CYCLE A QUATRE TEMPS. PRINCIPE Suite Les moteurs à essence fonctionnent suivant un cycle à quatre temps défini en 1862 par l’ingénieur français « Beau.

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1 CYCLE A QUATRE TEMPS

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

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

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8 1er temps: Rôle: CYCLE THEORIQUE Admettre dans le cylindre le mélange - La soupape d’admission s’ouvre quand Admission Échappement PMH PMB air/carburant le piston est au PMH. Admission

9 1er temps: Rôle: CYCLE THEORIQUE Admission Échappement PMH PMB Admettre dans le cylindre le mélange - La soupape d’admission s’ouvre quand air/carburant le piston est au PMH. Admission

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

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

12 1er temps: Rôle: CYCLE THEORIQUE Admission Échappement PMH PMB Admettre dans le cylindre le mélange - La soupape d’admission s’ouvre quand air/carburant le piston est au PMH. Admission - Le piston descend et crée une dépression qui permet au mélange de rentrer dans le cylindre.

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

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

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

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

17 2ème temps: Rôle: CYCLE THEORIQUE Admission Échappement PMH PMB Compression Comprimer le mélange gazeux pour augmenter sa température afin qu’il puisse brûler en dégageant un maximum d’énergie. - Les soupapes sont fermées. - Le piston remonte.

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

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

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

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

22 Admission Échappement PMH PMB 3ème temps: Rôle: CYCLE THEORIQUE 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.

23 CYCLE THEORIQUE Admission Échappement 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.

24 CYCLE THEORIQUE Admission Échappement 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.

25 CYCLE THEORIQUE Admission Échappement 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.

26 3ème temps: Rôle: CYCLE THEORIQUE Admission Échappement PMH PMB 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.

27 CYCLE THEORIQUE Admission Échappement 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.

28 CYCLE THEORIQUE Admission Échappement 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.

29 CYCLE THEORIQUE Admission Échappement 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

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

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

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

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

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

35 4ème temps: Rôle: CYCLE THEORIQUE Admission Échappement PMH PMB - Le piston remonte, les gaz sont chassés Échappement Évacuer les gaz brûlés - La soupape d’échappement s’ouvre quand le piston est au PMB. vers l’extérieur.

36 4ème temps: Rôle: CYCLE THEORIQUE - La soupape se ferme quand le piston Admission Échappement PMH PMB - Le piston remonte, les gaz sont chassés Échappement Évacuer les gaz brûlés - La soupape d’échappement s’ouvre quand le piston est au PMB. vers l’extérieur. est au PMH

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

68  Un moteur diesel fonctionne selon un cycle à quatre temps comme un  Mais au lieu d’aspirer un mélange d’air et d’essence dans la chambre de  Le gazole est injecté directement dans la chambre de combustion où il Suite MOTEUR DIESEL Caractéristiques fonctionnelles moteur essence. combustion qu’il faudra enflammer au moyen d’une étincelle, un moteur diesel n’aspire que de l’air. s’enflammera spontanément au contact de l’air surchauffé par la compression.  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 ). Cycle de fonctionnement

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

70 P.M.H. P.M.B. P.a. Volume Pression Cycle de Beau de Rochas Cycle mixte MOTEUR DIESEL Fin Comparaison entre cycle de BEAU de ROCHAS et cycle mixte réel  Dans la pratique, la combustion n’a pas le 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 diesel est plus importante que celle d’un moteur essence.

71 Fin