Le moteur diesel 1°) Historique : Fruit des travaux menés par l'ingénieur allemand Rudolf Diesel entre 1893et 1897, le moteur Diesel est un moteur à combustion interne dont l'allumage n'est pas commandé mais spontané, par phénomène d'auto-inflammation. Il n'a donc pas besoin de bougies d'allumage. Cela est possible grâce à un très fort taux de compression, permettant d'obtenir une température de 700 à 900 °C. Des bougies de préchauffage sont souvent utilisées pour permettre un meilleur démarrage du moteur à froid, en augmentant la température de la chambre de combustion. Le moteur Diesel a été conçu au départ pour fonctionner au charbon pulvérisé, cependant, suite aux problèmes d'usure dus aux résidus de combustion, Rudolf Diesel est passé aux carburants liquides, comme le fioul ou les huiles végétales Finalement, le fioul a été préféré car moins coûteux et se pulvérisant mieux du fait d'une viscosité inférieure.
2°) Constitution d’un moteur diesel :
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2.1°) Les organes fixes : 2.1.1/ Le bloc moteur: Il sert de support à tous les organes principaux (pistons, vilebrequin,…) et aux organes annexes (démarreur, conduits,…). C’est la pièce maitresse du moteur, le « châssis » de celui-ci.
2.1.2/ La culasse:
Elle sert de couvercle en haut des cylindres. Souvent elle comporte les chambres de combustion, les bougies, les injecteurs, les conduits d’air (admission et échappement).
2.1.3/ Le carter inférieur: Il sert de réserve pour l’huile de lubrification et participe également à son refroidissement.
2.1.4/ Les joints: Ils sont nombreux, le principal étant le joint de culasse qui assure l’étanchéité entre la culasse et le bloc moteur (gaz et liquide).
2.2°) Les organes mobiles : 2.2.1/ Les pistons: Il subit la pression de l’explosion.
2.2.2/ Les bielles: Liaison entre le piston et le vilebrequin, elles transforment la pression des pistons en force sur le vilebrequin. Elle participe (alternatif>>rotatif).
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2.2.3/ Le vilebrequin et le volant moteur: Le vilebrequin reçoit l’effort transmis par la bielle et fournit un mouvement circulaire à la sortie du moteur. Le volant moteur est une masse d’inertie qui régularise le mouvement de rotation. 2.2.4/ La distribution: Elle gère l’ouverture et la fermeture des soupapes donc l’entrée et la sortie des gaz.
2.3°) Les organes annexes : 2.3.1/ Le système d’alimentation: Ile assure le stockage, l’approvisionnement et la préparation d’un mélange combustible air + essence. 2.3.2/ Le circuit de lubrification: Il assure la lubrification des pièces en mouvement et participe au refroidissement du moteur. 2.3.3/ Le circuit de refroidissement: Il évacue dans l’atmosphère les calories non transformées en énergie mécanique. 2.3.4/ Les collecteurs: Ils permettent l’entrée et la sortie des gaz : Admission et échappement. 2.3.5/ Les circuits électriques de démarrage et de charge: Ils permettent le démarrage du moteur, la recharge de la batterie qui est un réservoir d’électricité.
3°) Principe de fonctionnement :
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3.1°) L’Admission : Le piston descend et la soupape d'admission s'ouvre. L'air frais s'engouffre dans le cylindre. Pour le moment il n'y a pas de carburant. Le vilebrequin fait un demi-tour. 3.2°) La compression : La soupape d'admission se ferme et le piston remonte. L'air est comprimé et s'échauffe fortement. Lorsque le piston atteint les 9/10ème de sa course environ, on injecte une quantité définie de carburant 3.3°) L’explosion : Les soupapes sont fermées. L'air et le carburant contenus dans le cylindre est sous pression. La température (400 à 600°C) est suffisamment élevée pour que ce mélange explose créant une surpression qui pousse le piston vers le bas (et fait tourner le vilebrequin d'un demi-tour). 3.1°) L’échappement : Enfin, la soupape d'échappement s'ouvre et le piston remonte chassant l'air brulé qui est éjecté vers le pot d'échappement.
4°) Les différents moteur diesel : 4.1°) Moteur à injection direct : Sur ce type de moteur, l'injecteur, débouche directement dans la chambre de combustion. Le piston peut être plat ou comporter une cavité selon que l'on désire donner au mélange un mouvement de turbulence. La turbulence de l'air comprimé mais aussi du gazole injecté favorise alors la combustion du gazole. La combustion instantanée du mélange gazole/air engendre une pression maximale élevée. Il en résulte un fonctionnement brutal. En contrepartie, la consommation spécifique est faible et le démarrage de ce type de moteur ne nécessite aucun système auxiliaire d'aide au démarrage.
4.2°) Moteur à injection indirect : Afin de remédier aux défauts du moteur diesel liés à l'injection directe à savoir : brutalité, cognement, manque de souplesse - les constructeurs ont été amenés à concevoir un moteur à injection indirecte. L'injecteur débouche alors dans une préchambre dont le volume représente une partie de la chambre de combustion. Le moteur est beaucoup plus souple qu'un moteur à injection directe. Les cognements sont atténués ce qui rend son utilisation plus agréable. Ses seuls défauts : une consommation légèrement plus élevée que celle d'un moteur à injection directe, et la nécessite d'utiliser des bougies de préchauffage lors du démarrage du moteur. Séquence/Thème S2.1
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