Comment se fait la combustion dans un moteur diesel ?
La combustion dans un moteur diesel est un processus complexe et hautement efficace qui repose sur le cycle de combustion diesel. Les moteurs diesel sont largement utilisés dans diverses applications, notamment dans les véhicules automobiles, les camions, les engins de construction et les générateurs. Pour comprendre comment se fait la combustion dans un moteur diesel, il est essentiel de plonger dans les étapes du cycle de combustion diesel et les composants clés qui le facilitent.
Le cycle de combustion diesel suit le cycle thermodynamique Diesel, nommé d'après l'inventeur du moteur diesel, Rudolf Diesel. Ce cycle se compose de quatre phases principales : admission, compression, combustion et échappement.
1.Admission : Le cycle commence par l'admission d'air dans la chambre de combustion du moteur diesel. Contrairement aux moteurs à essence, les moteurs diesel n'ont pas de système d'allumage pour créer une étincelle. Au lieu de cela, l'air est comprimé à des niveaux élevés, élevant sa température dans le processus.
2.Compression : La phase de compression est cruciale dans le cycle diesel. Le piston comprime l'air fortement dans la chambre de combustion, augmentant considérablement sa température. Cela atteint des niveaux tels que le mélange air-combustible atteint spontanément la température d'auto-inflammation du carburant diesel. En d'autres termes, le diesel s'enflamme spontanément sous la pression et la chaleur de la compression, sans besoin d'une étincelle externe.
3.Combustion : Lorsque le mélange air-diesel atteint la température d'auto-inflammation, le carburant diesel injecté à haute pression s'enflamme spontanément. Cela provoque une combustion rapide et vigoureuse du carburant. Les produits de combustion résultants génèrent une force qui pousse le piston vers le bas, créant ainsi une force mécanique. Il est important de noter que la combustion dans un moteur diesel est plus contrôlée que dans un moteur à essence, car elle dépend de la quantité de carburant injectée et de la qualité de la pulvérisation.
4.Échappement : La phase d'échappement permet l'évacuation des gaz de combustion après que le piston a effectué sa course descendante. Les gaz brûlés sont expulsés hors de la chambre de combustion par la soupape d'échappement lorsque le piston remonte. Ce processus prépare le moteur pour un nouveau cycle.
Le rôle central dans la combustion diesel est joué par le système d'injection de carburant. Il est composé d'injecteurs de carburant qui pulvérisent le carburant diesel dans la chambre de combustion à des pressions extrêmement élevées. Ces injecteurs sont synchronisés avec la position du piston et le cycle du moteur pour assurer une injection précise au moment optimal.
La haute pression d'injection est souvent atteinte grâce à des systèmes d'injection directe, tels que les systèmes à rampe commune. Ces systèmes utilisent une pompe à haute pression pour fournir du carburant à une rampe commune partagée par tous les injecteurs. Cela garantit une pression d'injection uniforme et précise, améliorant ainsi l'efficacité de la combustion.
Un autre aspect important est la qualité du carburant diesel utilisé. Le carburant diesel doit avoir des propriétés spécifiques, y compris une inflammabilité adéquate et une stabilité thermique pour garantir une combustion efficace et sans à-coups.
Les moteurs diesel sont appréciés pour leur rendement énergétique élevé, leur couple élevé et leur durabilité. Ils sont couramment utilisés dans les applications nécessitant une puissance constante, comme les camions longue distance, les bateaux, les générateurs et même certaines voitures particulières. Cependant, malgré leurs avantages, les moteurs diesel peuvent également poser des défis environnementaux en raison des émissions de particules et d'oxydes d'azote. C'est pourquoi des efforts constants sont déployés pour améliorer la technologie des moteurs diesel, en travaillant sur des systèmes de post-traitement des gaz d'échappement et des carburants plus propres.