Libérant la puissance qui propulse nos véhicules et alimente notre monde, le moteur à combustion interne est une merveille d'ingénierie. En exploitant des explosions de carburant contrôlées, ce moteur à quatre temps convertit de manière transparente l'énergie en un puissant mouvement mécanique, nous propulsant vers l'avant avec une efficacité sans précédent.

Du grondement exaltant d’une voiture de sport au rugissement tonitruant d’un avion qui prend son envol, cette invention a transformé les transports, façonnant le tissu même de notre mode de vie moderne. Son impact résonne partout, sur les routes et les cieux qui nous relient tous.

Contenu

1. Qu'est-ce qu'un moteur à combustion interne ?
2. Mécaniques et composants
3. Le cycle à quatre temps
4. Types de moteurs à combustion interne
5. Les moteurs combustibles et la révolution industrielle
6. Moteurs à combustion interne ou externe

Qu'est-ce qu'un moteur à combustion interne ?

Un moteur à combustion interne est un type de moteur thermique largement utilisé dans diverses applications, notamment dans les transports. Ce moteur agit comme la principale source d'énergie pour les automobiles, les motos, les avions, les bateaux et de nombreuses autres machines.

Le moteur fonctionne en transformant l’énergie stockée dans le carburant en énergie utile qui fait bouger ces machines. Pour ce faire, il contrôle soigneusement les explosions qui créent une force, qui alimente ensuite les pièces du moteur et fait fonctionner tout ensemble.

Imaginez le moteur à combustion interne comme un muscle puissant qui convertit l’énergie stockée dans le carburant en mouvement, entraînant des véhicules et des machines. Tout comme nos muscles utilisent l'énergie de la nourriture pour faire bouger notre corps, le moteur utilise des explosions contrôlées pour transformer l'énergie du carburant en énergie mécanique, propulsant ainsi les machines vers l'avant.

Cette conversion puissante de l'énergie du carburant aide les véhicules et les machines à faire leur travail et à nous amener là où nous devons aller.

Mécanique et composants

Le moteur à combustion interne se compose de plusieurs composants clés travaillant ensemble pour produire de l'énergie :

• Le cylindre fournit une chambre scellée où la combustion se produit activement.
• Le piston se déplace de haut en bas avec un mouvement alternatif gracieux.
• Le vilebrequin prend le contrôle, convertissant le mouvement linéaire du piston en mouvement de rotation actif.
• Les valves , y compris les soupapes d'admission et d'échappement, contrôlent activement le débit du mélange air-carburant et l'expulsion des gaz d'échappement.
• Enfin, la bougie d'allumage génère activement une étincelle pour enflammer le mélange air-carburant, mettant ainsi toute la performance en mouvement. Ces composants fonctionnent ensemble, produisant activement les performances puissantes et coordonnées du moteur.

Le cycle à quatre temps

La plupart des moteurs à combustion interne utilisent un cycle à quatre temps, qui comprend les temps d'admission, de compression, de combustion et d'échappement pour convertir efficacement le carburant en puissance mécanique.

1. Pendant la course d'admission , le piston se déplace vers le bas, créant un vide qui aspire le mélange air-carburant dans le cylindre.
2. Dans le trait de compression , les deux vannes se ferment et le piston monte, comprimant le mélange.
3. La bougie d'allumage enflamme le mélange comprimé lors du temps de combustion , entraînant une explosion rapide. Les gaz à haute pression issus de la combustion poussent le piston vers le bas pendant la course motrice, générant un travail mécanique.
4. Enfin, la soupape d'échappement s'ouvre lors de la course d'échappement , permettant au piston d'expulser les gaz épuisés.

Pour mieux comprendre ce processus, considérez le cycle à quatre temps du moteur à combustion interne comme une performance musicale.

La course d'admission agit comme un conducteur amenant le mélange air-carburant. Le coup de compression suscite l’enthousiasme, tout comme l’anticipation croissante du public. Le coup de combustion crée une explosion explosive, semblable au point culminant de la musique. Enfin, la course d'échappement libère les gaz épuisés, comme le fondu en douceur de la musique.

Ensemble, ces traits fonctionnent en harmonie pour propulser les véhicules, créant une symphonie de mouvement.

Types de moteurs à combustion interne

Il existe trois principaux types de moteurs à combustion interne, chacun ayant ses propres caractéristiques et applications :

• Moteurs à gaz , également appelés moteurs à essence, se trouvent couramment dans les voitures. Ils fonctionnent en enflammant un mélange air-carburant avec une bougie d'allumage. La course d'admission crée un vide, aspirant le mélange. Pendant la course de compression, le mélange est comprimé et, lorsqu'il est allumé, une combustion se produit, générant de l'énergie. Parfois appelé moteur à allumage commandé, un moteur à essence est connu pour sa réponse rapide à l'accélérateur, son régime élevé et son fonctionnement fluide.
• Moteurs diesel , en revanche, sont des bêtes de somme robustes que l’on trouve dans les camions et les bus. Ils fonctionnent différemment des moteurs à gaz. Dans un moteur diesel, l’air est fortement comprimé et le carburant est injecté directement dans l’air chaud comprimé. Cela crée une combustion contrôlée sans avoir besoin d’une bougie d’allumage. Les moteurs diesel offrent un rendement énergétique exceptionnel, un couple élevé et une durabilité robuste, ce qui les rend idéaux pour les tâches exigeantes.
• Turbines sont utilisés dans les moteurs d’avions, les centrales électriques et les navires. Ils n'ont pas de pistons comme les moteurs à essence et diesel. Au lieu de cela, ils utilisent un flux continu d’air ou de gaz de combustion. Le processus d'admission comprime l'air et lorsque du carburant est ajouté et enflammé, une combustion rapide se produit. Les gaz à haute pression qui en résultent circulent à travers les aubes de la turbine et les font tourner rapidement. Ce mouvement de rotation est exploité pour alimenter le moteur ou produire de l’électricité. Les turbines offrent un rapport puissance/poids élevé, une accélération rapide et une fiabilité, ce qui les rend essentielles pour l'aviation et la production d'électricité.

Les moteurs combustibles et la révolution industrielle

L’invention du moteur à combustion interne a eu un impact significatif sur la révolution industrielle. Plusieurs inventeurs ont joué un rôle dans le développement du moteur, mais Nikolaus Otto a été reconnu pour avoir créé le premier moteur à combustion interne en 1876. Mais cela n'a peut-être été possible qu'avec les progrès de l'ingénieur belge Jean Joseph Étienne Lenoir des décennies plus tôt.

En 1859, Lenoir crée un moteur utilisant un mélange de charbon, de gaz et d'air, allumé par une étincelle électrique. Son moteur fut le premier moteur à combustion interne à succès commercial, utilisé principalement dans des applications stationnaires.

Même s’il avait une efficacité limitée, il constituait un tremplin crucial dans l’avancement de la technologie des moteurs. Le travail pionnier de Lenoir a jeté les bases des innovations ultérieures d'inventeurs comme Otto, conduisant aux moteurs à combustion interne plus efficaces et plus pratiques dont nous disposons aujourd'hui.

Avant l’invention d’Otto, le paysage industriel reposait principalement sur la vapeur. Les machines à vapeur étaient encombrantes, nécessitaient de grandes infrastructures et étaient pour la plupart stationnaires. Puis le moteur à combustion est arrivé et a introduit une source d'énergie portable et efficace, révolutionnant complètement les transports.

La taille compacte et la portabilité du moteur lui ont permis d'être intégré à des véhicules, tels que des automobiles et des locomotives, conduisant à une mobilité sans précédent et au transport rapide des marchandises et des personnes. Ces progrès dans le domaine des transports ont grandement facilité le commerce, élargi les marchés et contribué à la croissance des villes et à l'urbanisation.

Dans le monde manufacturier, l’adoption généralisée du moteur dans les machines et équipements industriels a révolutionné les processus laborieux. Il alimentait les machines et les outils, augmentant la productivité et l'efficacité et faisant avancer l'ensemble du secteur industriel.

Moteurs à combustion interne ou externe

La combustion interne et la combustion externe sont deux méthodes différentes pour exploiter l'énergie du carburant.

La combustion interne fait référence au processus par lequel la combustion du carburant se produit dans le moteur lui-même. Le carburant, généralement un mélange d'air et d'hydrocarbure, s'enflamme à l'intérieur d'une chambre de combustion, entraînant des explosions contrôlées. Ces explosions génèrent une pression et une température élevées, qui entraînent le mouvement des pistons, convertissant finalement l'énergie en travail mécanique.

D’autre part, la combustion externe consiste à brûler du carburant à l’extérieur du moteur pour produire de la chaleur. Cette chaleur est ensuite transférée à un fluide de travail, tel que de la vapeur ou un gaz, qui se dilate et entraîne un piston ou une turbine. Des exemples de moteurs à combustion externe incluent les moteurs à vapeur et les moteurs Stirling.

Cet article a été créé en collaboration avec la technologie de l'IA, puis vérifié et édité par un éditeur HowStuffWorks.