le moteur à quatre temps est le type de moteur à combustion interne le plus courant et est utilisé dans diverses automobiles (qui utilisent spécifiquement l’essence comme carburant) comme les voitures, les camions et certaines motos (de nombreuses motos utilisent un moteur à deux temps). Un moteur à quatre temps fournit une course de puissance pour tous les deux cycles du piston (ou quatre courses de piston)., Il y a une animation à droite (Figure 1) d’un moteur à quatre temps et une explication plus détaillée du processus ci-dessous.
- course D’admission: le piston descend vers le bas, ce qui augmente le volume pour permettre à un mélange air-carburant d’entrer dans la chambre.
- Course de Compression: la soupape d’admission est fermée et le piston remonte la chambre vers le haut. Cela comprime le mélange air-carburant. À la fin de cette course, une bougie d’allumage fournit au carburant comprimé l’énergie d’activation nécessaire pour commencer la combustion.,
- Course de puissance: lorsque le carburant atteint la fin de sa combustion, la chaleur dégagée par la combustion des hydrocarbures augmente la pression, ce qui provoque la poussée du gaz sur le piston et crée la puissance de sortie.
- course D’échappement: lorsque le piston atteint le fond, la soupape d’échappement s’ouvre. Le gaz d’échappement restant est poussé par le piston lorsqu’il remonte vers le haut.
L’efficacité thermique de ces moteurs à essence varient selon le modèle et la conception du véhicule., Cependant, en général, les moteurs à essence convertissent 20% du carburant (énergie chimique) en énergie mécanique—dans laquelle seulement 15% seront utilisés pour déplacer les roues (le reste est perdu à cause du frottement et d’autres éléments mécaniques). Une façon d’améliorer l’efficacité thermodynamique dans les moteurs est grâce à un taux de compression plus élevé. Ce rapport est la différence entre le volume minimum et le volume maximum dans la chambre du moteur (vu comme TDC et BDC sur la figure 2). Un rapport plus élevé permettra à un mélange carburant-air plus important d’entrer, provoquant une pression plus élevée, conduisant à une chambre plus chaude, ce qui augmente l’efficacité thermique.,
Le Cycle d’Otto
Figure 2.Le véritable processus de cycle otto qui se produit dans un moteur à quatre temps.
Figure 3. Le cycle idéal Otto.
le diagramme de volume de pression (diagramme PV) qui modélise les changements que le mélange air-carburant subit en pression et en volume dans un moteur à quatre temps est appelé cycle Otto., Les changements dans ceux-ci vont créer de la chaleur, et utiliser cette chaleur pour déplacer le véhicule ou la machine (d’où la raison pour laquelle c’est un type de moteur thermique). Le cycle D’Otto peut être vu dans la Figure 2 (Cycle D’Otto réel) et la Figure 3 (Cycle D’Otto idéal). Le composant de tout moteur qui utilise ce cycle aura un piston pour modifier le volume et la pression du mélange air-carburant (comme on le voit à la Figure 1). Le piston gagne en mouvement en brûlant le carburant (où cela se produit est expliqué ci-dessous), et une poussée électrique au démarrage du moteur.,
ce qui suit décrit ce qui se passe au cours de chaque étape sur le schéma PV, dans lequel la combustion du fluide de travail—essence et air (oxygène), et parfois électricité, modifie le mouvement dans le piston:
cycle réel-étape 0 à 1 (cycle idéal-ligne verte): appelé phase d’admission, le piston est tiré vers le bas pour permettre au volume dans la chambre d’augmenter afin qu’il puisse « prendre » un mélange air-carburant. En termes de thermodynamique, on parle de processus isobare.,
processus 1 à 2: pendant cette phase, le piston sera étiré, de sorte qu’il peut comprimer le mélange air-carburant qui est entré dans la chambre. La compression provoque une légère augmentation de la pression et de la température du mélange—cependant, aucune chaleur n’est échangée. En termes de thermodynamique, on parle de processus adiabatique. Lorsque le cycle atteindra le point 2, c’est quand le carburant est rencontré par la bougie d’allumage à s’enflammer.
processus 2 à 3: c’est là que se produit la combustion due à l’allumage du carburant par la bougie d’allumage., La combustion du gaz est complète au point 3, ce qui se traduit par une chambre hautement pressurisée qui a beaucoup de chaleur (énergie thermique). En termes de thermodynamique, on parle de processus isochorique.
processus 3 à 4: L’énergie thermique dans la chambre résultant de la combustion est utilisée pour effectuer un travail sur le piston—qui pousse le piston vers le bas—augmentant le volume de la chambre. Ceci est également connu sous le nom de Power stoke car c’est lorsque l’énergie thermique est transformée en mouvement pour alimenter la machine ou le véhicule.,
ligne violette (processus 4 à 1 et phase d’échappement): du processus 4 à 1, la soupape d’échappement s’ouvre et toute la chaleur perdue est expulsée de la chambre du moteur. Au fur et à mesure que la chaleur quitte le gaz, les molécules perdent de l’énergie cinétique entraînant une diminution de la pression. Ensuite, la phase d’échappement (étape 0 à 1) se produit lorsque le mélange restant dans la chambre est comprimé par le piston pour être « épuisé », sans changer la pression.,
Pour en savoir Plus
- moteur à combustion Interne
- cycle d’Otto
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