2 - Historique

2.2 - Cas particuliers

2.2.2 - Configuration mécanique des moteurs thermiques

2.2.2.2 - Les moteurs alternatifs à gazole à quatre et à deux temps

Le moteur alternatif à gazole est un moteur à conditionnement hétérogène du mélange air-carburant.

Le conditionnement est réalisé dans le cylindre ou dans une chambre aménagée dans la culasse, mais débouchant dans le cylindre. La chambre de Ricardo en est un exemple.

Le déroulement des opérations est comparable à celui qui est valable pour le moteur à essence, sauf que :

- l'air est comprimé jusqu'à une valeur de 30 à 55 bars ;

- la température de compression varie entre 700° et 900° Celsius afin de dépasser le seuil d'auto-inflammation ;

- l'injection a lieu un peu avant le point mort haut ;

- la pression de pointe monte parfois jusqu'à 200 bars, mais se situe plus généralement autour de 150 bars, certain moteurs de laboratoires ont vu la pression monter à plus de 240 bars ;

- la pression moyenne efficace ne dépasse passe pas 30% de celle obtenue en fin de compression dans les moteurs à gazole atmosphériques, alors qu'elle se limite à celle obtenue en fin de compression dans les moteurs avec refroidissement de l'air de suralimentation.

La marge de sécurité dans les moteurs à injection de gazole doit être bien plus grande que dans les moteurs à essence, car il faut tenir compte de ratés à l'auto-inflammation qui augmentent les pressions de pointe au tour suivant.

Il s'ensuit, compte tenu des pressions de compression élevées qui règnent dans les moteurs à gazole, que les fortes pointes de pression provoquées par l'inflammation spontanée exigent un groupe moteur relativement lourd.

Et comme les moteurs à conditionnement hétérogènes doivent fonctionner avec un excès d'air important, même à pleine charge, les moteurs à gazole ont une faible puissance volumique.

Avantages du moteur à gazole :

- conception maîtrisée depuis longtemps ;

- structures commerciales basées sur ce moteur ;

- configuration piston/cylindre favorisant les hautes pressions.

Inconvénients du moteur à gazole :

- prix de revient élevé à la fabrication ;

- mauvais à très mauvais rapport p_max/p_me ;

- faible puissance volumique, la cylindrée d'un moteur à gazole est généralement 1,5 fois supérieure à celle d'un moteur à essence pour la même puissance ;

- mauvais rendement : seulement environ 30% de l'énergie calorifique contenue dans le carburant est transformée en énergie mécanique ;

- degré d'émission défavorable : suie et imbrûlés ;

- bruyant à très bruyant ;

- nécessite une boîte à vitesses de grande capacité.

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