LE FONCTIONNEMENT DU MOTEUR

Que se passe-t-il sous le capot lorsque vous appuyez sur l'accélérateur ? Comment le moteur fait-il tourner les roues ? Expliquons ici le moteur à combustion interne à essence qui propulse la très grande majorité des voitures.

La plupart des moteurs de véhicules automobiles sont équipés de quatre, six ou huit cylindres disposés généralement en ligne, en « V », ou opposé à plat. Dans chaque cylindre, un piston ajusté au cylindre effectue des mouvements de haut en bas. Des soupapes d'admission font entrer le mélange air-essence (mélange carburé) et les soupapes d'échappement laissent sortir les gaz brûlés.

Utilisons la bicyclette comme moyen de comparaison. Pour faire tourner les roues de la bicyclette, il faut utiliser une force musculaire pour faire descendre une pédale tandis que l'autre pédale remonte, ensuite on applique la force sur l'autre pédale et ainsi de suite. Comparons cet exemple à un moteur à deux cylindres. Les deux pistons représentent le pédalier. La force ici n'est pas musculaire mais thermique. On crée alternativement une explosion au-dessus de chaque piston pour les faire descendre. Ce mouvement rectiligne alternatif est transformé en mouvement circulaire du vilebrequin.

MOTEUR QUATRE TEMPS
C'est en 1863 que Nicolaus Otto, un ingénieur allemand, mis au point le premier moteur à quatre temps. Le « cycle Otto » comprend quatre phases : l'admission, la compression, la combustion et l'échappement. Étudions les quatre temps d'un piston.

L'ADMISSION Le piston commence sa course dans le haut du cylindre, au « point mort haut » ou TDC (top dead center). Le piston descend, pendant que la soupape d'admission s'ouvre pour laisser entrer le mélange carburé. En descendant le piston crée une succion qui aide à remplir le cylindre.
LA COMPRESSION Le piston est en bas et le cylindre est plein de mélange carburé. Les deux soupapes sont fermées, le piston remonte et comprime le mélange pour augmenter sa pression afin d'obtenir une explosion plus puissante. Il est important ici d'avoir un moteur bien étanche pour avoir un maximum de rendement.
LA COMBUSTION Le piston est en haut et un mélange carburé très comprimé est enflammé par une étincelle créée par la bougie. Une violente explosion augmente la pression au-dessus du piston et force celui-ci à descendre vers le bas. C'est la phase qui donne la puissance au moteur.
L'ÉCHAPPEMENT Le piston est maintenant en bas et a fini de brûler le mélange air-essence. Il ne reste que des gaz résultant de la combustion. Le piston remonte alors vers le haut tandis que la soupape d'échappement s'ouvre afin de laisser s'échapper les gaz, qui chemineront jusqu'au pot d'échappement.

CYCLE COMPLET
Que se soit un moteur 4, 6 ou 8 cylindres, chaque cylindre passe par toutes les phases indéfiniment. Lorsque vous appuyez sur l'accélérateur, c'est un papillon des gaz que vous activez. Celui-ci détermine la quantité de mélange air-essence qui entre au-dessus des pistons. Donc, plus vous appuyez, plus il y a de mélange qui entre dans les cylindres, plus l'explosion est puissante, et plus vous accélérez. Cela paraît simple, mais il faut que les soupapes et les pistons soient bien synchronisés. De plus, le système d'injection électronique s'occupe de la gestion de l'alimentation en essence, pour obtenir un mélange de 14,7 parties d'air pour une partie d'essence (14,7 :1), afin d'obtenir une explosion optimale et moins polluante.