Les moteurs sont devenus une partie vitale de tous les véhicules. De nos jours, aucun véhicule ne peut se déplacer sans moteur. Il existe différents types de moteurs sur le marché, et un moteur à essence en fait partie. Un moteur à essence est également connu sous le nom de moteur SI (allumage par étincelle).
Dans l’article précédent, nous avons discuté des moteurs diesel. Par conséquent, cet article présente une explication approfondie du moteur à essence.

Qu’est-ce qu’un moteur à essence?

Un moteur à essence est un type de moteur célèbre de la catégorie des moteurs à circuit intégré. Un moteur à essence est un moteur à combustion interne (CI) dans lequel le mélange air-carburant s’enflamme en raison de l’étincelle fournie par une bougie d’allumage. Par conséquent, il est également connu sous le nom de moteur SI. En 1876, Nikolaus August Otto a conçu le premier moteur à essence. Un moteur à essence fonctionne sur le principe de base du cycle Otto.

Dans la bougie d’allumage du moteur SI, un courant haute tension est utilisé pour produire une étincelle. Cette bougie d’allumage s’installe sur le dessus de la chambre de combustion pour un allumage rapide du mélange air-carburant.

Le processus d’allumage du carburant produit de la chaleur, qui est transformée en travail mécanique dans la course de puissance du piston. Tant que dans le moteur à essence, la lueur est responsable de la détonation de l’huile.

Dans l’ancienne version des moteurs SI ou à essence, l’air et le carburant (essence ou essence) sont mélangés avant de les envoyer dans la chambre de combustion pour compression et allumage. Alors que les derniers moteurs SI utilisent un injecteur de carburant qui injecte du carburant directement dans la chambre de combustion, le processus de mélange s’y produit. Ce processus de mélange est régulé électroniquement par un injecteur de carburant.

Les moteurs à essence ont des températures d’auto-allumage élevées. Par conséquent, un moteur à essence a un faible taux de compression qu’un moteur diesel.

Le taux de compression d’un moteur à essence est généralement de 6: 10. Les moteurs SI peuvent également fonctionner avec des carburants autres que l’essence comme le gaz naturel (GNC), le méthanol, les autogaz (GPL), l’hydrogène comprimé, l’éthanol, le nitrométhane (dans les courses de dragsters) et le bioéthanol. Dans ce moteur, la combustion du carburant a toujours lieu après l’entrée d’étincelles à l’intérieur de la chambre de combustion.

Principe de fonctionnement du moteur à essence

Le principe de fonctionnement du moteur à allumage par étincelles (SI) est similaire au moteur à allumage par compression (CI), mais il y a peu de différence. Dans un moteur diesel ou CI, le processus d’allumage se produit en raison de la compression élevée du mélange air-carburant, tandis que l’allumage se produit en raison d’une étincelle dans un moteur à essence.

Un moteur à essence fonctionne selon le cycle Otto. Un moteur à essence fonctionne de la manière suivante:

• Étage d’aspiration
• Étage de compression
• Étage de puissance
• Étage d’échappement

1) Course d’admission ou d’aspiration

• Pour la course d’admission, le piston se déplace vers le bas. En descendant, un vide se crée à l’intérieur de la chambre de combustion; de ce fait, le mélange air-carburant commence à venir de l’extérieur dans la chambre de combustion.
• Dans cette course, la soupape d’aspiration s’ouvre et la soupape d’échappement reste fermée.

2) Course de compression

• Lorsque le processus d’aspiration du mélange air-carburant se termine conformément aux exigences, le piston se déplace vers le haut pour la compression du mélange air-carburant.
• Lorsque le piston monte, il met le mélange sous pression dans la chambre de combustion. Pendant cette course, la soupape d’admission et la soupape d’échappement sont fermées.
• En raison du processus de compression, la température et la pression du mélange air-carburant deviennent très élevées.
• À la fin du processus de compression, une bougie allume une étincelle et enflamme le mélange air-carburant.
• En raison de l’étincelle fournie, le processus de combustion du mélange air-carburant se produit à l’intérieur de la chambre de combustion. En raison de cette combustion, le piston monte encore, ce qui augmente encore la température et la pression du mélange. Au cours de ce processus, de la chaleur est produite.

3) Course d’expansion

• La course d’expansion est également appelée course de puissance.
• Dans cette étape, la chaleur générée lors de la course précédente (processus de compression) force le piston à se déplacer vers le bas (PMH à BCD) et fait tourner le vilebrequin.
• En raison du mouvement descendant du piston, le mélange air-carburant se dilate à l’intérieur de la chambre et la pression du mélange diminue.

4) Course d’échappement

• Dans cette course, le piston se déplace vers le haut, ouvre la soupape d’échappement et libère les gaz inutiles de la chambre de combustion.
• Après avoir terminé la course d’échappement, le piston redescend et les quatre courses se répètent.

En savoir plus: Fonctionnement du moteur diesel

Composants du moteur à essence

Les parties principales du moteur à allumage commandé sont données ci-dessous:

1. Bougie d’allumage
2. Cylindre ou Chambre de combustion
3. Carburateur
4. Piston
5. Soupape d’admission ou d’aspiration
6. Bielle
7. Soupape d’échappement

1) Soupape d’admission ou d’aspiration

La soupape d’admission comprend les composants les plus importants du moteur à allumage commandé. Le mélange air-carburant s’introduit dans le cylindre par une soupape d’admission.

2) Soupape d’échappement

Cette soupape sert à évacuer les gaz d’échappement. C’est une vanne unidirectionnelle. Il arrête également le reflux des gaz d’échappement.

3) Bougie

Comme la course de compression est très proche d’être terminée, la bougie produit une étincelle qui brûle le mélange comprimé de l’air et du carburant.

La bougie d’allumage comprend les pièces les plus importantes car, dans un moteur à essence, le processus d’allumage ne peut pas se produire sans elle. C’est une partie externe du moteur à essence installée sur le dessus du corps de la chambre de combustion.

4) Chambre de combustion

Il s’agit d’un cylindre vide avec un piston rotatif. Le piston a aussi un mouvement à l’intérieur de la chambre de combustion.

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5) Piston

Un piston est une partie mobile du moteur à essence qui aspire le mélange air-carburant et génère la puissance pendant la course de puissance. Après la production d’énergie, il transmet cette puissance au vilebrequin.

6) Bielle

Elle comprend également les composants les plus importants du moteur à allumage commandé. La bielle relie le piston et le vilebrequin du moteur. Il fournit le mouvement du piston au vilebrequin.

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7) Vilebrequin

Il utilise pour transformer le mouvement alternatif du piston en mouvement rotatif / circulatoire.

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Diagramme du bilan énergétique du moteur à essence

La figure du bilan énergétique ci-dessous représente que la puissance d’entrée du carburant à 15,94 kJ est transformée en différents types d’énergies (telles que les pertes mécaniques, les pertes de chaleur au liquide de refroidissement et au carburant non brûlé, etc.). La perte de chaleur du liquide de refroidissement est de 4,29 kJ, la perte de chaleur des gaz d’échappement est de 2.139 kJ, la perte de chaleur de la force de freinage est de 2,86 kW, la perte mécanique est de 2,15 kJ et la puissance de sortie est de 2,82 KW.

Dans un moteur SI, en particulier dans des situations de charge moyenne et faible, le rendement thermique effectif du moteur devient très faible et la majeure partie de l’énergie contenue dans le carburant se transforme en chaleur résiduelle.

Vitesse et efficacité du moteur à essence

Un moteur à essence ou à essence tourne plus vite qu’un moteur diesel. En effet, ces moteurs ont un vilebrequin, une bielle et un piston légers (car des taux de compression plus faibles augmentent l’efficacité de la conception) et l’essence brûle plus rapidement que le diesel.

Le moteur à essence a des courses de piston plus courtes que les courses de piston du moteur diesel. Pour cette raison, les courses de piston du moteur à allumage commandé sont terminées en un temps plus court que les courses de piston d’un moteur diesel. Mais le moteur à essence a une faible compression, ce qui le rend moins efficace qu’un moteur diesel.

En général, le rendement thermique de la plupart des moteurs à essence est (en moyenne) d’environ 20%, soit environ la moitié de celui du moteur diesel. Cependant, certains moteurs à essence les plus récents sont plus efficaces (efficacité thermique d’environ 38%) qu’un ancien moteur à allumage commandé.

Types de moteurs à essence

Le moteur à essence a deux types de base:

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

1) 2- Moteur essence à course

Article principal: moteur 2 temps

Ce moteur n’utilise que 2 temps de piston pour l’achèvement d’un cycle de travail. Il est plus rapide qu’un moteur 4 temps.

2) 4- Moteur à essence à course

Article principal: Moteur à 4 temps

Il utilise 4 temps du piston pour compléter un cycle de puissance.

Avantages et inconvénients du moteur à essence

Les moteurs à essence présentent les avantages et inconvénients suivants:

Avantages du moteur SI

1. Il a une température d’auto-allumage élevée par rapport au moteur CI ou diesel.
2. Le moteur à essence est un moteur plus léger qu’un moteur diesel.
3. Le moteur SI produit un faible bruit par rapport au moteur CI.
4. Il nécessite moins d’entretien.
5. Le moteur à allumage commandé a un faible coût par rapport au moteur à allumage par compression.
6. Il est facile à démarrer qu’un moteur CI.
7. Le carburant essence est moins cher que le carburant diesel.

Inconvénients des moteurs SI

1. Ces moteurs nécessitent une étincelle pour démarrer; sinon, ils ne peuvent pas démarrer.
2. Le moteur à essence a une consommation de carburant plus élevée qu’un moteur diesel.
3. La basse pression se produit après la combustion.
4. Une bougie d’allumage est obligatoire pour le processus d’allumage.
5. Il a un faible rendement par rapport au moteur CI ou diesel.
6. Les moteurs SI ont des problèmes de cognement.
7. Il a une vitesse faible.

Applications du moteur à essence

De nos jours, diverses entreprises utilisent des techniques d’allumage par étincelles très avancées pour améliorer les performances du moteur grâce auxquelles la combustion totale du carburant devrait se produire, ce qui améliore le rendement du moteur. Les applications les plus courantes des moteurs à essence sont données ci-dessous:

1. Le moteur SI est utilisé dans les véhicules lourds.
2. Ces moteurs sont utilisés dans les automobiles comme les voitures, les motos, les camions et les autobus, etc.
3. Ils sont utilisés dans les industries aéronautiques.
4. Ces moteurs utilisent en marine.
5. De nos jours, ces moteurs sont utilisés dans des pompes à des fins de pompage.
6. Les moteurs à essence utilisent également de petits générateurs d’électricité.

Différence entre un Moteur à essence et un Moteur diesel

Les principales différences entre les moteurs à essence et les moteurs diesel sont données ci-dessous:

Moteur à essence	Moteur diesel
Il utilise de l’essence comme carburant.	Il utilise le diesel comme carburant.
Dans un moteur à essence, l’allumage se produit en raison d’une étincelle délivrée par une bougie d’allumage.	Dans un moteur diesel, l’allumage se produit en raison de la compression élevée du mélange carburant et air.
Il fonctionne sur le cycle Otto.	Il fonctionne sur le cycle diesel.
Il a besoin d’une bougie d’allumage pour l’allumage.	Il n’a pas besoin de bougie d’allumage.
C’est moins efficace.	Il est plus efficace.
Ils sont le plus souvent épuisés dans les petits véhicules comme les camionnettes et les vélos, etc.	Ils sont épuisés dans les automobiles lourdes comme les autobus, les tracteurs et les voitures, etc.
Ils ont un faible coût.	Ceux-ci sont très chers.
Dans ce moteur, le mélange air-carburant est comprimé dans la chambre de combustion.	Dans ce cas, seul l’air est comprimé tandis que le carburant est injecté à la fin de la course de compression.
Un moteur à essence utilise de l’essence moins chère.	Un moteur diesel utilise du diesel qui est très cher.
Il a un taux de compression relativement faible.	Il a un taux de compression élevé.
Ces moteurs ont un faible entretien et des coûts initiaux.	Ceux-ci ont des coûts d’entretien et de départ élevés.
Le carburant essence est facile à enflammer.	Le carburant diesel est plus difficile à enflammer.
Il utilise un piston pour le processus de compression.	Un moteur diesel utilise également un piston pour la compression, qui va de pair à l’intérieur de la chambre de combustion.
Il produit moins de bruit.	Il produit un bruit élevé pendant le travail.
Un moteur à essence a une consommation de carburant plus élevée.	Un moteur diesel a une faible consommation de carburant.

FAQ Section

Qui a inventé le moteur à essence?

Le moteur à essence fonctionne sur quel cycle?

Que se passe-t-il si vous mettez de l’essence dans un moteur diesel

Qu’est-ce que le moteur SI?

Que se passe-t-il lorsque l’essence est utilisée dans le moteur diesel

Conclusion

Dans un moteur à allumage commandé, le processus de calage des étincelles utilise. C’est une méthode utilisée pour ajuster le temps de démarrage du processus d’allumage dans la chambre de combustion (pendant la course de compression) en fonction de la position du piston et de la vitesse angulaire du vilebrequin. Le réglage correct du calage de l’allumage est important pour les performances du moteur et les émissions d’échappement.

De la discussion ci-dessus, nous avons conclu que les moteurs à essence sont très importants pour un maximum de véhicules. Les moteurs à essence ou SI sont très courants partout dans le monde. Ces moteurs ont un prix inférieur à celui des moteurs diesel, mais ils sont moins efficaces. En raison de leur faible efficacité, ils ne peuvent pas être utilisés pour les véhicules lourds. Mais ce sont les meilleurs pour les petits véhicules comme les motos.