Soutien Walker

Échappement 101

Rudiments de combustion

HISTORIQUE SOMMAIRE DES MOTEURS À COMBUSTION INTERNE

En 1885, Gottlieb Daimler construisit ce qui est généralement reconnu comme le prototype du moteur à essence moderne : petit et rapide, avec un cylindre vertical, il fonctionnait à l'essence injectée dans le carburateur. En 1889, Daimler introduisit le moteur à quatre temps avec soupapes en forme de champignon et deux cylindres en V, ayant une puissance massique beaucoup plus grande; tous les moteurs à essence descendent des moteurs de Daimler.

FONCTIONNEMENT DU MOTEUR À QUATRE TEMPS

Pour comprendre l'idée de base sous-jacente au fonctionnement alternatif du moteur à combustion interne, il est important d'avoir une bonne image mentale du fonctionnement de la " combustion interne ". Si vous placez une petite quantité de carburant à haute énergie (comme de l'essence) dans un espace restreint et fermé et si vous l'enflammez, une quantité incroyable d'énergie est relâchée sous forme de gaz en expansion. Si vous pouvez créer un cycle vous permettant de générer des explosions comme celle-là plusieurs centaines de fois par minute, et si vous canalisez cette énergie de façon utile, vous avez le noyau d'un moteur de voiture!

Voici ce qui arrive quand un moteur de voiture effectue son cycle :

1. L'admission
   Le piston part du sommet, l'orifice d'admission ouvre, et le piston descend pour permettre au moteur de laisser entrer un plein cylindre d'air et d'essence. Seulement une petite goutte d'essence doit être mélangée à l'air pour effectuer ce travail.
   
   
2. La compression
   Le piston remonte alors pour compresser ce mélange d'essence et d'air. Le cycle de compression rend l'explosion plus puissante.
   
   
3. L'explosion
   Quand le piston atteint le sommet de sa course, la bougie d'allumage émet une étincelle pour allumer l'essence. La charge d'essence dans le cylindre explose, poussant le piston vers le bas.
   
   
4. L'échappement
   Une fois que le piston atteint la base de sa course, la soupape d'échappement s'ouvre et l'échappement quitte le cylindre pour sortir du tuyau de sortie.
   
   

Maintenant, le moteur est prêt pour le prochain cycle, il admet donc une autre charge d'air et d'essence.

Presque toutes les voitures d'aujourd'hui utilisent ce type de moteur à combustion interne alternatif car ce moteur est :

• Efficace comparativement au moteur à combustion externe.
• Relativement peu dispendieux comparativement à la turbine à gaz.
• Le plein est facile à faire comparativement à la voiture électrique.

Ces avantages sont incomparables à ceux de toute autre technologie automobile.

HORSE-POWER

L'ingénieur James Watt a inventé le terme horse-power. Watt vécut de 1736 jusqu'en 1819 et est célèbre surtout pour son travail dédié à l'amélioration du rendement des moteurs à vapeur.

L'histoire raconte que Watt travaillait avec des poneys qui montaient le charbon dans une mine de charbon et il cherchait une façon de parler de la puissance disponible d'un de ces animaux. Selon Watt, un cheval peut produire 33 000 livres-pieds de travail à chaque minute. Donc, imaginez un cheval montant du charbon hors d'une mine de charbon. Un cheval produisant un horse-power peut monter 330 livres de charbon sur 100 pieds pendant une minute, ou 33 livres de charbon sur 1 000 pieds pendant une minute, ou 1 000 livres sur 33 pieds en une minute. Vous pouvez faire n'importe quelle combinaison de pied et de livres qu'il vous plaît - en autant que le produit soit 33 000 en une minute et vous avez un horse-power.

À l'aide de ces informations, vous pouvez commencer à voir qu'il y a plusieurs façons différentes de faire mieux fonctionner un moteur. Les constructeurs de voitures jouent constamment avec les variables suivantes pour augmenter le puissance d'un moteur et/ou l'efficacité énergétique.

1. Augmenter la cylindrée - Une plus grande cylindrée signifie plus de puissance car vous pouvez brûler davantage d'essence au cours de chaque révolution du moteur. Vous pouvez augmenter la cylindrée en fabriquant des cylindres plus gros ou en ajoutant des cylindres. Douze cylindres semble être la limite pratique.
2. Augmenter le taux de compression - Des taux de compression plus élevés produisent plus de puissance, jusqu'à un certain point. Plus vous comprimez le mélange air/essence, en revanche, plus il y a de chances qu'il s'enflamme spontanément (avant que la bougie ne l'allume). Une essence à indice d'octane plus élevé empêche ce genre de combustion hâtive. C'est pourquoi les voitures haute-performance nécessitent l'utilisation d'essence à haut indice d'octane - leurs moteurs utilisent des taux de compression plus élevés pour obtenir plus de puissance.
3. Laisser entrer davantage d'air - Si vous pouvez faire entrer davantage d'air et conséquemment, plus d'essence dans un cylindre d'un format donné, vous pouvez obtenir plus de puissance du cylindre. Les turbocompresseurs et les surcompresseurs pressurisent l'air entrant pour introduire efficacement plus d'air dans le cylindre.
4. Refroidir l'air entrant - La compression de l'air élève sa température. Toutefois, vous voulez avoir l'air le plus frais possible dans le cylindre car plus l'air est chaud, moins il prend de l'expansion quand la combustion a lieu. Donc, plusieurs voitures munies d'un turbocompresseur ou d'un surcompresseur sont équipées d'un refroidisseur d'air de suralimentation. Un refroidisseur d'air de suralimentation est un radiateur spécial au travers duquel l'air comprimé passe pour être refroidi avant d'entrer dans le cylindre.
5. Faciliter l'admission de l'air - Quand un piston se déplace vers le cycle d'admission, la résistance de l'air peut voler de la puissance au moteur. La résistance de l'air peut être diminuée de façon importante en mettant deux soupapes d'admission dans chaque cylindre. Certaines voitures récentes utilisent aussi des tubulures d'admission polies pour éliminer la résistance de l'air à cet endroit. De plus gros filtres à air peuvent aussi améliorer le débit d'air.
6. Faciliter l'échappement - La résistance du débit complique la sortie de l'échappement d'un cylindre. Cette résistance vole de la puissance au moteur. La résistance du débit peut être diminuée en ajoutant une deuxième soupape d'échappement à chaque cylindre. Une voiture munie de deux soupapes d'admission et deux soupapes d'échappement a quatre soupapes par cylindre, ce qui améliore le rendement. Quand vous entendez une publicité de voiture vous dire que la voiture est équipée de quatre cylindres et 16 soupapes, ce que dit la publicité est que le moteur est équipé de quatre soupapes par cylindre. Si le tuyau d'échappement est trop petit ou si le silencieux offre beaucoup de résistance à l'air, cela peut entraîner une contre-pression. La contre-pression est toute résistance au débit continu dans un système d'échappement. Les systèmes d'échappement haute performance utilisent des collecteurs d'échappement, de gros tuyaux de sortie et des silencieux à débit
   continu pour éliminer la contre-pression dans le système d'échappement. Quand vous entendez qu'une voiture est équipée d'un " système double ", le but est d'améliorer le débit d'échappement en ayant deux tuyaux au lieu d'un seul.
7. Tout alléger - Les pièces légères aident le moteur à mieux performer. Chaque fois qu'un piston change de direction, il utilise de l'énergie pour arrêter sa course dans une direction et en amorcer une autre. Plus le piston est léger, moins il requiert d'énergie.
8. Injecter l'essence - L'injection d'essence permet un dosage très précis de l'essence dans chaque cylindre. Cela améliore le rendement et l'économie d'essence.