Un moteur est une machine conçue pour convertir une ou plusieurs formes d'énergie en énergie mécanique. Les moteurs thermiques mécaniques convertissent la chaleur en travail via divers processus thermodynamiques. Les moteurs - tels que ceux utilisés pour faire fonctionner les véhicules - peuvent fonctionner avec une variété de carburants différents, notamment l'essence et le diesel dans le cas des voitures.
Le moteur à combustion interne est peut-être l'exemple le plus courant d'un moteur thermique chimique, dans lequel la chaleur de la combustion du carburant provoque une pressurisation rapide des produits de combustion gazeux dans la chambre de combustion, les faisant se dilater et entraîner un piston, qui fait tourner un vilebrequin .
Contrairement aux moteurs à combustion interne, un moteur à réaction (comme un moteur à réaction) produit une poussée en expulsant la masse de réaction, conformément à la troisième loi du mouvement de Newton.
Outre les moteurs thermiques, les moteurs électriques convertissent l'énergie électrique en mouvement mécanique, les moteurs pneumatiques utilisent de l'air comprimé et les moteurs mécaniques des jouets à remonter utilisent de l'énergie élastique. Dans les systèmes biologiques, les moteurs moléculaires, comme les myosines dans les muscles, utilisent l'énergie chimique pour créer des forces et finalement du mouvement.
Les sources d'énergie disponibles comprennent l'énergie potentielle, l'énergie thermique, l'énergie chimique, le potentiel électrique et l'énergie nucléaire. Beaucoup de ces processus génèrent de la chaleur en tant que forme d'énergie intermédiaire, les moteurs thermiques ont donc une importance particulière.
Certains processus naturels, tels que les cellules de convection atmosphérique, convertissent la chaleur ambiante en mouvement. L'énergie mécanique revêt une importance particulière dans les transports, mais joue également un rôle dans de nombreux processus industriels tels que le découpage, le broyage, le concassage et le mélange.
Le moyen le plus intuitif de les différencier est probablement le type d'énergie que chaque moteur utilise pour la puissance.
Un moteur thermique est un système qui convertit la chaleur en énergie mécanique, qui peut ensuite être utilisée pour effectuer un travail mécanique. Pour ce faire, il amène une substance de travail d'une température d'état supérieure à une température d'état inférieure.
Une source de chaleur génère de l'énergie thermique qui amène la substance de travail à un état de haute température. La substance de travail génère du travail dans le corps de travail du moteur tout en transférant la chaleur vers le dissipateur plus froid jusqu'à ce qu'il atteigne un état de basse température.
Au cours de ce processus, une partie de l'énergie thermique est convertie en travail en exploitant les propriétés de la substance de travail. La substance de travail peut être n'importe quel système avec une capacité calorifique non nulle, mais il s'agit généralement d'un gaz ou d'un liquide. Au cours de ce processus, une partie de la chaleur est normalement perdue dans l'environnement et n'est pas convertie en travail. De plus, une partie de l'énergie est inutilisable à cause du frottement et de la traînée.
En général, un moteur convertit l'énergie en travail mécanique. Les moteurs thermiques se distinguent des autres types de moteurs par le fait que leur efficacité est fondamentalement limitée par le théorème de Carnot.
Il existe principalement deux types de moteurs thermiques :les moteurs à combustion externe et les moteurs à combustion interne.
Le moteur à combustion interne est un moteur dans lequel la combustion du carburant se produit dans un espace confiné appelé chambre de combustion. Cette réaction exothermique d'un carburant avec un oxydant crée des gaz à température et pression élevées, qui peuvent se dilater.
La caractéristique déterminante d'un moteur à combustion interne est qu'un travail utile est effectué par les gaz chauds en expansion agissant directement pour provoquer un mouvement, par exemple en agissant sur des pistons, des rotors, ou même en appuyant sur et en déplaçant l'ensemble du moteur lui-même.
Cela contraste avec les moteurs à combustion externe, tels que les moteurs à vapeur, qui utilisent le processus de combustion pour chauffer un fluide de travail séparé, généralement de l'eau ou de la vapeur, qui, à son tour, fonctionne, par exemple en appuyant sur un piston actionné par la vapeur.
Le terme moteur à combustion interne (ICE) est presque toujours utilisé pour désigner spécifiquement les moteurs alternatifs, les moteurs Wankel et les conceptions similaires dans lesquelles la combustion est intermittente. Cependant, les moteurs à combustion continue, tels que les moteurs à réaction, la plupart des fusées et de nombreuses turbines à gaz sont également des moteurs à combustion interne.
Connexe : Qu'est-ce qu'un moteur à combustion interne ?
Un moteur à combustion externe (moteur EC) est un moteur thermique dans lequel un fluide de travail interne est chauffé par la combustion d'une source externe, à travers la paroi du moteur ou un échangeur de chaleur. Le fluide alors, en se dilatant et en agissant sur le mécanisme de la machine, produit du mouvement et du travail utilisable. Le fluide est ensuite refroidi, comprimé et réutilisé (cycle fermé), ou (moins fréquemment) vidé, et le fluide refroidi est aspiré (moteur pneumatique à cycle ouvert).
La «combustion» fait référence à la combustion de carburant avec un oxydant, pour fournir la chaleur. Les moteurs de configuration et de fonctionnement similaires (ou même identiques) peuvent utiliser un apport de chaleur provenant d'autres sources telles que des réactions nucléaires, solaires, géothermiques ou exothermiques n'impliquant pas de combustion; mais ne sont alors pas strictement classés comme moteurs à combustion externe, mais comme moteurs thermiques externes.
Le fluide de travail peut être du gaz comme dans un moteur Stirling ou de la vapeur comme dans un moteur à vapeur ou un liquide organique tel que le n-pentane dans un cycle de Rankine organique. Le fluide peut être de n'importe quelle composition; le gaz est de loin le plus courant, bien que même un liquide monophasique soit parfois utilisé. Dans le cas de la machine à vapeur, le fluide change de phase entre liquide et gaz.
Connexe : Qu'est-ce qu'un moteur à combustion externe ?
Les moteurs à combustion à respiration aérienne sont des moteurs à combustion qui utilisent l'oxygène de l'air atmosphérique pour oxyder ("brûler") le carburant, plutôt que de transporter un oxydant, comme dans une fusée. Théoriquement, cela devrait se traduire par une meilleure impulsion spécifique que les moteurs de fusée.
Un flux d'air continu traverse le moteur aérobie. Cet air est comprimé, mélangé avec du carburant, enflammé et expulsé sous forme de gaz d'échappement.
Exemples
Les moteurs respiratoires typiques incluent :
Ces types de moteurs, connus sous le nom de moteurs à réaction, génèrent une poussée en expulsant une masse réactionnaire. Le principe de base derrière un moteur réactionnaire est la troisième loi de Newton. Si vous soufflez quelque chose avec suffisamment de force à travers l'arrière du moteur, cela poussera l'avant vers l'avant. Et les moteurs à réaction sont vraiment doués pour cela.
Un moteur à réaction est un moteur ou un moteur qui produit une poussée en expulsant une masse de réaction, conformément à la troisième loi du mouvement de Newton. Cette loi du mouvement est communément paraphrasée comme suit :"Pour chaque force d'action, il existe une force de réaction égale, mais opposée."
Les exemples incluent les moteurs à réaction, les moteurs de fusée, les jets de pompe et des variantes plus rares telles que les propulseurs à effet Hall, les moteurs ioniques, les moteurs de masse et la propulsion par impulsions nucléaires.
La découverte du moteur à réaction a été attribuée à l'inventeur roumain Alexandru Ciurcu et au journaliste français Just Buisson.
Il existe trois types de moteurs électriques classiques :magnétiques, piézoélectriques et électrostatiques.
Le magnétique l'un, comme la batterie là-bas, est le plus couramment utilisé des trois. Il repose sur l'interaction entre un champ magnétique et un flux électrique pour générer du travail. Il fonctionne sur le même principe qu'une dynamo utilise pour produire de l'électricité, mais en sens inverse. En fait, vous pouvez générer un peu d'énergie électrique si vous lancez à la main un moteur électro-magnétique.
Pour créer un moteur magnétique, vous avez besoin d'aimants et d'un conducteur enroulé. Lorsqu'un courant électrique est appliqué à l'enroulement, il induit un champ magnétique qui interagit avec l'aimant pour créer une rotation.
Il est important de garder ces deux éléments séparés, donc les moteurs électriques ont deux composants majeurs :le stator, qui est la partie externe du moteur et reste immobile, un rotor qui tourne à l'intérieur.
Les deux sont séparés par un entrefer. Habituellement, les aimants sont intégrés dans le stator et le conducteur est enroulé autour du rotor, mais les deux sont interchangeables. Les moteurs magnétiques sont également équipés d'un commutateur pour déplacer le flux électrique et moduler le champ magnétique induit lorsque le rotor tourne pour maintenir la rotation.
Piézoélectrique Les entraînements sont des types de moteurs qui exploitent la propriété de certains matériaux de générer des vibrations ultrasonores lorsqu'ils sont soumis à un flux d'électricité afin de créer du travail.
Électrostatique les moteurs utilisent des charges similaires pour se repousser et générer une rotation dans le rotor. Étant donné que les premiers utilisent des matériaux coûteux et que les seconds nécessitent des tensions relativement élevées pour fonctionner, ils ne sont pas aussi courants que les entraînements magnétiques.
Les moteurs électriques classiques ont l'une des efficacités énergétiques les plus élevées de tous les moteurs, convertissant jusqu'à 90 % de l'énergie en travail.
Certains moteurs sont alimentés par de l'énergie potentielle ou cinétique, par exemple, certains funiculaires, avions à gravité et convoyeurs à câbles ont utilisé l'énergie du mouvement de l'eau ou des roches, et certaines horloges ont un poids qui tombe sous l'effet de la gravité. D'autres formes d'énergie potentielle comprennent les gaz comprimés (tels que les moteurs pneumatiques), les ressorts (moteurs d'horlogerie) et les bandes élastiques.
Les engins de siège militaires historiques comprenaient de grandes catapultes, des trébuchets et (dans une certaine mesure) des béliers alimentés par de l'énergie potentielle.
Un moteur pneumatique est une machine qui convertit l'énergie potentielle sous forme d'air comprimé en travail mécanique. Les moteurs pneumatiques convertissent généralement l'air comprimé en travail mécanique par un mouvement linéaire ou rotatif.
Le mouvement linéaire peut provenir d'un actionneur à membrane ou à piston, tandis que le mouvement rotatif est fourni soit par un moteur pneumatique à palettes, soit par un moteur pneumatique à piston. Les moteurs pneumatiques ont connu un succès généralisé dans l'industrie des outils portatifs et des tentatives continuelles sont faites pour étendre leur utilisation à l'industrie des transports. Cependant, les moteurs pneumatiques doivent surmonter des lacunes d'efficacité avant d'être considérés comme une option viable dans l'industrie du transport.
Un moteur hydraulique tire sa puissance d'un liquide sous pression. Ce type de moteur est utilisé pour déplacer des charges lourdes et entraîner des machines.
Certaines unités motrices peuvent avoir plusieurs sources d'énergie. Par exemple, le moteur électrique d'un véhicule électrique hybride rechargeable peut s'approvisionner en électricité à partir d'une batterie ou de combustibles fossiles via un moteur à combustion interne et un générateur.
Fondamentalement, les moteurs thermiques sont de deux types, et ce sont les moteurs à combustion externe et les moteurs à combustion interne.
Il existe différents types de moteurs à combustion interne (I.C.) et leur classification dépend de diverses bases.
L'I.C. les moteurs sont classés sur la base suivante :
Sur la base des types de carburant utilisés, le moteur est classé comme moteur à essence, moteur diesel et moteur à essence.
Sur la base d'un cycle de fonctionnement, les types de moteurs sont :
Sur la base d'un nombre de coups, les types de moteurs sont :
Sur la base de l'allumage, les moteurs sont classés comme :
Un moteur peut être un moteur monocylindre ou un moteur multicylindre. Dans un moteur monocylindre, il n'y a qu'un seul cylindre, alors que dans un moteur multicylindre, il y a plus d'un cylindre. Les pistons de tous les cylindres sont reliés au vilebrequin commun. Par conséquent, les types de moteurs peuvent être :
Sur la base de la disposition des cylindres, la classification des moteurs est :
Selon la disposition des soupapes d'admission et d'échappement dans diverses positions dans la culasse ou le bloc-cylindres, les moteurs automobiles sont classés en quatre catégories. Ces arrangements sont nommés « L », « I », « F » et « T ». Il est facile de se souvenir du mot "LIFT" pour rappeler la disposition à quatre soupapes.
Sur la base des types de refroidissement, les moteurs sont classés comme :
Les moteurs refroidis par air ont des ailettes pour irradier la chaleur dans l'air ambiant. Les ailettes sont de forme triangulaire car elles augmentent la surface de refroidissement. Ces ailettes sont en aluminium, qui est un bon conducteur de chaleur.
Les moteurs refroidis par air fonctionnent à des températures plus élevées car l'air n'est pas un bon conducteur de chaleur. Les moteurs refroidis par air sont généralement utilisés dans les motos et les scooters.
Les moteurs refroidis par eau nécessitent la circulation d'eau. Tous les moteurs automobiles, qui sont refroidis par eau, sont équipés de radiateurs. Le radiateur offre une résistance au flux d'air à travers les passages entre les tubes de petit diamètre transportant l'eau chaude. Par conséquent, un ventilateur à tirage induit est prévu à l'arrière du radiateur. Ce ventilateur crée la différence de pression nécessaire pour obtenir un débit d'air accru.
De même, pour obtenir une différence de pression et surmonter la résistance du débit d'eau au niveau des chemises du moteur, une pompe à eau est fournie qui aspire l'eau du radiateur et la force dans la chemise d'eau du moteur.
L'eau n'est pas autorisée à monter à une température plus élevée, car à des températures plus élevées, la formation de tartre a lieu. La formation de tartre provoque un échauffement local dû à un mauvais refroidissement car les tartres sont de mauvais conducteurs de chaleur. Un tel échauffement local peut entraîner une détonation susceptible d'endommager les pièces du moteur.
Les moteurs refroidis à l'eau sont utilisés dans les voitures, les bus, les camions et autres véhicules à quatre roues, les véhicules à moteur lourds.
Sur la base de la vitesse, les types de moteurs sont :
Sur la base de la méthode d'injection de carburant, les moteurs sont classés comme :
Un moteur, ou moteur, est une machine utilisée pour transformer l'énergie en un mouvement utilisable. L'énergie peut être sous n'importe quelle forme. Les formes d'énergie couramment utilisées dans les moteurs sont l'électricité, les produits chimiques (comme l'essence ou le diesel) ou la chaleur. Lorsqu'un produit chimique est utilisé pour produire de l'énergie, il est appelé carburant.
Un moteur est une machine qui convertit n'importe quelle forme d'énergie en force mécanique et en mouvement :un mécanisme ou un objet qui sert de source d'énergie aux trous noirs peut être le moteur des quasars.
"Les gens utilisent les deux de manière interchangeable, mais la différence est que les moteurs fonctionnent à l'électricité et les moteurs à combustion. Le moteur convertit diverses formes de carburants en force mécanique, tandis que le moteur transforme l'énergie électrique en énergie mécanique."
Le moteur est la partie d'un véhicule qui brûle du carburant et le convertit en puissance mécanique. Dans la plupart des véhicules, cela se fait à l'aide d'un moteur à combustion interne, qui enflamme le carburant et l'utilise pour déplacer les pièces mécaniques.
Une machine avec des pièces mobiles qui convertit la puissance en mouvement. moteur. machine. dynamo.
Le moteur est la principale source d'énergie du véhicule. Le moteur utilise du carburant et le brûle pour produire de la puissance mécanique.
Fondamentalement, les moteurs sont de deux types, et ce sont des moteurs à combustion externe et des moteurs à combustion interne. Moteur à combustion externe :Dans un moteur à combustion externe, la combustion du carburant a lieu à l'extérieur du moteur. Exemple :la machine à vapeur.
Un moteur est défini comme l'une des diverses unités de puissance qui développent de l'énergie ou transmettent un mouvement, comme un petit moteur compact, un moteur à essence ou une machine tournante qui transforme l'énergie électrique en énergie mécanique.
Un moteur fonctionne à l'électricité, transformant l'énergie électrique en énergie mécanique, tandis qu'un moteur fonctionne à la combustion, convertissant le carburant en force mécanique.
Les lettres et les chiffres qui composent le numéro de modèle d'un moteur sont une série de codes pour vous indiquer la famille du moteur, le nombre de cylindres, la norme d'émissions, le type d'allumage, la capacité, le type d'aspiration et la puissance du groupe électrogène. .
Le Français Léon Levavasseur était un inventeur de 39 ans en 1902 lorsqu'il a déposé un brevet pour le premier moteur V-8 qu'il a appelé l'Antoinette. Depuis lors, le V8 est devenu le moteur à combustion interne le plus fiable et le plus efficace pour propulser les automobiles et être largement utilisé dans les bateaux à moteur et les premiers avions.
Parcourir les informations sur les voitures neuves semble souvent une tâche inutilement compliquée. Il est à noter que certains constructeurs ne donnent pas toujours un nom précis à leurs moteurs essence. Tous les fabricants qui le font sont notés avec No Designation (N/D).
Les différentes pièces qui composent le moteur de votre voiture sont constituées du bloc moteur (bloc-cylindres), de la chambre de combustion, de la culasse, des pistons, du vilebrequin, de l'arbre à cames, de la chaîne de distribution, du train de soupapes, des soupapes, des culbuteurs, des poussoirs/ poussoirs, injecteurs de carburant et bougies d'allumage.
Ses composants clés sont les arbres à cames, les soupapes et la bougie d'allumage. Le bloc-cylindres est l'endroit où se déroule toute l'action de combustion. Les composants clés ici sont la chambre de combustion, le piston et le vilebrequin.
Le vilebrequin est essentiellement l'épine dorsale du moteur à combustion interne. Le vilebrequin est responsable du bon fonctionnement du moteur et de la conversion d'un mouvement linéaire en un mouvement de rotation.
Vous auriez du mal à trouver une voiture de modèle récent avec moins d'une douzaine de moteurs électriques, alors que les voitures modernes typiques sur les routes américaines pourraient facilement avoir 40 moteurs électriques ou plus.
La plupart des voitures sont propulsées par un moteur 4 ou 6 cylindres, tandis que la plupart des camions ont un moteur 6 ou 8 cylindres. Plus il y a de cylindres dans un moteur, plus la combustion se produit, créant plus de mouvement pour faire tourner le vilebrequin et de puissance pour déplacer la voiture.
Le moteur à essence traditionnel est remplacé par un moteur électrique alimenté par l'électricité contenue dans des batteries rechargeables. Un moteur à essence a tendance à ressembler à un processus de plomberie avec son carburant, tandis qu'un véhicule électrique est un processus de câblage avec un moteur électrique.
Le « régime » du moteur est une mesure de la vitesse du moteur. Les moteurs sont des machines tournantes et la vitesse est mesurée en tours par minute - c'est-à-dire le nombre de tours complets que le moteur effectue chaque minute. Plus le moteur tourne vite, plus il effectue de rotations complètes par minute et plus il produit de puissance.
1876 :Nikolaus August Otto fait breveter le premier moteur à quatre temps en Allemagne. 1885 :Gottlieb Daimler d'Allemagne invente le prototype du moteur à essence moderne.
Il existe deux types de moteurs, et ce sont :les moteurs à combustion interne :lorsque la combustion du carburant a lieu à l'intérieur du moteur, comme dans une voiture, on parle de moteur à combustion interne.
En ligne ou droit :il s'agit du moteur le plus courant que l'on trouve dans les voitures, les VUS et les camions. Les cylindres sont droits, côte à côte ce qui rend le moteur compact et efficace
Les moteurs sont mesurés par la cylindrée, généralement exprimée en litres (L) ou en centimètres cubes (cc). La cylindrée est le volume total de tous les cylindres d'un moteur. Un litre équivaut à environ 61 pouces cubes, donc un moteur de 350 pouces cubes équivaut à environ 5,7 litres.
Les cinq types de systèmes moteurs :
Il existe deux types de moteurs, et ce sont :les moteurs à combustion interne :lorsque la combustion du carburant a lieu à l'intérieur du moteur, comme dans une voiture, on parle de moteur à combustion interne.
Nous pouvons globalement classer les moteurs en deux catégories, à savoir le moteur à combustion interne et le moteur à combustion externe. Moteur à combustion interne :La combustion du carburant a lieu à l'intérieur du système moteur. Moteur à combustion externe :la combustion du carburant a lieu à l'extérieur du système moteur.
Types de moteurs et leur fonctionnement
Types de moteurs et leur fonctionnement :
Le moteur est la principale source d'énergie du véhicule. Le moteur utilise du carburant et le brûle pour produire de la puissance mécanique. Énergie chimique convertie en énergie mécanique. La chaleur produite par la combustion est utilisée pour créer une pression qui est ensuite utilisée pour entraîner un dispositif mécanique.
En 1872, l'Américain George Brayton a inventé le premier moteur à combustion interne à carburant liquide commercial. En 1876, Nicolaus Otto, en collaboration avec Gottlieb Daimler et Wilhelm Maybach, a breveté le moteur à quatre temps à charge comprimée. En 1879, Karl Benz a breveté un moteur à essence à deux temps fiable.
“People use both interchangeably, but the difference is that motors run on electricity and engines run on combustion. The engine converts various forms of fuels into mechanical force, while the motor transforms electrical energy into mechanical energy.”
