉRIAUX UTILISÉS DÉSIGNATION SCHÉMAS CARACTÉRISTIQUES Le bloc est coulé et usiné. Il est : Fonte au nickel-chrome de bonne qualité. chrome Matériau facile à mouler r. 1. soit en fonte spéciale BLOC Fonderie assez compliquée. Chambres Cest de la fonte G.S. (Graphite Sphéroïdale) qui possède une grande facilité de moulage et des NON - CHEMISÉ Les deau autour du cylindre. Peu de propriétés mécaniques équivalentes à celles de lacier, sauf la soudabilité. Ses qualités sont cylindres sont usinés problème détanchéité. Réparation améliorées par divers procédés : directement dans le bloc. par réalésage. NITRURATION: traitement thermochimique de durcissement superficiel par lazote. CÉMENTATION: Durcissement superficiel par le carbone. 2. soit en alliage daluminium (ALPAX) Caractéristiques de ce matériau : BLOC-FONTE Fonte de qualité moyenne. Chemises - léger. CHEMISE SÈCHE très dures. Fourreaux de 2 à 3 mm rapportés emmanchés à Réparation en atelier spécialisé: - excellent conducteur thermique. force (presse) ou échange des chemises. - bonne résistance à la corrosion. contraction de la chemise BLOC-ALUMINIUM dans lazote liquide Chemises mises en place à la coulée. - fabrication facile: bonne moulabilité. Échange des chemises impossible. (- 195°C). Réalésage possible4. DIFFÉRENTS TYPES DE BLOC-MOTEUR Voir document. CHEMISE HUMIDE Fonte de qualité moyenne. Fourreaux de 2 à 3 mm5. DISPOSITION DES CYLINDRES Fabrication facile. rapportés emmanchés à force (presse) ou Réparation simple : échange des ensembles Voir document. contraction de la chemise chemises-pistons. dans lazote liquide Étanchéité délicate. (- 195°C).6. FIXATION DU BLOC-MOTEUR Par silentblocs pour diminuer le bruit et les vibrations du véhicule. Aucun risque de gel. CHEMISE Gain de poids. RAPPORTÉE Fabrication simple.7. LE CARTER INFÉRIEUR (Refroidissement à air) Système économique : pas de radiateu de radiateur, -Positionnée au montage pompe à eau, durites, liquide... - Il sert de réservoir dhuile. -surface des ailettes calculée Pas dentretien. pour obtenir un - Il est en tôle dacier emboutie ou en aluminium nervuré (meilleur refroidissement). refroidissement compatible Réparation par remplacement du cylindre avec le bon fonctionnement. complet. - Parfois cloisonné pour éviter les déjaugeages de la pompe (ex: virages...). Moteur assez bruyant et peu économique - Parfois, généralement en compétition, afin de diminuer la hauteur et éviter les déjaugeages, on en carburant.utilise un "carter sec" : lhuile est rejetée dans un autre réservoir. On a alors 2 pompes à huile, une pompe devidange et une pompe de pression. 45 46
  • 24. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique LA CULASSE DÉSIGNATION SCHÉMAS EXEMPLESMOTEUR EN 1. RÔLELIGNE • Elle assure la fermeture des cylindres dans leur partie supérieure, et contient la chambre delongitudinal ou combustion.transversal TOUTES MARQUES Elle permet la circulation des gaz: conduits ou chapelles. Elle reçoit tout ou partie de la distribution.(inclinaison possible). Elle reçoit la bougie dallumage. Elle doit évacuer une quantité importante de chaleur (combustion = 2000°C). 2. MATÉRIAUX ET FABRIC ABRICATIONMOTEUR EN V • Pièce de fonderie moulée.Cylindres répartis en Soit en fontedeux groupes égaux MERCEDES, PEUGEO RENAULT, VOLVO, PEUGEOT, Soit en aluminium (Alpax): légèreté, excellente conductibilité, bon refroidissement,suivant deux plans etc... possibilité de taux de compression + élevé, donc meilleurconvergents. rendement.Angle: 60° 90° ou autre. 3. QUALITÉS DUNE CULASSE • Résistance aux hautes pressions. Résistance aux hautes températures. Bonne conductibilité thermique, donc bon refroidissement. Coefficient de dilatation compatible avec le bloc-moteur. Incorrodabilité aux gaz et aux liquides.MOTEUR EN VÉHICULES DE TRANSPO EN TRANSPORTLIGNE À PLAT COMMUN 4. LA CHAMBRE DE COMBUSTION Sa forme est très importante, car elle conditionne partiellement la "turbulence", facteur primordial pour obtenir une bonne combustion. Différents types: voir document.MOTEUR À PLAT EN CITROËN, ALFA ROMÉO, 5. LE JOINT DE CULASSEOPPOSITION VOLKSWAGEN, PORSCHE. Il assure létanchéité entre culasse et bloc-moteur (gaz et liquide). Divers composants. graphité et armé (REINZ). Lamiante est désormais interdite. Très souvent, les moteurs tout-alu à refroidissement par air nont pas de joint de culasse (absence de liquide + qualité de lusinage). 47 48
  • 25. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée ElectromécaniqueDIFFÉRENTS TYPES DE CULASSE LE JOINT DE CULASSECULASSE EN COIN CULASSE HÉMISPHÉRIQUEARBRE À CAMES EN TÊTE DOUBLE ARBRE À CAMES EN TÊTEVOLKSWAGEN CITROËN 49 50
  • 26. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Phénomène de glissement 51 52
  • 27. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique2. LES ORGANES MOBILES LE PISTON A. Le piston Il subit la pression de lexplosion. 1. RÔLE Compression des gaz frais grâce à la force de la bielle ( P = F / S ). B. Le vilebrequin et Le vilebrequin reçoit leffort transmis par la Transformation de la pression des gaz enflammés en une force ( F = P . S ). le volant moteur bielle et fournit un mouvement circulaire à la Le déplacement de la force permet au moteur de fournir un travail ( W = F . d ). sortie du moteur. Le volant moteur régularise le mouvement de rotation. 2. QUALITÉS DU PISTON ON C. La bielle Liaison entre le piston et le vilebrequin, elle Résistance mécanique aux pressions (environ 50 bars). transforme la pression du piston en force Résistance thermique et bonne conductibilité (dessus de piston à 400°C). sur le vilebrequin. Résistance à lusure : bon coefficient de frottement sur la chemise. Léger (réduction de linertie) et bien guidé. 3. FABRICATION ET M MATÉRIAU Il est généralement moulé dans un matériau léger et excellent conducteur thermique : alliage daluminium. 4. RÉALISATION Il est composé de Tête de piston Gorges de D. La distribution Elle gère louverture et la fermeture des plusieurs parties : segments soupapes donc lentrée et la sortie des la tête logement Axe de piston la jupe Jupe du les segments piston laxe de piston Différentes formes de piston 53 54
  • 28. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique LES SEGMENTS : Ils assurent létanchéité entre la chambre de combustion et le carter pour éviter toute perte de puissance et empêcher les remontées dhuile 1. RÔLE LA BIELLE Le segment " coup de feu " Elle transmet la force du piston au vilebrequin. étanchéité Elle participe à la transformation du mouvement (alternatif >>> rotatif). Résistance à la T°, à la pression, au manque de lubrification et à la corrosion. 2. DESCRIPTION voir document Le segment " étanchéité " étanchéité 3. FABRICATION ET MATÉRIAU évite la consommation dhuile. Forgée ou moulée généralement dans un acier au nickel-chrome. En compétition, on utilise des alliages plus légers, à base de titane ou dalu. Le segment " racleur " racler lhuile pour éviter les remontées, tout en 4. QUALITÉS DUNE BIELLE laissant un film suffisant pour la lubrification. fisant Elle résiste : à la compression à la traction aux forces dinertie aux frottements Elle risque : LE FLAMBAGE Solutions La section en I permet de diminuer la masse en conservant une bonne résistance auMONTAGE DE LAXE DE PISTON flambage. La tête et le pied ont une surface dappui suffisamment large pour transmettre des efforts importants sans risque de détérioration. Le frottement entre tête de bielle et le vilebrequin est diminué par linterposition de coussinets remplaçables. 5. LES COUSSINETS MINCES Ce sont des supports en acier, laminés à froid, roulés en 1/2 cercle et recouverts dune fine couche de métal anti- friction (0,05 à 0,5 mm). Différents alliages sont utilisés. Ils sont à base de :Montage en après-vente: - aluminium - étain - plomb Chauffage du piston. Montage à froid. Chau Chauffage de la bielle. - cuivre - antimoine - zinc 2 circlips en sécurité. 2 circlips darrêt. Outil de centrage de laxe. - nickel etc... 55 56
  • 29. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée ElectromécaniqueRÉALISATION DE LA BIELLE LE VILEBREQUIN 1. RÔLE • Cest la liaison entre la bielle et le piston. PIED • Il est percé et alésé en cas daxe serré dans la bielle. Il reçoit leffort transmis par les pistons et les bielles et fournit un mouvement circulaire en • Il est percé et alésé avec un bague en bronze en cas daxe sortie du moteur. libre dans la bielle; la bague est alors percé pour assurer la lubrification de laxe. Il entraîne en rotation certains accessoires (ex: pompe à huile, distributeur dallumage etc...). • Il assure la rigidité de la pièce. CORPS • Il est généralement de section en forme de I, croissant du 2. DESCRIPTION pied vers la tête. • Cest la liaison avec le vilebrequin (manetons) • Elle comporte 2 parties : lune solidaire du corps: " la tête ". e lautre rapportée: " le chapeau ". Ce dernier est fixé par des boulons à écrous auto-serreurs. La ous TÊTE coupe peut être droite ou oblique. oite • Pour permettre le tourillonnement sur le vilebrequin, on peut utiliser : soit des roulements. soit des coussinets minces. 3. FABRICATION ET MATÉRIAU QUE SIGNIFIE COULER UNE BIELLE ? Il est fabriqué : soit par FORGEAGE (acier mi-dur au chrome) soit par CAMBRAGE et MATRIÇAGE dune barre dacier. Le frottement entre pied tête de bielle et vilebrequin est soit par MOULAGE , en fonte G.S.. diminué par linterposition de coussinets amovibles. Les coussinets sont de larges bagues dacier, recouvertes sur leur face intérieure dune fine couche de métal anti- friction. Le point de fusion de cet alliage est bas : 400 à 700°C selon sa composition. 4. NOTES COMPLÉMENTAIRES Le jeu longitudinal est déterminé par des cales. Lorsque le frottement entre la bielle et le vilebrequin 1. Demi Demi-coussinet (acier) Les moteurs à 4 cylindres ont désormais 5 paliers pour améliorer la rigidité. La devient anormalement grand (ex: défaut de graissage), rectification est possible en atelier spécialisé. lénergie calorifique dégagée provoque la fusion du métal ovoque 2. Métal anti-friction anti-friction. Le jeu devient alors excessif et provoque un Léquilibrage est réalisé par meulage ou perçage sur les flasques. cognement sourd très caractéristique. Le galetage consiste à écrouir (tasser) le métal pour renforcer certaines zones. 3. Ergot de maintien 57 58
  • 30. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique LE VOLANT - MOTEUR TEUR F. Les soupapes Une soupape est un organe mécanique de la distribution des moteurs thermiques à quatre temps permettant ladmission des gaz frais et lévacuation des gaz brûlés. De manière générale, une soupape dadmission sépare le conduit dadmission de la chambre de combustion et une soupape déchappement sépare celle-ci du conduit déchappement. ci Les soupapes se classent principalement en trois catégories : les soupapes à tige – aussi appelées soupapes à tulipe –, les soupapes r , rotatives et les soupapes à chemise louvoyante Les plus répandues louvoyante. sont les soupapes à tige/tulipe qui équipent la quasi quasi-totalité des moteurs à combustion interne actuels. Ces dernières soupapes sont le plus souvent actionnées par un arbre à cames et maintenues par un ou plusieurs ressorts de rappel.1. RÔLE Le réglage de jeu aux soupapes est nécessaire car toutes les pièces constitutives du Le volant moteur est une masse dinertie servant à régulariser la rotation du moteur (Bloc-cylindres, culasse, soupapes, poussoirs, etc.) se dilatent lorsque la température cylindres, vilebrequin. Le volant a également dautres fonctions secondaires: augmente. • il porte la couronne de lancement du démarreur. • il porte le système dembrayage et possède une surface dappui pour le disque. • il porte parfois le repère de calage dallumage ou le déclenchement du repère P.M.H..2. DESCRIPTION • Afin daugmenter le moment dinertie, on éloigne les masses le plus possible de laxe, disposition qui conduit à un voile mince et une jante massive. En supposant que la dilatation thermique des tiges de culbuteurs et des soupapes soit • La forme du vilebrequin dépend du nombre de cylindres, sachant que lon cherche supérieure à celle de la culasse, il ne pourra y avoir fermeture complète de la soupape lorsque letoujours à répartir régulièrement les explosions sur la durée dun cycle. Plus le nombre de cylindre est élevé, moteur sera à température (comme indiqué sur la figure ci –dessus). Si le jeu entre la soupape et lemeilleure est la régularité cyclique. culbuteur est réglé à zéro, moteur froid, ce phénomène provenant de la différence de coefficient de dilatation thermique entre les éléments mentionnés ci -dessus, cette fermeture incomplète de la dessus, soupape se traduit par une baisse de la puissance moteur, cest pourquoi le jeu des soupapes est sse destiné à résoudre ce problème. Il existe deux types de jeux aux soupapes qui sont différents en fonction des matières3. FABRICATION ET M MATÉRIAU constitutives de la culasse, des supports, des culbuteurs, etc., ainsi quen fonction de la position de ainsi larbre à cames. Dans un cas le jeu des soupapes diminue à mesure que la température moteur augmente, dans lautre cas ce jeu augmente à mesure que la température moteur augmente. En • Lacier est souvent utilisé, car les grandes fréquences de rotation font apparaître des conséquence, le jeu des soupapes est d éfini pour chaque type de moteur de manière à assurer un définiforces centrifuges tendant à faire éclater le volant. La fonte sphéroïdale reste une solution grâce à des fonctionnement convenable de la distribution à toutes les températures.caractéristiques proches de lacier: résistance mécanique élevée et bonne capacité damortissement des Lorsque le jeu des soupapes nest pas suffisant, il y a fermeture incomplète des soupapes,vibrations. La fonte classique peut être utilisée sur des moteurs lents. doù fuite de gaz comprimés et brûlés et fonctionnement défectueux du moteur. En revanche, brûlés lorsque le jeu des soupapes est excessif, il y a naissance de bruits de fonctionnement anormaux par • Maintenant, léquilibrage du volant moteur est effectué avec le vilebrequin assemblé. suite de chocs intervenant entre les culbuteurs et les soupapes. 59 60
  • 31. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique I. LA DISTRIBUTION 61 62
  • 32. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 63 64
  • 33. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 65 66
  • 34. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 67 68
  • 35. 69 Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Arbre à cames Arbre d’équilibrage Culasse Pignon d’arbre à cames Piston Chaîne de distribution Axe de piston Carter de distribution Bielle70 Maneton Pignon de vilebrequin Tourillon Poulie de pompe à eau Volant moteur Coussinet de vilebrequin Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Carter d’huile
  • 36. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Joint de queue de Siège de soupapeCoupelle de ressort Segment d’étanchéité Segment de feu Guide de soupape Segment racleur soupape SoupapeRessort de soupape Chapitre III. BILAN ENERGETIQUE D’UN MOTEUR THERMIQUE Bougie d’allumage Chapeau de bielle Couvre culasse Arbre à cames Bloc moteur culbuteur chemise 71 72
  • 37. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique III.1. Introduction • Les principaux cycles sont les suivants : — le cycle de BEAU DE ROCHAS, applicable aux moteurs alternatifs à combustion interne, à allumage commandé.Par contre, obéissent à des règles légèrement différentes : — Le cycle de DIESEL, applicable aux moteurs alternatifs à combustion interne où la combustion est isobare ; — Le cycle de STIRLING, applicable au moteur alternatif à combustion externe où les mises en contact avec les sources chaude et froide sont isothermes. Il se présente donc sous une forme proche de celle du cycle de CARNOT ; — Enfin, citons à titre de curiosité historique le cycle de LENOIR, appliqué aux premiers moteurs à combustion interne alternatifs, au cours duquel le fluide de travail n’était pas soumis à une compression préalable à la combustion. On peut distinguer deux variantes des cycles décrits pour les moteurs alternatifs (Beau de Rochas et Diesel) suivant la manière dont sont opérés les transvasements du fluide de travail : — Le cycle à DEUX TEMPS, au cours duquel l’évacuation des gaz brûlés et leur remplacement simultané par des gaz frais se déroulent dans un moteur à piston, dans le même tour de vilebrequin que la phase haute pression du cycle, quand le volume du cylindre est proche de sa valeur maximale. Cette phase, dite de balayage du cylindre, nécessite l’emploi d’un organe générateur de débit (compresseur, pompe ou soufflante) pour son accomplissement ; — Le cycle à QUATRE TEMPS, au cours duquel, grâce aux variations de volume, les transvasements se déroulent de manière disjointe entre eux et par rapport à la phase Schéma de classification thermodynamique des machines thermiques haute pression du cycle. Pour un moteur à piston, pendant le tour de vilebrequin qui leur est exclusivement dédié, on assiste successivement à l’échappement et au refoulement des gaz brûlés pendant le mouvement ascendant du piston (où le volume du cylindre s’amenuise), puis à l’aspiration des gaz frais pendant son mouvement descendant (où le volume du cylindre s’accroît). Les principaux critères de classification sont les modes de conversion énergétique et d’apport de chaleur. Le cycle thermodynamique est un critère secondaire (par rapport au mode d’apport de chaleur). La figure suivante donne une représentation graphique de la classification obtenue. 73 74
  • 38. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique III.2. BILAN ENERGETIQUE D’UN CYCLE A 4 TEMPS D’UN MOTEUR A ALLUMAGE COMMANDE III.2.2. RENDEMENTS PARTIELS L’énergie contenue dans le carburant se retrouve après un cycle sous forme : La transformation de l’énergie chimique en énergie mécanique effective peut-être décomposée en plusieurs peut être étapes : Qchimique Qchimique réelle ωthéorique ωindiquée ωeffectif • D’énergie mécanique effective au vilebrequin, • D’énergie calorifique perdue dans le système de refroidissement, • D’énergie perdue restant dans les gaz d’échappement. η combustion η théorique ou η méca ηforme Décomposition énergétique du moteur : 1 : Energie potentiellement disponible dans le η indiqué carburant 100%. η global 2 : Energie effective récupérée en bout de vilebrequin 25 à 30%. 3 : Pertes par frottement 15%. a) Rendement de combustion: 4 : Energie perdue par les gaz d’échappement 35 à 40%. Le rendement de combustion correspond à la perte énergétique engendrée par les gaz imbrûlés. Les pertes du rendement de combustion sont du au fait que lon na une combustion incomplète et que du5 : Energie perdue dans le circuit de refroidissement 15 %. carburant reste imbrûlé.6 : Pertes calorifiques par rayonnement 5%. b) Rendement théorique ou thermodynamique: 38,1 29,6 2 30,3 C’est le rendement de la transformation thermodynamique correspondant au diagramme thé théorique. Bilan thermique dun moteur c) Rendement de forme: frottements pertes échappement 30,3% 38,1% La transformation thermodynamique ne suit pas rigoureusement le cycle théorique mais s’effectue suivant le diagramme réel ce qui engendre une perte d’énergie. d) Rendement indiqué: pertes transfert thermique C’est le rendement de la transformation thermodynamique correspondant au diagramme réel thermodynamique rendement global 2% 29,6%Remarque : Le moteur à allumage commandé aura un rendement qui dépassera difficilement 0,3. e) Rendement mécanique: III.2.1. RENDEMENT GLOBAL DU MOTEUR Cest limage des pertes mécaniques engendrées par les différentes pièces en mouvement.Le rendement d’une transformation étant le rapport de l’énergie utilisable en sortie sur l’énergie fournie enentrée, on n’en déduit le rendement global ou effectif du moteur : Remarque : Le rendement global peut s’exprimer sous forme d’un produit des différents rendements partiels. Pchimique = Qmc × PCI Peff η global = Peff = C eff × ω mot Pchimique η global = η comb × η théo × η forme × η mécaAvec : - Qmc: Débit massique de carburant. (g/s) - PCI : Pouvoir calorifique inférieur. (J/g) 75 76
  • 39. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée ElectromécaniqueIII. 3. Principaux cycles du moteur à combustion interne III.3.1. Description du cycle thermodynamique Tous les moteurs thermiques font appel aux transformations thermodynamiques d’une Les trois (03) principaux cycles du moteur à combustion interne peuvent masse gazeuse pour passer de l’énergie chimique contenue dans le combustible à l’énergieêtre résumés de la manière suivante : mécanique directement exploitable sur l’arbre moteur.  Cycle de BEAU DE ROCHAS (cycle à apport de chaleur à volume constant) Dans son brevet déposé en 1862, le français BEAU DE ROCHAS propose d’appliquer leutilisé dans les moteurs à allumage commandés (Fig-A). processus décrit ci dessous à une masse gazeuse emprisonnée dans un moteur à piston. Le Cycle diesel pur (cycle à apport de chaleur à pression constante) concerne les cycle complet comprend 4 courses de piston donc 2 tours de vilebrequin.moteurs à allumage par compression (Fig-B). 1er temps : l’admission Cycle de SABATHE ou cycle mixte appelé aussi cycle de SEILIGER. C’est - le piston décrit une course descendante du PMH au PMB ;une combinaison des cycles de BEAU DE ROCHAS et DIESEL pur (Fig-C). - la soupape d’admission est ouverte ; L’étude de ces cycles peut être effectuée à l’aide du diagramme (P,V) et c’estce type de diagramme que nous utiliserons. - le mélange air + carburant préalablement dosé pénètre dans le cylindre ; - l’énergie nécessaire pour effectuer ce temps est fournie au piston par le vilebrequin par l’intermédiaire de la bielle. 2ème temps : la compression - les 2 soupapes sont fermées ; - le piston est repoussé par vers le PMH par la bielle ; - la pression et la température du mélange croissent. 3ème temps : la combustion détente - un peu avant le PMH, une étincelle électrique déclenche le processus de combustion ; - l’accroissement de la pression qui s’exerce sur le piston engendre un effort sur la bielle et donc un moment moteur sur le vilebrequin ; - le piston redescend au PMB. 4ème temps : l’échappement - la soupape d’échappement s’ouvre ; - le piston remonte vers le PMH en expulsant les gaz brûlés. 77 78
  • 40. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique a) Le cycle théorique b) Cycle réelL’évolution des pressions dans la chambre de La première réalisation pratique d’un moteur àcombustion en fonction du volume du cycle « Beau pression piston a été réussie par Otto chez Deutz àde Rochas » se représente dans un diagramme (p,v). D Cologne en 1876 P2 Sur ce moteur, l’évolution de la pression relevéeA B : Aspiration du gaz à la pression Combustion ne correspondait pas exactement au cycleatmosphérique dans le cylindre le long de la droite théorique et le rendement en était trèsisobare AB (PA = PB = Pa ). inférieur. En voici les raisons :B C : Compression adiabatique BC jusqu’au volume Compression Admission : l’inertie des gaz augmentant Cminimal V1, la pression devenant : P1 P1 avec la vitesse de rotation du moteur est Détente responsable du remplissage incompletC D : Combustion instantanée du gaz à volume du cylindre.constant le long de la droite isochore CD avec une Compression : la compression n’est pas S1forte élévation de température à T2 et de la pression adiabatique. Du fait de la communicationà P2. de la chaleur aux parois, la pression des E P3 gaz s’élève moins vite que dans la loiD E : Détente du gaz chaud le long de l’adiabatique  Echappement adiabatique.DE qui ramène le volume à V2, mais à une pression A Pa B Combustion : la combustion du mélangeP3 supérieure à celle de l’atmosphère. S2 Admission air/essence n’est pas instantanée auE B : Détente théorique des gaz dans le cylindre V1 V2 Volumes PMH d’où une zone de combustion PMH PMBdonc la pression tombe instantanément à la arrondie sur le diagramme.pression atmosphérique le long de l’isochore EB, la Détente : la détente des gaz brûlés n’est S1 - S2 représente le travail du cycletempérature redescend. pas adiabatique car les gaz cèdent une partie de leur chaleur aux parois.B A : Echappement des gaz brûlés en décrivant l’isobare BA. Retour au point de départ A. Echappement : en fin de détente, la pression des gaz est nettement supérieure à la Le cycle Beau de Rochas a été conçu pour un moteur tel que l’entrée et la sortie des pression atmosphérique.gaz se fait par des orifices à soupapes placés à l’extrémité fermée d’un cylindre dont l’autreextrémité est constituée par la tête du piston. Toutefois, il est appliqué dans d’autresconfigurations de moteur, par exemple le moteur rotatif.Notions de thermodynamique :Isochore : V = cte isobare : P = cteTransformation adiabatique ou isentropique c’est à dire sans échange de chaleur P x Vγ = cte ou pour ce cycle : Pb x Vbγ = Pc x Vcγ Rendement du cycle théorique de Beau de Rochas avec : ρ = rapport volumétriqueγ = Cp/ Cv = 1.4 pour l’air (coefficient de poisson) 1 η = 1− ρ γ −1 79 80
  • 41. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique c) Cycle réel après réglage (AOA, RFA, AA, AOE, RFE)Le cycle réel fut ensuite amélioré afin d’en augmenter le rendement. Cette amélioration a étéobtenue grâce à la modification de l’épure de distribution.Avance ouverture admission (A.O.A.) avant le P.M.H,Retard fermeture admission (R.F.A.) après le P.M.B. lamélioration du remplissage permet dobtenir une pression de fin de compression plus élevée.Avance à lallumage (A.A.), répartit la combustion de part et dautre du P.M.H., augmentation de pression et de durée du temps détente.Avance ouverture échappement (A.O.E.) avant le P.M.B.,Retard fermeture échappement (R.F.E.) après le P.M.H.dispositions technologiques : réglages réalisés par la distribution. 81 82
  • 42. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée ElectromécaniqueLes moteurs 4 Temps III. 4. Représentation de l’évolution de la pression dans la chambre de combustion en fonction de la variation de position angulaire du vilebrequin Pour des raisons pratiques, le cycle est souvent représenté par un diagramme pression, variation angulaire (p,α). Voici un exemple de ce relevé : Phase 1 : Elle correspond au temps de formation du noyau initial de la flamme dont la propagation peut ensuite s’auto-entretenir et s’étendre au volume de la chambre. Cette phase, appelée délai d’inflammation, correspond à une faible élévation de la pression par rapport à la courbe de compression sans allumage. Phase 2 : C’est la phase de propagation de la flamme à partir du noyau initial. Pression (bar) Phase 2 Phase Courbe de compression α (° vil) PMH 83 84
  • 43. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée ElectromécaniqueTravail du cycle et pression moyenne avec : V = cylindrée unitaire (cm3) ; v = volume mort (cm3) ; ρ = rapport volumétriqueCycle théorique III.5. Cycle BEAU DE ROCHAS & OTTOLe travail disponible (en Joule) est mesuré par l’aire BCDE. La pression moyenne théoriqueest la pression constante qu’il faudrait appliquer sur le piston pendant sa course de détentepour obtenir le même travail. D Surface équivalente C Pm th 10 bars E A Pa B Pa v V+v v V+v 1 cm3W = ∫− p×dvTravail équivalent à la surface « s » : Ws (joules) = 10 bars x 1 cm3 = 106 pascals x 10-6 m3 = 106 N.m-2 x 10-6 m3 = 1 N.m = 1 JouleCycle réel ou indiquéLe travail du cycle indiqué est mesuré par la différence des surfaces A (boucle positive ouhaute pression) et B (boucle négative ou basse pression). A Pmi Pa B Pa v V+v v V+v Wi = [S(A) – S(B)] x Ws Wi(joule)×10 Wi×10 PMI(bar =daN /cm²)= = V(cm3) v×(ρ −1) 85 86
  • 44. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 87 88
  • 45. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée ElectromécaniqueIII.6. Cycle thermodynamique théorique d’un moteur 4 Temps suralimentépar un turbocompresseur Chapitre IV. LES CIRCUITS ANNEXES POUR UN MOTEUR THERMIQUE A COMBUSTION INTERNE 89 90
  • 46. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique IV. 1. Circuit d’alimentation et de carburation IV.1.1. CIRCUIT DE CARBURANT 1. Admission d’un mélange air + carburant ⇒ Injection indirecte (à la chambre de comb.) dans le circuit d’admission ( Monopoint ou multipoint) 2. Admission d’air uniquement dans le cylindre ⇒ Injection du carburant directement dans la chambre de combustion. Les moteurs à allumage par compression (moteur diesel) SYSTEME D’INJECTION DIESEL Sa fonction est le dosage et la distribution, en fonction de la vitesse et de la charge du moteur. Mais aussi dintroduire, de pulvériser et de répartir le combustible dans les cylindres au meilleur moment. Il peut être décomposé en trois parties principales : o Le circuit d’alimentation ; o Le circuit d’injection ; o Le circuit de retour. Le circuit d’alimentation : C’est un circuit « basse pression » et sa fonction est dalimenter en carburant liquide le circuit d’injection à une pression déterminée. Il est constitué d’un réservoir, d’une pompe, d’un filtre et de tuyauterie. Le circuit de retour : Il permet la récupération du carburant excédentaire ou des fuites des deux autres circuits. Le circuit d’INJECTION : On distingue plusieurs catégories : A) SYSTEME D’INJECTION CLASSIQUE : Utilisé dans les moteurs « ancienne génération », il utilise une pression comprise entre 100 et 200 bars. Il possède une commande d’injection mécanique ou électronique. 91 92
  • 47. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique B) INJECTION HAUTE PRESSION A RAMPE COMMUNE Par rapport à l’injection classique, la pompe d’injection est remplacée par unepompe haute pression (1300-1800 bars). De ce fait, la pression d’injection est C) INJECTEUR POMPEindépendante de la vitesse de rotation du moteur et demeure constante pendant laphase d’injection. Le pilotage de l’injection se fait individuellement par un calculateur Troisième évolution de l’injection directe,électronique et laisse une grande latitude de programmation aux motoristes. linjecteur pompe, comme son appella ur appellation lindique, assure au sein du corps d’injection les fonctions de pompe et dinjecteur. Cet élément est donc autonome et est indépendant pour chaque cylindre. La partie pompe est placée au dessus de linjecteur qui se situe dans la culasse. Les tuyauteries sont de ce fait supprimées et la haute pression est produite uniquement dans un très petit volume. Linjecteur pompe permet de très hautes pressions, de lordre de 2000 bars. Lélément pompe implanté directement au dessus de linjecteur est actionné par une nté came supplémentaire rapportée sur larbre à cames par lintermédiaire d’un "culbuteur" à galet tourillonnant sur un axe spécifique. 93 94
  • 48. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique IV.1.2. Injection Essence1- Injec teur pom p e.2- Culb ute ur s à ga let d e com m ande d e lé lém ent po m pe. 3-É lec trov a nne . de4- A xe d es c ulbut eur s . 5-Ar br e à c am es. Ar 6- C am es de c omm a nde d es s oup a pes . 7-C am e de o upc omm and e de linjec te ur p om pe. 8 -P ous s oir d e s ou pap e. 9- B oug ie d e pr éc hauffag e L’injecteur pompe comporte une électrovanne intégrée qui pilote la courbe dinjection. Cestainsi que la montée en pression dans la chambre sous le piston est contrôlée par cette électrovanne,elle ne peut en effet se constituer dans la chambre que si lélectrovanne est fermée électriquement.Son ouverture quasi instantanée provoque la coupure nette de linjection favorisant une combustioncomplète et propre. La pression d’injection maxi se situe à quelques 2000 bars pour 1,5 mm3 de volume de carburant pré injecté. 95 96
  • 49. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 97 98
  • 50. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 99 100
  • 51. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 101 102
  • 52. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 103 104
  • 53. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 105 106
  • 54. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 107 108
  • 55. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 109 110
  • 56. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 111 112
  • 57. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée ElectromécaniqueIV.1.3. Injection Diesel 113 114
  • 58. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 115 116
  • 59. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 117 118
  • 60. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 119 120
  • 61. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 121 122
  • 62. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 123 124
  • 63. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 125 126
  • 64. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 127 128
  • 65. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 129 130
  • 66. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 131 132
  • 67. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 133 134
  • 68. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 135 136
  • 69. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée ElectromécaniqueIV. 2. Circuit d’allumage 137 138
  • 70. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 139 140
  • 71. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 141 142
  • 72. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 143 144
  • 73. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 145 146
  • 74. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 147 148
  • 75. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 149 150
  • 76. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 151 152
  • 77. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 153 154
  • 78. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 155 156
  • 79. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 157 158
  • 80. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 159 160
  • 81. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 161 162
  • 82. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 163 164
  • 83. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique IV. 3. Circuit de refroidissement (circuit de réfrigération) 165 166
  • 84. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 167 168
  • 85. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 169 170
  • 86. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 171 172
  • 87. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 173 174
  • 88. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique IV. 4. Le circuit de graissage 175 176
  • 89. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 177 178
  • 90. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 179 180
  • 91. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 181 182
  • 92. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique 183 184
  • 93. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique IV. 5. Circuit électrique de démarrage et de charge 1 - SITUATION PROBLEME Les moteurs thermiques, pour démarrer demandent à être entraînés à une vitesse de rotation suffisante : Moteur à essence, 250 tr/min Moteur Diesel, 350tr/min. Cette vitesse est nécessaire pour permettre : La vaporisation de l’essence. Une f.e.m d’allumage correcte. Une pression de compression suffisante (T° auto inflammation du gazole). auto-inflammation Le circuit électrique de démarrage et de charge est constitué des compos composants suivants : 1) La batterie: élément essentiel du circuit de charge, elle permet de lancer le démarreur afin de faire tourner votre moteur et d’alimenter les organes électriques tels que l’autoradio, l’éclairage... (accumulateur d’électricité). 2) L’alternateur: il permet de recharger la batterie lorsque le moteur fonctionne. Un ur: régulateur est intégré à l’alternateur pour réguler la tension et adapter le débit d’énergie aux besoins du véhicule. 3) Le démarreur: (non représenté sur l’illustration) il fonctionne avec l’énergie de la e batterie. Il entraîne le moteur jusqu’à son démarrage. 185 186
  • 94. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée ElectromécaniqueIV. 6. Le circuit dair (lescollecteurs admission &échappement)IV.6.1. CIRCUIT D’ADMISSION– Prise d’air assurée par les orifices d’admission– Éventuellement couplé à un système de suralimentation (1 ou 2 étages) ANNEXESIV.6.2. UN CIRCUIT D’ECHAPPEMENT Il permet l’évacuation des gaz brulés, il est constitué en général : Système d’atténuation de bruit (_ dB) ; Système de dépollution ; Système de suralimentation (Turbo). 187 188
  • 95. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique ANNEXE1 : COURBES ET RELATIONS 2 × π × N mot ω mot = Avec Nmot : régime de rotation moteur (tr/min) 60 CARACTERISTIQUES DU MOTEUR THERMIQUE ERISTIQUES La puissance est donc obtenue en mesurant le couple et le régime de rotation. Elle n’est pas mesurée directement. 1. PUISSANCE ET COUPLE MOTEUR : Remarques : - Toute la zone sous la courbe de puissance est la zone dutilisation possible du moteur. Idem pour la courbe de couple. - 1 cheval vapeur = 736 Watts. 2. CONSOMMATION SPECIFI SPECIFIQUE Cse, ISOCONSOMMATION La consommation spécifique d’un moteur est la consommation massique de carburant pendant un temps donné ramenée à l’unité d’énergie recueillie en bout de vilebrequin. mc Cse = - mc : Masse de carburant (g) Peff × t - t : temps que le moteur a mis pour consommer mc (h) s - Peff : Puissance sortie moteur (KW) Pour obtenir la consommation spécifique, il nous faudra mesurer la puissance (par l’intermédiaire du couple et du régime de rotation), la masse de carburant consommée, et le temps que le mot moteur a mis pour consommer cette masse. Ces courbes de couple et de puissance ont été prises en pleine charge ( (papillon des gazouvert en 4/4). Pour les obtenir, on fait varier le couple résistant au vilebrequin et on regarde lerégime de rotation du moteur. Peff = C mot × ω mot- Peff : Puissance délivrée par le moteur (W)- Cmot : Couple délivré par le moteur (Nm)- ωmot : Vitesse de rotation du moteur (rad/s) 189 190
  • 96. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée ElectromécaniqueLe moteur ne fonctionne pas toujours à pleine charge. Il fonctionne également à charge partielle. 3. PARAMETRES INFLUENCA INFLUENCANTS LES PERFORMANCES DU MOTEUR : 3-1 Données de conception : 1 • La cylindrée : le couple du moteur augmente de façon proportionnelle avec la cylindrée. Ceff Vt = (π × A2 × C × n)/ 4 Ceff 4/4 charge - Vt : cylindrée totale (cm3) - A : Alésage des cylindres (cm) ½ charge - C : Course des cylindres (cm) Nmot - n : nombre de cylindres 0 cylindréeOn aura par conséquent une multitude de consommation spécifique. Cet ensemble de V+v • Le rapport volumétrique : ρ= - V : volume de la cylindrée unitaire (m 3)consommations est représenté par les courbes d’iso consommation. v - v : volume mort (m3) Le rapport volumétrique n’a pas d’unité (m3/ m3). Plus la valeur du rapport volumétrique sera élevée, plus la pression de fin compression sera importante, plus le rendement global du moteur sera bon. Au dessus de 12, les augmentations de niveau de pression et de température entraînent de sérieuses limitations (cliquetis : auto t inflammation d’une partie des gaz qui peut provoquer la destruction du moteur). • Le rapport alésage/course : La tendance est de le rendre supérieur à 1. Le but principal est d’accroître l’alésage afin de pouvoir mettre des soupapes plus grandes ou d’augmenter le nombre de soupapes. • La géométrie de la chambre de combustion : pour éviter d’avoir trop de gaz imbrûlés ou de polluants, on utilisera une chambre de combustion qui favorisera, entre autre, l’homogénéité du entre mélange (mélange régulier air - carburant dans la chambre de combustion). Exemple : 3-2 Réglages : 2 • Le calage de distribution : Les avances et ouvertures seront adaptées pour optimiser le remplissage en air du moteur. Exemple de valeurs d’avances et de retard de soupapes : retards 191 192
  • 97. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée ElectromécaniqueMoteur Clio 1,4l E6J G7 : mc Qmc dosage = = - Qmc : débit massique de carburant (g/m3)- A.O.A. : 6° vilebrequin avant PMH m air Qmair- R.F.A. : 43° vilebrequin après PMB - Qmair : débit massique d’air (g/m3)- A.O.E. : 44° vilebrequin avant PMB Le dosage théorique est d’environ 1/15.- R.F.E. : 3° vilebrequin après PMH Le dosage admis est de 1/X, X étant la masse d’air admise pour 1 g de carburan carburant. 1 PMH R= X = 15 1 X Sens de rotation 15 moteur Evolution du couple moteur en fonction du dosage réel : PMHQue remarque t-on entre l’A.O.A. et l’R.F.E. ?La soupape dadmission et déchappement sont ouvertes en même temps : cest le croisement de Peff Cmot × ωmot Cmot × ωmot ηg = = =soupapes. Ce croisement de soupapes est dautant plus grand que le moteur sera performant à haut Pcal  mc × PCI   m     d × air × PCI régime.  t   t  • Le calage de la combustion : De même, l’Avance à Allumage sera optimisée pour accroître les Or, dans notre essai, ω mot, la charge (donc Qmair) et le PCI (Pouvoir calorifique inférieur) sont desperformances du moteur. constantes.Exemple : Avance à lallumage de 10° au régime de ralenti pour le moteur E6J G7. Conclusion : Le rendement du moteur est fonction du dosage de mélange introduit dans le moteur. La pente à la • La richesse du mélange : courbe ci-dessus est limage du rendement. La richesse aura donc une influence primordiale sur le dessus dosage réel rendement global du moteur (rendement maxi pour richesse de 15/18=0,83 à charge max maxi). R= - mc : masse de carburant (g) dosage théorique 3-3 Paramètres de fonctionnement : 3 - mair : masse d’air (g) 193 194
  • 98. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique • La charge : C’est à la charge maxi du moteur que l’on aura les consommations spécifiques lesplus basses, donc les rendements globaux les meilleurs. • le régime de rotation : plus le régime est important, plus le rendement global a tendance àdiminuer. 195 196
  • 99. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée ElectromécaniqueANNEXE2 : COURBES ISOCONSOMMATION ANNEXE3 : ECHELLE DE PUISSANCE 197 198
  • 100. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique ANNEXE4 : POT CATLYTIQUE ANNEXE : Combustion ANNEXE5 Réaction chimique dans laquelle la combustion du carburant (oxydation vive de l’hexadécane) par le dioxygène présent dans l’air dégage de la chaleur plus des résidus de combustion : dioxyde de carbone et eau. Équation parfaite de la combustion Diesel du gazole : hexadécane + dioxygène = dioxyde de carbo + eau : carbone 2 C16H34 + 49 O2 → 32 CO2 + 34 H2O En pratique on considère qu’il faut prévoir 30g d’air pour brûler 1g de combustible. - Nature du combustible - combustible HC légers liquides : essence - combustible HC moyens liquides ; gasoil - combustible gazeux : méthane, LPG, biogaz - combustibles HC lourds liquides : fuel lourd - combustibles spéciaux : alcool, huile végétale,… 199 200
  • 101. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique ANNEXE6 : Valeo propose une baisse de 40% du CO2 sur moteur essenceValeo exposait un moteur à essence réunissant un ensemble de solutions capables de fairepasser le niveau des émissions de CO2 de 200 à seulement 120 g/km. Ce chiffre se réfère àun moteur essence 2.0 suralimenté Renault F4R développant 125 kW (170 ch) monté dansun véhicule de segment D (type Renault Megane). Valeo a travaillé autant sur la partiethermodynamique que sur les pertes mécaniques et le post-traitement : Commande de soupapes électromagnétique e-Valve, gain de 6 à 15% EGR refroidi, gain de 5 à 7% Vanne Themis de contrôle des flux du circuit de refroidissement, gain de 3% Intercooler air-eau, gain de 3 à 5% Refroidisseur d’huile avec by-pass mécanique, gain de 1% Alterno-démarreur StARS, gain de 6 à 15% Compresseur de climatisation déconnectable par embrayage (cylindrée fixe) Double embrayage à sec, gain de 4% par rapport à un double embrayage humideLe dispositif EGR avec échangeur à eau et volet de contrôle permet une dilution des gazd’échappement jusqu’à 20% sous forte charge. Un rapport volumétrique élevé peut êtremaintenu, de même qu’une richesse à Lambda 1 à pleine charge. Autre avantage, cetensemble abaisse la température des gaz d’échappement, ce qui pourrait peut-êtrepermettre l’utilisation d’un turbocompresseur à géométrie variable sans avoir recours à desmatériaux onéreux tel que celui de BorgWarner pour la Porsche 911. « La vanne EGR fonctionne au démarrage du véhicule puisqu’elle permet de faire revenir le carburant qui n’a pas brûlé dans l’admission et ainsi réduire la consommation » EGR refroidi par eau pour moteur essence suralimenté Valeo 201 202
  • 102. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique ANNEXE7 : RAPPEL THERMO 203 204
  • 103. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique ANNEXE 09 : WASTE GATE La waste gate cest la soupape de décharge, qui permet dévacuer le trop de pression lorsque le turbo est en marche (cest le sifflement quon entend quand on accélère). Pour éviter laugmentation excessive de la vitesse de rotation de la turbine et du compresseur (due à une plus grande pression des gaz) au fur et à mesure quon augmente les tours-moteur, une valve de sécurité devient nécessaire (aussi appelée : soupape de décharge ou wastegate). Cette soupape est située en dérivation, et envoie une partie des gaz déchappement directement à la sortie de léchappement sans passer par la turbine. ANNEXE8 : SURALIMENTATION (Turbo- compresseur) 205 206
  • 104. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée ElectromécaniqueLa soupape de décharge ou wastegate est formée par une capsule sensible à la pression composée Wastegate (en jaune)dun ressort (3), une chambre de pression et un diaphragme ou une membrane (2). Le côté opposédu diaphragme est de façon permanente conditionné par la pression du collecteur dadmission enétant relié ce dernier par un tube (1). Quand la pression du collecteur dadmission dépassera lavaleur maximale de sécurité, il dévie la membrane et comprime le ressort de la soupape en lasoulevant de son siège. Les gaz déchappement cessent de passer alors par la turbine ducompresseur (ils passent par le by-pass (9)) jusquà ce que la pression dalimentation diminue etque la soupape soit fermée. La dump valve La dump valve, cest une autresoupape (connait pas son nom) quisouvre quand on relâchelaccélérateur, afin de ne pas créer desurpression dans le turbo lorsquilnest plus en charge, limitant ainsi sonralentissement lors desreprises/passages de vitesse. Ca faitaussi un sifflement (un pschiiit) lorsdu passage de vitesse.elle sert à eviter une contre pressionqui pourrait etre fatale au turbo à lalongue...(dit aussi le coup du bélier)... 5&6 : overboost ; 8&9 : waste-gate ; 3 : valve by-pass.Elle sert également a maintenir une certaine pression dans le circuit pour éviter lors de la relance àavoir a remplier les échangeurs et tout le circuit avant ladmission...Donc si je recapépéte la WG cest pour un probleme de surpression, la dump valve cest pour unbleme de dépression. 207 208
  • 105. Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse-------2ème licence Appliquée Electromécanique ANNEXE 10 : INTERCOOLER ANNEXE 11 : Mesure de compression moteur La mesure des compressions, le test santé de votre moteur ! le taux de compression sexprime en bars ou kg/cm2, MOTEUR ESSENCE/ Rapport volumétrique de 9 à 1: Pression de compression :11 à 13 Bars MOTEUR DIESEL : Rapport volumétrique de 22 à 1: Pression de compression : 25 à 30 Bars 1. Mesures (moteur Diesel) Entraîner le moteur au démarreur jusquà la stabilisation de laiguille du compressiomètre. Relever les valeurs indiquées Procéder de manière identique pour chacun des cylindres sans omettre la remise à zéro. Procéder à une deuxième mesure pour confirmer les résultats. Conseil: A laide dun fil électrique muni de 2 fiches bananes et de 2 pinces crocos, alimenter la commande positive du démarreur directement à partir de la batterie pour permettre la lecture des valeurs sur le manomètre. 2 - Diagnostic Comparer les valeurs obtenues entre elles et avec les données de constructeur. On tolère une différence maximale de 1 bar entre minimum et maximum. Une baisse de lensemble des compressions permet de conclure que le moteur est usé. Une baisse dune compression voire de deux permet de conclure à un défaut détanchéité localisé soit: * Au niveau de la segmentation du cylindre / * Au niveau de létanchéité dun siège de soupape. Il est possible de définir lélément en cause en injectant un peu dhuile moteur dans le cylindre présentant une baisse de compression et en reprenant la mesure de compression. Lhuile moteur crée une étanchéité dans la segmentation. Si la compression est supérieure à la première mesure ==> la segmentation est défectueuse. Si la compression est identique à la première mesure ==> un siège de soupape est défectueux. ==> A noter que la perte de compressions peut ètre également due à un défaut détancheité du joint de culasse. 209 210