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 multitude d'outils mobiles (tronçonneuse, tondeuse à gazon) ainsi que pour des installations fixes (groupe électrogène, pompe).
Le terme moteur à explosion, consacré par l'usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) est impropre car il ne rend pas compte de tous les phénomènes se produisant dans ces moteurs, pour lesquels la dénomination à combustion interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la...) est nettement plus adéquate.
La détonation (Une détonation est une onde de combustion extrêmement violente, qui se propage à une...), forme particulière d'une explosion (vitesse du front de flamme (Le feu est un phénomène complexe qui se propage. La flamme est le lieu où se...) supérieur au km/s), a parfois lieu, mais c'est un défaut (sauf lors du démarrage de la combustion des moteurs Diesel). Normalement c'est une déflagration (Une déflagration est l'ensemble des phénomènes consécutifs au passage rapide...) qui se produit au sein de ces moteurs.
Il se différencie du moteur Diesel (Fruit des travaux menés par l'ingénieur allemand Rudolf Diesel entre 1893 et 1897, le...) car il nécessite, contrairement à ce dernier, une étincelle pour le déclenchement de la combustion du mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses...).
Nous emploierons Diesel en préservant la majuscule initiale du nom propre donc plutôt que diesel.
Tous les moteurs utilisant comme carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme...) de l'essence, ou de l'alcool, voire un gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et...) (GPL) ou autre, dont le déclenchement de la combustion est dépendant d'une source d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) externe (bougie, trembleur...)
Ces moteurs transforment l'énergie potentielle chimique stockée dans un carburant en travail (énergie mécanique) grâce à des combustions très rapides, d'où le terme d'explosions. Ils sont constitués d'un ou plusieurs cylindres confinant les combustions. Dans chaque cylindre (Un cylindre est une surface dans l'espace définie par une droite (d), appelée...), un piston coulisse en un mouvement rectiligne alternatif. Mouvement transformé en rotation, par l'intermédiaire d'une bielle reliant le piston au vilebrequin (assemblage de manivelles sur un axe). Chaque cylindre est fermé par une culasse munie d'au moins deux soupapes. L'une d'elle permet de relier le cylindre au collecteur d'admission, et l'autre au collecteur d'échappement.
Son cycle (de fonctionnement) se décompose analytiquement en quatre temps (ou phases). Le mouvement du piston est initié par la combustion (augmentation rapide du volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension...) des gaz) d'un mélange de carburant et d'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et...) (comburant) qui a lieu durant le temps moteur. C'est le seul temps produisant de l'énergie, les trois autres temps en consomment mais le rendent possible.
Le piston se déplace pendant le démarrage grâce à une source d'énergie externe (souvent un démarreur (Le démarreur est un moteur électrique auxiliaire alimenté par la batterie d'accumulateurs et...) ou lanceur : un moteur électrique est couplé temporairement au vilebrequin) jusqu'à ce qu'au moins un temps moteur produise une force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un...) capable d'assurer les trois autres temps avant le prochain temps moteur. Le moteur fonctionne, dès lors, seul et produit un couple sur son arbre (Un arbre est une plante terrestre capable de se développer par elle-même en hauteur, en...) de sortie.
Voici une description des cycles successifs d'un moteur à quatre temps :
Le premier moteur à deux temps fut imaginé et réalisé par Jean-Joseph Étienne Lenoir (Jean-Joseph Étienne Lenoir (Mussy-la-Ville, Belgique, 12 janvier 1822 - La Varenne-Saint-Hilaire,...) en 1860. Il fonctionne selon le cycle de Lenoir.
Les moteurs " deux temps " respectent le cycle de Beau de Rochas en utilisant les deux côtés du piston : la partie supérieure pour les phases de compression et de combustion et la partie inférieure pour assurer le transfert des gaz d'admission (et par voie de conséquence, d'échappement). Ils épargnent ainsi les mouvements (donc latences, frottements…) de deux cycles non producteurs d'énergie et produisent davantage de couple et de puissance.
Les moteurs " deux temps " permettent de bénéficier théoriquement du double de travail par cycle (un temps moteur par tour de vilebrequin, au lieu d'un temps moteur pour deux tours de vilebrequin pour le moteur quatre temps). Cependant l'étanchéité (L'étanchéité est le résultat de l'interdiction d'un passage. Ce terme général peut être...) demeure difficile à assurer et certains effets de l'emplacement de canaux de transfert de gaz (admission et échappement) limitent le gain pratique à 70 % du travail.
Les principaux avantages de ces moteurs sont :
Les principaux inconvénients des moteurs deux temps sont :
Pour ces différentes raisons, les moteurs deux temps économiques à carburateurs sont en voie de disparition, car ils polluent beaucoup plus que des moteurs quatre temps équivalents (tondeuses à gazon, tronçonneuses, vélomoteurs, moteurs hors-bord (Un moteur hors-bord est un système de propulsion utilisé sur des bateaux. Il contient en un seul...), petits groupes électrogènes, motoculteurs, véhicules de modélisme…).
Le développement de moteurs quatre temps à forte densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la...) de puissance paraît donc nécessaire… aux services marketing (Le marketing (on utilise aussi parfois — dans 7% des cas, d'après les chiffres donnés par...), mais pas aux bureaux d'étude !
Les émissions de polluants des moteurs 2 temps et le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) élevé de ces moteurs rendent nécessaire l'application de normes de réduction de pollution.
Toutefois, les moteurs deux temps présentent encore un fort potentiel dans des secteurs spécifiques, par exemple celui des très grandes puissances (propulsion marine ou production électrique) où des diesels deux temps dits " moteurs lents " délivrent plus de 95 000 chevaux avec un excellent rendement (50 %).
Ce sont des moteurs comptant cinq à quatorze cylindres en ligne dont le diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre...) atteint un mètre (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du...) de diamètre et la course (Course : Ce mot a plusieurs sens, ayant tous un rapport avec le mouvement.) jusqu'à trois mètres. La vitesse (On distingue :) de rotation de leur arbre est d'environ 120 tours/minute. Leurs principales qualités sont la fiabilité et la faible consommation mais leur encombrement (ils occupent trois étages de la plupart des navires équipés) est toutefois parfois gênant, tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) comme celui de leurs homologues quatre temps.
Une évolution très prometteuse mais encore rare sur le marché se poursuit depuis l'an 2000 dans ce domaine avec le système d'injection directe Orbital appelé Common rail en anglais (HDI Peugeot (Peugeot est une marque de constructeur automobile français fondée par Armand Peugeot de la...), DITECH Aprilia (Aprilia est un constructeur italien de motocyclettes basé à Noale, près de Venise....), PUREJET Piaggio, KDI Kymco, DI Suzuki Katana (La Katana est une moto produite par le constructeur japonais Suzuki.), etc.), qui optimise leur fonctionnement tout en diminuant la pollution de 80 % et la consommation de 40 à 50 %.
Les défauts du moteur à combustion interne classique, dont son rendement, ses vibrations et la difficulté de sa dépollution, ont suscité de nombreuses propositions alternatives. Beaucoup sont restées à l'état de dessins ou de maquettes, certaines ont données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) des prototypes fonctionnels, et quelques rares des productions industrielles.
La plus connue, utilisée notamment dans les automobiles, est celle du moteur à piston rotatif (Le moteur à piston rotatif est un moteur à combustion interne dans lequel l'élément moteur est...), notamment le moteur Wankel (Le moteur Wankel (/[vɑ̃kɛl]/) est un moteur à piston rotatif décrivant...).
Pour l'instant, aucune autre solution ne semble devoir détrôner le moteur à pistons avec son vilebrequin et ses soupapes...
La cylindrée d'un moteur est le volume total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un...) (tous cylindres) déplacé durant un cycle. Elle est calculée à partir du diamètre d'un cylindre (l'alésage), de la distance parcourue par un piston (la course) et, du nombre de cylindres.
La puissance développée (En géométrie, la développée d'une courbe plane est le lieu de ses centres de...), souvent exprimée par une courbe de puissance moteur (On peut observer ici une courbe de puissance d'un moteur à explosion à tous les régimes.), doit être mesurée selon certaines normes définissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) et de pression. Elle est toujours supérieure à la puissance réellement disponible aux roues pour un véhicule (Un véhicule est un engin mobile, qui permet de déplacer des personnes ou des charges d'un...) du fait des pertes dans la transmission. L'unité légale utilisée est le kW mais souvent accolé au cheval-vapeur (Le cheval-vapeur est une unité de puissance ne faisant pas partie du Système...) (ch).
Le couple maximal exercé sur l'axe. L'unité légale utilisée est le kN*m mais le kg*m reste courant. La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation (attention, pour obtenir des watts, il faut multiplier des N*m par la vitesse en radians par seconde !).
La vitesse maximale de rotation généralement exprimée en tours par minute ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un acte. ...).
La puissance spécifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindrée (volume de gaz contenus après le cycle d'admission). Elle est souvent exprimée en la rapportant au litre (Le litre (du grec λίτρα lítra, ancienne mesure de capacité...) de cylindrée. Un moteur de 500 cm³ développant 33 ch présente ainsi un rendement de puissance de 66 ch au litre tandis qu'un 3 000 cm³ développant 120 ch n'en offre que 40. L'augmentation de la puissance spécifique est d'autant plus aisée que la cylindrée unitaire diminue (donc que le nombre de cylindres augmente) puisque la puissance augmente avec le régime. Or, un moteur de forte cylindrée unitaire fonctionnant rapidement développe des moments mettant l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...), en particulier le piston, à rude épreuve et, donc menace sa fiabilité.
La puissance massique est un rapport entre la puissance développée et la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) du moteur. Dans le cas d'un moteur à poste fixe, elle n'exprime le plus souvent rien d'utile, mais les constructeurs d'aéronefs lui accordent par contre une grande importance.
Le taux de compression d'un moteur exprime le rapport entre le volume laissé dans l'un de ses cylindres au point mort bas et au point mort haut (En mécanique avec un dispositif utilisant un piston alternatif (moteur à explosion ou...). Plus il est élevé plus le mélange est comprimé donc plus l'explosion sera forte, donc difficile à gérer (choc mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes...), température…) mais plus le rendement du moteur sera élevé : voir l'étude thermodynamique (On peut définir la thermodynamique de deux façons simples : la science de la chaleur...).
Les combustions répétées surchauffent les pièces en contact (piston, cylindre, soupape) et se diffusent sur l'ensemble des pièces mécaniques du moteur. Il faut donc les refroidir sous peine de destruction. Pour un bon fonctionnement, les moteurs à explosion ont besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est...) d’une température régulière et adaptée.
En 1875 le français Alexis de Bischop utilise l'air pour le refroidissement. Son moteur sans compression préalable, de type mixte, comportait un cylindre entouré d'ailettes métalliques augmentant ainsi la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) en contact avec l'air.
Ce type de refroidissement est surtout utilisé pour les moteurs équipant les vélomoteurs et motocyclettes de faible cylindrée, mais aussi sur des automobiles, comme certaines Porsche (Porsche AG est un constructeur de voitures de sport fondé en 1931 par Ferdinand Porsche,...), GS, la 2CV ou la Coccinelle. Le refroidissement par air est aussi la norme (Une norme, du latin norma (« équerre, règle ») désigne un...) pour les moteurs à pistons équipant les avions.
Le refroidissement à air a longtemps été la référence pour les moteurs de motocyclette (Une motocyclette, également appelée par son apocope moto, est un véhicule...) (même s'il a toujours existé des moteurs de motocyclette à refroidissement liquide), mais les problèmes entraînés par le haut rendement de ces moteurs (casses, usure prématurée) ont conduit à la quasi généralisation (La généralisation est un procédé qui consiste à abstraire un ensemble de...) du refroidissement liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...), malgré les avantages spécifiques pour la motocyclette du refroidissement à air (encombrement, poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la...), simplicité, prix).
Il peut être optimisé par l'utilisation d'un ventilateur, dont la présence ne révèle toutefois pas toujours un refroidissement à air, car il dissipe parfois la chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent :...) du radiateur d'un système de refroidissement liquide.
C'est l'anglais Samuel Brown qui inventa le refroidissement du moteur par de l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) afin d'améliorer les performances du refroidissement. Dans son moteur, l'eau entraînée par une pompe circule autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne...) des cylindres entourés d'une chemise, l'eau est refroidie par contact direct avec l'air ambiant.
Le dispositif de radiateur à buses (en allemand : Düsenkühler) est un échangeur de chaleur dans lequel l'air en se réchauffant génère une certaine poussée (En aérodynamique, la poussée est la force exercée par le déplacement de l'air...). Cet effet est créé par l'introduction de l'air dans le refroidisseur au travers de fentes minces orientées dans le sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but...) du déplacement ( En géométrie, un déplacement est une similitude qui conserve les distances et les angles...) du véhicule où il se dilate en se réchauffant et sort par une buse dans le sens inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de...) au déplacement. Le système ne génère aucune poussée lorsque le véhicule est immobilisé. Ce principe de refroidissement a été mis en œuvre sur les avions à moteur refroidi par eau.
Le brevet de ce dispositif a été déposé en 1915 par Hugo Junkers.
Tout les moteurs à combustion interne utilisent déjà un liquide pour la lubrification des pièces en mouvement, l'huile qui circule, propulsée par une pompe, il suffit donc de faire circuler ce liquide dans les zones les plus chaudes et, surtout, d'en assurer le refroidissement correct.
Tous utilisent plus ou moins le refroidissement par huile : carter d'huile bas moteur ventilé, parfois muni d'ailettes, un petit radiateur d'huile.
Ou d'une manière plus déterminante. Exemple: certaines motos à 4 cylindres de marque Suzuki utilisent un refroidissement mixte air-huile, avec un gros radiateur d'huile.
Avantages : les canalisations, pompe, radiateur indépendant et liquide, spécifiques au refroidissement deviennent inutiles. Cela permet un net gain de poids et une plus grande simplicité de conception.
Inconvénients : l'huile transporte moins bien la chaleur que l'eau et les spécificités de ces huiles les rendent plus coûteuses pour l'utilisateur. De plus, le graissage du moteur est moins performant (à isopérimètre) car il y a des pertes de charges dues à la circulation dans le radiateur d'huile.
Voir les articles détaillés:
Les moteurs à explosion exigent une maintenance régulière de leurs différents organes.
Le premier brevet concernant un moteur à explosion a été déposé par le Suisse François Isaac de Rivaz (François Isaac de Rivaz, dit Isaac de Rivaz, de nationalité suisse, né à Paris le 19 décembre...) le 30 janvier 1807.
Panhard (Panhard fut un constructeur français dont l'activité « automobile » a été arrêtée en 1967...) et Levassor, dès 1896, engagent un " quatre cylindres en ligne " sur l'épreuve Paris-Marseille-Paris. Deux ans plus tard, les multicylindres (à quatre cylindres) gagnent les grosses voitures (Une automobile, ou voiture, est un véhicule terrestre se propulsant lui-même à l'aide d'un...) et, progressivement, se généralisent à l'ensemble de la gamme, devenant, en quelque sorte, l'archétype mondial pour les voitures courantes de moyennes et basses gammes.
Une première variante, le quatre cylindres en V, fait son apparition en course à la charnière des deux siècles, sur des modèles Mors et Ader. Quelques années plus tard, cette solution séduit Peugeot et Ariès pour leurs modèles courants d'avant 1914. Beaucoup plus tard, à partir de 1962, Ford (Ford Motor Company, généralement appelée simplement Ford, est un constructeur automobile...) en fera une large utilisation, mais aussi Matra et SAAB (Saab est le nom d'un constructeur aéronautique et d'un constructeur automobile suédois....).
Deuxième variante, le quatre cylindres (en ligne) couché, que l'on trouve en compétition chez Amédée Bollée (Amédée Bollée père (1844-1917) est un fondeur de cloche et un inventeur français spécialisé...) (1898/99) (premier moteur à quatre cylindre monobloc (les autre moteurs quatre cylindres à l'époque étaient des bicylindres ou des monocylindres accouplés)) et chez Wolseley et Winton (1903). On l'a trouvée sur les motocyclettes BMW (Bayerische Motoren Werke AG Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft.ogg ou BMW (en...) série K et sur les Peugeot 104 (La 104 est une petite voiture française construite par Peugeot.) - 205, mais aussi sur les véhicules utilitaires ou monospace (Un monospace, aussi appelé monovolume, mini-fourgonnette (Canada francophone) ou MPV (Multi...) optant pour la solution " moteur sous le plancher ".
Troisième variante, le quatre cylindres à plat boxer. C'est un quatre cylindres en V ouvert à 180°. Emblématique, dans sa version refroidissement à air, des " coccinelles " de Volkswagen (Volkswagen est une marque automobile allemande appartenant au groupe Volkswagen AG. L'actuel...). Cette architecture (L’architecture peut se définir comme l’art de bâtir des édifices.) a le grand avantage de faire bénéficier le véhicule qu'il motorise d'un centre de gravité (Le centre de gravité est le point d'application de la résultante des forces de...) assez bas. Une version musclée et turbocompressée équipe actuellement les Subaru (Subaru est un constructeur automobile japonais, né en 1956, et faisant partir du groupe Fuji Heavy...) Impreza qui sont de redoutables concurrentes du championnat du monde (Le mot monde peut désigner :) des rallyes WRC.
Mais la course — où l'on recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) la vitesse — est exigeante en matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) de puissance, surtout quand il s'agit de courses de côte. D'où la tentation d'augmenter le nombre de cylindres.
La marque néerlandaise Spyker (Spyker est un constructeur automobile néerlandais fondé en 1914, à l'origine l'entreprise était...) avait présenté un modèle 6 cylindre en 1903[1]. Un modèle Chadwick aux États-Unis franchit le pas en 1907 pour la course de côte (La course de côte (ou simplement "la côte" dans le jargon) est une discipline de sport automobile...) de Fairmont. L'année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié...) suivante, cette fois en Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un...), Rolls-Royce fait de même pour la course Londres-Edimbourg, en faisant appel à des six cylindres. La transposition aux modèles courants est quasi-immédiate pour les voitures de sport et de luxe. En Europe, c'est le cas pour Delaunay-Belleville, Napier, Mercedes, aux États-Unis pour Marmon. Plus tard, à partir de 1927, on trouvera des six cylindres (presque toujours en ligne) sur un grand nombre de modèles non sportifs, même pour des cylindrées modestes. L'atout principal de cette solution étant la souplesse de fonctionnement du moteur.
Dans le monde de la motocyclette, le 6 cylindres restera rare. On le trouve en compétition, en particulier chez Honda dans les années 1960 (moteur en ligne) ou chez Laverda en endurance (L'endurance est la capacité de maintenir dans le temps un certain niveau d'intensité...) (moteur en V). Les moteurs de plus de 4 cylindres seront interdits en compétition. Sur les véhicules de tourisme (Le tourisme est le fait de quitter son domicile, pour des raisons personnelles, pour une durée...), on trouvera essentiellement la Honda 1000 CBX (moteur à 24 soupapes refroidi par air) la Kawasaki Z 1300 (Les Z 1300 sont d'anciennes automotrices électriques de banlieue de la Compagnie de...) (moteur à 12 soupapes refroidi par eau) et, plus marginalement, chez Benelli avec une 750, puis une 900. En 2006, Honda propose toujours à son catalogue un modèle 6 cylindres à plat, la GoldWing.
Une nouvelle étape est franchie quand on passe au " huit cylindres ". Ader (France) ouvre la voie en 1903 pour le Paris-Madrid, avec une unité à huit cylindres en V. La même année, apparaissent, toujours pour la compétition, des huit cylindres en ligne.
Les moteurs d'avion des années 30 et 40 répondent à la demande sans cesse croissante de puissance. Les moteurs courants sont des V-12 ou des moteurs en étoile de 1 à 4 rangées de 7 à 9 cylindres, soit 28 cylindres à la fin de la guerre pour les Whright développant 3500 cv, remplacés par les réacteurs.
Les États-uniens, grands amateurs de grandes automobiles et sans souci du prix de l'essence, démocratisèrent les gros V8 au couple très élevé et aux vitesses de rotation assez lentes.
Les constructeurs des monoplaces de F1 utilisèrent pendant longtemps des V8 de 3 litres de cylindrée, dont le fameux Ford Cosworth. Dans les années 1990, c'est la structure V10 (Un V10 est un moteur dans une configuration en V qui a 10 cylindres.) qui aura la faveur des motoristes de F1. Même l'écurie Ferrari ( Automobiles et motos Ferrari, constructeur automobile italien dont le nom provient de son...), très attaché aux 12 cylindres en V, se pliera aux lois de cette formule. Depuis l'année 2004 les instances sportives (FIA) ont imposées un retour au V8 avec des contraintes de fiabilité plus importante que par le passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble...).
En 2006, les structures V10, V12 et à 16 cylindres sont réservées aux véhicules à tendance sportive.
Mais, comme toutes choses sur cette terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...), les moteurs à explosion n'ont pas que des avantages.
Parmi toutes les modifications améliorant le fonctionnement, on peut citer l'ajout d'eau ou de vapeur d'eau dans le mélange gazeux. Voir pour cela deux liens : Moteur à eau (Cet article traite du terme de moteur à eau.), (en particulier la partie Moteur à eau: L'eau comme additif dans le carburant), et l'article dédié Injection d'eau dans les moteurs
Appelé moteur VCR (Variable Compression Ratio).
Meilleure est la compression du mélange air/carburant, meilleur est le rendement. Cependant, trop compressé, le mélange s'auto-enflamme, ce qui entraîne un phénomène de cliquetis. Une solution à ce problème consisterait à varier dynamiquement le volume de la chambre de combustion (Une chambre de combustion est une enceinte capable de résister à des changements de pression et...). En effet, en ville (Une ville est une unité urbaine (un « établissement humain » pour...) par exemple, le moteur fonctionne souvent au ralenti, très loin de sa charge optimale et, donc avec un mauvais rendement, que l'on peut constater par une consommation élevée. D'où l'intérêt d'adapter le volume de la chambre de combustion entre faible charge et de fortes sollicitations.
Déjà en 1928, Louis Damblanc (Louis Damblanc, (29 juin 1889-1969), est le constructeur de la première fusée à étage du monde.) dépose un brevet pour moteur à compression variable. Après Volkswagen en 1987, c'est Saab qui dépose en 1990 son brevet et teste son moteur sur 100 000 km, avant de l'abandonner pour bruit (Dans son sens courant, le mot de bruit se rapproche de la signification principale du mot son....) et vibrations excessives.
L'idée de MCE-5, fondé par Vianney Rabhi est de faire varier le volume de la chambre de combustion en faisant varier la hauteur du piston dans l'axe du cylindre grâce à une roue (La roue est un organe ou pièce mécanique de forme circulaire tournant autour d'un axe passant par...) dentée et une crémaillère, avec un calcul électronique de la position optimale. Le VCR est particulièrement intéressant couplé avec un turbocompresseur, ce moteur imposant un faible taux de compression sur un moteur classique, alors qu'avec le VCR le taux de compression restera optimal. Parmi ses avantages, le VCR accepte plusieurs types de carburant (gaz…) et les gaz d'échappement étant plus chauds, le pot catalytique (Le pot catalytique ou catalyseur est une amélioration récente du pot d'échappement...) monte plus vite en température.
Il reste néanmoins à régler des problèmes de poids, de tenue mécanique et des questions de coûts industriels. Mais son industrialisation à l'horizon (Conceptuellement, l’horizon est la limite de ce que l'on peut observer, du fait de sa propre...) 2015-2020 reste très possible, surtout en cas de forte hausse du prix des carburants. Une adaptation du VCR est possible, mais semble peu pertinente en termes économiques.