Cycle de service du moteur à quatre temps - caractéristiques, diagramme et description

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Les automobilistes doivent au moins en termes généraux savoir comment le moteur fonctionne et fonctionne. La plupart des voitures ont un moteur à quatre temps et quatre cylindres. Regardons le cycle de service d'un moteur à quatre temps. Tout le monde ne sait pas quels processus se produisent lorsque la voiture est en mouvement.

Principe général d'action

Le moteur fonctionne comme suit. Le mélange carburé pénètre dans la chambre de combustion, puis il est comprimé sous l'influence du piston. Le mélange s'enflamme alors. Cela provoque l'expansion des produits de combustion, poussant contre le piston et sortant du cylindre.

Dans les moteurs à deux temps, un tour du vilebrequin prend deux cycles. Un moteur à pistons à quatre temps effectue un cycle de travail en deux tours de vilebrequin. Les moteurs sont équipés d'une distribution. Quel est ce mécanisme ? C'est un élément qui vous permet de laisser entrer le mélange carburé dans les chambres et d'en dégager les produits de combustion. Les échanges gazeux se font dansmoment d'un seul tour du vilebrequin. L'échange de gaz se produit en raison du mouvement du piston.

Histoire

Le premier appareil ressemblant à un moteur à quatre temps a été inventé par Felicce Matoczi et Eugene Barsanti. Mais cette invention a été incroyablement perdue. Ce n'est qu'en 1861 qu'une unité similaire a été brevetée.

Et le premier moteur utilisable a été développé par l'ingénieur allemand Nikolaus Otto. Le moteur porte le nom de l'inventeur et le cycle de service du moteur à quatre temps porte également le nom de l'ingénieur.

Les principales différences entre les moteurs à quatre temps

Dans un moteur à deux temps, les axes de piston et de cylindre, le vilebrequin, les roulements et les bagues de compression sont lubrifiés par de l'huile ajoutée au carburant. Dans un moteur à quatre temps, tous les composants sont installés dans un bain d'huile. C'est une différence significative. Par conséquent, dans une unité à quatre temps, il n'est pas nécessaire de mélanger les huiles et l'essence.

Les avantages du système sont que la quantité de dépôts de carbone sur le miroir dans les cylindres et sur les parois du silencieux est bien moindre. Une autre différence est que dans les moteurs à deux temps, un mélange combustible pénètre dans le tuyau d'échappement.

Moteur en marche

Quelque soit le type de moteur, le principe de son fonctionnement est similaire. Aujourd'hui, il existe des moteurs à carburateur, diesel, injection. Tous les modèles utilisent le même cycle à quatre temps. Examinons de plus près les processus qui fonctionnent à l'intérieur du moteur et le faisons bouger.

Un cycle à quatre temps est une séquence de quatre cycles de travail. Le cycle est généralement considéré comme le début lorsqu'un mélange combustible pénètre dans les chambres de combustion. Bien que d'autres actions aient lieu dans le moteur pendant son écoulement, le cycle indiqué est un processus de travail. Par exemple, la course de compression n'est pas seulement une compression. Pendant cette période, le mélange se mélange dans les cylindres, la formation de gaz commence, il s'enflamme.

On peut en dire autant des autres étapes du moteur. La chose la plus importante ici est que les différents processus pour une meilleure compréhension et simplification du cycle de travail d'un moteur à quatre temps sont décomposés en seulement quatre cycles.

Admission

Ainsi, dans la chambre de combustion de l'unité de puissance, les cycles de conversion d'énergie commencent par la réaction de combustion du mélange de carburant. Dans ce cas, le piston est à son point le plus haut (position PMH), puis descend. En conséquence, un vide se produit dans la chambre de combustion du moteur. Sous son influence, un liquide combustible aspire du carburant. La soupape d'admission est en position ouverte et la soupape d'échappement est fermée.

Lorsque le piston commence à descendre, le volume au-dessus augmente. C'est ce qui provoque la panne. Elle est d'environ 0,071-0,093 MPa. Ainsi, l'essence pénètre dans la chambre de combustion. Dans les moteurs à injection, le carburant est injecté par une buse. Une fois que le mélange est entré dans le cylindre, sa température peut être de 75 à 125 degrés.

La quantité de mélange de carburant dans le cylindre est déterminée par les facteurs de remplissage. Pourmoteurs avec un système d'alimentation à carburateur, cet indicateur sera de 0, 64 à 0, 74. Plus la valeur du coefficient est élevée, plus le moteur est puissant.

Compression

Après avoir rempli la chambre de combustion avec un mélange combustible de vapeurs d'essence et d'air, si le vilebrequin tourne, le piston commencera à revenir à sa position inférieure. La soupape d'admission commencera à se fermer à ce stade. Et la remise des diplômes sera toujours fermée.

Course de travail

C'est le troisième temps d'un moteur à combustion interne à quatre temps. C'est le plus important dans le fonctionnement de l'unité de puissance. C'est à ce stade du fonctionnement du moteur que l'énergie provenant de la combustion du carburant est convertie en énergie mécanique, ce qui fait tourner le vilebrequin.

Lorsque le piston est proche du PMH, même pendant la compression, le mélange de carburant est enflammé de force par la bougie d'allumage du moteur. La charge de carburant s'épuise très rapidement. Avant même le début de ce cycle, les gaz brûlés ont une valeur de pression maximale. Ces gaz sont le fluide de travail comprimé dans un petit volume de la chambre de combustion du moteur. Lorsque le piston commence à descendre, les gaz commencent à se dilater rapidement, libérant de l'énergie.

Parmi tous les coups du cycle de travail d'un moteur à quatre cylindres, celui-ci est le plus utile. Il fonctionne sur la charge de l'unité. Ce n'est qu'à ce stade que le vilebrequin reçoit une accélération d'accélération. Dans tous les autres, le moteur ne génère pas d'énergie, mais la consomme à partir du même vilebrequin.

Release

Après validationgaz de travail utile, ils doivent quitter le cylindre pour faire place à une nouvelle portion du mélange air-carburant. C'est le dernier coup d'un moteur à quatre temps.

Les gaz à ce stade sont sous une pression nettement supérieure à la pression atmosphérique. À la fin du cycle, la température chute à environ 700 degrés. Le vilebrequin déplace le piston au PMH au moyen d'une bielle. Ensuite, la soupape d'échappement s'ouvre, les gaz sont poussés dans l'atmosphère à travers le système d'échappement. Quant à la pression, elle n'est élevée qu'au tout début. En fin de cycle, elle diminue à 0,120 MPa. Naturellement, il est impossible de se débarrasser complètement des produits de combustion dans le cylindre. Par conséquent, ils sont mélangés au mélange de carburant lors de la prochaine course d'admission.

Ordre de travail

Les étapes décrites constituent le cycle de fonctionnement d'un moteur à essence à quatre temps. Vous devez comprendre qu'il n'y a pas de correspondances strictes entre les cycles et les processus dans les moteurs à pistons. Cela s'explique facilement par le fait que pendant le fonctionnement du groupe motopropulseur, les phases du mécanisme de distribution de gaz et l'état des soupapes se superposeront aux mouvements des pistons dans différents moteurs de manière complètement différente.

Dans n'importe quel cylindre, le cycle de service d'un moteur à carburateur à quatre temps se déroule de cette manière. Chaque chambre de combustion d'un moteur est nécessaire pour faire tourner un seul vilebrequin qui absorbe la force des pistons.

Cette alternance est appelée bon de travail. Cet ordre est défini au stade de la conception du groupe motopropulseur à travers les caractéristiques de l'arbre à cames et du vilebrequin. Il n'est paschange pendant le fonctionnement du mécanisme.

La mise en œuvre de l'ordre de travail est réalisée par des étincelles alternées qui viennent aux bougies du système d'allumage. Ainsi, un moteur à quatre cylindres peut fonctionner dans les ordres suivants - 1, 3, 4, 2 et 1, 2, 4, 3.

Vous pouvez trouver l'ordre dans lequel les cylindres du moteur fonctionnent à partir des instructions de la voiture. Parfois, l'ordre des opérations est indiqué sur le corps du bloc.

C'est ainsi qu'un moteur à carburateur à quatre temps ou tout autre fonctionne. Le système d'alimentation n'affecte pas le principe de fonctionnement de l'unité. La seule différence est que le carburateur est un système d'alimentation mécanique qui présente certains inconvénients, et dans le cas des injecteurs, ces inconvénients ne sont pas dans le système.

Moteurs diesel

Le cycle de travail d'un moteur diesel à quatre temps est la même séquence de processus que le cycle d'un moteur à carburateur. La différence réside dans le déroulement du cycle, ainsi que dans les processus de formation et d'allumage du mélange.

Temps d'admission diesel

Lorsque le piston descend, le mécanisme de distribution de gaz ouvre la soupape d'admission. Une certaine quantité d'air pénètre dans la chambre de combustion. La température dans le cylindre est d'environ 80 degrés. Dans les moteurs diesel, le système d'alimentation est très différent des moteurs à carburateur à essence. Par exemple, la résistance hydraulique y est plus faible et la pression augmente légèrement.

Course de compression diesel

À ce stade de travail, le pistondans la chambre de combustion remonte vers le PMH. Les deux soupapes du moteur de la voiture sont à l'état fermé. À la suite du fonctionnement du piston, l'air dans le cylindre est comprimé. Le taux de compression dans un moteur diesel est plus élevé que dans les moteurs à essence et la pression à l'intérieur du cylindre peut atteindre 5 MPa. L'air comprimé s'échauffe considérablement. Les températures peuvent atteindre 700 degrés. Ceci est nécessaire pour enflammer le carburant. Il est fourni sur les moteurs diesel par des buses installées sur chaque cylindre. En hiver, des bougies de préchauffage sont utilisées. Ils préchauffent le mélange froid. Cela facilite le démarrage du moteur en hiver. Mais toutes les voitures n'ont pas un tel système.

La course de détente des gaz dans un moteur diesel

Lorsque le piston du moteur diesel n'a pas encore atteint le point le plus haut d'environ 30 degrés sur le vilebrequin, la pompe d'injection fournit du carburant haute pression au cylindre à travers la buse. Une valeur de 18 MPa est nécessaire pour que le carburant puisse être finement pulvérisé et distribué dans tout le volume du cylindre.

De plus, le carburant sous l'action des hautes températures s'enflamme et brûle rapidement. Le piston se déplace vers le point le plus bas. La température à l'intérieur du cylindre à ce moment est d'environ 2000 degrés. La température baisse vers la fin du cycle.

Échappement diesel

À ce stade, la soupape d'échappement est ouverte, le piston se déplace vers le point haut. Les produits de combustion sont retirés de force du cylindre. Ensuite, ils vont au collecteur d'échappement. Après cela pour travaillerle convertisseur catalytique est activé. Les gaz qui le traversent à haute température sont purifiés. Un gaz propre et inoffensif est déjà libéré dans l'atmosphère. Sur les véhicules diesel, un filtre à particules est également installé. Il aide également à purifier les gaz.

Conclusion

Nous avons analysé en détail le déroulement du cycle de travail d'un moteur à quatre temps (il faut deux tours du vilebrequin de la centrale). Et le cycle lui-même comprend de nombreux processus différents.