En V, En ligne, À plat, Boxer, 16 soupapes, Turbo: comment ça marche ?

Dans l’industrie automobile, si il y a bien quelque chose que l’on entend souvent c’est ça : V12, V6, W12 , 6 en ligne etc, mais qu'est ce que ça peut bien vouloir dire ?

Pour commencer on va s'intéresser au fonctionnement d’un moteur thermiques.

Il n’existe plus qu’un seul types de moteur sur les voitures thermiques :

Le moteur 4 temps :

Les composantes du moteur :

Pour comprendre comment fonctionne ce moteur il faut comprendre de quoi il est composé :

1. Les cames : En ligne sur un arbres les cames servent à transformer le mouvement rotatif en un mouvement de poussé grâce à leurs “excroissances” désaxées

2. Soupapes : Les soupapes sont des portes tenues fermés par des ressorts, elles s’ouvrent lorsque les cames viennent les pousser

3. La bougie : C’est une pièce reliée au circuit électrique de la voitures qui génère une étincelle dans le cylindre qui permet la combustion en enflammant le mélange air/ essence

4. Le piston : C’est une pièce cylindrique mobile qui comprime le mélangés avant combustion ou l'échappement après combustion. Il transforme l'énergie de la combustion en énergie mécanique

5. La bielle : C’est une pièce articulée aux extrémités qui transforme un mouvement linéaire en mouvement rotatif elle relie le piston au vilebrequin.

6. Vilebrequin : Arbre articulé sur plusieurs paliers excentrés, il transmet indirectement l'énergie à la boite de vitesse

7. Distribution : Système qui permet une parfaite coordination entre l’ouverture et la fermeture des soupapes et de la monté du pistons afin d'éviter que les deux se rencontres

8. Chambre de combustion : C’est une chambre hermétique ou est admis le mélange air/essence afin d’y être comprimé par le piston et enflammée par la bougie

9. La lubrification : c’est tout le système qui permet aux pièces de coulisser entre elles sans friction afin de garantir une utilisation optimale .

Le cycle du moteur 4 Temps

Ci-dessus un schéma représentant la vue en coupe d’un moteur 4 temps dans chacune de ses 4 phases la soupapes d’admissions étant celle de gauche et celle d'échappement étant celle de droite .

Le moteur 4 temps tient son nom de son fonctionnement car il faut 4 temps pour boucler un cycle complet :

• Admission/ Aspiration

• Compression

• Détente/ Explosion

• Échappement

Première étape : L’admission/ Aspiration

Pendant l’admission, la soupape d'échappement reste fermée et celle d’admission est ouverte. Le piston libère de l’espace dans la chambre de combustion et crée donc une dépression qui aspire le mélange air essence .

Deuxième Étape : La compression

A cette étape toute les soupapes sont fermés rendant la chambre de combustion totalement hermétiques et le cylindres remonte, par simple effet de la compression la température augmente brutalement jusqu’aux alentours de 300°c sans dépasser les 400 sinon le mélange s'enflammer instantanément et provoquerait de l’auto-allumage.

Troisième étape : La détente/ Explosion :

Les piston est arrivé à son point le plus haut dans la chambre de combustion, la bougie génère une étincelle qui enflamme le mélange qui “explose” et provoque une augmentation de pression qui repousse le piston vers le bas, lorsqu’il arrive au point le plus bas les soupapes sont encore fermés

Dernière étape : L'échappement

La soupape d’échappement s’ouvre et laisse les gaz, poussés par le pistons qui remontes,

sortir

Les caractéristiques d’un moteur :

Un moteur est définit selon plusieurs caractéristique

• La courses : C’est la distance que parcours le piston entre son point le plus haut et

son point le plus bas

• L’alésage : C’est le diamètre de la chambre de combustion

• La Cylindré : C’est le volume total représenté par les chambres de combustion du moteur (un 4 cylindres de 2 Litres possèdent 4 cylindres de 500mL chacun 4*500=2L)

• Le nombre de soupape : Un moteur 4 cylindres 16 soupapes possédés 4 Soupapes par cylindre 2 d’admission et 2 d’échappement

• Le nombre de cylindre

• Injection : C’est la façons d’amener l’essence au cylindre (indirect à droite / direct à gauche)

• Son couple : c’est la force pure que génère le moteur (plus le couple est haut plus le moteur peut tracter des charges lourdes)

• Sa puissance

• Suralimentation : il s’agit de savoir si le moteur aspire son air ou si un turbo ou un compresseur vient souffler dans le moteur permettant une augmentation des performances sans pour autant augmenter la cylindrée.

L'architecture moteur : c’est les fameux V12, V8 etc, c’est la façon dont sont organisés les cylindres

Les architectures moteur :

Le moteur en ligne :

C'est le moteur qui est le plus présent dans l’industrie automobile dû à sa “simplicité” les cylindres sont simplement alignés.

Les plus :

• Mécanique plus simple et donc conception plus simple ce qui en fait un moteur bon marché

• Généralement le moteur en ligne est un moteur qui consomme moins

Les moins :

• L’encombrement, les cylindres alignés prennent plus de place en longueur sous le capot moteur car les cylindres sont plus “étalés”, il est donc nécessaire d’avoir une plus grande surface

• Le Moteur en ligne est moins bien équilibrés intérieurement il est donc nécessaire de rajouter plus de contrepoids sur le vilebrequin (problème quasi inexistant sur les 6 cylindre en ligne grâce à la multiplication des masses en mouvement)

Le moteur a plat

Le moteur est comme son nom l’indique un moteur à l'horizontale ou les pistons ne bouge plus verticalement mais horizontalement, dans ce moteur les pistons sont placés “dos à dos". Il existe 2 types de moteur à plat: le boxer et le V à 180°. La différence entre ces moteurs est au niveau de la fixation des bielles et du coup au niveau des pistons qui sont “dos à dos”, sur le v à 180° lorsqu'un piston est au point mort haut (au plus haut dans la chambre de combustion) son acolyte lui est au point mort bas tandis que sur le boxer les 2 pistons se trouvent au PMH et au PMB en même temps.

Moteur en V a 180°

Moteur Boxer

Les plus :

• Le moteur étant moins encombrant en hauteur il peut être positionné plus bas et donne donc un centre de gravité plus bas qui permet une meilleure stabilité et une meilleure tenue de route

• Le moteur s'équilibre naturellement dû au masse en mouvement dans des sens opposés

Les moins

• Le moteur a plat étant plus spécifique l’entretien est naturellement plus cher car plus laborieux

Le moteur en V

Le fameux moteur en V est un moteur possédant 2 rangée de cylindre incliné vers l'extérieur plus encombrant en largeur il est néanmoins bien plus compact en longueur ce qui permet de le mettre sous de plus petit capot souvent en position longitudinale (ex : Nissan 350z) qui est plus adaptée plutôt qu’en position transversale ou il devient difficile d'accès est d’entretien (ex : Alfa romeo 147 GTA v6).

Les plus :

• L'équilibrage des masses est meilleure, ce qui élimine une grande partie des vibrations

• Centre de gravité plus bas selon l’ouverture du V

• Moteur plus court qu’un moteur en ligne

Les moins :

• Le V est un moteur complexe et donc plus cher à la conception mais aussi à l'entretien notamment sur les distributions qui sont naturellement plus longues car il faut caller 2 rangs de cylindres.

• Consommation légèrement supérieure

• Plus large que les moteurs en ligne

Vous voila expert en moteur 4 temps essence mais pour mettre a rude épreuve vos compétences répondez a ce quizz :

Merci d'avoir lu cet article et a bientôt.