1. Efficacité théorique :
L’efficacité théorique maximale d’un moteur à quatre temps est donnée par l’efficacité du cycle Otto. Il est calculé à l'aide de la formule :
Efficacité =1 - (V_c/V_e)^k
où V_c est le volume de jeu, V_e est le volume total du cylindre et k est le rapport des chaleurs spécifiques du fluide de travail (mélange air-carburant).
L'efficacité du cycle Otto pour un moteur à essence peut atteindre jusqu'à environ 60 %. Cependant, l’efficacité réelle est inférieure en raison de limitations pratiques.
2. Efficacité réelle :
Le rendement réel d'un moteur à quatre temps est toujours inférieur au rendement théorique en raison de plusieurs facteurs, tels que :
- Pertes de friction :La friction entre les pièces mobiles du moteur réduit le rendement global.
- Pertes de transfert de chaleur :La chaleur est perdue dans l'environnement du moteur à travers les parois des cylindres, la culasse et le système d'échappement.
- Combustion incomplète :tout le carburant n'est pas complètement brûlé pendant le processus de combustion, ce qui entraîne une certaine perte d'énergie.
- Pertes par pompage :De l'énergie est nécessaire pour déplacer le mélange air-carburant dans et hors du cylindre, ce qui entraîne des pertes supplémentaires.
En conséquence, le rendement réel d’un moteur à essence à quatre temps typique varie de 25 % à 35 %, tandis que les moteurs diesel peuvent atteindre des rendements légèrement supérieurs, allant jusqu’à 45 %.
3. Facteurs affectant l’efficacité :
Plusieurs facteurs influencent l’efficacité d’un moteur à quatre temps :
- Conception du moteur :des conceptions de moteur avancées, telles que le calage variable des soupapes, l'injection directe et la turbocompression, peuvent améliorer l'efficacité.
- Type de carburant :Les moteurs diesel sont généralement plus efficaces que les moteurs à essence en raison de leurs taux de compression et de leurs caractéristiques de combustion plus élevés.
- Conditions de fonctionnement :L'efficacité du moteur est affectée par des facteurs tels que la charge du moteur, le régime et la température ambiante.
Grâce aux progrès technologiques continus, les constructeurs automobiles s'efforcent d'améliorer l'efficacité des moteurs à quatre temps afin de réduire la consommation de carburant et les émissions. Les véhicules hybrides et électriques offrent des solutions alternatives pour une plus grande efficacité des transports.
