Le circuit d’admission en air 1°) Introduction : Tout moteur thermique a besoin, pour fonctionner, d'un carburant et d'un comburant. La combustion de ces deux produits fournit l'énergie qui est transformée en mouvement mécanique, et dégage de la chaleur qui représente les pertes de rendement. C'est le cas des moteurs à essence et Diesel qui sont tous deux des moteurs à combustion interne. L'essence, le GPL ou le gaz naturel ou encore le gazole sont le carburant et le comburant est l'oxygène de l'air. Le moteur doit donc être alimenté en air et en carburant. C'est le rôle des circuits d'alimentation. Le carburant et le comburant sont mélangés et dosés par le carburateur ou par les systèmes d'injection qui alimentent eux-mêmes le moteur; ils assurent la carburation. Le circuit d'alimentation se divise en deux parties principales : le circuit d'alimentation en air et le circuit d'alimentation en carburant.
2°) Schéma de principe :
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3°) Les pré-filtres : Le pré-filtre comme sont nom l'indique, doit effectuer une pré-filtration de l'air. Pour se faire ont utilise le phénomène "tourbillon" ou cyclone. Les pré-filtres ont pour rôle d'arrêter la plus grande quantité de poussière contenue dans l'air, de façon à soulager le filtre principal et donc en allonger la durée de service. 3.1°) Les pré-filtres à cuve transparente : Par centrifugation, il retient les plus grosses impuretés. L'air aspiré à grande vitesse par le moteur, (entre 40 et 50 Km/H) pénètre dans la partie inférieure du pré-filtre. Dans son passage l'air frappe les ailettes inclinées de l'embase ce qui provoque un courant circulaire à l'intérieur de la cuve. L'air tourbillonnant autour des parois centrifuge les poussières vers l'extérieur, cellesci retombent dans la cuve transparente pour y être stockées. L'air épuré descend vers le filtre par le conduit central. Avantages : simplicité, nettoyage rapide, son efficacité varie de 50 à 80 %. Inconvénients : fragilité de la cuve, il nécessite un nettoyage régulier. Entretien : Démonter et nettoyer la cuve sans solvant. 3.2°) Les pré-filtres à tubes cyclones : L'air entre dans les tubes supérieurs par les rampes hélicoïdales, le courant circulaire qui en résulte, centrifuge la poussière à l'extérieure. La poussière tombe autour des tubes inférieurs sur la cloison de séparation. De là, elle est entraînée par environ 10% du débit d'air vers une canalisation extérieure reliée à l'échappement. Un système venturi dans le silencieux d'échappement crée une dépression, qui entraîne la poussière et la rejette dans l'atmosphère. L'air épuré traverse les tubes inférieurs et parvient au filtre. Avantage : Ils sont très efficaces, de 90 à 94%. Ils ont l'avantage de s'auto-nettoyer automatiquement. En principe il n'y a pas d'entretien, il faut veiller à ce que la grille d'aspiration soit toujours propre. Inconvénient : Lorsque la grille du pré-filtre est obstruée, l'air chaud provenant de l'échappement au travers du venturi est aspiré. Cela provoque une perte de puissance, l'encrassement des filtres et cela risque aussi de fondre les tubes si la température atteint 90° centigrade. Attention : il ne faut pas écraser ou modifier le tuyau d'évacuation de poussière.
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4°) Les filtres : Les filtres à air ont pour rôle d’arrêter le restant de poussière que le pré-filtre n’a pas stoppé.
5°) Indicateur de colmatage: Son rôle est de prévenir ou de signaler l'encrassement du filtre à air. Il supprime les interventions "au hasard" sur le filtre à air. Le filtre est complètement encrassé lorsque l'indicateur enregistre une restriction de 30" H2O. A ce stade, le moteur consomme plus de carburant et perd un peux de sa puissance. Au-delà de cet encrassement, de la fumée noire apparaît à l'échappement, le moteur risque des avaries s'il continue de travailler. 5.1°) Conséquence d’un filtre colmaté :
Fumées noires Manque de puissance Difficulté de démarrage "Lavage" des cylindres (fuel imbrûlé) Encrassement de l'échappement Pollution de l'huile
6°) La suralimentation (le turbo): Toutefois, il est prouvé qu'un moteur à aspiration naturelle (NA) n'aspire que 80 à 90% maximum de sa cylindrée en air. Cela limite d'autant la quantité de carburant qu'il peut brûler, donc la puissance développée. Dans ces conditions, il devient évident qu'en mettant plus d'air, on pourra mettre plus de carburant et donc développer plus de puissance. Une solution consiste à employer un turbocompresseur pour remplir à 100% et même plus, les cylindres. L'augmentation de puissance qui peut être de l'ordre de 30%, permet d'abaisser le coût de fabrication par réduction du poids et d'encombrement. 2.2°) fonctionnement du turbo : Les gaz d’échappement sont récupérés par le collecteur et envoyés dans le carter d’échappement. Ces gaz vont être dirigés de façon à entrainer en rotation la turbine. Cette rotation, transmise à la roue par un axe, provoque l’aspiration forcée de l’air. La mise en Séquence/Thème S2.1
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pression se fait dans le carter d’admission par transformation en pression de la vitesse de l’air générée par la rotation. De ce fait, l’air d’admission est comprimé.
7°) Réfrigérant d’air (after cooler) : L'air sortant du turbocompresseur atteint des températures de 145 à 165° C. Le simple fait de refroidir l'air venant du turbo permet d'accroître sa densité et donc d'augmenter encore la quantité entrant dans les cylindres. On peut ainsi obtenir un remplissage de 1,2 à 1,7 voir d'avantage. Cela se traduit par un gain de puissance supplémentaire. Pour effectuer ce refroidissement, il existe plusieurs versions de réfrigérant d'air d'admission : AIR/EAU : Il se résume en un radiateur, dans lequel circule généralement le liquide de refroidissement du moteur. AIR/AIR : C'est un radiateur au travers duquel l'air ambiant vient refroidir l'air d'admission.
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