Principe du moteur diesel

Présentation

Le moteur diesel est le résultat des travaux menés par l’ingénieur allemand Rudolf Diesel entre 1893 et 1897. C’est un moteur à combustion interne, dont la particularité se situe dans l’allumage : ce dernier n’est pas commandé (comme sur les moteurs à essence, où une bougie enflamme le mélange air-essence), mais spontané. Ce procédé est rendu possible par un taux de compression nettement plus élevé (environ 10 pour un moteur essence contre 20 pour un moteur diesel), qui permet à l’air d’atteindre une température plus haute.

Un moteur Diesel est en général privilégié pour répondre à des contraintes liées au rendement ou au couple. C’est pour cette raison qu’on les trouve dans les camions, les tracteurs agricoles, ou encore les groupes électrogènes. Ils peuvent fonctionner avec du gazole, du fuel lourd, ou encore des huiles végétales. Leur cycle peut être à deux ou quatre temps. Cela dépend de l’application souhaitée : une large majorité des automobiles carburant au diesel sont à cycle 4 temps, tandis que les très gros moteurs, utilisés sur certains bateaux, et délivrant des puissances avoisinant les 100 000 chevaux, ont un cycle 2 temps.

Principe

Sa constitution présente des similitudes avec le moteur à essence. Elle comprend des pistons qui coulissent dans des cylindres. Ces derniers sont fermés par une culasse qui relie les cylindres aux collecteurs d’admission et d’échappement. Les soupapes sont montées sur la culasse et sont commandées par un arbre à cames.

Le cycle Diesel à quatre temps est très présent dans l’automobile. Il comprend :

1. Un temps d’admission. La soupape d’admission est en position ouverte, et le piston descend, permettant à l’air de pénétrer dans le cylindre.

2. Un temps de compression. Les soupapes sont fermées, tandis que le piston remonte. L’air est alors comprimé, et sa pression atteint environ 35 bars. Cela implique une augmentation de température qui se porte aux alentours de 600°C.

3. Un temps de combustion-détente. Peu avant le point mort haut, le carburant est introduit par l’intermédiaire d’un injecteur. Il se mélange à l’air comprimé et s’enflamme presque instantanément : c’est le phénomène d’auto-inflammation. Il n’y a donc pas de bougie produisant une étincelle, comme sur un moteur essence. La température avoisine alors les 1500°C, ce qui entraine ainsi une hausse de la pression jusqu’à près de 100 bars. Le piston est repoussé, et entraine en rotation le vilebrequin : c’est le temps moteur.

4. Un temps d’échappement. La soupape d’échappement est en position ouverte, le piston remonte et chasse les gaz brûlés.