Contribution à l'étude de la conversion d'un moteur à combustion interne lent en moteur à combustion interne rapide(diesel cas classique)

CHAPITRE III : LES ELEMENTS CONSTITUTIFS D'UN MCI

En général, les organes constitutifs d'un moteur sont divisés en trois grandes catégories :

? Organes fixes

? Organes mobiles

? Organes auxiliaires

III.1 Les organes fixes

III.1.1 Le bloc moteur

C'est la pièce maitresse du moteur et est généralement coulée en fonte. Il constitue le bâti du moteur dont la partie intérieure est usinée pour former les cylindres ou les logements de chemises s'il s'agit d'un moteur à chemises rapportées.

Sa partie supérieure est dressée pour former le plan de joint : la culasse vient, en effet s'appuyer sur le plan de joint supérieur pour coiffer les cylindres. Il reçoit l'ensemble des organes du moteur : équipements d'injection, vilebrequin, auxiliaires électriques....

Figure 6 : bloc moteur

III.1.2 La culasse

Elle est disposée à l'extrémité supérieure du cylindre, elle renferme le cylindre et constitue la chambre de combustion. Elle comporte les éléments de distribution, l'injecteur, les soupapes. Très fortement sollicitée du point de vue thermique, des chambres d'eau sont nécessaires à son refroidissement.

Mémoire de fin d'études en vue de l'obtention du diplôme grade Master

14

Figure 7 : La culasse

III.1.3 Le joint de culasse

Généralement constitué, de deux feuilles de cuivre enserrant une feuille d'amiante, ou réduit quelques fois à sa plus simple expression : une simple feuille de cuivre, le joint de culasse assure l'étanchéité entre la culasse et le bloc cylindre.

Figure 8 : Le joint de culasse

III.1.4 Les carters

Ce sont les couvercles qui couvrent ou ferment les différentes faces du moteur.

On distingue :

- Le carter inferieur : c'est une pièce en forme de cuvette qui abrite le vilebrequin et les tète de bielle et qui contient la réserve d'huile de graissage. En général, il est en tôle emboutie. Il peut être en alliage léger moulé avec nervures extérieures pour assurer un bon refroidissement de l'huile échauffée par son passage dans le moteur.

- Le carter de distribution : pratiquement la distribution est matérialisée par une liaison mécanique entre le vilebrequin et l'arbre à cames. Cette liaison est protégée par un carter étanche en tôle ou en alliage léger, appelé le carter de distribution.

Mémoire de fin d'études en vue de l'obtention du diplôme grade Master

15

- Le couvre-culasse : ce carter ferme la culasse des moteurs à soupapes en tête. Son intérêt est lié au fait que sa disposition permet l'opération d'atelier : réglages des soupapes.

C'est un couvercle de protection étanche par joint comme le carter inferieur.il est parfois en alliage léger.

III.2 Les organes mobiles

III.2.1 La soupape

La soupape a pour but d'établir ou d'interrompre la communication à l'intérieur du cylindre avec le carburateur ou avec l'air libre. Elle est en acier nickel, métal très résistant, inoxydable. Elle se compose en deux parties : le clapet ou champignon et la tige ou queue.

- le clapet assure la fermeture de l'orifice qui joue le rôle au niveau de l'étanchéité ; -la tige sert pour le guidage

Figure 9 : La soupape

III.2.2 Le piston

Il est animé d'un mouvement rectiligne alternatif, réalisé en général en alliage d'aluminium. La tête de piston forme une partie de la chambre de combustion. A ce titre, elle est quelques fois creusée de cavités destinés à créer une turbulence favorable à la combustion.

Dans la partie haute du piston, il y a 3 ou 4 segments tels que : le segment de feu, les segments d'étanchéité et les segments racleur dont l'un est souvent disposé plus bas que l'axe du piston.

Mémoire de fin d'études en vue de l'obtention du diplôme grade Master

16

Figure 10 : Le piston

III.2.3 La bielle

La bielle assure la liaison entre le vilebrequin et le piston, c'est-à-dire elle permet la transformation du mouvement rectiligne alternatif du piston en mouvement circulaire continu du vilebrequin. Il est réalisé en acier forgé, et elle doit pouvoir résister à des efforts de compression très élevés.

Figure 11 : La bielle

III.2.4 Les coussinets

Les coussinets sont constitués de demi-coquilles démontables, recouverts d'une couche de métal antifriction (aluminium-étain), ils réalisent les contacts entre le palier du vilebrequin et la tête de bielle.

Figure 12 : Les coussinets

Mémoire de fin d'études en vue de l'obtention du diplôme grade Master

17

III.2.5 L'arbre moteur

L'arbre moteur est constitué du vilebrequin et du volant moteur, il transmet sous la forme d'un couple l'énergie développée lors de la combustion. La régularisation et l'équilibrage de rotation du vilebrequin sont réalisés par le volant moteur. Le vilebrequin est réalisé avec soin tout particulier, acier au nickel chrome, usinage de précision des parties tournantes, traitement thermiques, équilibrage font que le vilebrequin, pièce maitresse du moteur, en constitue l'un des éléments les plus onéreux.

III.2.6 Arbre à cames

Un arbre à came est un dispositif mécanique permettant de transformer un mouvement rotatif en mouvement longitudinal.

L'arbre à cames ou aussi arbre de distribution est l'une des pièces essentielles du moteur à combustion interne car il permet de commander l'ouverture des soupapes. Il s'agit d'un arbre entrainé par des pignons, une chaine ou une courroie crantée.

Figure 13 : Arbre à cames

III.3 Les organes auxiliaires

-Organe de distribution : répartiteur d'admission, soupape, collecteur d'échappement ;

-Organe d'alimentation : pompe, filtre, tuyau d'alimentation, etc... -Organe d'injection : injecteur et pompe d'injection

-Organe de régulation : régulateur, système d'injection

-organe de refroidissement et de graissage

Mémoire de fin d'études en vue de l'obtention du diplôme grade Master

18