LA COMBUSTION DANS UN MOTEUR

1- GENERALITE

1.1 Rappels
* Le travail développé sur une distance L par une force F est défini par W=F.L (avec F en Newton : L en mettre et W en joules)
* Le travail développé sur une circonférence de ravon R par une force F a pour expression W= F2R (avec R en mettre)

- Définition du moteur

Les moteurs thermiques sont des machines transformant l’énergie calorifique (chaleur) en énergie mécanique (travail)

1.2 Equivalence chaleur - travail

Le travail moteur est le travail théorique (Wth) développé à l’intérieur du cylindre par le dégagement de quantité de chaleur (Q) ; il a pour expression. Wth = J.Q ou Wth = le travail théorique développé en joules ; Q = quantité de chaleur dégagée en calorie et J = 4,18 (avec l calorie = 4,18 Joules)

Remarque :
La chaleur dégagée (Q) dépend du pouvoir calorifique du carburant
Q = C..V ou C =pouvoir calorifique du carburant en Cal/gr, V volume du carburant en  et  = masse volumique du carburant en gr/

2. DEFINITION DE LA COMBUSTION

La combustion est l’ensemble des phénomènes physique, chimique et thermodynamique qui accompagnent la combinaisons d’un corps combustible (essence) avec un corps comburant (air).

2.1- Phénomènes physique

C’est la création d’une flamme, le changement d’état.

2.2- Phénomènes chimique

C’est le dégagement des gaz (Gaz carbonique, oxyde de carbone, monoxyde d’azote des gaz imbrûlés, …). Ces gaz sont toxiques

2.3- Phénomènes thermodynamique

C’est le dégagement de chaleur : donc obtention d’une forte pression qui va propulser le piston vers le bas, c’est LE TEMPS MOTEUR.

3- TYPES DE COMBUSTIONS.

3.1- Combustion lente = oxydation d’un métal (rouille)

3.2- combustion vive (normale) le corps brûle avec un dégagement le de chaleur et de lumière (Essence, Fuel, …)

3.3- Combustion explosive = la combustion s’accompagne d’une détonation (explosifs …)
3.3.1- incidences d’une combustion explosive.
a) Echauffement
b) Mauvais rendement du moteur.
c) les cliquetis (détonation).

3.3.2- Causes d’une combustion explosive

a) Mauvaise vitesse de front de flamme.
b) Mauvais qualité du combustible.
c) Mauvais refroidissement du moteur.

4- COMBUSTION VIVE OU NORMALE (cas des moteurs à essence)

4.1 Caractéristiques
*  Durée = 0.001 à 0.002 seconde
*  Vitesse = 20 à 30 m/s
*  Température = 1 800 à 2 000°C (T° de combustion)
*  Causes d’inflammation = forte compression et source de chaleur
*  Température d’inflammation = 380 °C environ.

4.2 Facteurs influant sur la combustion
*  Nature du combustible
*  Richesse du mélange (dosage)
*  Qualité de l’étincelle
*  Turbulence (forme des chambres)
*  Dépôt de calamine dans la chambre de combustion
*  Avance (liée à la vitesse du moteur

4.3- EQUATION DE LA COMBUSTION.

Heptane        air        gaz carb   Eau         oxyde d’Azote
(Essence)  (Oxy  +  Azote)

5. RESIDUS DE LA COMBUSTION

5.1- Dans le système d’échappement
*  Gaz Carbonique ()    Toxique
*  Vapeur d’eau ()
*  Azote ()
*  Oxyde de Carbone ()   Toxique
*  Oxyde de Plomb (PbO)    Cancérigène
5.2- Dans la chambre de combustion
*  Plomb (Pb)
*  Brome (Br)
*  Barium (Ba)
*  Oxygène ()
*  Chlore (Cl)