Comment fonctionne un moteur essence ?

La plupart d’entre vous, qui nous lisez au quotidien ou un peu moins souvent, êtes sûrement des passionnés, amoureux des automobiles et probablement de tout ce qui roule et se déplace grâce à la force fournie par un moteur, surtout s’il est à essence, j’en suis certain.

Aujourd’hui, j’aimerais, le temps d’un instant, changer des actualités habituelles dont nous parlons ici, chez Highmotor, pour proposer une petite introduction douce, sans entrer dans des sujets plus pointus, sur ce que nous aimons tous : le fonctionnement élémentaire d’un moteur essence. Après avoir lu les paragraphes suivants, vous comprendrez sûrement mieux les propulseurs que nous aimons tant.

Pour commencer, nous prendrons comme base un moteur essence à cycle Otto, à quatre temps et atmosphérique. En quelques mots, on peut dire qu’un moteur à combustion interne alimenté à l’essence utilise l’explosion du carburant et de l’air, provoquée par une étincelle, pour dilater le gaz en poussant le piston de haut en bas, créant un mouvement qui atteindra plus tard les roues et les fera tourner.

On peut dire que c’est un bon résumé de ce qui suit. Les moteurs essence sont de deux types : à deux temps et à quatre temps. Les premiers étaient montés autrefois et aujourd’hui ne sont utilisés que sur les motos de cross ou les cyclomoteurs de 50 cm³. Les seconds équipent tous les moteurs essence des voitures actuelles et, comme leur nom l’indique, fonctionnent en quatre temps : admission, compression, explosion et échappement.

Procédons par étapes, car même si c’est simple, il faut bien le comprendre pour savoir plus tard comment bien préparer un moteur, etc.

Admission : L’air de l’atmosphère, d’où le mot atmosphérique, entre par le papillon et, via le collecteur d’admission, est dirigé vers la culasse où il atteindra plus tard la chambre de combustion, mélangé à l’essence, pendant que le piston se trouve à sa position la plus haute. Le carburant parvient à cette partie du cylindre grâce aux injecteurs.

Compression : Une fois le mélange d’essence et d’air arrivé dans le cylindre, le piston commence à descendre jusqu’à son point le plus bas, tandis que les soupapes d’admission se ferment. Sous l’effet de la descente du piston, celui-ci remonte en comprimant le mélange, ce qui élève la température à l’intérieur du bloc et peut provoquer une explosion non contrôlée, avec les conséquences que cela aurait à long terme (détonation).

Explosion : Une fois le piston en haut, les soupapes fermées et le mélange comprimé au maximum, la bougie, qui n’est qu’une résistance qui s’allume et s’éteint lorsque le calculateur le décide, fait exploser l’essence et l’air, ce qui fait redescendre le piston très fortement jusqu’à sa position la plus basse. Cette force, le couple moteur, est celle qui nous sert ensuite à mesurer les performances du moteur.

Avant de passer au dernier temps, je voudrais préciser que ce qui provoque réellement l’explosion n’est pas l’essence mais l’oxygène présent dans la chambre de combustion. La goutte d’essence qui arrive dans le cylindre ne fait que permettre à l’oxygène d’exploser. C’est pourquoi on parle de mélange pauvre ou riche. Le mélange est pauvre lorsqu’il y a une forte concentration d’air et peu d’essence, et il est riche dans le cas inverse. Le premier cas fera rouler la voiture beaucoup plus vite, mais en contrepartie il entraîne une hausse de la température du moteur ; on peut donc dire que la quantité d’essence introduite dans le cylindre sert à contrôler la température de celui-ci.

Échappement : La dernière phase se produit une fois l’explosion réalisée et le piston redescendu une seconde fois. À ce moment, l’arbre à cames commence à ouvrir les soupapes d’échappement afin de laisser sortir par le collecteur d’échappement, puis par le tuyau d’échappement, les gaz produits par cette explosion.

Le mouvement du piston se transforme en mouvement des roues grâce au vilebrequin, auquel est relié la bielle, elle-même reliée au piston. En résumé, voilà le fonctionnement d’un moteur essence atmosphérique classique à quatre temps. Nous verrons plus tard comment augmenter la puissance, les différentes préparations que l’on peut apporter au moteur et la suralimentation.