CYCLE A QUATRE TEMPS.

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1 CYCLE A QUATRE TEMPS

2 Les moteurs à essence fonctionnent suivant
PRINCIPE Les moteurs à essence fonctionnent suivant un cycle à quatre temps défini en 1862 par l’ingénieur français « Beau de ROCHAS ». Suite

3 CYCLE THEORIQUE 1er temps: Rôle: Échappement Admission Admission
PMH PMB 1er temps: Rôle: Admission Admettre dans le cylindre le mélange air/carburant

4 CYCLE THEORIQUE 1er temps: Rôle: Échappement Admission Admission
PMH PMB 1er temps: Rôle: Admission Admettre dans le cylindre le mélange air/carburant - La soupape d’admission s’ouvre quand le piston est au PMH.

5 CYCLE THEORIQUE 1er temps: Rôle: Échappement Admission Admission
PMH PMB 1er temps: Rôle: Admission Admettre dans le cylindre le mélange air/carburant - La soupape d’admission s’ouvre quand le piston est au PMH.

6 CYCLE THEORIQUE 1er temps: Rôle: Échappement Admission Admission
PMH PMB 1er temps: Rôle: Admission Admettre dans le cylindre le mélange air/carburant - La soupape d’admission s’ouvre quand le piston est au PMH. - Le piston descend et crée une dépression qui permet au mélange de rentrer dans le cylindre.

7 CYCLE THEORIQUE 1er temps: Rôle: Échappement Admission Admission
PMH PMB 1er temps: Rôle: Admission Admettre dans le cylindre le mélange air/carburant - La soupape d’admission s’ouvre quand le piston est au PMH. - Le piston descend et crée une dépression qui permet au mélange de rentrer dans le cylindre.

8 CYCLE THEORIQUE 1er temps: Rôle: Échappement Admission Admission
PMH PMB 1er temps: Rôle: Admission Admettre dans le cylindre le mélange air/carburant - La soupape d’admission s’ouvre quand le piston est au PMH. - Le piston descend et crée une dépression qui permet au mélange de rentrer dans le cylindre.

9 CYCLE THEORIQUE 1er temps: Rôle: Échappement Admission Admission
PMH PMB 1er temps: Rôle: Admission Admettre dans le cylindre le mélange air/carburant - La soupape d’admission s’ouvre quand le piston est au PMH. - Le piston descend et crée une dépression qui permet au mélange de rentrer dans le cylindre.

10 CYCLE THEORIQUE 1er temps: Rôle: Échappement Admission Admission
PMH PMB 1er temps: Rôle: Admission Admettre dans le cylindre le mélange air/carburant - La soupape d’admission s’ouvre quand le piston est au PMH. - Le piston descend et crée une dépression qui permet au mélange de rentrer dans le cylindre. - La soupape d’admission se ferme quand le piston est au PMB.

11 CYCLE THEORIQUE 1er temps: Rôle: Échappement Admission Admission
PMH PMB 1er temps: Rôle: Admission Admettre dans le cylindre le mélange air/carburant - La soupape d’admission s’ouvre quand le piston est au PMH. - Le piston descend et crée une dépression qui permet au mélange de rentrer dans le cylindre. - La soupape d’admission se ferme quand le piston est au PMB. Suite

12 CYCLE THEORIQUE 2ème temps: Rôle: Échappement Admission Compression
Comprimer le mélange gazeux PMH pour augmenter sa température afin qu’il puisse brûler en dégageant un maximum d’énergie. PMB

13 CYCLE THEORIQUE 2ème temps: Rôle: Échappement Admission Compression
Comprimer le mélange gazeux PMH pour augmenter sa température afin qu’il puisse brûler en dégageant un maximum d’énergie. - Les soupapes sont fermées. PMB - Le piston remonte.

14 CYCLE THEORIQUE 2ème temps: Rôle: Échappement Admission Compression
Comprimer le mélange gazeux PMH pour augmenter sa température afin qu’il puisse brûler en dégageant un maximum d’énergie. - Les soupapes sont fermées. PMB - Le piston remonte.

15 CYCLE THEORIQUE 2ème temps: Rôle: Échappement Admission Compression
Comprimer le mélange gazeux PMH pour augmenter sa température afin qu’il puisse brûler en dégageant un maximum d’énergie. - Les soupapes sont fermées. PMB - Le piston remonte.

16 CYCLE THEORIQUE 2ème temps: Rôle: Échappement Admission Compression
Comprimer le mélange gazeux PMH pour augmenter sa température afin qu’il puisse brûler en dégageant un maximum d’énergie. - Les soupapes sont fermées. PMB - Le piston remonte. Suite

17 CYCLE THEORIQUE 3ème temps: Rôle: Échappement Admission
PMH PMB 3ème temps: Rôle: Inflammation - Détente Créer un travail à partir de la combustion du mélange. C’est le seul temps moteur. - Les soupapes sont fermées.

18 CYCLE THEORIQUE 3ème temps: Rôle: Échappement Admission
PMH PMB 3ème temps: Rôle: Inflammation - Détente Créer un travail à partir de la combustion du mélange. C’est le seul temps moteur. - Les soupapes sont fermées. 1ére phase Inflammation : Le piston étant au P.M.H., une étincelle électrique enflamme le mélange. Celui-ci brûle instantanément.

19 CYCLE THEORIQUE 3ème temps: Rôle: Échappement Admission
PMH PMB 3ème temps: Rôle: Inflammation - Détente Créer un travail à partir de la combustion du mélange. C’est le seul temps moteur. - Les soupapes sont fermées. 1ére phase Inflammation : Le piston étant au P.M.H., une étincelle électrique enflamme le mélange. Celui-ci brûle instantanément.

20 CYCLE THEORIQUE 3ème temps: Rôle: Échappement Admission
PMH PMB 3ème temps: Rôle: Inflammation - Détente Créer un travail à partir de la combustion du mélange. C’est le seul temps moteur. - Les soupapes sont fermées. 1ére phase Inflammation : Le piston étant au P.M.H., une étincelle électrique enflamme le mélange. Celui-ci brûle instantanément.

21 CYCLE THEORIQUE 3ème temps: Rôle: Échappement Admission
PMH PMB 3ème temps: Rôle: Inflammation - Détente Créer un travail à partir de la combustion du mélange. C’est le seul temps moteur. - Les soupapes sont fermées. 1ére phase Inflammation : Le piston étant au P.M.H., une étincelle électrique enflamme le mélange. Celui-ci brûle instantanément.

22 CYCLE THEORIQUE 3ème temps: Rôle: Échappement Admission
PMH PMB 3ème temps: Rôle: Inflammation - Détente Créer un travail à partir de la combustion du mélange. C’est le seul temps moteur. - Les soupapes sont fermées. 1ére phase Inflammation : Le piston étant au P.M.H., une étincelle électrique enflamme le mélange. Celui-ci brûle instantanément. La pression augmente sur le piston, celui-ci est chassé vers le bas.

23 CYCLE THEORIQUE 3ème temps: Rôle: Échappement Admission
PMH PMB 3ème temps: Rôle: Inflammation - Détente Créer un travail à partir de la combustion du mélange. C’est le seul temps moteur. - Les soupapes sont fermées. 1ére phase Inflammation : Le piston étant au P.M.H., une étincelle électrique enflamme le mélange. Celui-ci brûle instantanément. La pression augmente sur le piston, celui-ci est chassé vers le bas. 2ème phase Détente : Le piston descend, le volume augmente, la pression diminue.

24 CYCLE THEORIQUE 3ème temps: Rôle: Échappement Admission
PMH PMB 3ème temps: Rôle: Inflammation - Détente Créer un travail à partir de la combustion du mélange. C’est le seul temps moteur. - Les soupapes sont fermées. 1ére phase Inflammation : Le piston étant au P.M.H., une étincelle électrique enflamme le mélange. Celui-ci brûle instantanément. La pression augmente sur le piston, celui-ci est chassé vers le bas. 2ème phase Détente : Le piston descend, le volume augmente, la pression diminue.

25 CYCLE THEORIQUE 3ème temps: Rôle: Échappement Admission
PMH PMB 3ème temps: Rôle: Inflammation - Détente Créer un travail à partir de la combustion du mélange. C’est le seul temps moteur. - Les soupapes sont fermées. 1ére phase Inflammation : Le piston étant au P.M.H., une étincelle électrique enflamme le mélange. Celui-ci brûle instantanément. La pression augmente sur le piston, celui-ci est chassé vers le bas. 2ème phase Détente : Le piston descend, le volume augmente, la pression diminue. Suite

26 CYCLE THEORIQUE 4ème temps: Rôle: Échappement Admission Échappement
PMH PMB 4ème temps: Rôle: Échappement Évacuer les gaz brûlés

27 CYCLE THEORIQUE 4ème temps: Rôle: Échappement Admission Échappement
PMH PMB 4ème temps: Rôle: Échappement Évacuer les gaz brûlés La soupape d’échappement s’ouvre quand le piston est au PMB.

28 CYCLE THEORIQUE 4ème temps: Rôle: Échappement Admission Échappement
PMH PMB 4ème temps: Rôle: Échappement Évacuer les gaz brûlés La soupape d’échappement s’ouvre quand le piston est au PMB. - Le piston remonte, les gaz sont chassés vers l’extérieur.

29 CYCLE THEORIQUE 4ème temps: Rôle: Échappement Admission Échappement
PMH PMB 4ème temps: Rôle: Échappement Évacuer les gaz brûlés La soupape d’échappement s’ouvre quand le piston est au PMB. - Le piston remonte, les gaz sont chassés vers l’extérieur.

30 CYCLE THEORIQUE 4ème temps: Rôle: Échappement Admission Échappement
PMH PMB 4ème temps: Rôle: Échappement Évacuer les gaz brûlés La soupape d’échappement s’ouvre quand le piston est au PMB. - Le piston remonte, les gaz sont chassés vers l’extérieur.

31 CYCLE THEORIQUE 4ème temps: Rôle: Échappement Admission Échappement
PMH PMB 4ème temps: Rôle: Échappement Évacuer les gaz brûlés - La soupape d’échappement s’ouvre quand le piston est au PMB. - Le piston remonte, les gaz sont chassés vers l’extérieur.

32 CYCLE THEORIQUE 4ème temps: Rôle: Échappement Admission Échappement
PMH PMB 4ème temps: Rôle: Échappement Évacuer les gaz brûlés - La soupape d’échappement s’ouvre quand le piston est au PMB. - Le piston remonte, les gaz sont chassés vers l’extérieur. - La soupape se ferme quand le piston est au PMH

33 CYCLE THEORIQUE 4ème temps: Rôle: Échappement Admission Échappement
PMH PMB 4ème temps: Rôle: Échappement Évacuer les gaz brûlés - La soupape d’échappement s’ouvre quand le piston est au PMB. - Le piston remonte, les gaz sont chassés vers l’extérieur. - La soupape se ferme quand le piston est au PMH Suite

34 DIAGRAMME THEORIQUE Volume P.M.H. P.M.B. Pression P.a. v V E D C B A
Admission Échappement P.M.H. P.M.B.

35 DIAGRAMME THEORIQUE Volume P.M.H. P.M.B. Pression P.a. v V E D C B A
Admission Échappement P.M.H. P.M.B. A – B : «  Admission  » Le cylindre se rempli.

36 DIAGRAMME THEORIQUE Volume P.M.H. P.M.B. Pression P.a. v V E D C B A
Admission Échappement P.M.H. P.M.B. A – B : «  Admission  » Le cylindre se rempli.

37 DIAGRAMME THEORIQUE Volume P.M.H. P.M.B. Pression P.a. v V E D C B A
Admission Échappement P.M.H. P.M.B. A – B : «  Admission  » Le cylindre se rempli.

38 DIAGRAMME THEORIQUE Volume P.M.H. P.M.B. Pression P.a. v V E D C B A
Admission Échappement P.M.H. P.M.B. A – B : «  Admission  » Le cylindre se rempli.

39 DIAGRAMME THEORIQUE Volume P.M.H. P.M.B. Pression P.a. v V E D C B A
Admission Échappement P.M.H. P.M.B. A – B : «  Admission  » Le cylindre se rempli. Suite

40 DIAGRAMME THEORIQUE Volume P.M.H. P.M.B. Pression P.a. v V E D C B A
Admission Échappement P.M.H. P.M.B. B – C : «  Compression  »

41 DIAGRAMME THEORIQUE Volume P.M.H. P.M.B. Pression P.a. v V E D C B A
Admission Échappement P.M.H. P.M.B. B – C : «  Compression  »

42 DIAGRAMME THEORIQUE Volume P.M.H. P.M.B. Pression P.a. v V E D C B A
Admission Échappement P.M.H. P.M.B. B – C : «  Compression  »

43 DIAGRAMME THEORIQUE Volume P.M.H. P.M.B. Pression P.a. v V E D C B A
Admission Échappement P.M.H. P.M.B. B – C : «  Compression  » Les gaz atteignent une pression de ~ 10 b et une température de 350°C. Suite

44 DIAGRAMME THEORIQUE Volume P.M.H. P.M.B. Pression P.a. v V E D C B A
Admission Échappement P.M.H. P.M.B. C – D : «  Inflammation  »

45 DIAGRAMME THEORIQUE Volume P.M.H. P.M.B. Pression P.a. v V E D C B A
Admission Échappement P.M.H. P.M.B. C – D : «  Inflammation  » En brûlant, les gaz se dilatent violemment. La pression augmente poussant le piston.

46 DIAGRAMME THEORIQUE Volume P.M.H. P.M.B. Pression P.a. v V E D C B A
Admission Échappement P.M.H. P.M.B. C – D : «  Inflammation  » En brûlant, les gaz se dilatent violemment. La pression augmente poussant le piston.

47 DIAGRAMME THEORIQUE Volume P.M.H. P.M.B. Pression P.a. v V E D C B A
Admission Échappement P.M.H. P.M.B. C – D : «  Inflammation  » En brûlant, les gaz se dilatent violemment. La pression augmente poussant le piston.

48 DIAGRAMME THEORIQUE Volume P.M.H. P.M.B. Pression P.a. v V E D C B A
Admission Échappement P.M.H. P.M.B. C – D : «  Inflammation  » En brûlant, les gaz se dilatent violemment. La pression augmente poussant le piston. Suite

49 DIAGRAMME THEORIQUE Volume P.M.H. P.M.B. Pression P.a. v V E D C B A
Admission Échappement P.M.H. P.M.B. D – E : «  Détente  »

50 DIAGRAMME THEORIQUE Volume P.M.H. P.M.B. Pression P.a. v V E D C B A
Admission Échappement P.M.H. P.M.B. D – E : «  Détente  » Le piston descend. Le volume augmente, la pression chute.

51 DIAGRAMME THEORIQUE Volume P.M.H. P.M.B. Pression P.a. v V E D C B A
Admission Échappement P.M.H. P.M.B. D – E : «  Détente  » Le piston descend. Le volume augmente, la pression chute.

52 DIAGRAMME THEORIQUE Volume P.M.H. P.M.B. Pression P.a. v V E D C B A
Admission Échappement P.M.H. P.M.B. D – E : «  Détente  » Le piston descend. Le volume augmente, la pression chute.

53 DIAGRAMME THEORIQUE Volume P.M.H. P.M.B. Pression P.a. v V E D C B A
Admission Échappement P.M.H. P.M.B. D – E : «  Détente  » Le piston descend. Le volume augmente, la pression chute. Suite

54 DIAGRAMME THEORIQUE Volume P.M.H. P.M.B. Pression P.a. v V E D C B A
Admission Échappement P.M.H. P.M.B. E – B – A : «  Échappement  » Les gaz brûlés sont rejetés hors du cylindre.

55 DIAGRAMME THEORIQUE Volume P.M.H. P.M.B. Pression P.a. v V E D C B A
Admission Échappement P.M.H. P.M.B. E – B – A : «  Échappement  » Les gaz brûlés sont rejetés hors du cylindre.

56 DIAGRAMME THEORIQUE Volume P.M.H. P.M.B. Pression P.a. v V E D C B A
Admission Échappement P.M.H. P.M.B. E – B – A : «  Échappement  » Les gaz brûlés sont rejetés hors du cylindre.

57 DIAGRAMME THEORIQUE Volume P.M.H. P.M.B. Pression P.a. v V E D C B A
Admission Échappement P.M.H. P.M.B. E – B – A : «  Échappement  » Les gaz brûlés sont rejetés hors du cylindre.

58 DIAGRAMME THEORIQUE Volume P.M.H. P.M.B. Pression P.a. v V E D C B A
Admission Échappement P.M.H. P.M.B. E – B – A : «  Échappement  » Les gaz brûlés sont rejetés hors du cylindre.

59 DIAGRAMME THEORIQUE Volume P.M.H. P.M.B. Pression P.a. v V E D C B A
Admission Échappement P.M.H. P.M.B. E – B – A : «  Échappement  » Les gaz brûlés sont rejetés hors du cylindre. Suite

60 DIAGRAMME THEORIQUE S Volume P.M.H. P.M.B. Pression P.a. v V E D C B A
Seulement, les gaz ont une certaine inertie, l’ouverture et la fermeture des soupapes ne sont pas instantanées, la combustion dure ~ 0,002s, une partie de la chaleur se dissipe. Il en résulte une faible pression maxi, donc un mauvais rendement. Conclusion: Le travail moteur « S » est faible, le travail S résistant « r » augmente. Le travail utile « W » (S – r) est insuffisant. Il faut augmenter le rendement en améliorant r le remplissage et la combustion. Suite

61 DIAGRAMME REEL Pour se rapprocher du diagramme théorique et tirer ainsi du moteur un meilleur rendement il faut: - compenser la durée de combustion en agissant sur le point d’allumage - utiliser l’inertie des gaz par des réglages spécifiques d’ouverture et de fermeture des soupapes. Avance Ouverture admission Cette avance évite l’arrêt de la veine gazeuse devant une soupape fermée. Retard Fermeture Admission On profite de l’inertie des gaz pour améliorer le remplissage. Avance à l’allumage Permet d’obtenir une pression maxi élevée sur le piston en compensant la durée de combustion. Avance Ouverture Échappement Permet d’accélérer la chute de pression des gaz brûlés afin de diminuer la contre pression pendant la remontée du piston. Retard fermeture Échappement On profite de l’inertie des gaz pour faciliter leur évacuation complète. Suite

62 DIAGRAMME REEL P.M.B. P.a. Volume Pression Cycle théorique P.M.H.

63 DIAGRAMME REEL Pression P.a. Volume P.M.B. P.M.H. Suite Cycle réel
Cycle théorique P.M.H. Suite

64 Caractéristiques fonctionnelles Cycle de fonctionnement
MOTEUR DIESEL Caractéristiques fonctionnelles Un moteur diesel fonctionne selon un cycle à quatre temps comme un moteur essence. Mais au lieu d’aspirer un mélange d’air et d’essence dans la chambre de combustion qu’il faudra enflammer au moyen d’une étincelle, un moteur diesel n’aspire que de l’air. Le gazole est injecté directement dans la chambre de combustion où il s’enflammera spontanément au contact de l’air surchauffé par la compression. Cycle de fonctionnement Les moteurs diesels rapides n’utilisent pas le cycle de Beau de Rochas ni le cycle de Diesel mais le cycle mixte ( ou de Sabathé ). Suite

65 MOTEUR DIESEL Cycle mixte théorique Volume P.M.H. P.M.B. P.a. v V E D
A > B Admission: le moteur aspire de l’air Volume P.M.H. P.M.B. P.a. v V E D C B A Pression F B > C Compression: Le rapport volumétrique passe de ~ 9/1 (essence) à ~ 22/1. La pression en fin de compression atteint ~ 40b et la température ~ 700°C (15b et 350°C dans un moteur essence. C Injection: Le carburant est pulvérisé dans la chambre de combustion. Il s’enflamme spontanément au contact de l’air chauffé par la compression. C > D Combustion à volume constant : La première partie de la combustion se déroule si rapidement que le piston n’a pas le temps de se déplacer. D > E Combustion à pression constante : La pression appuie sur le piston. L’augmentation de volume est compensée par la dilatation des gaz. E > F Détente : La combustion a lieu tant que dure l’injection. La dilatation des gaz ne compense pas l’augmentation de volume. F > B > A Échappement Suite

66 Comparaison entre cycle de BEAU de ROCHAS et cycle mixte réel
MOTEUR DIESEL Comparaison entre cycle de BEAU de ROCHAS et cycle mixte réel P.M.H. P.M.B. P.a. Volume Pression Dans la pratique, la combustion n’a pas le Cycle mixte temps de se réaliser à volume constant ou à pression constante. Les diagrammes réels sont sensiblement identiques, mais l’aire de travail d’un moteur Cycle de Beau de Rochas diesel est plus importante que celle d’un moteur essence. Fin

67 Fin