Principes de base du moteur diesel : fonctionnement, avantages et inconvénients

Le moteur diesel est un moteur à combustion interne qui fonctionne par compression adiabatique. Son principe diffère nettement de celui du moteur à essence, ce qui influence leur efficacité et leurs performances respectives. La compression adiabatique a été détaillée dans un article précédent.

Comprendre l'efficacité, l'histoire et les principes de fonctionnement du moteur diesel

Nous allons ici examiner les principes de fonctionnement du moteur diesel, ainsi que ses avantages et ses inconvénients.

Le moteur diesel se caractérise par : l'allumage par compression, la formation du mélange dans la chambre de combustion, le réglage de la vitesse par la qualité du mélange, un mélange air-carburant hétérogène, un taux d'air élevé, une flamme de diffusion et un carburant à forte performance d'allumage. Tous ces aspects sont expliqués dans les principes de fonctionnement ci-dessous.

Principes de fonctionnement du moteur diesel

Contrairement aux moteurs à essence, les moteurs diesel s'allument sans bougie d'allumage. Ils utilisent de l'air fortement comprimé et chauffé pour enflammer le carburant. Le mélange air-carburant se forme directement dans la chambre de combustion, et non dans le collecteur d'admission. Au départ, seul l'air entre dans la chambre. Il est comprimé à un taux compris entre 15:1 et 23:1 selon le type de moteur et son application. Cette compression élevée élève la température de l'air. Au point mort haut, le carburant est injecté dans cet air chaud. Tout se passe dans la chambre de combustion au-dessus du piston.

L'injecteur pulvérise le carburant en fines gouttelettes réparties uniformément. La chaleur extrême de l'air comprimé vaporise le carburant à la surface des gouttelettes. La vapeur s'enflamme alors par la chaleur ambiante. La vaporisation se poursuit jusqu'à combustion complète. La combustion se déroule à pression quasi constante pendant la première phase de la course de puissance. Une fois la combustion terminée, les gaz se détendent en poussant le piston vers le bas, transmettant la puissance au vilebrequin. Le réglage de la vitesse dépend uniquement de la quantité de carburant injecté, toujours mélangé à un maximum d'air, ce qui entraîne des variations de vitesse de rotation.

Le taux de compression élevé confère au moteur diesel un rendement élevé. L'absence de papillon des gaz réduit les pertes d'échange gazeux, ce qui diminue la consommation de carburant. Ces caractéristiques rendent le moteur diesel plus économique.

Regardez la vidéo ci-dessous pour voir comment fonctionne un moteur diesel :

Avantages des moteurs diesel

Le moteur diesel présente plusieurs avantages par rapport aux autres types de moteurs :

1. Il possède le rendement effectif le plus élevé de tous les moteurs à combustion.
2. Il peut brûler une grande variété de carburants.
3. Coût du carburant faible : c'est un moteur économique.
4. Il offre une densité énergétique élevée.
5. Bonnes propriétés de lubrification.
6. Faible risque d'incendie, car il ne produit pas de vapeurs inflammables.
7. Injection directe dans la chambre de combustion, sans restriction d'admission d'air hormis le filtre à air.
8. Très bon comportement en matière d'émissions polluantes.

Inconvénients des moteurs diesel

Malgré ses atouts, le moteur diesel présente certaines limitations :

1. Les véhicules diesel coûtent généralement plus cher que leurs équivalents essence.
2. Le prix du carburant diesel est élevé dans de nombreuses régions.
3. L'entretien et les réparations sont plus onéreux.
4. L'accès au carburant diesel peut être limité selon les zones.
5. Le diesel moderne a perdu certaines qualités lubrifiantes.
6. Démarrage difficile par temps froid.
7. Les moteurs diesel sont plus bruyants que les moteurs à essence.

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