Le moteur à cycle quatre temps est un moteur à combustion interne qui utilise quatre courses du piston pour compléter un cycle de combustion complet. C’est le type de moteur à combustion interne le plus courant, principalement utilisé dans les véhicules à essence. Si vous vous demandez comment fonctionne un moteur à cycle quatre temps et quels en sont les avantages et les inconvénients, plongez dans cet aperçu détaillé.

Composants d'un moteur à cycle quatre temps

Voici les principales parties d'un moteur à cycle quatre temps :

Piston

Le piston est l’élément clé qui effectue des mouvements de va-et-vient dans le cylindre. Ce mouvement produit la puissance nécessaire au moteur et initie la combustion. Quatre courses distinctes dans le cylindre complètent un cycle de quatre temps. Les segments de piston assurent l’étanchéité entre le cylindre et le piston, garantissant ainsi une combustion efficace.

Vilebrequin

Le vilebrequin convertit le mouvement de va-et-vient du piston en mouvement rotatif. C’est un composant vital du moteur à quatre temps, reliant la section de sortie du moteur à la section d’entrée. Il transfère le mouvement réciproque (montée et descente) du piston en mouvement rotatif et l’envoie à la boîte de vitesses.

Bielle

La bielle agit comme un bras de levier, transférant la force du piston au vilebrequin. Pendant que le piston monte et descend lors des courses de compression et de puissance, la bielle subit une compression et une tension respectivement.

Volant moteur

Le volant moteur sert d’unité de stockage d'énergie rotative. Il stocke l’énergie rotative dans le moteur et joue un rôle majeur dans le démarrage et le lissage de la vitesse de rotation du vilebrequin, assurant ainsi un fonctionnement fluide du moteur.

Soupapes d'admission et d'échappement

Les soupapes d'admission et d'échappement contrôlent le flux d’air dans le moteur à quatre temps. La soupape d’admission laisse entrer l’air avant la combustion, tandis que la soupape d’échappement permet à l’air et au mélange de carburant de sortir du cylindre.

Bougie d’allumage

Les bougies d’allumage délivrent un courant électrique à la chambre de combustion, ce qui est essentiel pour l’allumage du mélange air-carburant. Elles provoquent une expansion soudaine des gaz, créant ainsi l’énergie nécessaire pour faire fonctionner le moteur.

Comment fonctionne un moteur à quatre temps ?

Un moteur à cycle quatre temps fonctionne en quatre étapes distinctes, chacune dépendant du mouvement du piston dans le cylindre. Un cycle opérationnel complet nécessite une course d’admission, une course de compression, une course de puissance et une course d’échappement. Un cycle complet permet au vilebrequin de tourner de 720 degrés et de réaliser deux révolutions complètes.

1. Course d’admission

Dans cette phase, le mélange air-carburant entre dans la chambre de combustion. Le piston se déplace du point mort haut (PMH) au point mort bas (PMB) du cylindre, créant ainsi une faible pression. La soupape d’admission s’ouvre, forçant le mélange à entrer dans le cylindre. Ce premier mouvement du piston fait tourner le vilebrequin de 180 degrés. La soupape d’admission se ferme ensuite, piégeant le mélange dans le cylindre.

2. Course de compression

Comme son nom l'indique, l’air piégé est compressé dans le cylindre. Le piston monte du PMB au PMH, compressant le mélange air-carburant et permettant ainsi de libérer plus d'énergie. Le vilebrequin tourne de 180 degrés pour compléter une révolution. Les deux soupapes restent fermées à cette étape, assurant que le cylindre est scellé avant que la charge ne soit formée.

La "charge" fait référence au volume du mélange air-carburant dans la chambre de combustion. Lorsque le mélange est comprimé, il permet une libération d'énergie plus élevée une fois que la charge est enflammée. Le volant moteur maintient le mouvement nécessaire pour réduire le volume de la charge.

3. Course de puissance/combustion

C’est l’étape où la combustion est terminée. Les gaz chauds en expansion dans le cylindre poussent le piston vers le bas. Ce mouvement transmet la force au vilebrequin via la bielle, appliquant un couple au vilebrequin et entraînant sa rotation. Le vilebrequin tourne de nouveau de 180 degrés pour compléter cette course.

4. Course d’échappement

Le cycle opérationnel se termine par la course d’échappement. Cette phase se produit lorsque le cylindre est rempli de gaz chauds en expansion. L'inertie du volant moteur pousse le piston vers le PMH. La soupape d’échappement s’ouvre et le piston expulse les gaz d’échappement. À ce moment, le piston est en haut, déplaçant le vilebrequin de 180 degrés de plus, complétant ainsi le cycle de 720 degrés.

Avantages d'un moteur à cycle quatre temps

Les avantages d'un moteur à quatre temps incluent :

  • Un couple plus élevé à faible régime moteur.

  • Une meilleure efficacité énergétique, car il consomme du carburant tous les quatre coups.

  • Moins polluant que les moteurs à deux temps, car il ne nécessite pas d’huile mélangée au carburant.

  • Durabilité accrue, permettant une plus longue durée de vie.

Inconvénients d'un moteur à cycle quatre temps

Cependant, il existe aussi des inconvénients :

  • Un poids plus élevé en raison des composants supplémentaires.

  • Besoin d'une maintenance régulière.

  • Moins de puissance par rapport à un moteur à deux temps.

  • Coûts de réparation et d'entretien plus élevés à cause de la complexité.

Questions Fréquemment Posées

Quel est le principe de fonctionnement d'un moteur à quatre temps ?
Un moteur à cycle quatre temps utilise le mouvement de va-et-vient du piston pour initier la combustion. Quatre courses du piston (admission, compression, puissance et échappement) dans le cylindre complètent un cycle opérationnel.

Qu'est-ce qu'un moteur à quatre temps ?
C'est un moteur à combustion interne qui utilise deux passages complets du piston dans le cylindre pour fonctionner.

Quelles sont les applications d'un moteur à quatre temps ?
Le moteur à quatre temps est le type de moteur le plus courant utilisé dans divers véhicules à essence, tels que les voitures, les camions et certaines motos.

Ce fut un aperçu complet des moteurs à cycle quatre temps et de leur fonctionnement. Ces moteurs ont une longévité accrue car ils peuvent supporter une usure importante tout en étant économes en carburant.