Un moteur à combustion interne repose sur une série de réactions chimiques pour convertir le carburant en énergie mécanique. La réaction principale est la combustion de carburant, généralement de l'essence ou du diesel. Voici une ventilation des étapes clés impliquées:
1. Trait d'admission:
* Amorce d'air: Le moteur s'inspire de l'air à travers le collecteur d'admission. Cet air est généralement un mélange d'azote, d'oxygène et d'autres gaz.
* Injection de carburant: Le carburant est injecté dans la chambre de combustion, soit directement (injection directe), soit indirectement (par un collecteur d'admission).
2. Trait de compression:
* Compression: Le piston comprime le mélange de combustible à air, augmentant sa température et sa pression.
3. Combustion:
* allumage: Un système d'allumage (bougie d'allumage dans les moteurs à essence ou à haute pression dans les moteurs diesel) enflamme le mélange d'air.
* combustion: Le mélange allumé brûle rapidement, créant un gaz à haute pression qui pousse le piston vers le bas.
* Réaction chimique: Cette réaction de combustion est très complexe, mais l'équation chimique simplifiée pour la combustion d'essence est:
C8H18 + 12,5 O2 → 8 CO2 + 9 H2O + Energy
Cette équation représente la combustion complète de l'octane (C8H18), une composante majeure de l'essence. La réaction produit du dioxyde de carbone (CO2), de l'eau (H2O) et une grande quantité d'énergie.
4. Trait de puissance:
* Expansion: Les gaz à haute pression en expansion entraînent le piston vers le bas, générant de la puissance.
5. Trait d'échappement:
* Échappement: Les gaz d'échappement usés sont poussés hors du cylindre à travers le collecteur d'échappement.
Considérations supplémentaires:
* combustion incomplète: Dans les moteurs du monde réel, la combustion complète est rarement atteinte. Une combustion incomplète peut conduire à la formation de sous-produits nocifs tels que le monoxyde de carbone (CO), les hydrocarbures non brûlés (HC) et les oxydes d'azote (NOx).
* Catalyseur: Les moteurs modernes utilisent des convertisseurs catalytiques pour réduire les émissions en oxydant le CO et le HC en CO2 et H2O moins nocifs, et en réduisant les NOx en azote (N2) et en oxygène (O2).
* Additifs de carburant: Les additifs dans le carburant peuvent affecter la combustion et les émissions. Par exemple, le plomb a été utilisé dans l'essence pour améliorer la combustion, mais ses effets néfastes ont conduit à son élimination.
En résumé, les réactions chimiques dans un moteur à combustion interne impliquent la combustion contrôlée de carburant pour générer de la puissance, tandis que des efforts sont faits pour minimiser la formation de sous-produits nocifs.
