Le fonctionnement du moteur
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Nombre de tour de la manivelle |
Nom du temps |
Position du piston |
Position du piston |
Soupape d'échappement |
OBSERVATION |
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1er temps |
½ |
Admission |
Descente |
ouverte |
fermée |
Mélange essence + air entre dans la chambre de combustion |
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2e temps |
½ |
Compression |
monte |
fermée |
fermée |
Compression du mélange air + essence (gaz) |
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3e temps |
½ |
Combustion ou détente ou explosion |
descente |
fermée |
fermée |
Explosion des gaz |
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4e temps |
½ |
Echappement |
monte |
fermée |
ouverte |
Echappement des gaz |
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2 tours |
une seule explosion |
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Un cylindre comprend 4 temps qui sont:
- Le premier temps qui est l'admission.
- le deuxième temps qui la compression.
- Le troisième temps est la combustion, l'explosion ou détente.
- Le quatrième temps est l'échappement.
De ces 4 temps seul le 3e temps est moteur, les autres sont dits des temps résistants.
L'étincelle qui jaillit entre les électrodes de la bougie provoque l'explosion des gaz qui brûlent. Ces gaz brûlés sont portés à une température très élevée. Ainsi leur pression devient forte et renvoie le piston au PMB. Le couple sera régularisé par adjonction d'un volant moteur où il y'a accumulation d'énergie.
Démarrage du moteur
Le moteur ne démarre pas seul. Pour qu'il y'ai une première exposition il faut déjà qu'il soit en rotation d'où la nécessité d'avoir un démarrage. Le démarrage est un petit appareil électrique, petit mais très puissant.
Combustion pendant le 3e temps
Le combustible est l'essence (mélange de gaz appelé hydrocarbure), ce mélange brûle dans l'oxygène de l'air pour donner naissance à un gaz appelé gaz carbonique (CO2) + vapeur d'eau (H2O). Parmi les gaz qui s'échappent on trouve le monoxyde de carbone (CO) qui pollue l'air.
Dans un moteur à explosion nous devons retenir qu'il y'a une seule explosion au cour d'un cycle, c'est-à-dire toue les deux tous du vilebrequin et qu'un temps correspond à ½ tour du vilebrequin.
Rôle du volant moteur
Des 4 temps d'un cylindre, seul le troisième temps est moteur. Les autres sont dits résistants surtout le 2e. Le volant moteur relancé à chaque 3e temps emmagasine l'énergie qu'il restitue pour l'accomplissement des temps résistants.
Commande des mouvements des soupapes
Le mouvement de chaque soupape doit être parfaitement synchronisé avec celui du piston avec celui du vilebrequin.
Tous les deux tours du vilebrequin le mouvement des soupapes se produit une seule fois. L'ouverture de chaque soupape est provoquée par une came. Les cames sont montées sur une tige métallique appelée l'arbre à cames. La fermeture de chaque soupape est assurée par un ressort.
La vitesse de rotation de l'arbre à came:
La vitesse de rotation de l'arbre à came est égale à la moitié de la vitesse de rotation du vilebrequin.
Si Nc représente la vitesse de rotation de l'arbre à came et Nv la vitesse de rotation du vilebrequin, le rapport de transmission K=NC/Nv est toujours égale à ½.
On a NC/Nv=½; 2Nc=Nv => Nc=Nv/2
Zv/Zc=½; 2Zv=Zc => Zv=Zc/2
La course du piston
La course du piston est égale à la distance comprise entre le PMB et PMA. Si h désigne la course du piston et r la longueur du bras de la manivelle. La course du piston h est égale à deux fois la longueur du bras de la manivelle (r). On ah=2r.
Le tau de compression
Elle est le rapport entre le volume de la chambre de combustion lorsque le piston est au PMB (V) et le volume de la chambre de combustion lorsque le piston est au PMH (v).
Le tau de compression est toujours compris entre 8 et 9
La cylindrée
La cylindrée est la différence entre le volume de la chambre de combustion lorsque le piston est au PMB et le volume de la chambre de combustion lorsque le piston est au PMH.
Comme la chambre de combustion est cylindrique, calculons son volume connaissant le diamètre et la hauteur du cylindre.
C=3,14.D2.h/4=3,14.(2.R)2.h/4=3,14.R2.h=Sh
Conclusion:
C=3,14.D2.h/4=3,14.R2.h=S.h
conclusion générale:
C=V-v=3,14.D2.h/4=3,14.R2.h=S.h
Probatoire A-ABI 2021 Epreuve de littérature ou de culture générale