,
. ,






| | | | | | | | | | | | | | | | | |
 
 . .

 | 
 

 LE MOTEUR DIESEL

         
otman


avatar

: 9
: 15

:

: LE MOTEUR DIESEL    17 - 9:26:10

LE PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT
Le moteur Diesel tait consir, jusqu' une poque rcente, comme un moteur
bruyant, polluant et lourd, rserv en principe aux camions, camionnettes et
taxis. Mais, avec l'avnement des diesels lgers, rapides et puissants et le
raffinement de leurs systmes d'injection, la situation a chang dans les annes
1980, et en cette fin de sicle, le diesel a acquis ses lettres de noblesse. On le
prsente mme parfois comme le moteur du futur.
L'avantage principal du moteur Diesel par rapport au moteur explosion est son
faible cot d'utilisation. Ce rsultat est d en partie au meilleur rendement du
diesel - rsultant du fait qu'il fonctionne avec un taux de compression lev - en
partie au prix infrieur du carburant par rapport celui de l'essence, bien que
cette diffrence s'amoindrit chaque nouvelle hausse tarifaire.
Le principe
Un moteur Diesel fonctionne diffremment d'un moteur essence. Mme si leurs
principaux organes sont semblables et s'ils respectent le mme cycle quatre
temps, un moteur Diesel et un moteur explosion prsentent des diffrences
sensibles, en particulier dans la faon dont le mlange carbur y est enflamm et
dans la manire dont la puissance dlivre y est rgule. Dans un moteur
essence, le mlange carbur est enflamm par une tincelle lectrique. Dans un
moteur Diesel, l'allumage est obtenu par une auto-inflammation du carburant la
suite de l'chauffement de l'air sous l'effet de la compression.
Un rapport volumtrique normal est de l'ordre de 20 1 pour un moteur diesel
(alors qu'il est de 9 1 pour un moteur essence). Un tel taux de compression
porte la temprature de l'air dans le cylindre plus de 450 C. Cette
temprature tant celle de l'auto-inflammation du gazole, celui-ci s'enflamme
spontanment au contact de l'air, sans qu'il y ait besoin d'une tincelle, et, par
consquent, sans systme d'allumage. Un moteur essence admet une masse de
mlange carbur variable d'un cycle 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 mme masse
d'air ( rgime gal) 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 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 la fin de cette phase de compression qu une certaine quantit,
prcisment dose, de carburant (gazole) est injecte dans la chambre de
combustion. En raison de la temprature leve de l'air comprim, ce carburant
s'enflamme immdiatement et les gaz chauds, en se dilatant, repoussent le piston
avec force. Quand le piston remonte dans le cylindre, lors de la phase
d'chappement, la soupape d'chappement s'ouvre pour laisser les gaz brls et
dilats s'vacuer dans le systme d'chappement. A la fin de la phase
d'chappement, le cylindre est prt 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 ceux des moteurs
essence et remplissent les mmes fonctions. Cependant, le diesel doit comporter
des pices plus rsistantes que leurs homologues quipant les moteurs essence
car, le taux de compression y tant nettement suprieur, les contraintes
mcaniques y sont nettement plus importantes.
Les parois d'un diesel sont en gnral beaucoup plus paisses que celles d'un
moteur essence et portent davantage de nervures et de renforts pour mieux
rsister aux contraintes mcaniques et thermiques. Les pistons, les bielles, le
vilebrequin et doivent tre plus rsistants que les mmes organes monts sur un
moteur essence. La conception de la culasse doit tre trs diffrente en raison
de la prsence des injecteurs de gazole et de la forme spciale des chambres de
prcombustion et de combustion.
L'injection indirecte
Pour qu'un moteur combustion interne fonctionne avec rgulari-t et ait un bon
rendement, le carburant et l'air doivent tre correctement mlangs. Les


problmes poss par le mlange air-carburant sont particulirement ardus dans
un diesel, car ces composants y sont introduits dans les cylindres des moments
diffrents 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 t employe
car elle constitue le moyen le plus simple de crer une turbulence qui assure un
mlange intime de la dose de carburant avec l'air dj fortement comprim dans
la chambre de combustion. Aussi, dans un moteur injection indirecte, le
carburant n'est-il pas inject directement dans la chambre de combustion
principale; il est envoy dans une petite chambre de turbulence en spirale
(appele aussi chambre de prcombustion) o s'amorce en ralit la combustion.
L'inconvnient de ce systme rside 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 l'obtention d'une combustion
rellement totale et rgulire.
L'injection directe
Un moteur Diesel injection directe ne possde pas de chambre de turbulence
dans laquelle le carburant soit inject le gazole est envoy directement dans la
chambre de combustion. Les concepteurs doivent porter une attention particulire
au dessin de la chambre de combustion amnage dans la tte du piston afin
qu'elle engendre une turbulence suffisante.
Le Common rail
Le systme d'injection haute pression Common Rail consiste alimenter, via une
pompe haute pression pilote lectroniquement, un rail (ou rampe commune) qui
assure la fonction d'accumulateur du carburant. Ce rail est connect des
injecteurs qui assurent une pulvrisation trs fine directement dans la chambre
de combustion grce une pression comprise entre 1350 et 1400 bars (contre
900 bars pour une pompe d'injection normale). Cette pulvrisation trs fine
permet d'amliorer la combustion. La consommation et les missions polluantes
sont rduites .
L'injecteur pompe
Le systme des injecteurs-pompes est propre Volkswagen. Comme le
Common Rail, l'efficacit du systme est base sur la haute pression.
Celle-ci est provoque mcaniquement sous la pousse d'une came
spcifique place sur l'arbre cames traditionnel. Cette came actionne
l'aide d'un poussoir un petit piston qui augmente la pression dans
l'injecteur afin de rendre plus fine la pulvrisation.
Les bougies de prchauffage
Pour faciliter le dpart froid en levant la temprature des parois de
la chambre de combustion et de l'air admis, les diesels sont quips de
bougies de prchauffage. Ces organes, qui ressemblent des bougies
d'allumage mais qui sont plus courts et plus pais, sont connects
l'alimentation lectrique du vhicule; ils comprennent une rsistance
intrieure qui s'chauffe trs rapidement ds qu'elle est mise sous
tension. Les bougies de prchauffage sont mises en fonction par la cl
de contact-dmarrage-antivol. Sur les moteurs les plus rcents, elles
sont mises automatiquement hors circuit ds que le moteur est lanc et
acclr au-dessus de son rgime de ralenti.


Le contrle du rgime
Un moteur Diesel n'est pas rgul comme un moteur essence, car la
masse d'air aspire chaque cycle y est toujours la mme quel que soit
l'effort qui lui est demand. Le rgime du moteur est uniquement
rgul par la quantit de carburant pulvris dans la chambre de
combustion une quantit suprieure de diesel inject donne une
combustion plus vive et produit une force plus importante. La pdale
d'acclration est relie au dispositif de dosage (le rgulateur) du
systme d'injection et non pas, comme dans un moteur essence, un
papillon d'admission d'air. Si l'arrt d'un diesel s'obtient maintenant
par la manoeuvre d'une cl semblable une cl de contact , il s'agit
de couper non pas un circuit assurant la production d'tincelles, mais un
circuit assurant l'alimentation lectrique d'une lectrovanne qui contrle
l'arrive de carburant la pompe d'injection du systme de dosage et
de distribution.
Le dmarrage d'un moteur Diesel
Comme les moteurs essence, les moteurs Diesel sont lancs par un
moteur lectrique (dmarreur) qui amorce le cycle compressioninflammation.
A froid, cependant, les diesels sont difficiles
dmarrer, cela pour au moins deux raisons : d'une part, ils opposent,
du fait de leur taux de compression lev, une forte rsistance
l'entranement; d'autre part, la seule compression de l'air froid ne
permet pas d'atteindre une temprature suffisamment leve pour que
le carburant s'enflamme spontanment. Pour pallier cet inconvnient, les
constructeurs ont adopt pour leur moteurs des bougies de
prchauffage. Il s'agit de petits lments dans lesquels est incorpore
une rsistance lectrique chauffante, et qui sont aliments par
l'accumulateur du vhicule et mis sous tension pendant quelques
secondes avant le lancement du moteur par le dmarreur
.
    
 
LE MOTEUR DIESEL
          
1 1
 
-
»  Diesel ENGINE
» 

:
 ::   ::  -