Dans cet article, vous découvrirez les différents types de moteurs utilisés dans l’industrie automobile. Vous pouvez également télécharger le PDF de cet article à la fin de celui-ci.

Quel est le moteur ?

Un  moteur  est une machine conçue pour convertir une forme d’énergie en énergie mécanique. Les moteurs thermiques tels que les moteurs à combustion interne brûlent leur carburant à l’intérieur du cylindre du moteur.

D’autre part, les moteurs à combustion externe sont des moteurs thermiques qui brûlent leur carburant à l’extérieur du cylindre du moteur.

Ce sont des machines à vapeur. L’énergie développée lors de la combustion du carburant est transmise à la vapeur qui agit sur le piston à l’intérieur du cylindre. Dans les moteurs à combustion interne, l’énergie chimique est stockée dans leur fonctionnement.

L’énergie thermique est convertie en énergie mécanique par la détente des gaz contre le piston fixé au vilebrequin qui peut tourner.

Types de moteurs

Voici  les  différents  types de moteurs :

1. Types de carburant utilisé
   1. moteur à essence
   2. moteur diesel
   3. moteur à gaz
2. Selon le cycle de fonctionnement
   1. moteur à cycle oto
   2. moteur à cycle diesel
   3. Moteur à double cycle de combustion
3. Nombre de coups par cycle
   1. Moteur à quatre temps
   2. moteur à deux temps
4. Classé par type d’allumage
   1. moteur à allumage par point chaud
   2. moteur à allumage commandé (SI)
   3. Moteur à allumage par compression (CI)
5. Nombre de cylindres
   1. moteur monocylindre
   2. moteur deux cylindres
   3. Moteur trois cylindres
   4. Moteur quatre cylindres
   5. Moteur six cylindres
   6. Moteur huit cylindres
   7. Moteur douze cylindres
   8. Moteur seize cylindres
6. Classés par disposition des vannes
   1. Moteur à tête en L
   1. moteur I-head
   2. Moteur à tête F
   3. T. tête d’entraînement
7. Classé par système de refroidissement
   1. Moteur refroidi par air
   2. moteur refroidi par eau
   3. moteur de refroidissement par évaporation

En plus des classifications ci-dessus  , les moteurs à combustion interne sont également classés pour les motifs suivants :

1. La vitesse
   1. moteur à basse vitesse
   2. moteur à grande vitesse
   3. moteur à vitesse moyenne
2. méthode d’injection de carburant
   1. moteur à carburateur
   2. moteur à injection d’air
   3. Moteur à injection plein ou ventilé
3. Méthode de jugement :
   1. Frappez et manquez le moteur contrôlé
   2. moteur à contrôle qualitatif
   3. moteur à commande quantique
4. Application:
   1. moteur stationnaire
   2. moteur de voiture
   3. moteur de locomotive
   4. moteur marin
   5. moteur d’avion

Plusieurs autres types de moteurs à combustion interne sont également proposés pour être utilisés comme centrales automobiles. Ceux-ci inclus

1. moteur à piston libre
2. Moteur Wankel
3. moteur sterling

1. Classification selon les types de combustibles utilisés

Selon le  type de carburant utilisé, les moteurs  sont classés   en trois classes

1. Moteur à essence (ou moteur à essence)
2. moteur diesel
3. moteur à gaz

moteur à essence

Un moteur à essence utilise de l’essence pour l’alimenter. L’essence ou l’essence est un hydrocarbure composé d’hydrogène et de composés carbonés. Le mélange d’air et d’essence est aspiré dans le cylindre pendant la course d’aspiration du piston. Le bon mélange air-essence est obtenu à partir du carburateur.

Le mélange est comprimé pendant la course de compression, enflammé pendant la course motrice et les gaz d’échappement sont expulsés pendant la course d’échappement. Une bougie d’allumage est installée en haut du cylindre qui donne une étincelle pour enflammer le mélange.

moteur diesel

Dans ces types de moteurs, le diesel est utilisé pour l’alimenter. Le gazole est léger, a une faible viscosité et un taux de cétane élevé. Dans un moteur diesel, seul l’air est aspiré dans le cylindre pendant la course d’aspiration et comprimé à haute pression, et le taux de compression atteint 22 : 1. Sa température augmente également d’environ 1 000 degrés Fahrenheit.

Le gasoil est injecté par un injecteur à la fin de la course de compression qui prend feu et brûle en raison de la température élevée de l’air comprimé. Un système d’allumage séparé n’est pas nécessaire. Les gaz brûlants se dilatent, poussant le piston vers le bas pendant la course motrice, et finalement les gaz sont expulsés pendant la course d’échappement.

turbines à gaz

La turbine à gaz se compose principalement de deux sections – une section de gazéification et une section de puissance. Le carburant utilisé dans les turbines à gaz peut être de l’essence, du kérosène ou du pétrole. La section de gaz brûle le combustible dans le brûleur et fournit le gaz résultant à la section de puissance, où elle fait tourner les turbines de puissance. La turbine électrique fait ensuite tourner les roues de la voiture à travers  une série d’engrenages.

Le gazéifieur se compose d’un compresseur qui a un rotor avec une série de pales autour de son bord extérieur. Lorsque le rotor tourne, l’air est transféré entre les pales et projeté par la force centrifuge dans le brûleur. Ainsi, la pression d’air dans le brûleur augmente. Le combustible est injecté dans le brûleur où il brûle et la pression est augmentée.

2. Classification selon le cycle des opérations

Selon le cycle d’exploitation, les moteurs automobiles peuvent être des trois types suivants :

1. Moteur à cycle Otto.
2. Moteur à cycle diesel.
3. Moteur à double cycle.

Cycle Otto ou cycle à volume constant

Cycle Otto ou cycle à volume constant. Ce cycle a été pratiquement introduit par le scientifique allemand Otto, en 1876, bien que le scientifique français Beaud Roche l’ait décrit en 1862. Les moteurs fonctionnant sur ce cycle sont connus sous le nom de moteurs Otto. Les moteurs à essence fonctionnent dans ce cycle.

Le circuit intégré du moteur ne subit pas de changement cyclique, mais on suppose ici que le milieu de travail est de l’air pur qui ne subit aucun changement chimique. L’air est simplement chauffé et refroidi pour subir un cycle. Il est également supposé que le tableau indicateur parfait est suivi méticuleusement.

Cycle diesel ou cycle à pression constante

Le cycle diesel a été introduit par le Dr Rudolf Diesel en 1897. Les moteurs fonctionnant dans ce cycle sont appelés moteurs diesel. La figure montre le diagramme pv du cycle diesel.

Le cycle diesel diffère du cycle Otto sur un point. Dans le cycle diesel, la chaleur est ajoutée à une pression constante plutôt qu’à un volume constant.

L’air dans le cylindre est comprimé pendant la course de compression du point 1 au point 2. Maintenant, de la chaleur est ajoutée à une pression constante du point 2 au point 3, puis l’air est détendu adiabatique du point 3 au point 4. Enfin, la chaleur est rejetée au un volume constant du point 4 à 1. L’air revient à son état initial et le cycle est terminé.

double cycle (ou double cycle de combustion)

Dans ces types de moteurs, plus de temps est accordé au carburant pour brûler dans le moteur diesel sans affecter négativement l’efficacité.

Le carburant est injecté dans le cylindre avant la fin de la course de compression afin que la combustion se poursuive en partie à volume constant et en partie à pression constante. Ce cycle est connu sous le nom de cycle double. En fait, tous les moteurs diesel fonctionnent déjà dans ce cycle. La figure montre le double cycle sur le graphique pv.

Étant donné que le carburant est injecté dans le cylindre avant la fin de la course de compression du double cycle, il prend en charge les caractéristiques de retard d’allumage du carburant.

3. Classement par nombre de coups par cycle

Selon le nombre de coups par tour, les moteurs automobiles sont classés comme

1. Moteur à quatre temps.
2. Moteur à deux temps.

Moteur à quatre temps

Le quatre temps complète un cycle d’opérations pendant la course des quatre pistons, à savoir l’aspiration, la compression, la puissance et l’échappement. Ces quatre temps nécessitent deux tours de vilebrequin. Ainsi, pendant tous les deux tours du vilebrequin, il n’y a qu’une seule course électrique du piston.

moteur à deux temps

Le moteur à deux temps achève un cycle de fonctionnement pendant deux courses de piston. Ces deux temps nécessitent un tour de vilebrequin. Ainsi, à chaque tour du vilebrequin, il y a une course de force pour le piston. Par conséquent, un moteur à deux temps produit deux fois plus de puissance qu’un moteur à quatre temps de même taille et fonctionne à la même vitesse.

Dans un moteur à deux temps, les courses d’admission et de compression, et les courses de puissance et d’échappement sont combinées. Les moteurs à deux temps sont utilisés dans les motos et les scooters. Les moteurs à quatre temps sont utilisés dans les voitures, les camions et les autobus.

4. Classification par type d’allumage

Selon le type d’allumage utilisé, les moteurs des voitures modernes sont principalement classés en deux groupes :

1. Moteurs à allumage commandé.
2. Moteurs à allumage par compression.

moteur à allumage commandé

Dans un moteur à allumage commandé, une bougie d’allumage est installée dans la culasse qui produit une étincelle électrique à la fin de la course de compression pour enflammer le carburant. Les moteurs à essence sont des moteurs à allumage commandé.

moteur à allumage par compression

Dans ces types de moteurs, le carburant est enflammé par la chaleur de l’air comprimé à l’intérieur du cylindre. Il n’y a pas d’étincelle dedans pour donner une étincelle. L’air dans le cylindre pendant la course de compression est comprimé relativement à une pression plus élevée.

Le taux de compression est également supérieur à celui d’un moteur à allumage commandé. Le carburant est injecté à la fin de la course de compression  ,  qui brûle en raison de la chaleur de l’air comprimé. Les moteurs diesel sont des moteurs à allumage par compression. Les moteurs à allumage par point chaud ne sont pratiquement pas utilisés.

5. Classification selon le nombre et la disposition des cylindres

Les moteurs automobiles peuvent avoir un, deux, trois, quatre, six, huit, douze et seize cylindres. Un moteur monocylindre est utilisé dans les scooters et les motos. Le moteur à deux cylindres est utilisé dans les tracteurs. Les moteurs à quatre et six cylindres sont utilisés dans les voitures, les jeeps, les bus et les camions.

Le camion et le bus Comet ont des moteurs à six cylindres. Les voitures particulières américaines ont des moteurs à huit cylindres. Des moteurs à douze et seize cylindres sont également utilisés dans certaines voitures particulières, autobus, camions et installations industrielles. Le moteur à trois cylindres est également utilisé dans les voitures à traction avant étrangères.

Les cylindres peuvent être disposés de plusieurs manières – vertical, horizontal, en cascade (en ligne), en deux rangées ou rangées inclinées (type V), en deux rangées opposées (plates ou en galette) ou comme des rayons sur une roue (radial).

moteur monocylindre

Ces types de moteurs sont généralement utilisés pour les véhicules légers tels que les scooters et les motos. Le volume maximum d’un moteur monocylindre est limité à environ 250-300 cc. Une taille de moteur plus élevée nécessitera des moteurs plus lourds en raison des forces de déséquilibre plus élevées dans un moteur monocylindre.

Dans un cylindre, il y a une impulsion d’énergie en deux tours de vilebrequin. Ainsi, parmi les quatre courses des pistons, de l’énergie est délivrée en une seule course et dans les courses restantes des pistons, de l’énergie est consommée pour vaincre la résistance de frottement des pièces mobiles. La répartition du couple pendant le cycle est inégale, ce qui entraîne un travail brutal et des vibrations.

Comme il y a un piston et une bielle à mouvement alternatif sans pièces mobiles pour équilibrer leur poids, un moteur monocylindre n’a pas d’équilibre mécanique. Cependant, le moteur est plus ou moins équilibré à l’aide du contrepoids fixé au vilebrequin, et également à l’aide d’un volant d’inertie lourd afin que son élan produise un mouvement relativement constant.

Les fluctuations du régime moteur provoquent des vibrations, même dans les meilleures conceptions de moteurs monocylindres. Par conséquent, les moteurs monocylindres ne sont pas souhaitables pour une utilisation dans les automobiles.

Moteur à deux cylindres.

Ces types de moteurs sont principalement utilisés dans les tracteurs. Il est également utilisé dans les petites voitures allemandes et le Daf de Hollande. La disposition des cylindres dans les moteurs à deux cylindres peut être de trois types

• type vertical en ligne
• type V.
• type correspondant

Moteur trois cylindres

Le moteur à trois cylindres est utilisé dans une voiture à traction avant, dans laquelle le différentiel est situé entre le moteur et la transmission. Les trois cylindres sont placés en ligne. Il s’agit d’un moteur à deux temps. Le carter de ce moteur agit comme une chambre d’admission et de pré-compression.

Chaque cylindre a une section fermée du carter. Ainsi, les paliers principaux supportant le vilebrequin sont de type embouti, de sorte que le carter moteur est divisé en trois compartiments distincts, un pour chaque cylindre.

moteur quatre cylindres

Les moteurs à quatre cylindres sont principalement utilisés pour les voitures ordinaires. Le couple obtenu est plus homogène par rapport à un moteur à deux cylindres car deux courses de travail sont obtenues par tour.

Les cylindres d’un moteur à quatre cylindres sont disposés comme suit :

• type vertical en ligne
• type V.
• type correspondant

Moteur six cylindres et huit cylindres

Les moteurs à six et huit cylindres offrent un couple plus doux et une puissance plus élevée. Les cylindres de ces moteurs sont également disposés à trois voies en ligne, en V et du type correspondant, de la même manière que dans les moteurs à quatre cylindres. Les moteurs V8 à 6 cylindres en ligne sont utilisés presque universellement. L’angle entre les rangées de cylindres dans les moteurs V-8 est généralement de 90 degrés.

Les moteurs V-8 sont également fabriqués avec des angles en V plus petits, mais le mécanisme d’actionnement des soupapes y est compliqué. Les moteurs V-6 ont deux rangées de trois cylindres placées à un angle l’une par rapport à l’autre. Le vilebrequin n’a que trois manivelles, avec des bielles de cylindres opposés dans les deux rangées fixées au vilebrequin. Chaque vilebrequin a deux tiges qui lui sont attachées.

Le V-8 a deux rangées de quatre cylindres qui sont placés à un angle l’un par rapport à l’autre. Les vilebrequins ont quatre bras avec des bielles de cylindres opposés dans les deux rangées reliées à un seul boulon de manivelle. Ainsi, deux bielles sont fixées à chaque maneton, et deux pistons agissent sur chaque vilebrequin. Le vilebrequin est généralement supporté par cinq paliers.

Moteurs à douze et seize cylindres.

La disposition des cylindres dans les moteurs à douze et seize cylindres peut être des types suivants

1. Le type V ou le type crêpe a deux rangées de cylindres.
2. Le type W a trois rangées de cylindres.
3. Le type X a quatre rangées de cylindres.

Des moteurs à douze et seize cylindres étaient utilisés dans les voitures et les autobus. Camions et installations industrielles. La seule voiture de tourisme actuellement construite avec un moteur douze cylindres est la Ferrari.

7. Classification par agencements de vannes

Les moteurs automobiles sont classés en quatre classes selon la disposition des soupapes d’admission et d’échappement à différentes positions dans la culasse du bloc. Ces dispositions sont appelées « L » TF et T. Le mot « LIFT » est facile à retenir pour appeler les quatre dispositions de vannes. La conception à tête en I est couramment utilisée dans les moteurs automobiles.

moteur I-head

Dans un moteur à tête I ou à soupapes en tête, les soupapes sont situées dans la culasse. Les moteurs en ligne ont généralement les soupapes en rangée. Les moteurs V-8 peuvent avoir les soupapes sur une seule rangée ou sur une double rangée sur chaque banque. Quelle que soit la disposition, un arbre à cames entraîne toutes les soupapes.

Moteur à tête en L

Dans la disposition à tête en L, les soupapes d’admission et d’échappement sont situées côte à côte et sont entraînées par un seul arbre à cames. La chambre de combustion et le cylindre du L inversé. Toutes les soupapes du moteur sont sur une seule ligne, à l’exception des moteurs V-8 à tête L, où elles sont sur deux lignes.

Dans les moteurs à tête en L, les mécanismes de soupape sont situés dans le bloc et la culasse peut donc être facilement retirée lorsque le moteur doit être réparé. Bien que le moteur à tête en L soit durable et fiable, il n’est pas particulièrement adapté aux hautes pressions.

Le premier actionneur de soupape de tête est plus adaptable à un taux de compression élevé. Dans un moteur à soupapes à tête en I, le jeu peut être réduit à un niveau plus important que dans un moteur à tête en L. Dans certains moteurs à tête en I, il y a des poches dans les têtes de piston dans lesquelles la soupape peut se déplacer lorsque le piston est ouvert au TDC

Moteur à tête F

Ce moteur est un mélange de moteurs à tête en L et en I, où il y a généralement une soupape dans la tête et la soupape d’échappement se trouve dans le bloc-cylindres. Les deux groupes sont entraînés par le même arbre à cames.

T. tête d’entraînement

Un moteur en forme de T a des soupapes d’admission d’un côté et des soupapes d’échappement de l’autre côté du cylindre. Ainsi, deux arbres à cames sont nécessaires pour le faire fonctionner.

7. Classification par type de refroidissement

Selon le type de mode de refroidissement, les moteurs automobiles sont principalement classés en deux catégories :

1. Moteurs refroidis par air.
2. Moteurs refroidis à l’eau.

Moteurs refroidis par air

Les moteurs refroidis par air sont utilisés dans les motos et les scooters. Dans les moteurs refroidis par air, les tambours des cylindres sont généralement séparés et équipés d’ailettes métalliques qui offrent une grande surface de rayonnement pour augmenter la vitesse de refroidissement.

De nombreux moteurs refroidis par air sont équipés de capuchons métalliques qui dirigent le flux d’air autour des cylindres pour améliorer le refroidissement. Étant donné que ces moteurs n’utilisent pas d’eau, le problème de l’entretien par temps froid est éliminé.

moteurs refroidis à l’eau

Ces types de moteurs sont utilisés dans les autobus, les camions, les voitures et autres véhicules à moteur à quatre roues lourds. Ces moteurs utilisent de l’eau, avec un composé antigel ajouté pour agir comme moyen de refroidissement.

L’eau est représentée par des chemises d’eau autour de chaque chambre de combustion, cylindres, sièges de soupapes et tiges de soupapes. Après avoir traversé les chemises du moteur dans le bloc et la culasse, l’eau traverse le radiateur, où elle est refroidie par l’air aspiré à travers le radiateur.

Les moteurs à refroidissement par évaporation ne sont pratiquement pas utilisés.