Le moteur de votre voiture permet de créer l'énergie nécessaire pour entraîner votre voiture. Il peut être thermique ou électrique, les voitures hybrides combinant ces deux technologies. Un moteur thermique fonctionne grâce à la combustion d'un mélange air/carburant. Il peut fonctionner à l'essence, au Diesel, au GPL ou encore au bioéthanol.
Sommaire :
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🚘 Qu'est-ce qu'un moteur ?
Le principe d'un moteur est de transformer une énergie non-mécanique (électrique, thermique, etc.), ou carburant, en énergie mécanique pour entraîner un véhicule ou un engin. La plupart des moteurs fournissent de l'énergie par la rotation d'un axe, mais il existe aussi des moteurs linéaires.
Historiquement, les premiers moteurs utilisaient des forces naturelles comme la pression ou la gravité. On trouvait déjà des moteurs à voile ou à vent par exemple : le moulin à vent, la roue à aube, etc.
Le premier vrai moteur a été la machine à vapeur, qui utilisait de la vapeur d'eau comprimée pour déplacer un piston à l'intérieur d'un cylindre, mouvement ensuite transformé par un système bielle-manivelle. On retrouve l'équivalent moderne de ce fonctionnement sur les moteurs de voiture actuels.
Aujourd'hui, nos voitures fonctionnent avec des moteurs à explosion et à combustion, apparus à la fin du XIXème siècle. Le moteur à combustion interne possède des pistons et des bielles, comme la machine à vapeur. Il produit l'énergie grâce à la combustion d'un mélange de carburant et de comburant.
🔍 Quels sont les types de moteurs ?
Les voitures actuelles fonctionnent majoritairement avec des moteurs à combustion, qui fonctionnent avec des pistons. Ces moteurs peuvent être à deux ou quatre temps, ce qui correspond au nombre de cycles effectués par les pistons dans leurs cylindres.
Le moteur à combustion utilise du carburant pour créer de l'énergie : c'est en mélangeant ce carburant avec de l'air qu'il crée l'explosion qui produit cette énergie. Aujourd'hui, les moteurs de voiture utilisent plusieurs types de carburant :
- L'essence ;
- Le Diesel ;
- Le GPL ;
- Le GNV ;
- Le Superéthanol E85 ;
- Les biocarburants.
Parmi les moteurs à combustion, on distingue différentes configurations. Plus un moteur a de cylindres, plus il est puissant. Mais la puissance d'un moteur dépend aussi de son régime et de son couple, c'est-à-dire respectivement la vitesse de rotation du moteur en tours/minute et la force du mouvement de rotation du moteur.
On distingue notamment :
- Le moteur avec cylindres en ligne, qui est le type de moteur le plus répandu. Les cylindres sont alignés sur une seule ligne d'un côté du vilebrequin. Cette configuration entraîne cependant un déséquilibre qui nécessite l'installation d'un arbre d'équilibrage.
- Le moteur V, qui tient son nom de sa forme en V. Les cylindres sont disposés en deux rangées au-dessus du vilebrequin. Ils fonctionnent en alternance. Le moteur V est caractérisé par son faible poids qui permet de réduire les vibrations et son couple important même à bas régime.
- Le moteur flat, ou moteur à plat. Les pistons sont disposés sur un seul plan horizontal de chaque côté du vilebrequin. Cette disposition permet d'obtenir un moteur qui prend peu de place en hauteur et peut être positionné bas sur le châssis, d'où un centre de gravité abaissé qui améliore la tenue de route.
- Le moteur W, qui ressemble au moteur V mais est doublé. Ainsi, ses cylindres sont disposés en quinconce. On trouve surtout le moteur W sur les véhicules haut de gamme, mais aussi dans l'aviation. Il permet d'avoir un grand nombre de cylindres en peu de place. C'est aussi un moteur complexe et cher.
Mais toutes les voitures actuelles ne roulent pas grâce à un moteur à combustion : de plus en plus possèdent un moteur électrique, par opposition au moteur thermique. Le moteur électrique fonctionne grâce à une batterie qui l'alimente en électricité.
Au lieu de remplir votre réservoir de carburant à la pompe, vous rechargez une voiture électrique avec de l'électricité qui est stockée dans la batterie du véhicule. Cette électricité est ensuite envoyé vers le moteur, où est créé un champ magnétique qui fait tourner une pièce appeler le rotor. Celui-ci permet de faire tourner les roues.
Enfin, il existe un compromis entre moteur électrique et moteur thermique : les voitures hybrides. Elles combinent les deux types de moteurs et possèdent donc à la fois un moteur électrique, une batterie et un moteur thermique. Il faut la recharger en électricité aussi bien qu'en carburant, même si elle se recharge aussi d'elle-même en roulant.
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⚙️ Comment fonctionne un moteur ?
Moteur 2 temps ou 4 temps ?
Parmi les moteurs thermiques, qui équipent la majorité du parc automobile, on distingue deux types de moteurs : ceux à 2 temps et ceux à 4 temps. Tous deux possèdent des pistons et des cylindres, mais la différence réside dans le nombre de mouvements de ces pistons.
Ainsi, le cycle de combustion d'un moteur 2 temps se fait en deux mouvements de pistons, tandis qu'un moteur 4 temps a quatre phases. Les moteurs 2 temps sont réservés aux petites cylindrées : scooters, motocyclettes, moteurs marins, etc.
Le moteur 2 temps a été utilisé en automobile par les Trabant et des voitures d'Europe de l'est mais elles ont disparu aujourd'hui, ce moteur ayant un faible rendement et une puissance bien moindre qu'un moteur 4 temps.
Fonctionnement du moteur 2 temps
Un moteur 2 temps fonctionne grâce à des pistons qui montent et descendent dans des cylindres pour créer la combustion. Ils vont accomplir quatre opérations :
- L'admission du mélange air/carburant ;
- La compression de ce mélange par la remontée du piston ;
- La combustion du mélange, qui dans le cas d'un moteur essence se fait grâce à une étincelle de la bougie d'allumage ;
- L'échappement des gaz.
Les pistons vont réaliser tout cela en deux étapes seulement :
- Une phase de compression, combustion, détente et échappement ;
- Une autre d'admission, d'aspiration puis de compression.
Pour cela, le piston monte et descend dans le cylindre. Lorsqu'il est à son plus bas, on parle de point mort bas (PMB) ; lorsqu'il est à son point le plus haut, on parle de point mort haut (PMH). Quand il est au PMH, le piston compresse le mélange air/carburant au maximum.
La bougie d'allumage déclenche la combustion et le piston redescend. Une fois arrivé au PMH, il permet l'admission d'air et de carburant d'une part, l'échappement des gaz de l'autre. Puis il remonte, comprimant le mélange air/carburant jusqu'à ce qu'il revienne au point mort haut.
Fonctionnement du moteur 4 temps
Aujourd'hui, l'automobile utilise surtout des moteurs à 4 temps. Le cycle de combustion est le même que pour un moteur 2 temps, mais il se fait en quatre étapes au lieu de deux :
- L'admission : les soupapes d'admission s'ouvrent pour faire entrer de l'air et du carburant dans le cylindre ;
- La compression : le piston remonte pour comprimer le mélange air/carburant ;
- L'explosion : le piston est au point mort haut ; l'étincelle de la bougie d'allumage embrase le mélange air/carburant et l'explosion renvoie le piston vers le bas ;
- L'échappement : le piston remonte pour renvoyer la fumée et les gaz vers le collecteur d'échappement ; les soupapes d'échappement sont ouvertes et celles d'admission fermées.
🚗 Quels sont les éléments qui composent le moteur ?
Le moteur d'une voiture est aujourd'hui une mécanique complexe qui s'appuie sur de très nombreux organes et éléments ainsi qu'un système électronique commandant les fonctions de votre voiture. Outre des organes mécaniques, un moteur possède donc aussi des pièces électriques et des calculateurs.
Le moteur se compose d'une partie haute et d'une partie basse. Sa partie haute est la culasse : refermée par le couvre-culasse, elle contient notamment l'arbre à cames, qui appuie sur les soupapes. La partie basse est le bloc moteur, aussi appelé bloc cylindres ou carter moteur.
On y trouve le volant moteur, le vilebrequin ainsi que la distribution. En-dessous de cela se trouve un carter d'huile moteur, essentielle pour lubrifier tous les éléments du moteur et ainsi assurer son bon fonctionnement et son nettoyage, contribuer à son refroidissement et éviter à la fois sa surchauffe et son usure prématurée.
C'est la courroie ou chaîne de distribution qui assure la parfaite synchronisation de tous ces éléments puisqu'elle relie notamment l'arbre à cames, le vilebrequin et la pompe à injection.
Une fois le moteur lancé, le conducteur peut diriger le véhicule grâce au système de direction. Le système de transmission, composé notamment de l'embrayage et de la boîte de vitesses, se charge d'acheminer le mouvement de rotation et l'énergie du moteur jusqu'aux roues pour faire avancer la voiture.
👨🔧 Comment bien entretenir son moteur ?
Pour prolonger la durée de vie de son moteur, il est important d'en prendre soin. Voici nos conseils pour bien entretenir votre moteur :
- Faites votre révision tous les ans ;
- Ne négligez ni votre vidange ni le changement régulier de vos différents filtres ;
- Utilisez de l'huile moteur et du carburant de qualité ;
- Faites vos niveaux de fluides tous les mois ;
- Faites attention à la périodicité de vos pièces et respectez-la.
De nombreux organes de votre moteur sont ce qu'on appelle des pièces d'usure : elles ont une périodicité, soit un intervalle de changement. Il faut parfois les remplacer régulièrement au cours de la vie de votre voiture ; d'autres ont une périodicité de plusieurs années.
Tout cela figure dans le carnet d'entretien de votre voiture et il est important de s'y conformer. En effet, un non-respect de cet entretien périodique peut endommager sérieusement votre moteur. Ainsi, un moteur mal entretenu peut chauffer, brouter, s'emballer - en somme, mal fonctionner et vieillir prématurément. À terme, il peut même casser.
Le bon fonctionnement de votre moteur s'appuie aussi sur de nombreux fluides comme le liquide de refroidissement, l'huile ou encore le liquide de frein. N'attendez pas votre visite annuelle chez le garagiste pour contrôler que tout va bien de ce côté-là.
Nous vous conseillons de vérifier leur niveau une fois par mois. En effet, tous ces fluides ont une fonction essentielle : refroidissement du moteur, lubrification de ses pièces ou encore fonctionnement pur et simple de certains organes.
Vous savez maintenant tout du fonctionnement de votre moteur ! Comme vous l'avez compris, le moteur d'une voiture est un élément mécanique complexe qui comprend de nombreuses pièces. Il est important de toutes les entretenir correctement pour prolonger la vie de votre moteur, soumis à de nombreuses contraintes.
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