Fonctionnement Du Moteurs A Essence A Quatre Temps

FONCTIONNEMENT DES MOTEUR A ESSENCE ET DIESEL A QUATRE TEMPS

1.3   Fonctionnement Du Moteurs A Essence A Quatre Temps

Premier Temps : ADMISSION 

 Le piston descend du PMH vers le PMB(demi-tour 0 à 180° rotation de vilebrequin). La soupape d'admission est ouverte, la soupape d'échappement est fermée. 

L'augmentation du volume du cylindre crée une dépression. Cette dépression provoque: l'aspiration du mélange air/essence, formé à l'extérieur, par le carburateur ou par le système d'injection.

 La colonne de mélange aspirée est freinée par de accidents de parcours comme le filtre à air et la soupape d'admission.

 Afin d'augmenter la durée de l'admission et de ce lait d'améliorer le remplissage du cylindre à 70% à 90% du son volume:

- La soupape d'admission s'ouvre en avance pur rapport au PMH(AOA 10 à 45° rotation de vilebrequin). Cette avance tient compte du temps nécessaire à la levée de la soupape.

 L'ouverture doit être totale au moment ou le piston se trouve au PMH.

  -La soupape d'admission se ferme en retard par rapport au PMB(RFA 35 à 90° rotation vilebrequin). Ce retard met au profit l'inertie des gaz aspirés à grande vitesse. Le mélange air/essence continue affluer à l'intérieur du Cylindre pendant une fraction de la course ascendante du piston (jusqu'à ce qu'ils soient freinés par la pression résultant de la montée du piston)

Deuxième Temps :  Compression

Le Piston monte du PMB vers le PMH(demi-tour de rotation 180 à 360 rotation de vilebrequin). Les soupapes d'admission et d'échappement sont fermées.

 Par le déplacement du piston se réalise la compression du mélange dans la chambre de combustion. Grâce au rapport volumétrique de 6.1 à 10. 1, la pression de fin de compression est de 8 à 16 bars et la température atteint 400 à 500 °C. La compression favorise la vaporisation du carburant et son mélange avec l'air. Ainsi est favorisée l'inflammabilité du mélange.

 On ne peut pas réduire le volume de la chambre de combustion pour accroître la compression parce que la température de gaz s'élève très rapidement. Un rapport volumétrique excessif peut entrainer l'auto-allumage. L'explosion qui commence partout à la fois, est beaucoup plus violente que celle amorcée en un seul point par l'allumage ordinaire et est possible de voir la combustion achevée avant que le piston a atteint le PMH. Pour cette raison les constructeurs adoptent des taux de compression variant de 6; 1 a 10; 1.

 En fin de course de compression, se réalise l'inflammation du mélange par une étincelle électrique. Cette étincelle, produite par le système d'allumage, amorce la combustion du mélange par un apport de chaleur.

  

   _ AIR + essence 

                                         

              ↑   . Allumage

                   . Apport de chaleur

L'étincelle électrique se produit en avance par rapport au PMH(avance à l'allumage, AA=0 à 40' rotation de vilebrequin) afin que la combustion sous forme d'explosion atteigne sa pression maximale à 5 à 10 vilebrequin après le PMH. Cette avance tient compte du la durée qui s'écoule entre le déclenchement de l'allumage et l'apparition de l'étincelle et surtout de la durée de la combustion, 

Le moment ou se produit l'étincelle électrique (point d'allumage) influe sur la pression dans la chambre de combustion :

 ►Allumage anticipé. La pression dans le cylindre est obtenue avant que le piston soit au PMH. Cela provoque un <freinage> de la rotation et une fatigue importante des organes mécaniques. 

 ►Allumage retardé. La pression sur le piston est plus faible, car la descente du piston u augmenté le volume du cylindre Comme la combustion se fait en partie dans le cylindre, le moteur chauffe.

Troisième Temps : Explosion (détente)

La combustion produit une très important élévation de la température, 2000 à 2500 °C, et de la pression. 30 à 60 bars, dans la chambre de combustion. La détente des gaz agit sur le piston et crée la force motrice. Le piston est poussé du PMH vers le PMB (demi-tour 360 a 540° rotation de vilebrequin). La descente du piston, le temps moteur, transforme l'énergie thermique en travail mécanique. Peu avant le PMB, la pression dans le cylindre est de 3 à 5 bar et la température de 800 à 900 °C.

 Quatrième Temps :  Échappement

Le piston monte du PMB vers le PMH (demi-tour 540 à 720° rotation de vilebrequin). La soupape d'admission est fermée, la soupape d'échappement est ouverte. 

Les gaz brûlés sont expulses par le mouvement du piston. 

Afin d'augmenter la durée de l'échappement et de ce fait d'obtenir une meilleure évacuation des gaz et donc un meilleur  remplissage du cylindre:

▶ La soupape d'échappent  s'ouvre en avance par rapport au PMB(AOE= 40 à 90° rotation de vilebrequin). Cette avance permet à la soupape de s'ouvrir complètement lorsque le piston arrive au PMB(durée de la levée de la soupape) 

▶La soupape d'échappement se ferme en retard par rapport au PMH(RFE= 0 à 30° rotation de vilebrequin) La vitesse de sortie des gaz brules est suffisante pour qu'ils continuent à s'échapper par inertie. 

En fin de cycle, la soupape d'échappement se for me en retard(RFE) par rapport au PMH, alors que la soupape d'admission s'ouvre en avance(AOA). Ce balancement des soupapes favorise le balayage et le refroidissement de la chambre de combustion et améliore le remplissage.