Moteur à combustion interne V6 d'automobile

Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique, électrique, thermique par exemple) en une énergie mécanique ou travail.^{[réf. nécessaire]}

Historique

Les générations d'humains qui nous ont précédé inventèrent, en observant la nature, les premiers moteurs utilisant l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) potentielle de l'eau (L’eau (que l'on peut aussi appeler oxyde de dihydrogène, hydroxyde d'hydrogène ou acide hydroxyque) est un composé chimique simple, mais avec des propriétés complexes à cause de sa polarisation (voir Nature...) entraînant les roues à aubes ou l'énergie cinétique (L'énergie cinétique (aussi appelée dans les anciens écrits vis viva, ou force vive) est l’énergie que possède un corps du fait de son mouvement. L’énergie cinétique d’un corps est égale...) du vent entraînant les hélices des moulins.

Le premier moteur (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique, électrique, thermique par exemple) en une énergie mécanique ou travail.[réf. nécessaire]) vraiment indépendant de la nature, adaptable en situation, est la machine à vapeur (La machine à vapeur est une invention,dont les évolutions les plus significatives datent du XVIIIe siècle. C'est un moteur thermique à combustion externe, il transforme l'énergie thermique que possède la vapeur d'eau fournie...). Ce moteur (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique, électrique, thermique par exemple) en une énergie mécanique ou travail.[réf. nécessaire]) est basé sur une chaudière (Une chaudière est un appareil (voire une installation industrielle, selon sa puissance), permettant de transférer en continu de...) produisant de la vapeur () d'eau, vapeur qui est utilisée pour mouvoir un piston dans un cylindre (Un cylindre est une surface dans l'espace définie par une droite (d), appelée génératrice, passant par un point variable décrivant une courbe plane fermée (c), appelée courbe directrice et gardant une...). Ce mouvement de translation est transformé en rotation par un jeu de bielles, couple qui entraîne un volant d'inertie (L'inertie d'un corps découle de la nécessité d'exercer une force sur celui-ci pour modifier sa vitesse (vectorielle). Ainsi, un corps immobile ou en mouvement rectiligne uniforme (se déplaçant sur une droite à vitesse constante) n'est soumis à...), puis une machine, un mécanisme quelconque, ou des roues.

Au XIX^e siècle le moteur à explosion (Le moteur à explosion est un type de moteur à combustion interne, il est principalement utilisé pour la propulsion des véhicules de transport (avion à hélice, automobile, moto, camion, bateau), ainsi que pour une...), qui utilise la chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) dégagée par combustion (La combustion est une réaction chimique exothermique (c’est-à-dire accompagnée d’une production d'énergie sous forme de chaleur ).) d'un carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique.), fut développé et adapté aux premières automobiles ainsi qu'aux premiers avions. Depuis, il poursuit ses progrès en terme de rendement et d'adaptation aux normes antipollution. Ce moteur est, lui aussi, équipé de bielles et pistons, sauf que la production de chaleur se fait au même endroit que la production de travail (moteur à combustion interne), en d'autre termes, la combustion produit directement un travail ..

Devant le besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois grandes catégories : les...) croissant de puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) pour propulser les avions militaires, les moteurs à réaction furent activement développés pendant la Seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de mesure du temps. La seconde d'arc est une mesure d'angle plan. La...) Guerre mondiale en parallèle avec les moteurs fusée (Fusée peut faire référence à :) pour les missiles. Comme ces derniers ont des rapports poids/puissance ou une puissance massique (La puissance massique est le ratio d'une puissance (en W) par une masse (en kg). La puissance massique s'exprime donc dans le système international en W/kg ; elle...) sans équivalent, malgré des rendements plutôt faibles, ils sont toujours développés activement pour mouvoir avions et fusées.

Fonctionnement

Représentation symbolique d'un moteur dans un circuit électrique (Un circuit électrique est un ensemble simple ou complexe de conducteurs et de composants électriques ou électroniques parcouru par un courant électrique.)

C'est une machine transformatrice d'énergie calorifique à une énergie mécanique (L'énergie mécanique est une quantité utilisée en mécanique classique pour désigner l'énergie d'un système emmagasinée sous forme d'énergie cinétique et d'énergie potentielle mécanique. C'est...), la majorité des moteurs fournissent l'énergie par la rotation d'un axe. De ce fait, ils fournissent un travail sous forme de couple. La vitesse (La vitesse est une grandeur physique qui permet d'évaluer l'évolution d'une quantité en fonction du temps.) de rotation des moteurs est souvent exprimée en tours par minute ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un acte. Cartographie géologique ; la minute de terrain est la carte originale, au crayon, levée sur le...) (tr/min).

Toutefois les vérins et autres actionneurs linéaires fournissent une force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale « cardinale » équivalent au...) associée au mouvement de translation entretenu. Contrairement aux moteurs rotatifs, les moteurs linéaires n'autorisent le mouvement de translation que sur une course (Course : Ce mot a plusieurs sens, ayant tous un rapport avec le mouvement.) limitée par leur géométrie (Selon la définition donnée par Euclide dans ses Éléments, la géométrie serait la science mathématique des figures dans le plan et des volumes (les corps, au sens classique) dans l’espace. Cette acceptation,...).

De nos jours, le cas le plus courant d'un moteur rotatif (Un moteur rotatif est un moteur à explosion tournant autour de son vilebrequin qui reste fixe. Ce type de moteur a eu son heure de gloire au début de l'aviation (de 1910 à 1920 environ)...) pur est celui du moteur électrique, il existe une gamme quasiment infinie du point (Graphie) de vue des performances.

Classification

Moteur à inertie

Une multitude de systèmes transformant un mouvement mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de transmission, pistons, ...), bref, de tout ce qui produit ou transmet un mouvement, une...) en un autre ont vu le jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du...), pensés et testés par les inventeurs et ingénieurs.

• Les moteurs à ressort ou à élastique, éventuellement régulés par : un système de ressort et de Roue à rochet (Une roue à rochet est un dispositif anti-retour limitant un mécanisme rotatif à tourner dans un seul sens. Cette roue est munie sur tout son pourtour d'encoches provoquant dans le...) (montre), ou par un balancier (pendule).
  • Moteur à élastique de modèle réduit ou de jouet;
  • Ressort de montre ou chronomètre (Un chronomètre désigne une montre, c'est-à-dire un instrument horaire muni d'un système servant à mesurer le temps de manière précise, avec une grande...) mécanique;
  • Horloge à balancier;
• La chute d'un poids (Le poids d'un corps nu ou force de pesanteur est la force exercée sur un corps (de masse m) immobile dans le référentiel terrestre (c’est-à-dire, lié à...) dans un champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) de gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.) (pendule) :
  • Horloge à poids;
  • Moteur d'entraînement de lentille de phare.

Tous ces systèmes peuvent être considérés comme des moteurs à inertie.

En revanche les dispositifs suivants ne sont que des organes de transmission de force :

• Poulie;
• Cabestan;
• Moufle;
• Trébuchets.

Moteur chimique sans combustion

Dans ces moteurs, une réaction chimique est exploitée directement pour produire du travail ou du mouvement ; la chaleur est un sous-produit (utile ou nuisible, selon le cas).

• flagelle et Cil vibratile
• muscle
• moteur moléculaire

Moteur électrique

• Moteur rotatif
• Moteur ionique (Un moteur à ions est un moteur qui produit sa force de propulsion en projetant des ions à très haute vitesse.)
• Moteur linéaire
• Électroaimant (Un électro-aimant est un organe électrotechnique produisant un champ électromagnétique lorsqu'il est alimenté en électricité. Il est constitué d'un bobinage et souvent d'une pièce en matériau ferromagnétique doux appelé circuit magnétique. Quand le...)

Moteurs à pression (La pression est la force exercée sur une surface donnée.)

Ces moteurs utilisent comme source de mouvement la différence de pression entre deux sources.

Isotherme

Les moteurs isothermes transforment une puissance hydraulique (L'hydraulique désigne la branche de la physique qui étudie les liquides. En tant que telle, les champs d'investigation qu'elle propose regroupent plusieurs domaines :) (pression * débit) en puissance mécanique (force * vitesse). Le cycle du fluide (Les fluides sont des milieux parfaitement déformables. On regroupe sous cette appellation les gaz qui sont l'exemple des fluides compressibles, et les liquides, qui sont des fluides peu compressibles. Dans certaines conditions (températures...) se fait théoriquement à température (La température d'un système est une fonction croissante du degré d'agitation thermique des particules, c'est-à-dire de son énergie thermique. Elle est...) constante, à l'inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de composition interne · notée multiplicativement, est un...), ce sont alors des pompes ou des ventilateurs.

• Rotatif :
  • Turbine ;
  • Moulin (Un moulin, du latin molinum issu de mola meule, est une machine destinée à moudre les grains de céréale en farine.) à vent ;
  • Éolienne ;
  • Moteur à air comprimé ;
  • Moteur hydraulique.
• Linéaire :
  • Vérin (Un vérin est un tube cylindrique (le cylindre) dans lequel une pièce mobile (le piston) sépare le volume du cylindre en deux chambres isolées l'une de...) pneumatique ;
  • Vérin hydraulique.

Moteur thermique (Le thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de chaleur ou de froid, et des transferts de chaleur suivant différents phénomènes physiques, en particulier...)

La pression haute peut être obtenue par chauffage (Le chauffage est l'action de transmettre de l'énergie thermique à un objet, un matériau, un être vivant pour lui procurer du confort.) (production de chaleur par combustion d'un carburant, l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble, désigne intuitivement une collection d’objets (que l'on appelle éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise...) pouvant alors constituer une machine à combustion externe ou interne :

• Moteur à combustion externe : ce type de moteur peut utiliser toute source de chaleur , pas seulement celle issue d'une combustion :
  • Machine à vapeur
  • moteur à air chaud
    • moteur Ericsson
    • moteur Stirling (Le Moteur Stirling est un moteur à combustion externe, le fluide principal est un gaz à une modeste pression et est soumis à 4 cycles : chauffage, détente, refroidissement...)
• Moteur à combustion interne :
  • Moteur à explosion (Une explosion est la transformation rapide d'une matière en une autre matière ayant un volume plus grand, généralement sous forme de gaz. Plus cette transformation s'effectue rapidement, plus la matière résultante se trouve...)
  • Propulsion à réaction (La propulsion à réaction est une technique permettant de faire avancer un véhicule. Elle est basée sur le principe d'action-réaction de Newton. La force propulsive est en fait issue de la conservation de la quantité de mouvement du système global...)
    • Aérobies (utilisation de l'oxygène de l'air)
      • turboréacteur (Le turboréacteur est une turbomachine produisant une poussée par réaction.)
      • statoréacteur (Le statoréacteur (en anglais ramjet) est le plus simple des moteurs à réaction, il ne comporte aucune pièce mobile (stato pour statique). Il fut inventé par René Lorin en 1912.)
      • pulsoréacteur (Le pulsoréacteur est un moteur à réaction cyclique, breveté indépendamment en Allemagne et en France en 1930, et développé spécialement pour la bombe volante allemande V1 durant la Seconde Guerre mondiale.) et moteur à ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière.) de détonation pulsées
    • Anaérobies (utilisation d'un comburant (Un comburant est un corps chimique qui a pour propriété de permettre la combustion d'un combustible. Le principal comburant est le dioxygène.) embarqué)
      • moteur-fusée (Les moteurs-fusées sont des moteurs à réaction utilisés sur les fusées, dont certains sont prévus pour fonctionner aussi bien dans, que hors de l'atmosphère...)