Poste 1
1. Familles darchitecture de moteurs
Les monocylindres: le cylindre tant tout seul, on ne peut pas parler proprement
dit d'architecture, mais plutt de position du cylindre.
Les moteurs en ligne: les cylindres sont disposs en ligne, gnralement en position
transversale sur la moto. De 2 6 cylindres, ont t abords. On retrouve cependant
principalement des moteurs de 2 4 cylindres.
Les moteurs en "V": les cylindres sont disposs sur deux plans. On les retrouve de
manire transversale, ou longitudinale. Les cylindres varient de 2 4. L'ouverture du
"V" n'excde pas 180.
Le moteur rotatif qui adopte un architecture compltement diffrente.
2. Organes principaux dun moteur
Le bloc-moteur : Il sert de support tous les organes principaux (piston, vilebrequin,...)
et aux organes annexes (dmarreur, conduits,...). C'est la pice-matresse du moteur, le "
chssis " de celui-ci.
La culasse : Elle assure la fermeture des cylindres dans leur partie suprieure, et contient
la chambre de combustion.
Le piston : Compression des gaz frais grce la force de la bielle ( P = F / S ).
Transformation de la pression des gaz enflamms en une force ( F = P . S ). Le
dplacement de la force permet au moteur de fournir un travail ( W = F . d ).
La bielle : Elle transmet la force du piston au vilebrequin. Elle participe la
transformation du mouvement (alternatif >>> rotatif).
Le vilebrequin : Il reoit l'effort transmis par les pistons et les bielles et fournit un
mouvement circulaire en sortie du moteur.
Le volant-moteur : Le volant moteur est une masse d'inertie servant rgulariser la
rotation du vilebrequin.
3. Energies moteur 4 temps
Ces moteurs transforment l'nergie potentielle, chimique, stocke dans
un carburant en travail (nergie mcanique) grce des combustions trs rapides, d'o le
terme, injustement utilis, d'explosion.
4. Phases de fonctionnement dun groupe moto propulseur essence
Le circuit haute pression d'injection directe d'essence est aliment par une pompe haute
pression qui comprime le carburant jusqu' atteindre le niveau de pression lev requis
dans la rampe d'injection. Les injecteurs sont relis au doseur de la rampe d'injection et
pulvrisent le carburant sous haute pression trs grande vitesse afin d'obtenir le meilleur
mlange possible, directement dans la chambre de combustion.
6. Phases de fonctionnement diffrents dun groupe moto propulseur gazole en
comparaison avec lessence
Temps Moteur
Essence Moteur Diesel Diffrences
ADMISSION
Entre d'une
quantit plus ou
moins grande
d'air et
d'essence
Entre d'une
quantit constante
d'air
Volume d'air pur au lieu d'un
volume dos de mlange
d'air+carburant
COMPRESSION
Compression du
mlange
d'environ 10/20
bars
Compression du
mlange d'environ
40 bars
Les pression et les
tempratures sont plus fortes
sur un moteur diesel, donc il
devra tre mieux refroidi et
plus rsistant.
COMBUSTION
ET DETENTE
La combustion
est extrmement
rapide
L'injection du
carburant a lieu
progressivement
Pas de systme d'allumage
pour un moteur Diesel mais
un systme d'injection d'une
prcision parfaite, sa
combustion relativement
lente fait que le moteur a une
vitesse de rotation moins
leve qu'un moteur essence
ECHAPPEMENT Les gaz brls
s'chappent
Les gaz brls
s'chappent
Pas de diffrence si ce n'est
que la pression est plus forte
pour le Diesel
7. Cylindre, 4 temps
Admission d'un mlange d'air et de carburant pulvris, pralablement mlang et prpar
par divers composants (carburateur ou systme d'injection indirecte) : ouverture de la
(des) soupape(s) d'admission et descente du piston, ce dernier aspire ce mlange dans le
cylindre une pression de 100 300 mbars (moteur non-suraliments dits
"atmosphriques") 2500 mbars environ pour un moteur suraliment d'automobile de
srie (exprim en pression absolue).
Compression du mlange : fermeture de la soupape d'admission, puis remonte du piston
qui comprime le mlange jusqu' 30 bars et 400 500 C dans la chambre de combustion ;
CombustionN 3 et dtente aux environs du point mort haut (PMH): moment auquel le
piston atteint son point culminant et auquel la compression est au maximum ; la bougie
d'allumage, connecte un systme d'allumage haute tension, produit une tincelle
quelques dgrs avant le PMH; la combustion initie qui s'ensuit constitue le temps
moteur ; les gaz chauds une pression de 40 60 bars repoussent le piston, initiant le
mouvement ;
chappement : ouverture de la (ou des) soupape(s) d'chappement et remonte du piston
qui chasse les gaz brls dtendus dans le collecteur d'chappement.
8. Maximum des contraintes dans la partie mobile
CombustionN 3 et dtente aux environs du point mort haut (PMH): moment auquel le
piston atteint son point culminant et auquel la compression est au maximum ; la bougie
d'allumage, connecte un systme d'allumage haute tension, produit une tincelle
quelques dgrs avant le PMH; la combustion initie qui s'ensuit constitue le temps
moteur ; les gaz chauds une pression de 40 60 bars, et 400 500 C dans la chambre
de combustion, repoussent le piston, initiant le mouvement.
9. Calculateur
Un calculateur rcupre des informations provenant de capteurs pour commander des
actionneurs. Pour cela, ses composants d'entre (transistors ou ASIC) capturent et mettent
en forme les donnes; son microcontrleur les traite puis, vie des composants de
puissance (transistors ou ASIC), transmet des ordres aux actionneurs. Un calculateur
d'injection d'un moteur essence moderne pilote ainsi quatre grands types d'actionneurs
o les injecteurs qui envoient le carburant dans le conduit d'admission d'air du moteur, ou directement dans le cylindre lorsqu'il s'agit d'injection directe;
o le boitier papillon lectrique motoris qui module la quantit d'air ncessaire au moteur en fonction de la puissance qui lui est demande;
o le systme qui permet de rinjecter des gaz d'chappement recycls dans le moteur pour augmenter la pression de l'air admis et amliorer le mlange air-
carburant;
o l'allumage des bougies pour enflammer le mlange air-carburant.
10. Culasse en fonte ou en alliage daluminium
Sur les moteurs modernes on prfre, en gnral, utiliser les alliages lgers soit cause
des avantages importants qu'ils prsentent au point de vue de la rduction du poids, soit
cause de leurs excellentes caractristiques de fusion et de transmission thermique.
La partie infrieure de la culasse est obtenue par coulage en coquille ou, plus rarement,
par coulage dans des moules en sable ; elle est ralise en fonte, dont la composition est
adapte au matriau employ pour les soupapes, de faon viter tout risque de grippage.
Pour les culasses en alliage lger, on utilise des guides en bronze, qui s'adaptent mieux
aux dilatations du matriau. Les siges des soupapes sont galement mis en place la
presse ; ils sont fabriqus en fonte ou en acier, avec un apport ventuel (stellite) de
matriau rsistant aux tempratures leves et la corrosion.
Poste 3
1. Distribuition dun moteur
En mcanique, la distribution regroupe les mcanismes qui assurent l'admission et
l'chappement des gaz dans les cylindres d'un moteur explosion. L'arbre cames,
les soupapes ou encore la courroie de distribution est une liste non exhaustive des
lments composant la distribution.
2. Modes daction sur les soupapes
Une soupape est un organe mcanique de la distribution des moteurs thermiques quatre
temps permettant l'admission des gaz frais et l'vacuation des gaz brls. De manire
gnrale, une soupape d'admission spare le conduit d'admission de la chambre de
combustion et une soupape d'chappement spare celle-ci du conduit d'chappement.
3. 4 soupapes
4 soupape au lieu de deux donne un meilleur remplissage l'admission et une meilleur
vacuation pour les gaz bruls. Ceci est valable haut rgime.
Il existe des systmes qui font fonctionner 2 soupapes bas rgime et 4 haut.
4. Poussoir hydraulique
5. Mode de fabrication arbre cames
En aciers allis couls ou forgs.
6. Rotation vilebrequin et arbre
Dans les moteurs quatre temps combustion interne, le cycle complet de combustion
ncessite deux tours de vilebrequin pour un tour de l'arbre cames. Ce dernier doit par
consquent tourner deux fois moins vite que le vilebrequin moteur.
7. Lubrification
8. Rglage
9. Cycle de refroidissement
10. Diffrents types de distribution
11. Avantages et inconvnients modes de distribution
Les moteurs de conception assez ancienne sont pourvu d'une chane, ou d'une cascade de
pignons, pour transmettre le mouvement du vilebrequin l'arbre cames. Leur dure de
vie est thoriquement gale celle de l'ensemble du moteur, s'ils sont correctement
lubrifis, cependant ces techniques d'entranement sont consommatrices de puissance,
lacclration, du fait de leur inertie, car ils sont assez lourds ; ils nuisent, donc,
l'efficacit mcanique globale du moteur.
Dans les moteurs modernes, trs souvent, des courroies de distribution sont utilises. Elles
ont l'avantage de ne ncessiter aucun graissage et d'tre silencieuses ; par contre, leur
remplacement priodique est impratif (tous les 50 000 240 000 kilomtres, mais aussi
aprs quelques annes, entre cinq et dix ans, lorsque le kilomtrage n'est pas atteint, du
fait de la dgradation progressive des composants de cette courroie, essentiellement du
caoutchouc enrobant une tresse (me) en aramide ou fibre de verre). La rupture de cette
courroie est coup sr destructrice pour l'ensemble du haut moteur, sauf pour les moteurs
non-interfrence (les pistons en position haute ne peuvent pas toucher les soupapes
mme si ces dernires sont descendues au maximum).
12. Rupture corroie de distribution
La courroie de distribution fait la liaison entre le vilebrequin et l'arbre cames (ou les
arbres cames pour les moteurs 16 soupapes). Le problme souvent rencontr est une
cassure de la courroie de distribution. Les pistons touchent et tordent les soupapes. La
rparation est gnralement onreuse.
Cette cassure est souvent due la rupture de la courroie daccessoire, qui en seffilochant dtruit lacourroie de distribution en passant derrire la poulie de vilebrequin. Nous vous
conseillons de vrifier votre courroie de distribution chaque entretien auto.
13.
14. Tendeur automatique
Les deux rles du tendeur automatique sont : 1) appliquer la bonne tension sur la courroie
multifonction pour quelle transfre la force du vilebrequin aux accessoires du systme et
2) rduire les vibrations relies au transfert dnergie. Les tendeurs de courroies
automatiques sont des pices non durables. En moyenne, le bras du tendeur de courroies
automatique effectuera plus dun milliard de rotations pour chaque tranche de 160 000
km effectus par le vhicule. Les composants internes du tendeur peuvent faire dfaut ce
qui soumet la courroie et les autres composants du stress. Le tendeur est une pice
relativement peu dispendieuse remplacer et qui peut aider protger les autres
composants, tels que la pompe eau, lalternateur et le compresseur de la climatisation,
contre un stress trop important ou une dfaillance prmature. Par exemple, une des
raisons principales des retours dalternateurs est la dfaillance des roulements de la poulie
en raison dune chaleur excessive, des vibrations et de la mauvaise tension de la courroie.
Le glissement de la courroie et le moindre dsalignement peuvent occasionner une
diminution du rendement ou mme une dfaillance complte du systme.
15.
Serrage langle
Serrage en escargot
Poste 4
1. Volant moteur
Lien principal entre l'embrayage et le moteur, le volant moteur est appel aussi volant
d'inertie. Il ne faut pas le confondre avec le volant directionnel qui, lui, permet au
conducteur de diriger son vhicule. Le mouvement rotatif du volant moteur est possible
grce la force motrice.
2. Composants volant moteur
Le volant moteur bi-masse est compos, comme son nom l'indique, de deux masses
relies par un ressort, des roulements billes et des taquets, l'une d'entre elles la
transmission du vhicule et l'autre au vilebrequin.
Dessins volant moteur
Le mcanisme d'embrayage qui est fix sur le volant moteur (1) lui-mme solidaire du
vilebrequin (2) comporte plusieurs pices :
- Le disque d'embrayage (3) qui est solidaris l'arbre d'entre de la bote de vitesses (4)
par des cannelures.
- Le plateau de pression du mcanisme (5) qui assure l'adhrence du disque d'embrayage
sur le volant moteur en position embraye.
- Les ressorts ( diaphragme sur les embrayages de 4L) du mcanisme (6) qui sont en
appui sur la bute d'embrayage (7).
3. Volant bi masse
4. DVA
La faon conventionnelle de limiter la propagation des vibrations de torsion dans la
transmission t jusquici dinsrer un amortisseur ressorts dans le moyeu du disque dembrayage. Toutefois, cette solution ajoute une masse en rotation lie non pas au vilebrequin mais larbre primaire de bote de vitesses, donc synchroniser lors des changements de rapports. En outre, elle ne permet quune course damortissement infrieure 30, ce qui est insuffisant, particulirement lors de lexploitation bas rgime des moteurs diesel. La situation est amliore sur pratiquement tous les diesels et quelques
moteurs essence par le montage dun volant bi-masse, cest dire ayant non seulement une masse primaire solidaire du vilebrequin, mais aussi une masse secondaire solidaire
de la transmission. Ces deux masses coaxiales sont connectes par des ressorts qui
permettent jusqu 120 de mouvement relatif, voire plus.
5. Angle de dpouille
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