Moteurs diesel : définition, efficacité, histoire et types

Le moteur diesel est l'un des moteurs les plus efficaces et puissants comparé au moteur à essence. Bien qu'il soit la continuation du moteur à essence, cet article vous donnera une compréhension des moteurs diesel : définition, efficacité, histoire, fonctionnement et types. Consultez quelques articles sur les moteurs automobiles ci-dessous !

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Moteur diesel

Le moteur diesel est un moteur à combustion interne dans lequel l'inflammation du carburant est causée par l'élévation de la température de l'air dans le cylindre due à la compression mécanique, appelée « compression adiabatique ». Explications détaillées…

Contrairement aux moteurs à allumage commandé comme les moteurs à essence (moteur à essence) qui utilisent une bougie pour enflammer le mélange air-carburant, le moteur diesel diffère totalement. Il fonctionne en comprimant uniquement l'air dans le cylindre, ce qui élève la température (air chaud), et l'injection de carburant diesel atomisé dans la chambre de combustion provoque l'inflammation spontanée. Ces moteurs fonctionnent avec un mélange air-carburant hétérogène : le carburant injecté dans l'air avant combustion se disperse de manière inégale. Le couple produit est contrôlé en manipulant le rapport air-carburant (λ) ; au lieu de papillonner l'air d'admission, le diesel modifie la quantité de carburant injecté, et le rapport air-carburant est généralement élevé.

Schéma du moteur diesel :

[Schéma]

Le moteur diesel est aussi appelé moteur à allumage par compression (CI), nommé d'après son fondateur Rudolf Diesel. Étudiant au Polytechnicum de Munich, il assista aux cours de Carl von Linde. Ce dernier examina une machine à vapeur, capable de convertir seulement 6-10 % de l'énergie thermique en travail, alors que le cycle de Carnot peut en convertir bien plus par changement isotherme de condition.

Ces idées donnèrent à Diesel l'élan pour créer un moteur hautement efficace fonctionnant sur le cycle de Carnot. Il fut aussi exposé à un piston à feu, allume-feu traditionnel utilisant les principes de compression adiabatique rapide que Linde avait rapporté d'Asie du Sud-Est. Après plusieurs années de travail, Diesel publia ses idées en 1893 dans l'essai « Théorie et construction d'un moteur thermique rationnel ».

Le moteur diesel existe comme le moteur à la plus haute efficacité thermique, que ce soit en combustion interne ou externe. Cela vient du très haut taux d'expansion et de la combustion pauvre inhérente qui permet la dissipation de chaleur par l'excès d'air. Une petite perte d'efficacité est aussi évitée comparé aux moteurs à essence à injection indirecte, car le carburant non brûlé n'est pas présent pendant le chevauchement des soupapes, donc pas de passage direct de l'admission/injection à l'échappement.

Le moteur diesel a remplacé les machines à vapeur stationnaires grâce à son haut rendement. Les moteurs diesel peuvent être conçus en cycles deux temps ou quatre temps.

Les moteurs diesel sont appliqués depuis les années 1910 dans les navires et sous-marins, locomotives, camions, engins lourds et centrales électriques. Dans les années 1930, ils commencèrent à être utilisés dans quelques automobiles, devenant répandus sur les véhicules routiers et hors route plus grands depuis les années 1970, selon les nouvelles immatriculations de voitures diesel.

Les plus grands moteurs diesel en service sont des moteurs marins 14 cylindres, deux temps, produisant une puissance de pointe de près de 100 MW chacun.

Regardez la vidéo ci-dessous pour apprendre le fonctionnement du moteur diesel :

[Vidéo]

Les moteurs diesel à bas régime (navires, applications où le poids moteur est secondaire) peuvent atteindre des efficacités effectives jusqu'à 55 %.

Les axes de développement futurs : amélioration des émissions d'échappement, réduction de la consommation de carburant, augmentation de la durée de vie. Le moteur diesel, surtout pour véhicules utilitaires, devrait rester la motorisation la plus importante jusqu'au milieu des années 2030. Cependant, l'avancée de la vie et de la technologie fait considérer le moteur électrique comme l'alternative effective.

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Cet article a expliqué la définition, le schéma, l'efficacité, l'histoire et le fonctionnement. J'espère que vous avez apprécié la lecture. Si c'est le cas, partagez avec d'autres étudiants. Merci de votre lecture, à la prochaine !