Mécanique des moteurs: Segments et bielles

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Questions and Answers

Quel est le matériau couramment utilisé pour fabriquer la bielle ?

Aluminium ou acier (correct)

Fonte

Plastic renforcé

Acier inoxydable

Quel type d'équilibrage est nécessaire pour le vilebrequin ?

Équilibrage dynamique uniquement

Équilibrage par addition de poids

Équilibrage uniquement statique

Équilibrage statique et dynamique (correct)

Quel type de segment de compression n'est pas mentionné ?

Segment rectangulaire

Segment spiral (correct)

Segment conique

Segment en coin

Quelle fonction principal est remplie par le vilebrequin ?

Transformer le mouvement linéaire en mouvement rotatif Signup and view all the answers

Quel est un avantage des coussinets à bille ?

Ils peuvent supporter des charges radiales et axiales Signup and view all the answers

Quel type de bielle est spécifiquement conçu pour les moteurs radiaux ?

Bielle maitresse et biellette Signup and view all the answers

Quel type de palier est fabriqué en abat ?

Palier lisse Signup and view all the answers

Comment peut-on réduire les vibrations liées au vilebrequin ?

En jouant sur le poids et la forme des masses Signup and view all the answers

Quel est le rôle principal d'un economiseur dans un circuit de carburant?

Économiser du carburant à vitesse de croisière Signup and view all the answers

Pourquoi est-il nécessaire de contrôler le mélange air/essence en fonction de l'altitude?

La densité de l'air diminue et affecte la performance du moteur Signup and view all the answers

Quel désavantage est associé aux carburateurs à otte?

Ils sont sensibles aux différents attitudes de vol Signup and view all the answers

Quelle technique peut être utilisée pour varier le mélange d'air et de carburant à haute altitude?

Augmenter la quantité d'air Signup and view all the answers

Quel effet le givrage peut-il avoir sur le moteur d'un avion?

Il peut mener à un arrêt non désiré du moteur Signup and view all the answers

Quel est le rôle de l'admission dans le cycle d'un moteur?

Le piston descend et aspire l'air avec l'échappement fermé. Signup and view all the answers

Quels sont les principaux avantages d'un moteur diesel par rapport aux autres types de moteurs?

Rendement meilleur grâce à un rapport volumétrique plus élevé. Signup and view all the answers

Quel est le principal désavantage associé au fonctionnement d'un moteur diesel?

La température dans la chambre de combustion est basse. Signup and view all the answers

Dans un moteur à injection indirecte, quelle est la structure de la chambre de combustion?

Divisée en préchambre et chambre principale. Signup and view all the answers

Quel mécanisme de combustion est utilisé dans un moteur rotatif de type Wankel?

Un rotor triangulaire réalisant des rotations. Signup and view all the answers

Comment la puissance d'un moteur diesel peut-elle être variée?

En changeant la quantité de carburant injectée par cycle. Signup and view all the answers

Quelle caractéristique distingue l'injection directe de l'injection indirecte?

L'injection directe se fait dans la chambre principale. Signup and view all the answers

Quel est l'effet de l'augmentation du rapport volumétrique dans un moteur diesel?

Amélioration de l'efficacité de la combustion. Signup and view all the answers

Quels sont les avantages principaux d'un moteur à rotor par rapport à un moteur à piston ?

Peu de pièces mobiles Signup and view all the answers

Quel est un inconvénient des moteurs à rotor ?

Rendement thermique faible Signup and view all the answers

Quel rôle joue la pompe dans le système d'alimentation d'un moteur ?

Fournir du carburant aux moteurs équipés d'injection Signup and view all the answers

Quelle méthode utilise le carburateur pour calibrer le mélange air/essence ?

Tube venturi et dépression Signup and view all the answers

Quels éléments composent le système de carburant d'un moteur ?

Alimentation et carburation Signup and view all the answers

Quel est le principe de fonctionnement d'un carburateur à flotte ?

Comprend une chambre à flotte et orifices calibrés Signup and view all the answers

Quel est le rôle du volet d'accélération dans le fonctionnement d'un carburateur ?

Limiter la quantité de mélange admis au moteur Signup and view all the answers

Quel est l'impact d'un moteur à rotor sur l'environnement par rapport à un moteur piston traditionnel ?

Plus polluant Signup and view all the answers

Quel est l'indice d'octane utilisé pour mesurer ?

La résistance à la détonation Signup and view all the answers

Quelle est la principale caractéristique d'un carburant pour automobiles ?

Il est évalué par calculs et essais chimiques et physiques. Signup and view all the answers

Quels facteurs peuvent affecter la détonation d'un carburant ?

La richesse du mélange air/essence Signup and view all the answers

La combustion normale a une vitesse de flamme d'environ :

2 m/s Signup and view all the answers

Quel est un effet de la détonation sur le moteur ?

Dommages mécaniques aux composants Signup and view all the answers

Qu'est-ce que l'auto-allumage par points chauds ?

L'inflammation du mélange air/essence sans étincelle Signup and view all the answers

Quelle méthode est la meilleure pour déterminer les risques de détonation d'un carburant ?

L'essai moteur Signup and view all the answers

Quel est un problème lié à la conception de la chambre à combustion ?

Le temps que prend le front de flamme pour atteindre le mélange Signup and view all the answers

Study Notes

Segments de piston

Les segments de compression peuvent être rectangulaires, coniques ou en coin.
Le dernier segment est le segment racleur.
Le segment de contrôle d'huile est fabriqué en deux parties.

Bielle

La bielle transmet le mouvement linéaire du piston en mouvement rotatif au vilebrequin.
La bielle est fabriquée en alliage d'aluminium ou en acier.
Le chapeau de la bielle ne peut pas être interchanged ou inversé.

Types de Bielles

Biellette standard
Bielle en fourche
Bielle maîtresse et biellette (pour moteur radial)

Vilebrequin

Le vilebrequin transforme le mouvement linéaire en mouvement rotatif.
Il est constitué d'un alliage d'acier contenant du chrome, du nickel et du molybdène.
Le vilebrequin est forgé, usiné et parfois durci en surface.

Équilibrage du vilebrequin

Un vilebrequin doit être équilibré statiquement et dynamiquement.
L'équilibrage statique assure que le vilebrequin repose sur ses paliers, quelle que soit sa position sur son axe.
L'équilibrage dynamique permet de réduire les vibrations en ajustant le poids et la forme des masses.

Coussinets

Les coussinets sont situés entre la portée et le vilebrequin.
Les paliers lisses sont fabriqués en babbit (alliage d’étain, de cuivre et d’antimoine).
Les paliers à billes peuvent supporter des charges radiales et axiales.
Les paliers à rouleaux supportent de hautes charges radiales, mais moins bien les charges axiales.

Portée ou Palier

La portée ou le palier est l'endroit qui supporte le vilebrequin.
Plus il y a de portées, moins il y aura de vibrations et de torsion au niveau de l'arbre.

Mécanisme de distribution

Le mécanisme de distribution comprend généralement les pièces suivantes :
- Arbre à cames (plateau sur moteur radial)
- Poussoirs (mécanique ou hydraulique)
- Tiges poussoirs
- Culbuteurs
- Ressorts
- Soupapes
- Sièges

Soupape

Les soupapes peuvent être en tête ou latérales.
Les soupapes latérales sont utilisées sur les moteurs à deux temps.

Arbre à cames

L'arbre à cames est en acier forgé avec des paliers et des lobes machinés.

Cycle du moteur à combustion interne

Admission : la soupape d'admission s’ouvre (l'échappement est fermé) et la descente du piston aspire l'air.
Compression : le piston remonte, les deux soupapes sont fermées et l'air ainsi comprimé se réchauffe. Le carburant est injecté avant le PMH.
Combustion : le mélange s’enflamme instantanément due à la forte température de l'air et le piston redescend.
Échappement : le piston remonte, la soupape d'échappement s’ouvre et expulse les gaz.

Variation de la puissance du moteur diésel

La puissance du moteur diesel est variée en modifiant la quantité de carburant injectée pour chaque cycle. La quantité d’air reste pratiquement la même.

Chambre de combustion

Deux types de chambres de combustion : injection indirecte et directe.
Dans l'injection indirecte, la chambre de combustion est divisée en deux parties : la préchambre et la chambre principale.
Dans l'injection directe, la chambre de combustion est formée par une cavité dans la tête du piston.

Avantages du moteur diesel

Meilleur rendement : grâce à l'augmentation du rapport volumétrique, la combustion est plus complète et la consommation spécifique est réduite.
Couple moteur plus important et constant à faible vitesse.
Combustible moins cher.
Moins d'oxyde de carbone dans les gaz d'échappement, mais plus d'oxyde de soufre et de particules non brûlées.

Inconvénients du moteur diesel

Organes mécaniques surdimensionnés.
Bruit de fonctionnement élevé.
Température élevée dans les chambres de combustion, nécessitant un refroidissement plus efficace.
Aptitude au démarrage à froid moins bonne qu'un moteur à allumage par bougie.

Moteur rotatif de type Wankel

Le moteur Wankel utilise un rotor triangulaire qui effectue des rotations pour réaliser le cycle de combustion.
Chaque rotation de rotor équivaut à 3 pistons
Le moteur Wankel n'a pas de soupapes, mais des ouvertures dans le rotor.

Avantages du moteur Wankel

Simplicité, peu de pièces mobiles.
Pas de mouvement alternatif, donc un roulement doux et moins de vibrations.

Inconvénients du moteur Wankel

Faible rendement thermique.
Consommation plus élevée que les moteurs à pistons traditionnels.
Plus polluant.
Peu de fabricants.

Système de carburant

Le système de carburant est composé des éléments suivants :
- Alimentation
- Carburation

Alimentation

L'alimentation est composée des réservoirs à carburant, de la pompe(s), des canalisations, du robinet de sélection et des filtres.
La pompe est utilisée sur les moteurs équipés de l'injection et les avions à ailes basses.

Carburation

Deux systèmes de carburation sont utilisés : le carburateur, le système à injection.
Ces équipements permettent de doser le mélange air/essence pour toutes les conditions de fonctionnement du moteur.

Carburateur à flotteur

Le carburateur à flotteur permet un mélange adéquat à tous les régimes moteur en utilisant le principe de la dépression réalisée à l'aide d'un tube venturi et le principe des vases communicants.
L'air aspiré par les pistons passe dans un diffuseur et crée une dépression dans le corps du diffuseur.
L'essence est aspirée proportionnellement à la dépression.
Un volet d'accélération (papillon) après le diffuseur limite la quantité de mélange admisse au moteur et donc la puissance développée.

Composants du carburateur à flotteur

Chambre à flotteur et orifices calibrés
Ralenti (permet d'aspirer efficacement le carburant lorsque la dépression des pistons est faible)
Accélération (permet une accélération plus rapide)
Économiseur (permet d'économiser du carburant à vitesse de croisière)
Contrôle du mélange (mixture)

Contrôle du mélange

A l'altitude, la pression et la température diminuent, ce qui provoque une baisse de la densité de l'air. Il faut donc varier le mélange, particulièrement en aéronautique, en fonction de l'altitude.
Deux façons de varier le mélange :
- Augmenter la quantité d'air
- Diminuer la quantité de carburant

Désavantages du carburateur à flotteur

Sensibilité aux différentes attitudes de vol : les manœuvres d'un avion peuvent rendre le mécanisme moins efficace.
Sensibilité aux conditions de givrage, qui peuvent entraîner l'arrêt du moteur.

Carburants

Les carburants sont constitués de plusieurs molécules différentes (hydrocarbures) provenant du pétrole brut.

Caractéristiques des carburants

Carburants pour automobiles (MOGAS):
- Caractérisés par leur couleur, leur indice d'octane.
- La coloration permet de distinguer les carburants, réduire les fraudes et vérifier la contamination.
- L'indice d'octane mesure la résistance du carburant à la détonation.

Combustion vs. Explosion

Combustion : la vitesse de flamme est de 2 m/s.
Explosion : la vitesse de flamme est de 2000 m/s - 3000 m/s.

Combustion anormale

Détonation:
- Effets de la détonation :
  - Dommages mécaniques (piston, bielle, vilebrequin, paliers, joint de tête)
  - Augmentation thermique (préallumage)
  - Limite du rapport de compression
Auto-allumage par points chauds:
- Inflammation du mélange air/essence sans la présence de l'étincelle de la bougie.
- Cause : dépôts incandescents sur les parois ou les électrodes de la bougie

Conclusion sur les combustions anormales

Ces phénomènes anormaux sont dus à la facilité d'inflammation des carburants.
Le meilleur moyen de déterminer les risques de détonation d'un carburant est l'essai moteur.

Facteurs affectant la détonation

Mauvais refroidissement du moteur
Conception de la chambre à combustion
Dépôts dans la chambre de combustion
Richesse du mélange air/essence
Avance à l'allumage
Rapport de compression
Turbocompresseur mal ajusté
Mauvais carburant

Conception de la chambre à combustion

Problème : le temps que prend le front de flamme pour atteindre tout le mélange air/essence.

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Description

Ce quiz explore les concepts fondamentaux liés aux segments de piston, aux bielles et au vilebrequin dans les moteurs. Vous en apprendrez davantage sur leur fonction, leur fabrication et les types spécifiques. Testez vos connaissances sur l'équilibrage du vilebrequin et les différentes configurations des bielles.