Pour comprendre le fonctionnement d'un moteur "4 temps" il faut connaître les pièces qui le compose.

1. CAME :(Rouge)
Monté sur un arbre, cette pièce non circulaire sert à transformer un mouvement rotatif en mouvement de poussé.

2. SOUPAPE: :(Orange)
Obstruateur mobile maintenu en position fermée par un ressort. Elle s'ouvre momentanement sous la pression de la came.

3. BOUGIE :(Jaune)
Elle fait jaillir une étincelle qui met le feu au mélange air/essence, créant un explosion.

4. PISTON :(Bleu)
Pièce cylindrique mobile, qui sert à comprimer les gaz en vue d'une explosion, et qui après l'explosion transforme un énergie thermique en énergie mécanique.

5. BIELLE :(Turquoise)
Tige rigide, articulée à ses deux extrémité. Elle transforme un mouvement linéaire en mouvement rotatif.

6. VILEBREQUIN :(Vert)
Arbre articulé en plusieurs paliers excentrés. Transmet indirectement l'énergie mécanique à la boîte.


7. DISTRIBUTION :(Violet)
Mécanisme de régulation d'entré et de sortie des gaz à travers la chambre de combustion. Créant un parfaite coordination entre les arbre à came et le vilebrequin.

8. CHAMBRE DE COMBUSTION :(Grise)
Chambre hermétique où est injecté le mélange air/essence pour y être comprimé, enflammé, et créer un énergie mécanique.

9. LUBRIFICATION:(Marron)
Les pièces situées sous le piston baignent dans l'huile. Cette huile n'est jamais en contact avec le dessus du piston. Elle lubrifie: Vilebrequin, Bielle, Piston, et parfois c'est la même qui lubrifie la boîte de vitesse. (A la différence des deux temps, ou la boite est séparé du moteur.)

Le cycle du moteur se décompose analytiquement en quatre temps . Le mouvement du piston est initié par la combustion (augmentation rapide du volume des gaz) d'un mélange de carburant et d'air (comburant) qui a lieu durant le temps moteur. C'est le seul temps produisant de l'énergie, les trois autres temps en consomment mais le rendent possible.

 

Le piston se déplace pendant le démarrage grâce à une source d'énergie externe (souvent un démarreur ou lanceur : un moteur électrique est couplé temporairement au vilebrequin) jusqu'à ce qu'au moins un temps moteur produise une force capable d'assurer les trois autres temps avant le prochain temps moteur. Le moteur fonctionne, dès lors, seul et produit un couple sur son arbre de sortie.



1/ admission d'un mélange air et de carburant vaporisé, présent dans le conduit d'admission, mélange préparé par divers composants (carburateur ou système d'injection indirecte) : ouverture de la soupape d'admission et descente du piston, ce dernier aspire ainsi ce mélange dans le cylindre à une pression de -0,1 à -0,3 bar ;

 

2/ compression du mélange : fermeture de la soupape d'admission, puis remontée du piston qui comprime le mélange jusqu'à 12 à 18 bars et 400 à 500 °C dans la chambre de combustion ;

 

3/ combustion, détente : aux environs du point mort haut, moment où le piston atteint son point culminant et, ou la compression est au maximum, la bougie d'allumage, (connectée à un générateur d'électricité haute tension), produit une étincelle ; la combustion rapide qui s'ensuit constitue le temps moteur, les gaz chauds à une pression moyenne de 40 bars repoussent le piston, initiant le mouvement

4/ échappement : ouverture de la soupape d'échappement et remontée du piston qui chasse les gaz brûlés détendus dans le collecteur d'échappement, laissant la place à une nouvelle charge de mélange.

 




La cylindrée d'un moteur est le volume total (tous cylindres) déplacé durant un cycle. Elle est calculée à partir du diamètre d'un cylindre (l'alésage), de la distance parcourue par un piston (la course) et, du nombre de cylindres.

 

La puissance développée, souvent exprimée par une courbe de puissance moteur, doit être mesurée selon certaines normes définissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de température et de pression. Elle est toujours supérieure à la puissance réellement disponible aux roues pour un véhicule du fait des pertes dans la transmission. L'unité légale utilisée est le kW mais souvent accolé au cheval-vapeur (ch).

 

Le couple maximal exercé sur l'axe. L'unité légale utilisée est le kN*m mais le kg*m reste courant. La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation (attention, pour obtenir des watts, il faut multiplier des N*m par la vitesse en radians par seconde !). La vitesse maximale de rotation est généralement exprimée en tours par minute.

 

La puissance spécifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindrée (volume de gaz contenus après le cycle d'admission). Elle est souvent exprimée en la rapportant au litre de cylindrée. Un moteur de 500 cm³ développant 33 ch présente ainsi un rendement de puissance de 66 ch au litre tandis qu'un 3 000 cm³ développant 120 ch n'en offre que 40. L'augmentation de la puissance spécifique est d'autant plus aisée que la cylindrée unitaire diminue (donc que le nombre de cylindres augmente) puisque la puissance augmente avec le régime. Or, un moteur de forte cylindrée unitaire fonctionnant rapidement développe des moments mettant l'ensemble, en particulier le piston, à rude épreuve et, donc menace sa fiabilité.

 

Le taux de compression d'un moteur exprime le rapport entre le volume laissé dans l'un de ses cylindres au point mort bas et au point mort haut. Plus il est élevé plus le mélange est comprimé donc plus l'explosion sera forte, donc difficile à gérer (choc mécanique, température…) mais plus le rendement du moteur sera élevé

Sources: Wikipédia & www.mecamotors.com