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 LE MOTEUR DIESEL

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otman
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مُساهمةموضوع: LE MOTEUR DIESEL   LE MOTEUR DIESEL Emptyالإثنين 17 أكتوبر - 9:26:10

LE PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT
Le moteur Diesel était consiéré, jusqu'à une époque récente, comme un moteur
bruyant, polluant et lourd, réservé en principe aux camions, camionnettes et
taxis. Mais, avec l'avènement des diesels légers, rapides et puissants et le
raffinement de leurs systèmes d'injection, la situation a changé dans les années
1980, et en cette fin de siècle, le diesel a acquis ses lettres de noblesse. On le
présente même parfois comme le moteur du futur.
L'avantage principal du moteur Diesel par rapport au moteur à explosion est son
faible coût d'utilisation. Ce résultat est dû en partie au meilleur rendement du
diesel - résultant du fait qu'il fonctionne avec un taux de compression élevé - en
partie au prix inférieur du carburant par rapport à celui de l'essence, bien que
cette différence s'amoindrit à chaque nouvelle hausse tarifaire.
Le principe
Un moteur Diesel fonctionne différemment d'un moteur à essence. Même si leurs
principaux organes sont semblables et s'ils respectent le même cycle à quatre
temps, un moteur Diesel et un moteur à explosion présentent des différences
sensibles, en particulier dans la façon dont le mélange carburé y est enflammé et
dans la manière dont la puissance délivrée y est régulée. Dans un moteur à
essence, le mélange carburé est enflammé par une étincelle électrique. Dans un
moteur Diesel, l'allumage est obtenu par une auto-inflammation du carburant à la
suite de l'échauffement de l'air sous l'effet de la compression.
Un rapport volumétrique normal est de l'ordre de 20 à 1 pour un moteur diesel
(alors qu'il est de 9 à 1 pour un moteur à essence). Un tel taux de compression
porte la température de l'air dans le cylindre à plus de 450 °C. Cette
température étant celle de l'auto-inflammation du gazole, celui-ci s'enflamme
spontanément au contact de l'air, sans qu'il y ait besoin d'une étincelle, et, par
conséquent, sans système d'allumage. Un moteur à essence admet une masse de
mélange carburé variable d'un cycle à l'autre en fonction de l'ouverture du

2 sur 16 02/10/2011 17:38
papillon des gaz. Un moteur Diesel, au contraire, aspire toujours la même masse
d'air (à régime égal) par un conduit de section constante dans lequel seule
s'interpose la soupape d'admission (il n'y a ni carburateur ni papillon).
A la fin de la phase d'admission, la soupape d'admission se ferme, puis Le
piston, soumis à l'inertie de l'ensemble vilebrequin-volant moteur, remonte vers
le haut du cylindre en comprimant l'air dans environ 1/20 de son volume initial.
C'est à la fin de cette phase de compression qu une certaine quantité,
précisément dosée, de carburant (gazole) est injectée dans la chambre de
combustion. En raison de la température élevée de l'air comprimé, ce carburant
s'enflamme immédiatement et les gaz chauds, en se dilatant, repoussent le piston
avec force. Quand le piston remonte dans le cylindre, lors de la phase
d'échappement, la soupape d'échappement s'ouvre pour laisser les gaz brûlés et
dilatés s'évacuer dans le système d'échappement. A la fin de la phase
d'échappement, le cylindre est prêt à admettre une nouvelle charge d'air frais
afin que le cycle complet recommence .
L 'architecture des moteurs DieselLes organes principaux d'un moteur Diesel sont semblables à ceux des moteurs à
essence et remplissent les mêmes fonctions. Cependant, le diesel doit comporter
des pièces plus résistantes que leurs homologues équipant les moteurs à essence
car, le taux de compression y étant nettement supérieur, les contraintes
mécaniques y sont nettement plus importantes.
Les parois d'un diesel sont en général beaucoup plus épaisses que celles d'un
moteur à essence et portent davantage de nervures et de renforts pour mieux
résister aux contraintes mécaniques et thermiques. Les pistons, les bielles, le
vilebrequin et doivent être plus résistants que les mêmes organes montés sur un
moteur à essence. La conception de la culasse doit être très différente en raison
de la présence des injecteurs de gazole et de la forme spéciale des chambres de
précombustion et de combustion.
L'injection indirecte
Pour qu'un moteur à combustion interne fonctionne avec régulari-té et ait un bon
rendement, le carburant et l'air doivent être correctement mélangés. Les


problèmes posés par le mélange air-carburant sont particulièrement ardus dans
un diesel, car ces composants y sont introduits dans les cylindres à des moments
différents du cycle. Il existe deux types d'injection l'injection directe et
l'injection indirecte.
Traditionnellement, c'est la solution de l'injection indirecte qui a été employée
car elle constitue le moyen le plus simple de créer une turbulence qui assure un
mélange intime de la dose de carburant avec l'air déjà fortement comprimé dans
la chambre de combustion. Aussi, dans un moteur à injection indirecte, le
carburant n'est-il pas injecté directement dans la chambre de combustion
principale; il est envoyé dans une petite chambre de turbulence en spirale
(appelée aussi chambre de précombustion) où s'amorce en réalité la combustion.
L'inconvénient de ce système réside dans le fait que la chambre de turbulence est
en fin de compte une annexe de la chambre de combustion, avec laquelle elle
constitue un ensemble de forme peu propice à l'obtention d'une combustion
réellement totale et régulière.
L'injection directe
Un moteur Diesel à injection directe ne possède pas de chambre de turbulence
dans laquelle le carburant soit injecté le gazole est envoyé directement dans la
chambre de combustion. Les concepteurs doivent porter une attention particulière
au dessin de la chambre de combustion aménagée dans la tête du piston afin
qu'elle engendre une turbulence suffisante.
Le Common rail
Le système d'injection haute pression Common Rail consiste à alimenter, via une
pompe haute pression pilotée électroniquement, un rail (ou rampe commune) qui
assure la fonction d'accumulateur du carburant. Ce rail est connecté à des
injecteurs qui assurent une pulvérisation très fine directement dans la chambre
de combustion grâce à une pression comprise entre 1350 et 1400 bars (contre
900 bars pour une pompe d'injection normale). Cette pulvérisation très fine
permet d'améliorer la combustion. La consommation et les émissions polluantes
sont réduites .
L'injecteur pompe
Le système des injecteurs-pompes est propre à Volkswagen. Comme le
Common Rail, l'efficacité du système est basée sur la haute pression.
Celle-ci est provoquée mécaniquement sous la poussée d'une came
spécifique placée sur l'arbre à cames traditionnel. Cette came actionne
à l'aide d'un poussoir un petit piston qui augmente la pression dans
l'injecteur afin de rendre plus fine la pulvérisation.
Les bougies de préchauffage
Pour faciliter le départ à froid en élevant la température des parois de
la chambre de combustion et de l'air admis, les diesels sont équipés de
bougies de préchauffage. Ces organes, qui ressemblent à des bougies
d'allumage mais qui sont plus courts et plus épais, sont connectés à
l'alimentation électrique du véhicule; ils comprennent une résistance
intérieure qui s'échauffe très rapidement dès qu'elle est mise sous
tension. Les bougies de préchauffage sont mises en fonction par la clé
de contact-démarrage-antivol. Sur les moteurs les plus récents, elles
sont mises automatiquement hors circuit dès que le moteur est lancé et
accéléré au-dessus de son régime de ralenti.


Le contrôle du régime
Un moteur Diesel n'est pas régulé comme un moteur à essence, car la
masse d'air aspirée à chaque cycle y est toujours la même quel que soit
l'effort qui lui est demandé. Le régime du moteur est uniquement
régulé par la quantité de carburant pulvérisé dans la chambre de
combustion une quantité supérieure de diesel injecté donne une
combustion plus vive et produit une force plus importante. La pédale
d'accélération est reliée au dispositif de dosage (le régulateur) du
système d'injection et non pas, comme dans un moteur à essence, à un
papillon d'admission d'air. Si l'arrêt d'un diesel s'obtient maintenant
par la manoeuvre d'une clé semblable à une clé de « contact », il s'agit
de couper non pas un circuit assurant la production d'étincelles, mais un
circuit assurant l'alimentation électrique d'une électrovanne qui contrôle
l'arrivée de carburant à la pompe d'injection du système de dosage et
de distribution.
Le démarrage d'un moteur Diesel
Comme les moteurs à essence, les moteurs Diesel sont lancés par un
moteur électrique (démarreur) qui amorce le cycle compressioninflammation.
A froid, cependant, les diesels sont difficiles à
démarrer, cela pour au moins deux raisons : d'une part, ils opposent,
du fait de leur taux de compression élevé, une forte résistance à
l'entraînement; d'autre part, la seule compression de l'air froid ne
permet pas d'atteindre une température suffisamment élevée pour que
le carburant s'enflamme spontanément. Pour pallier cet inconvénient, les
constructeurs ont adopté pour leur moteurs des bougies de
préchauffage. Il s'agit de petits éléments dans lesquels est incorporée
une résistance électrique chauffante, et qui sont alimentés par
l'accumulateur du véhicule et mis sous tension pendant quelques
secondes avant le lancement du moteur par le démarreur
.
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