Moteur à combustion interne - Historique des versions

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	WLorsque la [[chaleur]] est ajoutée au système, elle force le gaz à se dilater. Dans le cas d'un moteur à [[piston]], cela fait monter le piston (voir figure 2), et dans le cas d'une [[turbine à gaz]], l'[[air]] chaud est forcé d'entrer dans la chambre de la turbine, ce qui fait tourner la turbine (figure 1). En reliant le piston ou la turbine à un [[arbre à cames]], le moteur est capable de convertir une partie de l'[[énergie]] introduite dans le système en travail utile.<ref name=hinrichs>R. A. Hinrichs and M. Kleinbach, "Heat and Work," in ''Energy: Its Use and the Environment'', 5th ed. Toronto, Ont. Canada: Brooks/Cole, 2013, ch.4, pp.93-122</ref> Pour comprimer le piston dans un moteur à combustion intermittente, le moteur évacue le gaz. Un puits de chaleur est alors utilisé pour maintenir le système à une température constante. Une turbine à gaz, qui utilise la combustion continue, évacue simplement son gaz en continu plutôt que dans un cycle.		WLorsque la [[chaleur]] est ajoutée au système, elle force le gaz à se dilater. Dans le cas d'un moteur à [[piston]], cela fait monter le piston (voir figure 2), et dans le cas d'une [[turbine à gaz]], l'[[air]] chaud est forcé d'entrer dans la chambre de la turbine, ce qui fait tourner la turbine (figure 1). En reliant le piston ou la turbine à un [[arbre à cames]], le moteur est capable de convertir une partie de l'[[énergie]] introduite dans le système en travail utile.<ref name=hinrichs>R. A. Hinrichs and M. Kleinbach, "Heat and Work," in ''Energy: Its Use and the Environment'', 5th ed. Toronto, Ont. Canada: Brooks/Cole, 2013, ch.4, pp.93-122</ref> Pour comprimer le piston dans un moteur à combustion intermittente, le moteur évacue le gaz. Un puits de chaleur est alors utilisé pour maintenir le système à une température constante. Une turbine à gaz, qui utilise la combustion continue, évacue simplement son gaz en continu plutôt que dans un cycle.

	==Pistons et ~~turbines~~==		==Pistons et Turbines==
	[[File:tubrine_fr.png\|thumb\|500px\|Figure 1. Schéma d'un moteur à turbine à gaz.<ref>Wikimedia Commons [Online], Available: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4c/Jet_engine.svg</ref>]]		[[File:tubrine_fr.png\|thumb\|500px\|Figure 1. Schéma d'un moteur à turbine à gaz.<ref>Wikimedia Commons [Online], Available: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4c/Jet_engine.svg</ref>]]

	Un moteur qui utilise un '''[[piston]]]''' est appelé un moteur à combustion '' intermittent'', tandis qu'un moteur qui utilise une ''[[turbine]]'' est appelé un moteur à combustion '' continue''. La différence de mécanique est évidente en raison des noms, mais la différence d'utilisation l'est moins.		Un moteur qui utilise un '''[[piston]]''' est appelé un moteur à combustion '' intermittent'', tandis qu'un moteur qui utilise une ''[[turbine]]'' est appelé un moteur à combustion '' continue''. La différence de mécanique est évidente en raison des noms, mais la différence d'utilisation l'est moins.

	Un moteur à pistons est extrêmement réactif, par rapport à une turbine, et il est plus [[rendement de carburant\|efficace]] à faible puissance. Cela les rend idéaux pour les véhicules, car ils démarrent aussi plus rapidement. À l'inverse, une turbine possède une [[puissance spécifique\|rapport puissance-poids]] supérieure à celle d'un moteur à pistons, et sa conception est plus fiable pour les hauts rendements continus. Une turbine fonctionne également mieux qu'un moteur à piston atmosphérique à haute altitude et à basse température. Sa construction légère, sa fiabilité et sa capacité à voler à haute altitude font des turbines le moteur de choix pour les avions. Les turbines sont également couramment utilisées dans les [[centrale électrique\|centrales électriques]] pour la [[production d'électricité]].		Un moteur à pistons est extrêmement réactif, par rapport à une turbine, et il est plus [[rendement de carburant\|efficace]] à faible puissance. Cela les rend idéaux pour les véhicules, car ils démarrent aussi plus rapidement. À l'inverse, une turbine possède une [[puissance spécifique\|rapport puissance-poids]] supérieure à celle d'un moteur à pistons, et sa conception est plus fiable pour les hauts rendements continus. Une turbine fonctionne également mieux qu'un moteur à piston atmosphérique à haute altitude et à basse température. Sa construction légère, sa fiabilité et sa capacité à voler à haute altitude font des turbines le moteur de choix pour les avions. Les turbines sont également couramment utilisées dans les [[centrale électrique\|centrales électriques]] pour la [[production d'électricité]].

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<onlyinclude>Les '''moteurs à combustion interne (MCI)''' sont la forme la plus courante de [[moteur thermique]], car ils sont utilisés dans les véhicules, les bateaux, les navires, les avions et les trains. Ils sont appelés ainsi parce que le [[carburant]] est [[allumage|allumé]] afin d'effectuer un [[travail]] à l'intérieur du moteur.<ref name=Knight>R. D. Knight, "Heat Engines and Refrigerators" in ''Physics for Scientists and Engineers: A Strategic Approach,'' 3nd ed. San Francisco, U.S.A.: Pearson Addison-Wesley, 2008, ch.19, sec.2, pp.530 </ref> Le même mélange de carburant et d'air est alors [[émissions|émis]] comme échappement.</onlyinclude> Cela peut se faire à l'aide d'un [[piston]] (appelé [[moteur alternatif]]), ou avec une [[turbine]].

==La loi des gaz idéaux==
Les moteurs thermiques à combustion interne fonctionnent selon le principe de la [[loi des gaz idéaux]] : <math>pV=nRT</math>. L'élévation de la [[température]] d'un gaz augmente la [[pression]] qui fait que le [[gaz]] veut se dilater.<Ref name=Knight/> Un moteur à [[combustion]] interne possède une chambre, à laquelle on ajoute du carburant qui s'enflamme afin d'élever la température du gaz.

WLorsque la [[chaleur]] est ajoutée au système, elle force le gaz à se dilater. Dans le cas d'un moteur à [[piston]], cela fait monter le piston (voir figure 2), et dans le cas d'une [[turbine à gaz]], l'[[air]] chaud est forcé d'entrer dans la chambre de la turbine, ce qui fait tourner la turbine (figure 1). En reliant le piston ou la turbine à un [[arbre à cames]], le moteur est capable de convertir une partie de l'[[énergie]] introduite dans le système en travail utile.<ref name=hinrichs>R. A. Hinrichs and M. Kleinbach, "Heat and Work," in ''Energy: Its Use and the Environment'', 5th ed. Toronto, Ont. Canada: Brooks/Cole, 2013, ch.4, pp.93-122</ref> Pour comprimer le piston dans un moteur à combustion intermittente, le moteur évacue le gaz. Un puits de chaleur est alors utilisé pour maintenir le système à une température constante. Une turbine à gaz, qui utilise la combustion continue, évacue simplement son gaz en continu plutôt que dans un cycle.

==Pistons et turbines==
[[File:tubrine_fr.png|thumb|500px|Figure 1. Schéma d'un moteur à turbine à gaz.<ref>Wikimedia Commons [Online], Available: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4c/Jet_engine.svg</ref>]]

Un moteur qui utilise un '''[[piston]]]''' est appelé un moteur à combustion '' intermittent'', tandis qu'un moteur qui utilise une ''[[turbine]]'' est appelé un moteur à combustion '' continue''. La différence de mécanique est évidente en raison des noms, mais la différence d'utilisation l'est moins.

Un moteur à pistons est extrêmement réactif, par rapport à une turbine, et il est plus [[rendement de carburant|efficace]] à faible puissance. Cela les rend idéaux pour les véhicules, car ils démarrent aussi plus rapidement. À l'inverse, une turbine possède une [[puissance spécifique|rapport puissance-poids]] supérieure à celle d'un moteur à pistons, et sa conception est plus fiable pour les hauts rendements continus. Une turbine fonctionne également mieux qu'un moteur à piston atmosphérique à haute altitude et à basse température. Sa construction légère, sa fiabilité et sa capacité à voler à haute altitude font des turbines le moteur de choix pour les avions. Les turbines sont également couramment utilisées dans les [[centrale électrique|centrales électriques]] pour la [[production d'électricité]].

=Exemples de MCI=

==Moteur à quatre temps==
::[[Moteur à quatre temps|''page principal'']]

[[File:4StrokeEngine.gif|framed|right|Figure 2. Moteur à combustion interne à 4 temps. 1:injection de carburant, 2:allumage, 3:expansion (le travail est fait), 4:échappement.<ref>Wikimedia Commons [Online], Available: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/dc/4StrokeEngine_Ortho_3D_Small.gif</ref>]]

Il existe de nombreux types de moteurs à combustion interne, mais le moteur à quatre temps (figure 2) est l'un des plus courants. Il est utilisé dans diverses automobiles (qui utilisent spécifiquement l'essence comme carburant) comme les voitures, les camions et certaines motos. Un moteur à quatre temps fournit un coup de [[puissance]] pour deux cycles du piston. Vous trouverez à droite une animation d'un moteur à quatre temps, ainsi que des explications supplémentaires sur le processus ci-dessous.

# Le carburant est injecté dans la chambre.
# Le carburant prend feu (cela se produit différemment dans un [[moteur diesel]] et un [[moteur à essence]]).
# Ce feu pousse le piston qui est le mouvement utile.
# Les [[déchet]]s chimiques, en [[volume]] (ou [[masse]]) s'agit principalement de [[vapeur d'eau]] et de [[dioxyde de carbone]]. Il peut aussi y avoir des [[polluant]]s comme le [[monoxyde de carbone]] provenant d'une combustion incomplète.

==Moteur à deux temps==
::[[Moteur à deux temps|''page principal'']]
[[File:Two-Stroke-Engine.gif|framed|right|Figure 3.Moteur à combustion interne à 2 temps<ref>"File:Two-Stroke Engine.gif - Wikimedia Commons", Commons.wikimedia.org, 2018. [Online]. Available: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Two-Stroke_Engine.gif.[Accessed: 17- May- 2018].</ref>]]

Comme son nom l'indique, ce système ne nécessite que deux mouvements de piston pour générer de la puissance. Le principal facteur de différenciation qui permet au moteur à deux temps de fonctionner avec seulement deux mouvements est que l'échappement et l'admission du gaz se produisent simultanément,<ref>C. Wu, Thermodynamics and heat powered cycles. New York: Nova Science Publishers, 2007</ref> comme le montre la figure 3. Le piston lui-même est utilisé comme soupape du système, avec le [[vilebrequin]], pour diriger le flux des gaz. En outre, en raison de son contact fréquent avec les composants mobiles, le carburant est mélangé avec de l'huile pour ajouter une lubrification, permettant des courses plus douces. Dans l'ensemble, le moteur à deux temps contient deux processus :

#Le mélange air-carburant est ajouté et le piston se déplace vers le haut (compression). L'orifice d'admission s'ouvre en raison de la position du piston et le mélange air-carburant pénètre dans la chambre de combustion. Une bougie d'allumage enflamme le carburant comprimé et lance la course motrice.
#Le gaz chauffé exerce une pression élevée sur le piston, le piston se déplace vers le bas (détente), la chaleur résiduelle est évacuée.

==Moteur rotatif (Wankel)==
::[[Moteur rotatif|''page principal'']]
[[File:wankelcycle.gif|350px|thumb|Figure 4. Le cycle du moteur rotatif. Il prend de l'air/carburant, le comprime, l'allume en fournissant un travail utile, puis évacue le [[gaz]].<ref>Wikimedia Commons [Online], Available: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fc/Wankel_Cycle_anim_en.gif</ref>]]

Dans ce type de moteur, il y a un rotor (cercle intérieur appelé '''B''' dans la Figure 4) qui est contenu dans un boîtier de forme ovale. Il exécute les étapes communes du cycle à quatre temps (admission, compression, allumage, échappement), mais ces étapes se produisent ''trois fois par rotation du rotor'', ce qui crée ''trois coups de puissance par rotation''.

==En savoir plus==
*[[Moteur rotatif]]
*[[Moteur à deux temps]]
*[[Moteur à quatre temps]]
*[[Loi des gaz idéaux]]
*Ou explorez une [[Special:Random|page au hasard]]
==Références==
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[[Category:Uploaded]]

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