Prise d'air moteur : comment ça marche ?

Pour provoquer la combustion dans un moteur thermique, deux éléments clés sont nécessaires : du carburant et un comburant. Ici, nous allons nous concentrer sur l'observation de la façon dont le comburant pénètre dans le moteur, à savoir l'oxygène présent dans l'air.

Un exemple d'admission d'air d'un moteur moderne

Alimentation en air : quel chemin prend le comburant ?

L'air qui est dirigé dans la chambre de combustion doit passer par un circuit, qui a plusieurs éléments déterminants, voyons-les maintenant.

1) Filtre à air

La première chose que l'oxydant pénètre dans le moteur est le filtre à air. Ce dernier est chargé de capter et de retenir le plus de particules possible afin qu'elles n'endommagent pas les internes du moteur (chambre de combustion). Cependant, il existe plusieurs réglages/calibres de filtre à air. Plus le filtre piège de particules, plus l'air aura du mal à passer : cela réduira légèrement la puissance du moteur (qui deviendra alors un peu moins respirable), mais améliorera la qualité de l'air qui entrera dans le moteur. (moins de particules parasites). A l'inverse, un filtre qui laisse passer beaucoup d'air (débit élevé) améliorera les performances mais laissera entrer plus de particules.

Il faut le changer régulièrement car il se bouche.

2) Compteur de masse d'air

Dans les moteurs modernes, ce capteur est utilisé pour indiquer dans le calculateur du moteur la masse d'air entrant dans le moteur, ainsi que sa température. Avec ces paramètres en poche, le calculateur saura contrôler l'injection et le papillon (essence) pour que la combustion soit parfaitement maîtrisée (saturation du mélange air/carburant).

Lorsqu'il s'encrasse, il n'envoie plus les données correctes à l'ordinateur : éteignez le dongle.

3) Carburateur (ancien moteur à essence)

Les moteurs à essence plus anciens (avant les années 90) ont un carburateur qui combine deux fonctions : mélanger le carburant avec l'air et réguler le débit d'air vers le moteur (accélération). Son réglage peut parfois être fastidieux... Aujourd'hui, le calculateur dose lui-même le mélange air/carburant (c'est pourquoi votre moteur s'adapte désormais aux changements de conditions atmosphériques : montagnes, plaines, etc.).

4) Turbocompresseur (facultatif)

Conçu pour augmenter les performances du moteur en permettant à plus d'air de circuler dans le moteur. Plutôt que d'être limité par l'admission naturelle du moteur (mouvement du piston), nous ajoutons un système qui « soufflera » également beaucoup d'air vers l'intérieur. De cette façon, on peut aussi augmenter la quantité de carburant et donc la combustion (combustion plus intensive = plus de puissance). Le turbo fonctionne bien à haut régime car il est alimenté par les gaz d'échappement (surtout à haut régime). Le compresseur (compresseur) est identique au turbo, sauf qu'il est entraîné par la puissance du moteur (il se met soudain à tourner plus lentement, mais tourne plus tôt à RPM : le couple est meilleur à bas régime).

Il existe des turbines statiques et des turbines à géométrie variable.

5) Échangeur de chaleur / refroidisseur intermédiaire (facultatif)

Dans le cas d'un moteur turbo, on refroidit forcément l'air fourni par le compresseur (d'où le turbo), car ce dernier s'est légèrement échauffé lors de la compression (le gaz comprimé s'échauffe naturellement). Mais surtout, refroidir l'air permet d'en mettre plus dans la chambre de combustion (le gaz froid prend moins de place que le gaz chaud). Ainsi, il s'agit d'un échangeur de chaleur : l'air refroidi traverse un compartiment collé au compartiment le plus froid (qui lui-même est refroidi par de l'air extérieur frais [air/air] ou de l'eau [air/eau]).

6) Papillon des gaz (essence sans carburateur)

Les moteurs à essence fonctionnent en mélangeant très précisément l'air et le carburant, un amortisseur papillon est donc nécessaire pour réguler l'air entrant dans le moteur. Un moteur diesel fonctionnant avec un excès d'air n'en a pas besoin (les moteurs diesel modernes en ont, mais pour d'autres raisons, presque anecdotiques).

Lors d'une accélération avec un moteur essence, il faut doser à la fois l'air et le carburant : un mélange stoechiométrique avec un rapport de 1/14.7 (carburant/air). Par conséquent, à bas régime, lorsqu'on a besoin de peu de carburant (parce qu'on a besoin d'un filet de gaz), il faut filtrer l'air entrant pour qu'il n'y en ait pas en excès. En revanche, lorsque vous accélérez sur un diesel, seule l'injection de carburant dans les chambres de combustion change (sur les versions turbocompressées, le boost commence également à envoyer plus d'air dans les cylindres).

7) collecteur d'admission

Le collecteur d'admission est l'une des dernières étapes du trajet de l'air d'admission. On parle ici de la répartition de l'air qui entre dans chaque cylindre : le trajet est alors divisé en plusieurs trajets (en fonction du nombre de cylindres du moteur). Le capteur de pression et de température permet à l'ordinateur de contrôler le moteur plus précisément. La pression au collecteur est faible sur les essences à faible charge (papillon pas complètement ouvert, mauvaise accélération), alors que sur les diesels elle est toujours positive (> 1 bar). Pour comprendre, voir plus d'informations dans l'article ci-dessous.

Sur l'essence à injection indirecte, les injecteurs sont situés sur le collecteur pour vaporiser le carburant. Il existe également des versions monopoint (anciennes) et multipoints : voir ici.

Certains éléments sont reliés au collecteur d'admission :

• Soupape de recirculation des gaz d'échappement : Sur les moteurs modernes, il existe une soupape EGR, qui permet la recirculation d'une partie des gaz. au collecteur d'admission pour qu'ils repassent dans les cylindres (réduit la pollution : NOx en refroidissant la combustion. Moins d'oxygène).
• Reniflard : La vapeur d'huile s'échappant du carter moteur retourne à l'orifice d'admission.

8) Vanne d'admission

Dans cette dernière étape, l'air pénètre dans le moteur par une petite porte appelée soupape d'admission qui s'ouvre et se ferme en permanence (selon un cycle à 4 temps).

Comment la calculatrice confond-elle correctement?

Le calculateur moteur permet un dosage précis de tous les « ingrédients » grâce aux informations fournies par divers capteurs/sondes. Le débitmètre indique la masse d'air entrant et sa température. Le capteur de pression de tubulure d'admission permet de connaître la pression de suralimentation (turbo) en réglant cette dernière avec une wastegate. La sonde lambda à l'échappement permet de voir le résultat du mélange en étudiant la puissance des gaz d'échappement.

Topologies / Types d'assemblage

Voici quelques assemblages par carburant (essence/diesel) et âge (moteurs plus ou moins anciens).

Ancien moteur essence atmosphérique à

carburateur

Voici un assez vieux moteur essence atmosphérique (années 80/90). L'air traverse le filtre et le mélange air/carburant est emporté par le carburateur.

Ancien moteur essence turbo à carburateur

moteur essence injection atmosphérique moderne indirect

Ici, le carburateur est remplacé par un papillon des gaz et des injecteurs. Le modernisme signifie que le moteur est contrôlé électroniquement. Par conséquent, il existe des capteurs pour maintenir l'ordinateur à jour.

moteur essence injection atmosphérique moderne diriger

L'injection est ici directe car les injecteurs sont dirigés directement dans les chambres de combustion.

moteur essence injection turbo moderne diriger

Sur un moteur essence récent

moteur diesel injection diriger et indirect

Dans un moteur diesel, les injecteurs sont placés directement ou indirectement dans la chambre de combustion (indirectement il y a une préchambre reliée à la chambre principale, mais il n'y a pas d'injection dans l'admission, comme sur l'essence à injection indirecte). Voir ici pour plus d'explications. Ici, le schéma est plus susceptible de faire référence à des versions plus anciennes avec injection indirecte.

moteur diesel injection diriger

Les diesels modernes ont généralement une injection directe et des compresseurs. Ajout de tout un tas d'éléments pour le nettoyage (vanne EGR) et le contrôle électronique du moteur (ordinateur et capteurs)

Moteur essence : dépression d'admission

Comme vous le savez probablement déjà, le collecteur d'admission d'un moteur à essence est la plupart du temps sous basse pression, c'est-à-dire que la pression est comprise entre 0 et 1 bar. 1 bar est (à peu près) la pression atmosphérique sur notre planète au niveau du sol, c'est donc la pression dans laquelle nous vivons. A noter également qu'il n'y a pas de dépression, le seuil est nul : vide absolu. Dans le cas d'un moteur à essence, il est nécessaire de limiter l'apport d'air aux bas régimes afin que le rapport comburant/carburant (mélange stoechiométrique) soit maintenu. Cependant, attention, la pression devient alors égale à la pression dans notre basse atmosphère (1 bar) lorsque nous sommes à pleine charge (gaz plein : gaz ouvert au maximum). Il dépassera même la barre et atteindra 2 bars s'il y a du boost (un turbo qui souffle de l'air et finit par pressuriser la lumière d'admission).

Inscription scolaire DIESEL

Sur un moteur diesel, la pression est d'au moins 1 bar, puisque l'air circule comme il veut à l'admission. Il faut donc comprendre que le débit change (en fonction de la vitesse), mais que la pression reste inchangée.

Inscription scolaire ESSENCE

(Faible charge)

Lorsque vous accélérez un peu, le corps de papillon ne s'ouvre pas beaucoup pour restreindre le flux d'air. Cela provoque une sorte d'embouteillage. Le moteur aspire de l'air d'un côté (à droite), tandis que le papillon restreint le débit (à gauche) : une dépression est créée à l'admission, puis la pression est comprise entre 0 et 1 bar.

A pleine charge (plein gaz), le papillon s'ouvre au maximum et il n'y a pas d'effet de colmatage. S'il y a suralimentation, la pression atteindra même 2 bars (c'est approximativement la pression qui est dans vos pneus).

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Publié par (Date : 2021 08:15:07)

définition de la sortie radiateur

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