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Cours 1
Les Bases
Matériel libre de droit: http://assos.utc.fr/mecautc/doku.php?id=Tutos
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1. Expliquer la construction des moteurs à quatre courses
A. Nomenclature des composants de base
B. Assemblage des composants dans un moteur de base
C. Matériaux utilisés
D. Disposition du vilebrequin
E. Disposition du ou des cylindres
F. Système d’équilibrage
G. Types de refroidissement
H. Description du rôle des composants
I. Expliquer
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2. Expliquer le principe de fonctionnement des moteurs à deux et quatre courses
A. Principe du cycle à quatre courses
B. Principe du cycle à deux courses
C. Comparaison avec moteur Diesel
D. Disposition du vilebrequin
E. Ordre d’allumage
F. Avantage et inconvénient
G. Application
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SOMMAIRE
• Fonction globale du système « Moteur »
• Les différents types de moteurs
• Constitution d’un moteur à 4 temps- Les organes fixes- Les organes mobiles- Les organes annexes
• Le fonctionnement d’un moteur 4 temps
• Quelques caractéristiques
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Fonction globale du système « Moteur »
Convertir l’énergie chimique en travail
mécanique
C’est le principe du « Moteur à combustion interne »
Entrée
Énergie chimique(Air + carburant)
Énergie électrique
Système
Paramètres moteur(Température moteur, régime moteur, …)
Environnement (Pression atmos., Température ext …)
Demande utilisateur (contact, pédale, …) Sortie
Énergie mécanique(Couple + rotation vilebrequin)
Échappement, vibrations, bruits, chaleur
Pertes
Info utilisateur sur l’état (Combiné d’instrumentation)
Fonction du moteur ???
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Constitution du moteur à 4 temps
Les organes fixes
Le bloc-cylindres
La culasse
Le carter inférieur
Les joints
C’est le « châssis » du moteur, il définit les cylindres
Elle sert de couvercle en haut des cylindres. Souvent, elle comporte les chambres de combustion, les bougies, les injecteurs, les conduits d’air (admission et échappement)
Il sert de réserve d’huile destinée à la lubrification et participe également à son refroidissement
Ils sont nombreux, le principal est le joint de culasse qui assure l’étanchéité des chambres de combustion
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Constitution du moteur à 4 temps
Les organes mobiles
Le piston
Le vilebrequin et le volant moteur
La bielle
La distributionElle permet de commander l’entrée et la sortie des gaz par l’intermédiaire de l’arbre à came.
Le vilebrequin tourne. Le volant moteur, de par sa masse, régularise le mouvement de rotation.L’ensemble {piston, bielle, vilebrequin} est appelé « ensemble mobile » et réalise la transformation du mouvement de translation alternative en rotation
Intermédiaire entre le piston et le vilebrequin, elle transmet l’effort
Il subit la pression engendrée par la détente des gaz et transmet l’effort à la bielle
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Constitution du moteur à 4 temps
Les organes annexes
Le système d’allumage
Le système d’alimentation et de carburation
Le système de lubrification
Le système de refroidissement
Il participe à la régulation de température du moteur et à son refroidissement
Il assure la préparation du mélange combustible air + essence
Il assure la lubrification des pièces en mouvement et participe au refroidissement du moteur.
Il déclenche la combustion du mélange air + carburant admis en créant un arc électrique
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Constitution du moteur à 4 temps
Les organes annexes
Les collecteurs
Les circuits électriquesde démarrage et de charge
Ils permettent :• Le démarrage du moteur
par un moteur électrique• L’alimentation électrique et
la recharge de la batterie.
Ils permettent d’acheminer les mélanges gazeux aux chambres de combustion
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1- Bougie d’allumage
10- Soupapeadmission
11- Arbre à cameadmission
3- Soupape échappement
2- Arbre à came Échappement
4- Embrayage
5- Boîtier d’engrenage(Transmission)
6- Volant moteur
7- Vilebrequin
8- Bielle
9- Piston
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Constitution du moteur à 4 temps
Les différentes architectures
Classique, architecture la plus répandue
Plus cher, plus court mais plus large
Permet de rabaisser le centre de gravité, plus complexe de conception(Porsche, Alpha Roméo…)
4 cylindres en ligne
Moteur en V
Moteur à plat
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Les 4 temps
1er temps : l’admission
• Le piston décrit une course descendante du PMH au PMB
• La soupape d’admission est ouverte et laisse entrer les gaz frais
• Le mélange air + carburant préalablement dosé pénètre dans le cylindre
• L’énergie nécessaire pour effectuer ce temps est « puisée » sur l’énergie cinétique emmagasinée par l’équipage mobile et le volant moteur
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Les 4 temps
2ème temps : la compression
• Les 2 soupapes sont fermées, la chambre de combustion est étanche
• L’énergie cinétique de l’équipage mobile entraîne le piston et autorise la compression du mélange
• La pression ainsi que la température du mélange augmentent
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Les 4 temps
3ème temps : la combustion - détente
• Un peu avant le PMH, un arc électrique déclenche le processus de combustion du mélange
• L’accroissement de la pression qui s’exerce sur le piston engendre un effort sur la bielle et génère un moment sur le vilebrequin
• Le piston redescend au PMB
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Les 4 temps
4ème temps : l’échappement
• La soupape d’échappement s’ouvre et autorise l’expulsion des gaz brûlés.
• En remontant le piston expulse les gaz brûlés.
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Les 4 temps
Synthèse
1°admission : soupape d’admission ouverte et descente du piston provoquant l’entrée des gaz frais.2°compression : toutes soupapes fermées et remontée du piston.3°combustion détente (le seul temps moteur qui fournit de l’énergie) toutes soupapes fermées, étincelle, combustion du mélange provoquant la descente du piston.4°échappement : soupape d’échappement ouverte et remontée du piston, expulsion des gaz brûlés.
Remarque : on peut observer qu’à 2 tours de vilebrequin correspond un tour d’AAC. En effet lors d’un cycle 4 temps il n’y a qu’une explosion tous les deux tours, cela explique que les soupapes réalisent un cycle pendant que le piston fait deux allés-retours.
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Caractéristiques géométriques et dimensionnelles d’un moteur
Un moteur à 4 temps se caractérise par sa cylindrée
L’alésage est le diamètre intérieur du cylindre
La course est la distance parcourue par le piston entre le PMH et le PMB
La cylindrée « V » est le volume compris dans le cylindre entre le PMH et PMB :
Cylindrée= (r2 )x H x N
Alésage: 10 cmCourse : 10 cmN: 4 cylindres
Calcul: = 3,14163,1416 X 52 x 10 x 4 = cylindrée3,1416 x 25 x 10 x 4 = 3141,6 CC ou 3. 14 Litres
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Assemblage d’un moteur
Ford HE: http://www.youtube.com/watch?v=v6AQAzBnEAs
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Merci de répondre au petit quizz