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La mécanique expliqué simplement pour les nuls .


Deadpool-45

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Voilà , je penses qu'un sujet pouvait s'imposer pour expliquer le plus simplement possible le fonctionnement d'un moteur , qu'est ce qu'un piston , une bielle , etc... et quelle rôle joue-t'il .

 

Le but du titre n'est pas de dire que vous êtes nul , et que moi je sais tout , ainsi que d'autre participants. Du tout , simplement je trouves qu'en général , si on y comprends rien , c'est surtout que c'est pas expliqué de manière simple et compréhensible par la plupart des gens , qui ne sont pas tous né avec un CAP mécano en poche . D'ailleurs au risque de m'attirer les foudres , il y en a ,qui même CAP en poche , ne savent pas tant que ça le fonctionnement primaire d'un moteur .

 

j'ai commencé tout gamin , à m’intéresser à la technologie pour mes mobylettes , car comment améliorer quelques chose efficacement , si on ne comprends pas ce que ça va influencer sur les autres éléments . Je vous dit pas que je suis sûr à 100 % de ce que je dit , mais si quelqu'un corriges ou approfondit , qu'il le fasse simplement et qu'il m'expliques pour parfaire mes connaissances .

 

j'ai longtemps hésiter par quoi commencer , car c'est un peu comme l'histoire de la poule et de l'oeuf , qui est arrivé en premier . Comme tous les éléments constituant d'un moteur sont finalement solidaire les uns des autres , il a fallu que je fasse un choix .

 

Il me parait évident , que tout commences par le vilebrequin . Car c'est sur lui que tout l'équipage mobile va venir se fixer .

 

NB : l'équipage mobile comprends entre autres , les bielles sur lesquelles sont fixer des pistons , un volant moteur sur lequel colle un disque d'embrayage et de l'autre coté une boite de vitesse , en géneral à l'opposé , vous trouvé plusieurs poulies dont une primordiale qui va synchronisé tout le reste des équipements mobile par l'intermédiaire soit d'une chaine , soit d'une courroie , donc la fameuse chaine ou courroie de distribution . (Tout ceci sera revue en détail , si je vois que vous portez intérêts à ce sujet et que ce post est actif )

 

 

Donc un vilebrequin en photo , ici pour un 4 Cylindre , soit la grosse majorité des moteurs en circulation actuellement .

LpJgp.jpg

 

J'ai fait des repères de couleur sur la photo .

 

Les pièces avec un trait blanc sont des contre-poids (ou masse d'équilibrage ) , ils ont pour but de contrer par effet gyroscopiques les contraintes que les pistons vont imposer au vilebrequin lors de la descente suite à l'explosion du mélange gazeux (air/carburant) .

 

Les pièces avec un trait rouges sont les paliers ( ou tourillons ) , ce sont eux qui maintiennent le vilebrequin sur son axe à l'aide d'autre pièces , les coussinets (non présents sur la photo ) qui servent à amortir à l'aide d'huile .

 

Les pièces avec un trait bleu sont manetons , c'est sur eux que se fixent les bielles à l'aide aussi de coussinets

 

Les ronds jaune sont en fait des canaux (canalisation interne) qui vont alimenter en huile les paliers et manetons afin de lubrifier ceux ci , pour éviter les frictions et donc l'usure et joue un très très léger rôle d'amortisseur évoquer dessus , ce circuit est alimenter sous pression par la pompe à huile .

 

 

Vo3qA.jpg

Donc , sur ce shéma , imaginez que vous regardiez le vilebrequin de coté , je vous ai fait les repères avec le même couleurs . Vous voyez que les pieces avec le trait rouge tourne toujours sur son axe , c'est l'axe du vilbrequin qui va transformer les mouvements longitudinales du pistons , par l'intermédiaires des bielles qui elles ont des mouvement circulaires décentrés par rapport à l'axe du vilbrequin .

Donc , pour pouvoir suivre l'évolution d'une rotation du vilebrequin , voici le fonctionnement d'un moteur à 4 Temps , j'ai mis des légendes sur le shéma , plus simple à visualiser , si des questions n'hésitez pas.

Pour poursuivre sur le fonctionnement , quand le piston à fait les 2 premiers temps , le vilebrequin , donc le moteur a fait un tour , il va refaire un tour aprés la combustion du mélange . Donc , il ne fait qu'une combustions tous les 2 tours .

Pour comprendre , quand vous êtes à votre compte tours à 1000 tours/ minute , le vilebrequin , donc l'équipage mobile aura fait 1000 tours dans une minute (énorme , n'est ce pas ) , mais il n'y aura eu que 500 explosion d'un 1 cylindre , il faut donc multiplié par le nombre de cylindre , à 1000 tours/min , un 4 cylindre aura fait 2000 explosion , 2500 pour un 5 cylindre , 3000 pour un 6 , 4000 pour un 8 , voici pourquoi en partie le bruit d'échappement est différend .

apJqE.jpg

 

Sur cette photo , on voit toujours le vilbrequin , mais avec ses bielles et pistons , sur un 4 cylindre , à chaque tour , vous avez en fait 2 explosion , soit les cylindre 1 et 4 (ceux des bouts) , soit les cylindres 2 et 3 .

Sur cette photo , je vous est noté ce qu'est la course d'un piston , et vous voyez de suite qu'elle n'est pas régit par la hauteur même d'un piston , mais par le déplacement du point le plus haut atteins du piston dans le cylindre ,( ça s' appelles le PMH "point mort haut " ) vers le bas le plus bas du piston atteins dans le cylindre , le PMB "point mort bas "

Là , vous voyez les pistons 1 et 4 au PMB , et le 2 et 3 au PMH . La longueur de la course va donc influencer la cylindrée d'un moteur , mais on y reviendra plus tard .

Posté 12 October 2017 - 17:52 PM

Donc aujourd'hui , les bielles , est peut-être le mot que vous connaissez le plus avec piston et culasse du fait que l'on entendais souvent le termes "couler une bielle " , en fait , aujourd'hui , vous allez apprendre que cette phrase est incorrect .

 

Donc première photo , ce sera un schéma , que aujourd'hui vous devriez comprendre puisque vous avez vu déjà cet élément sommairement sur les posts précédents .

qebka.jpg

Donc , la tête de bielle vient au dessus des manetons du vilebrequin avec comme " cale " un coussinet , on place alors à l'autre extrémité le chapeau de bielle qui lui aussi reçois un coussinet , le tout enserre le maneton et devient donc dépendant du vilebrequin à l'aide de boulons et d'écrou .

Ces coussinets comme ceux des paliers , vont donc jouer le rôle de protection contre les frictions ( métal contre métal ) de part leur compositions bi-couche , voir plus (ce que j'ai appris aujourd'hui en préparant ce chapitre , voyez , j'ai pas peur de dire , " je ne savais pas " ) et pour jouer ce rôle , ils sont en permanence alimenter en huile et si je ne me trompes pas (hormis dans le cas d'un carter sec) ils baignent dans l'huile moteur ainsi que les bielles et les contre-poids à chaque rotation du vilebrequin .

 

Les coussinet peuvent avoir quelque formes différentes en fonction des constructeurs , mais ils ont toujours au minimum un ergot pour les maintenir en place .

 

Et voici pourquoi quand il ne sont pas alimenter en huile comme il devrait , il se détériorent , la partie tendre va chauffer et " s'effriter " , va provoquer un jeu certes minime , mais beaucoup trop important pour la bonne marche , sans compter les particules de métaux qui vont se répandre dans l'huile . C'est ce qu'on appelles communément : couler une bielle ! rien à voir donc avec la bielle , elle même . Le moteur va émettre un bruit de cognement , alors qu'il y a très peu de jeu .

 

Schéma de coussinets ci-après :

WnpXw.pngDP4J2.jpg3n9bq.jpg

Et une photo de coussinets usés , car ils peuvent être usés tous simplement , C'est pourquoi quand vous achetez un véhicule d'occasion assez ancien ou fortement kilométré , ou dont vous avez un doute sur le kilométrage annoncé , une analyse d'huile est recommandé , car on y trouvera dans le rapport si il y a présence de ces métaux particulier

ap4wp.jpg

La bielle est donc à l'autre extrémité doté également d'un orifice (pied de bielle ) sur lequel est fixer le pistons à l'aide à l'aide d'un manchon ( bague ) , afin que celui-ci ne se déplace , un circlips est inséré de chaque coté maintenu dans un petite gorge . La longueur de la bielle est déterminé en fonction de la course , mais probablement en fonction de l'espace qu'il y a entre les parois des cylindres ( donc l'alésage ) et de la compacité en hauteur du bloc moteur ( la hauteur des cylindre )

Je crois que l'on peut dire que dans le bloc moteur , c'est la bielle qui supporte le plus de contrainte en terme de force à chaque augmentation du régime moteur , donc le couple .

 

Les bielles en elles mêmes ont en général cette forme ci dessous , elles doivent être coulé ( Métal coulé à chaud dans un moule ) et ensuite usiné .

Vodjd.jpg

 

Bon , maintenant pour me faire plaisir et à d'autre je crois , voici à quoi ressemblent des bielles forgé . Donc , si je ne me trompes pas , on part d'un morceau de métal compréssé (afin de le renforcé ) et on lui donne sa forme final par usinage ., et non pas par moulage .

kg2xJ.jpg9N1nV.jpg

Modifié par Deadpool-45
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Alors si Patrice n'y voit pas d'inconvénients, je vais tenter de traiter un sujet plus large avant d'entrer dans les details des différents éléments.

 

Ce qui nous amène sur ce forum est la passion commune pour nos audis, et dans un sens plus large pour l'automobile. Bien qu'un changement s'opère pour ce qui est de la motorisation en visant des nouvelles energies, la majorité du parc automobile mondiale est motorisé par des moteurs dit "thermiques" et ce pour encore quelques années. Alors je vous propose, pour ceux qui ignorent le fonctionnement de ce type de moteurs de vous expliquer dans les grandes lignes ce qu'il en est.

 

Bien qu'aujourd'hui les systèmes périphériques évoluent, le coeur même de la mécanique utilise le meme principe de fonctionnement que depuis sa création. Le but de ce système est de transformer une énergie dite "fossile" en un mouvement de rotation. Dans le cas de l'automobile classique ( exit certains systèmes hybrides ) c'est cette rotation qui est directement récupérée et adaptée pour finir aux roues motrices et permettre le déplacement. Pour ce faire, le système utilise l'énergie produite par l'explosion/combustion de notre énergie fossile de base afin de déplacer des éléments laissés mobiles. Comme pour toute inflammation, il faut trois éléments : un carburant, un comburant et une source de chaleur. Suivant le carburant utilisé, le ratio du mélange sera différent. Le ratio moyen pour un carburant classique sans plomb est d'environ 1 volume de carburant pour 15 volumes d'air. Plus le carburant et le comburant seront mélangés de manière homogène, plus l'énergie dégagée sera efficace.

Ce mélange gazeux doit entrer dans une chambre où se produira la combustion. Suivant les systèmes, le mélange se fait avant cette chambre ( carburateur ou injection indirect ) ou directement dedans ( injection direct ).

 

Mais comment obtenir une rotation depuis ça ? Commençons par en faire une translation déjà !

 

Cette fameuse chambre est cylindrique ( d'où le nom bien connu de cylindre ) et totalement étanche ( dans les limites de conception et d'usure ) une fois le mélange entré. Suivant le type de moteur l'entrée ( 2 temps ou 4 temps ) se fait de manière différente. Mais je ne vais pas détailler ça tout de suite. La combustion est déclenchée soit par un arc électrique ( bougies sur moteur essence ) ou par compression du mélange ( moteur diesel ). Sur un moteur 2 temps le melange sera enflammé dès son entrée, sur un moteur 4 temps ( comme ce qui constitue la quasi totalité du parc automobile ) le mélange sera compressé avant d'être enflammé. Cette combustion va provoqué un changement d'état rapide du mélange augmentant spontanément son volume. Cette augmentation subite va venir créer une pression sur toutes les paroies de la chambre. Une des paroies étant mobile, elle va se déplacer alors sous la contrainte de cette pression. Nous sommes alors arrivé à récupérer une énergie mécanique de translation.

 

De la translation vers la rotation !

 

A l'arrière de ce piston est fixé une une "barre" liée à celui-ci par une liaison mécanique de rotation sur un axe parallèle à sa surface. Cette barre est nommée bielle, elle est lié de l'autre côté au vilebrequin par une autre liaison de rotation sur un axe toujours parallèle. Le vilebrequin est l'élément présenté par Patrice au dessus. Le vilebrequin est un élément lié à une partie solide solidaire des autres paroies de la chambre ( bloc moteur ), par une liaison de rotation axiale aussi, également parallèle aux autres. L'axe de rotation de la liaison bielle/vilebrequin est excentrée de celle vilebrequin/bloc moteur. Ainsi, le piston se déplaçant exerce une contrainte sur la bielle qui va pousser alors sur l'axe la liant au vilebrequin. Celui-ci étant contraint au seul mouvement de rotation sur son axe centrale, va être forcé à la rotation par la descente de la bielle. Et c'est au bout de ce vilebrequin que l'on récupère alors notre énergie mécanique de rotation cherchée.

 

Plus on augmente la quantité de mélange gazeux, plus la force et la vitesse de la descente sera importante. L'accélérateur est le moyen de faire varier la quantité de carburant ( moteur diessel ) ou de comburant ( moteur essence ), et ainsi gérer la vitesse de rotation du vilebrequin.

 

Il existe un autre sytème de moteur thermique, les "moteurs rotatifs". Le but est le même, les éléments sont différents, mais on utilise la même transformation énergétique du carburant pour obtenir une rotation.

 

C'est la base ! Sachant que le rendement des moteurs thermiques classiques tournent autour de 20%. Le diesel a un rendement plus élevé que l'essence ( d'où les consommations moindres ), cependant bien en dessous des moteurs électriques par exemple. Le rendement est la capacité d'un système à produire le résultat souhaité en fonction de l'énergie utilisée. Ce qui signifie que 80% de l'explosion produite ne sert pas à notre motricité... Cette énergie est dégagée sous forme de chaleur principalement, ce qui explique le nom de moteur thermique...

 

886930moteur4temps4.png

Coupe d'un 4 cylindres 4 temps pour visualiser un peu tout ça !

C'est ce type de moteur qui est le plus répandu sur le marché automobile, d'où ce choix.

 

En espérant avoir été clair, on rentrera dans les détails une fois ça assimilé!

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allez moi aussi je me lance , petite question ,

On est bien d accord, l étanchéité des pistons dans le cylindre est assuré par les segments

Pourquoi les pistons et cylindres ne seraient ils pas d une autre forme que ronds ,comme rectangulaires ou ovale

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Alors , sur cette question , je suis pas sûr , mais carré , non à cause de la dilatation eet les frottements excessif dans les coins .

 

Et les pistons ovales ont déjà existé chez honda sur une 750 NR , celle du comissaire moulin , 4 cylindre en V et 8 soupapes par cylindre , ainsi que 2 bielles par cylindre .

Issue de la compétition l'idée était de remplir au maximum un cylindre , aujourd'hui on le fait en compressant ( turbo ou compresseur ) . D'ailleurs depuis on en entends plus parler .

 

Pour le moteur rotatif , dont alex vous a parlez rapidement , je m'avance un peu , mais il s'agit en quelques sorte d'un piston triangulaire qui tournes sur lui même , et ne possèdes pas de bielle du coup , Il a pour les mêmes caractéristiques technique , c'est à dire atmosphérique , théoriquement un rendement supérieur . Mais à une contrainte , qui ne saurait pas passé les normes anti-pollutions actuelles , je crois . Il lui faut plus de jeu de fonctionnement , d'où une moins bonne étanchéité , et une surconsommation . A confirmer ou infirmer .

 

Sinon pour la partie Vilebrequin , Ce n'est pas fini , on verra comment il fonctionne , c'est à dire ces déplacements , J'essaie de trouvé des éléments photos pour compléter

 

Alex à fait un beau compte rendu de l'énergie cinématique , mais je penses aussi détaillé chaque éléments plus largement avant d'en expliquer la cinématique.

 

Et pour compléter ce qu'à dit alex , un comburant pour un moteur, c'est l'air que vous respirez tous les jours . Un moteur à essence s'enflammes sous l'effet d'une étincelle ( ou une flamme ) alors que du gasoil ne s'enflammes que sous l'effet de la chaleur ( donc il n'a pas de bougie , mais une espèces de petit radiateur , les bougie de préchauffage qui vont réchauffer le gasoil quand le moteur est froid pour pouvoir le lancer ) .

Ne faites pas l'expérience , mais si vous mettez du sans plomb dans un récipient , celui ci va s’enflammer au moindre contact avec une étincelle , un briquet , etc... Faites la même chose avec du fioul ou gasoil , il ne s’enflammera que quand il aura atteins une certaine T° .

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Il s'agit de répartition de la pression. La pression est plus homogène sur une surface circulaire.

Si tu prends un objet que que tu jettes sur une surface courbe, celui-ci aura tendence à suivre la courbe. Si tu le jettes sur une surface plane, il aura plus tendance à rebondir. Si jamais tu diminues l'angle de ton jet, il pourra suivre la surface plane, mais dès qu'il va heurter l'angle il sera stopper net. Les angles créent donc des point de contraintes supplémentaires.

Ainsi on perds en fiabilité, et rendement.

Les angles rencontrés dans un cylindres sont ceux des deux paroies "planes" et circulaires opposées que sont la culasse et le piston. Du coup les forces exercés sont plus importantes dans le sens du cylindre.

 

Le principe est le même sur une arme à feu. Une explosion est créée dans un cylindre, la seule partie mobile étant la balle, celle si est expulsée brutalement dans un cylindres. Une fois en dehors du canon, elle subit la pression exercée par frottement de l'air sur sa surface. Si elle n'était pas sphérique, la pression non uniforme aurait tendance à la faire dévier plus facilement de sa trajectoire.

 

De plus, il est quasi impossible de garantir une étanchéité avec une surface anguleuse. En effet, le jeux de fonctionnement laisser entre piston et cylindre pour limiter les frictions, est comblé par des segments garantissant une meilleure étanchéité. Ces segments par conception on tendance à vouloir élargir leur diamètre afin de toujours colle aux paroies. Il serait impossible de le faire avec un carré par exemple, car pas moyen d'allonger une ligne droite sauf avec un espace qui serra laisser vide.

 

Les vérins et autres systèmes à pistons sont basé sur ce modèle de cylindre piston circulaire, qui est le seul moyen de garantir une poussée uniforme sur toute la surface du piston et ainsi produire une force qui est presque parfaitement perpendiculaire à celui-ci. Ainsi on augmente le rendement.

 

Pour les diesel, le préchauffage ne servait qu'avant démarrage sur les anciennes pour mettre la chambre de combustion à une certaine température pour favoriser la combustion spontanée par compression.

Une fois le moteur en marche, la température résiduelle des précédentes combustion suffisaient.

Aujourd'hui un diesel est capable de démarrer sans, car les compressions au niveau du carburant et dans les chambres sont plus fortes. L'injection est aussi plus homogène et précise. Il y a quand même des bougies sur les nouveaux systèmes, mais elles servent en continue pour maintenir une température plus constante. Elles sont d'ailleurs aujourd'hui alimentée en 4v contre 12v auparavant.

 

Pour le moteur rotatif, c'est à peu près ça.

Moins d'équipage mobile, moins de poids, moins de frictions et de contraintes. Mais étanchéité avec les parties lubrifiées plus difficiles.

Ainsi on a un rendement meilleurs mais une fiabilité moindre...

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Merci romu et paul , et gràce à alex , je penses que je vais encore appronfondir mes connaissances , mais beaucoup plus pointu , on pourrais presque dire détailling .

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Super idée !!

Je vais suivre ça :bien:

Bein , qu'est ce que tu veux que je t'expliques à toi ? t'as tout le temps les mains dans le cambouis .

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L'augmentation du nombre de cylindres sert à "lisser" le couple, augmenter les possibilités de puissances car sur un cylindre, arrivé une certaine cylindrée ( volume total dans le cylindre au point le plus bas du piston ) la force de compression, le poids des organes en mouvement deviennent un frein au rendement.

Ajouter un cylindre, c'est ajouter un moteur.

Sur un moteur 4 temps, il n'y a qu'un temps de productif ( combustion/détente). Un temps quand à lui est contre productif ( compression ). Les cycles des différents cylindres sont étudiés de telle manière que les cycles de l'un compensent ceux de l'autre.

C'est pourquoi au delà d'une certaine cylindrée, on est contraint de rajouter un cylindre.

La forme en V est au départ une histoire d'encombrement, cependant l'angle d'attaque des différents cylindres sur le vilebrequin peut encore favoriser le rendement. Ils s'agit ensuite de calculs de moments vectoriels, de forces, de résistances...

Des vibrations parasites apparaissent sur des moteurs dont la cylindrée ( ou certain moteurs fortement compressé ) par cylindre comence à être limite. Il y a alors des arbres d'equilibrage, qui sont volontairement déséquilibrés ( comme un vibreur de telephone par exemple ) afin de produire des vibrations inverses de celles créée. Ainsi elles deviennent imperceptibles.

 

Le moyen de d'obtenir une puissance plus élevée en gardant une cylindrée basse, est d'augmenter la force de l'explosion dans ce même volume. Il faut donc augmenter les proportion de carburants et comburant. On utilise alors une méthode qui consiste à faire entrer de l'air comprimer dans les cylindres ( compresseurs volumétriques, turbocompresseurs ). Cette méthode implique de baisser les taux de compressions de ces moteurs afin de ne pas se retrouver de nouveau avec le même problème de compression trop forte. C'est pourquoi, entre autre, un moteur suralimenté ( moteur avec air comprimé dans les cylindres ) n'est pas capable de fonctionner comme un moteur fonctionnant à la pression atmosphérique une fois son moyen de suralimentation HS.

Alex , on ne réponds pas maintenant trop techniquement , on brûles pas les étapes . Mais tu y est presque ded

Désolé tu as posté le temps que je tappe...

 

Envoyé de mon SM-G950F en utilisant Tapatalk

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quand un moteur est en V , qu apporte cette technologie , est ce pour gagner de la place et ainsi mettre plus de cylindres

 

C'est ça.

 

@Vaglife,

Merci pour l'explication. Une des raisons que je ne suis pas fan des moteurs suralimentés.

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C'est ça.

 

@Vaglife,

Merci pour l'explication. Une des raisons que je ne suis pas fan des moteurs suralimentés.

Pour ma part, je pense qu'un moteur atmosphérique n'est pas fini...

Je ne vais pas me faire que des amis!

 

Les deux ont des points forts et faibles, mais le rendement est meilleur sur les suralimentés. Quand on a l'esprit cartésien, difficile de mettre la notion de rendement de côté!

D'ailleurs les atmosphériques sont voués à disparaître...

Et les moteurs thermiques en règle générale aussi.

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Les deux ont leur adeptes et ne serait-ce que question fiabilité l'atmo reste une valeur sur.

 

Bein , qu'est ce que tu veux que je t'expliques à toi ? t'as tout le temps les mains dans le cambouis .

 

Pas toujours il m'arrive de les mettre ailleurs :D :D
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@Dinozzo,

 

C'est exactement ça: au-delà de la "philosophie" d'un moteur atmo, c'est la "simplicité" d'un tel moteur qui me fait les préférer. Un moteur turbo a beaucoup plus de sources de problèmes. il y a trop d'éléments rajoutés qui ont potentiellement des pannes ou casses possibles.

 

Sinon, pour tes mains et où tu les fourres, s'il te plaît ne tente pas Patrice, il lui en faut peu, très peu! :D :D

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Patrice démarre au quart. Sitôt qu'il embraye, il débielle! Bien qu'il soit porté sur les miches, lui faire péter un câble ça ne mange pas de pain...

Mais attention la roue tourne, et il sait nous mener à la baguette!

Quoi qu'il en soit, il sait y faire avec son blé et nous roule bien dans la farine...

Mais on ne va pas se laisser beurrer la tartine, pas besoin de mettre le turbo pour l'alimenter!

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Je viens de tout lire et mes rares connaissances de base sur le principe du moteur à combustion se sont vite étoffées, merci pour ça !!!

Je me sens apte à juger de la pédagogie employée et je dois dire qu'elle est de bonne qualité...

 

Je voudrais juste revenir sur cette phrase empruntée à Alex :

"L'accélérateur est le moyen de faire varier la quantité de carburant (moteur diesel) ou de comburant (moteur essence), et ainsi gérer la vitesse de rotation du vilebrequin."

Prise à la lettre, il semble être dit que la pédale d'accélérateur d'un diesel joue sur le débit du liquide fossile, alors que dans le cas d'un essence, elle agirait sur la quantité d'air ajoutée ???

J'étais persuadé que dans les deux cas, cela augmentait la quantité de carburant.

 

Élève, un de mes enseignants disait : "Il n'y a pas de questions cons, il n'y a que des cons qui ne posent pas de questions."

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Un moteur diesel est toujours alimenté en air , avant il n'y avait pas de papillon de gaz (air) aujourd'hui il y en a un mais pas pour moduler l'accélération , mais les vannes EGR et pour étouffer le moteur à l'arrêt de celui-ci . C'est le débit de gasoil par injection , donc par l'accélérateur ( ta pédale ) qui fait varier la demande de puissance . Je ne ferais pas plus de détail , car c'est du diesel , et que ça ma jamais trop intéressé . Je crois que sur les injection méca , même il y a très longtemps , l'injection était autour des 100 bars , mais je suis pas sûr , aujourd'hui , je crois autour des 1500/2000 bars

 

Sur un moteur essence , il y a toujours eu un papillon ou boisseaux qui fait varier la quantité d'air entrante , cette qté d'air (variable en fonction de la demande par l'accélérateur ) va dans les anciens moteurs à carbu aspiré de l'essence qui sort par un gicleur sous le boisseaux qui lui possèdes une aiguille qui ressemble pour schématiser à un entonnoir qui obstrue plus ou moins le gicleur .

 

Sur les moteur à injection méca , type K-jet sur les golf 1 gti et golf 2 gti et 16 s , la demande en air par l'ouverture du papillon va soulever un plateau doseur , qui à son tour va libérer plus ou moins des fenêtres (ou lumière si tu connait le termes ) qui vont laisser passer sous pression de l'essence ( 2 à 3 bar ) qui va être acheminer vers les injecteurs qui vont s'ouvrir sous la pression . Il n'y a pas de rampe d'injection , chaque injecteur et relié mécaniquement au doseur .

 

Sur les injection électronique pas trop récente des années 90/2000 , c'est presque le même principe sauf que c'est un débitmètre à volet qui va se déplacer et va transmettre un signal électrique ( en ohms je crois ) au boitier électronique qui lui va commandé une ouverture des injecteurs pendant un certains temps seulement , car dans ce système , l'essence est toujours sous pression dans la rampe qui alimente les injecteurs.

 

Sur les injections électronique un peu plus récente , donc je supposes ton RS4 B5 , il n'y a plus de débitmètre de ce type , c'est toujours un débitmètre , mais il n'y a plus d'obstacle ,c'est une espèces de filament qui va mesurer la qté d'air passé , informer le calculateur et celui va faire son travail comme l'injection précédente , en fait , il s'agit d'une bonne amélioration .

 

Sur les injections d'aujourd'hui comme la mienne , un capteur mesure la pression atmosphérique , un autre la pression de suralimentation , un autre la t° d'air admis , en informes le calculateur , et se réfèrent aux valeurs qui lui ont été assignés (programme , d'où reprog pour certains ) pour délivrer une qté de carburant sous 130 bars de pressions .

 

Alors dans tous ces cas , bien évidemment , d'autre paramètres rentre en compte dans les temps d'injections , comme la t° d'eau , la t° extèrieur , etc.. , mais voici l'essentiel sur le fonctionnement .

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Diesel, on fait varier le débit de carburant et l'air est aspiré en fonction. Pas de papillon ( nom donné au(x) volet(s) placé(s) dans les circuits d'air d'admission ) à proprement parlé, sauf pour les injections modernes mais l'usage n'est pas le même. Les anciens diesel atmosphériques n'ont aucuns système dans le circuit d'arrivée d'air pour faire varier sa quantité. Il est simplement aspiré par dépression à la descente du piston. On peut les faire tourner sans collecteur d'admission.

Les anciens diesel turbo n'ont pas non plus de papillon mais ont une vanne de décharge pour la pression de turbo appelée waste gate ( tous les turbos ont se type de vanne en interne ou externe, mais on y reviendra ), cependant aucune action possible dessus, elle est commandée de manière mécanique en fonction de la pression dans l'admission. Le fait qu'il n'y ai pas de commande sur le circuit d'air, ainsi que la possibilité d'un moteur diesel à faire entrer l'huile moteur en combustion, on se retrouve avec des casses moteurs suite à la rupture de l'axe du turbo.

Le turbo étant lubrifié par pression d'huile en permanence, lorsque l'axe du turbo lache ou prend trop de jeu, l'huile passe dans le circuit d'admission... Vous imaginez alors la suite... l'huile moteur remplace le carburant et le moteur se met à accélérer tout seul sans moyen de l'arrêter. Il casse soit par surrégime, surchauffe ou serrage dans un bruit du diable et une fumée blanche bien épaisse!

 

Essence, un papillon fait varier le volume d'air et le système d'injection adapte la quantité de carburant.

Sur les carbus ils y a plusieurs systèmes, mais en règle générale c'est la dépression créée par le passage de l'air qui aspire le carburant. On fait varier les deux en même temps, aiguille pour le carburant et boisseau pour l'air.

 

 

L'accélérateur sert à faire varier un des deux ( carburant ou comburant ) et le système fait que l'autre suit pour respecter le ratio.

De ce fait on cré une combustion plus forte, on accélère la vitesse de déplacement du piston, et par voie de conséquence celle du vilebrequin. Le régime du moteur est la vitesse en tours par minutes de rotation du vilebrequin.

 

Il y a des particularités en fonctions des différents systèmes, mais dans les grandes lignes ça se passe comme ça.

Bon, bah plus rapide le deadpool! En même temps c'est l'heure où je couche les enfants!

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Bon , en même temps , je suis toujours au garde à vous , prêt à l'emploi . :MdrDevil:

 

Apprends-lui à faire le café, puisqu'il est toujours debout avant toi le matin !!!

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Bon , aujourd'hui , on reprends là où on en était , je reprends volontairement la 1ère photo , pour que vous puissiez visualiser sur les photos suivantes

LpJgp.jpg

 

J'ai fait des repères de couleur sur la photo .

Les pièces avec un trait blanc sont des contre-poids (ou masse d'équilibrage ) , ils ont pour but de contrer par effet gyroscopiques les contraintes que les pistons vont imposer au vilebrequin lors de la descente suite à l'explosion du mélange gazeux (air/carburant) .

Les pièces avec un trait rouges sont les paliers ( ou tourillons ) , ce sont eux qui maintiennent le vilebrequin sur son axe à l'aide d'autre pièces , les coussinets (non présents sur la photo ) qui servent à amortir à l'aide d'huile .

Les pièces avec un trait bleu sont manetons , c'est sur eux que se fixent les bielles à l'aide aussi de coussinets

Vo3qA.jpg

Donc , sur ce shéma , imaginez que vous regardiez le vilebrequin de coté , je vous ai fait les repères avec le même couleurs . Vous voyez que les pieces avec le trait rouge tourne toujours sur son axe , c'est l'axe du vilbrequin qui va transformer les mouvements longitudinales du pistons , par l'intermédiaires des bielles qui elles ont des mouvement circulaires décentrés par rapport à l'axe du vilbrequin .

Donc , pour pouvoir suivre l'évolution d'une rotation du vilebrequin , voici le fonctionnement d'un moteur à 4 Temps , j'ai mis des légendes sur le shéma , plus simple à visualiser , si des questions n'hésitez pas.

Pour poursuivre sur le fonctionnement , quand le piston à fait les 2 premiers temps , le vilebrequin , donc le moteur a fait un tour , il va refaire un tour aprés la combustion du mélange . Donc , il ne fait qu'une combustions tous les 2 tours .

Pour comprendre , quand vous êtes à votre compte tours à 1000 tours/ minute , le vilebrequin , donc l'équipage mobile aura fait 1000 tours dans une minute (énorme , n'est ce pas ) , mais il n'y aura eu que 500 explosion d'un 1 cylindre , il faut donc multiplié par le nombre de cylindre , à 1000 tours/min , un 4 cylindre aura fait 2000 explosion , 2500 pour un 5 cylindre , 3000 pour un 6 , 4000 pour un 8 , voici pourquoi en partie le bruit d'échappement est différend .

apJqE.jpg

Sur cette photo , on voit toujours le vilbrequin , mais avec ses bielles et pistons , sur un 4 cylindre , à chaque tour , vous avez en fait 2 explosion , soit les cylindre 1 et 4 (ceux des bouts) , soit les cylindres 2 et 3 .

Sur cette photo , je vous est noté ce qu'est la course d'un piston , et vous voyez de suite qu'elle n'est pas régit par la hauteur même d'un piston , mais par le déplacement du point le plus haut atteins du piston dans le cylindre ,( ça s' appelles le PMH "point mort haut " ) vers le bas le plus bas du piston atteins dans le cylindre , le PMB "point mort bas "

Là , vous voyez les pistons 1 et 4 au PMB , et le 2 et 3 au PMH . La longueur de la course va donc influencer la cylindrée d'un moteur , mais on y reviendra plus tard .

voilà pour aujourd'hui .

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Et une petite vidéo pour voir les 3 éléments cité précédemment en action , ainsi que le mode de fonctionnement ,mais je reviendrais en détail sur les bielles et pistons .

 

J'ai changer la vidéo , la première je m'étais trompé de lien

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La casse est toujours possible, et j'ai connu la situation avec la même motorisation que la tienne! Une fois l'emballement lancé, si on s'en rends compte très tôt, il arrive que couper le contact fonctionne. Mais une fois lancé à plein régime pas moyen de l'arrêter, même en boite meca, pas moyen de le caler!

Les volets d'admission même electriques ( car pneumatique sur ton 2.5l ), ne peuvent fermer suffisament les conduit une fois le flux au maximum. La moindre prise d'air est aussi accentuée.

J'ai réussi parfois à caler, et même à boucher l'admission pour arrêter le phénomène. Mais dans 90% des cas, une fois lancé c'est trop tard!

Le fait de mettre trop d'huile augmente la pression de celle-ci. Si ton axe de turbo a un peu de jeu la quantité d'huile assez minime passant dans l'admission en temps normal augmente. Quand elle devient suffisante pour alimenter le moteur, le même phénomène se produit.

Cela favorise aussi les passages classiques liés à l'usure kilométrique, joints de queue de soupapes, segmentation, reniflars...

 

Niveau d'huile toujours entre mini et max! Pas au dessus, pas en dessus!

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re-edit : pardon, merci pour ta réponse :)

 

A ce sujet j'ai eu une mauvaise histoire : la voiture de mon beauf qui demande d'ajuster le niveau d'huile. Problème : extrémité plastique de la jauge cassée. Je prend un morceau de fil électrique pour faire une jauge plus longue en estimant approximativement la longueur du morceau cassé. On refait le niveau est on ajoute encore et encore de l'huile. Ca me chagrinait toute cette huile à rajouter : mais où était-elle passée ??? Bas moteur super gras mais pas non plus de flaque d'huile. Une fois le bout de la jauge de fortune atteint, on décide de ne plus en rajouter, même si l'ordinateur de bord continuait de râler. Capacité 5L5, et on avait déjà rajouté 3 ou 4L.

Il rentre chez lui, 350 bornes en conduisant cool. Passage au garage quelques jours après, jauge neuve, vidange et verdict : 4 litres d'huile de trop !!!

Grosse frayeur rétrospective. J'en discute avec un ami passionné de méca qui me dit :

- tu ne touche pas un véhicule que tu ne connais pas : il a pas tord, quand j'ai constaté la longueur de la pièce en plastique de la jauge neuve, j'ai compris que je l'avais largement sous-estimée ;

- il vaut mieux rouler avec très peu d'huile qu'avec beaucoup trop : qu'en pensez-vous ???

 

edit : et quel est le risque de casse avec autant d'huile en trop pendant quelques centaines de km ?

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Trop peu d'huile, usure par frottement et manque de lubrification, jusqu'au cas extrême de serrage moteur ( le serrage est en quelque sorte la soudure entre elles d'une ou des pièces de l'équipage mobile sous l'effet de la chaleur dégagée par les frottements ). Casse du turbo avant le serrage généralement, car il réclame beaucoup de pression, et tourne très vite.

 

Trop d'huile, surpression qui engendre des fuites internes ou externes, contraintes supplémentaires sur les pièces mobiles, risque d'emballement, de casse des organes de l'équipage mobile heurtant le bain trop élevé ( huile restant dans le carter inférieur ), bloquage complet car l'huile n'est pas compressible, serrage par perte d'huile suite aux fuites ou consommations créées...

 

Il vaut mieux rouler avec la bonne quantité!

 

Plus de risques potentiels avec trop d'huile mais si pas de dégâts sur le coup, pas ou très peu de conséquences une fois le retour à la normale.

Par contre le manque de lubrification lui cause des dégâts irréversibles même si pas de conséquences perceptibles sur le coup. Une usure prématurée est créée sur les parties en friction. Conséquences sur la longévité de l'équipage mobile et turbo...

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Sinon pour tout ceux qui ne comprennes pas du tout de quoi on parles , n'hésitez pas à demander ou poser de questions , sur ceux qu'on traites comme sujets , il n'y a rien de bêtes à poser une question , bien au contraire . Et c'est pour ça que j'ai fait ce topic .

Modifié par Deadpool-45
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Donc aujourd'hui , les bielles , est peut-être le mot que vous connaissez le plus avec piston et culasse du fait que l'on entendais souvent le termes "couler une bielle " , en fait , aujourd'hui , vous allez apprendre que cette phrase est incorrect .



Donc première photo , ce sera un schéma , que aujourd'hui vous devriez comprendre puisque vous avez vu déjà cet élément sommairement sur les posts précédents .


qebka.jpg


Donc , la tête de bielle vient au dessus des manetons du vilebrequin avec comme " cale " un coussinet , on place alors à l'autre extrémité le chapeau de bielle qui lui aussi reçois un coussinet , le tout enserre le maneton et devient donc dépendant du vilebrequin à l'aide de boulons et d'écrou .


Ces coussinets comme ceux des paliers , vont donc jouer le rôle de protection contre les frictions ( métal contre métal ) de part leur compositions bi-couche , voir plus (ce que j'ai appris aujourd'hui en préparant ce chapitre , voyez , j'ai pas peur de dire , " je ne savais pas " ) et pour jouer ce rôle , ils sont en permanence alimenter en huile et si je ne me trompes pas (hormis dans le cas d'un carter sec) ils baignent dans l'huile moteur ainsi que les bielles et les contre-poids à chaque rotation du vilebrequin .



Les coussinet peuvent avoir quelque formes différentes en fonction des constructeurs , mais ils ont toujours au minimum un ergot pour les maintenir en place .



Et voici pourquoi quand il ne sont pas alimenter en huile comme il devrait , il se détériorent , la partie tendre va chauffer et " s'effriter " , va provoquer un jeu certes minime , mais beaucoup trop important pour la bonne marche , sans compter les particules de métaux qui vont se répandre dans l'huile . C'est ce qu'on appelles communément : couler une bielle ! rien à voir donc avec la bielle , elle même .



Schéma de coussinets ci-après :


WnpXw.pngDP4J2.jpg3n9bq.jpg



Et une photo de coussinets usés , car ils peuvent être usés tous simplement , C'est pourquoi quand vous achetez un véhicule d'occasion assez ancien ou fortement kilométré , ou dont vous avez un doute sur le kilométrage annoncé , une analyse d'huile est recommandé , car on y trouvera dans le rapport si il y a présence de ces métaux particulier



ap4wp.jpg



La bielle est donc à l'autre extrémité doté également d'un orifice (pied de bielle ) sur lequel est fixer le pistons à l'aide à l'aide d'un manchon ( bague ) , afin que celui-ci ne se déplace , un circlips est inséré de chaque coté maintenu dans un petite gorge . La longueur de la bielle est déterminé en fonction de la course , mais probablement en fonction de l'espace qu'il y a entre les parois des cylindres ( donc l'alésage ) et de la compacité en hauteur du bloc moteur ( la hauteur des cylindre )


Je crois que l'on peut dire que dans le bloc moteur , c'est la bielle qui supporte le plus de contrainte en terme de force à chaque augmentation du régime moteur , donc le couple .



Les bielles en elles mêmes ont en général cette forme ci dessous , elles doivent être coulé ( Métal coulé à chaud dans un moule ) et ensuite usiné .


Vodjd.jpg



Bon , maintenant pour me faire plaisir et à d'autre je crois , voici à quoi ressemblent des bielles forgé . Donc , si je ne me trompes pas , on part d'un morceau de métal compréssé (afin de le renforcé ) et on lui donne sa forme final par usinage ., et non pas par moulage .


kg2xJ.jpg9N1nV.jpg



Voilà , pour aujourd'hui , donc du coup , je vais mettre au fur et à mesure , les chapitres dans le 1er post .


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Ce dernier post me réconcilie avec ce topic !!!

 

Je dois avouer que les quelques précédents me semblaient partir dans tous les sens et ressemblaient davantage à un échange entre connaisseurs.

Cela ne retire évidemment rien des compétences et de la pertinence de chacun des protagonistes.

Mais je décrochais facilement des explications successives qui étaient clairement trop techniques pour moi et tout paraissait aller trop vite.

J'ai lu tranquillement et avec attention les premières interventions de ce sujet et je me suis retrouvé à survoler les suivantes sans pouvoir retrouver un semblant de fil conducteur.

 

Si je suis le seul, vous voudrez bien m'en excuser...

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Non , kiedis , je ne penses pas que tu soit le seul , c'est pour ça que j'ai insisté sur le fait que l'on s'adresse à des personnes qui n'arrives pas à déchiffrer ce qu'ils ou elles ont déjà lu par ailleurs .

 

Je ne prétends pas être pédagogue , mais je sais expliquer simplement , à force de former des apprentis , tous mes apprentis , même des cas désespéré ont obtenu leur CAP chez moi , mais j'y passe du temps pour certains . Ma femme arrive même à me dire , mais qu'est ce que tu te fait chier à tous expliquer en détail ; mais c'est une fierté quand ils ont compris .

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Bah du coup... je suis désolé sur la forme et le fond de mes posts. Je ne pensais très sincèrement pas être technique sur ce coup là...

Je pense de toute manière, qu'il est préférable de laisser la gestion de ce topic à son créateur, et du coup de me retirer plutôt que de faire des bêtises!

 

Je me suis un peu incrusté quand même!

 

Ça se passe bien pourtant avec mes apprentis... peut-être que le fait de les cogner si ils ne comprennent pas, les poussent à me faire croire qu'ils comprennent!

 

Ça s'appelle la pédagogie de la clé à molette!!!

 

 

N'appelez pas tout de suite les services sociaux, je déconne hein!!

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  • 2 semaines plus tard...

Bon après avoir fait l'école buissonnière , pour une p'tite virée entre copains dans le beaujolais . Il est temps de reprendre là où on en étais , surtout que certains d'entre vous m'ont fait comprendre qu'il appréciaient ma simplicité dans l'explication .

 

Donc , aujourd'hui le pistons .

 

Il y a majoritairement deux formes de pistons , ceux à tête plate et ceux à tête creuse .

Ceux à tête plate sont principalement utiliser sur les moteur atmosphérique , alors que les tête creuse sont utilisé sur les moteurs turbo , pour favoriser un retour du mélange en haut de la chambre de combustion ( le tumble ) , une autre parenthèse , la chambre de combustion est le volume qu'il y a entre la tête de piston et la partie de la culasse qui se trouves juste au dessus .

Chez audi , si je ne me trompes , ces pistons à têtes creuse sont apparu avec les TDI , car il fallait créer un phénomène de tourbillon ( le swirl ) du mélange gazeux( air + carburant ) et que celui ci ne peut se créer sans tumble . Depuis toute la technique des TDI a été repris sur les TFSI , et oui , il faut se l'avouer , si nos TFSI sont aussi performant aujourd'hui , c'est grâce à ses poêle à mazout et je crois aussi qu'il est utilisé sur les V8 FSI (4.2 L), ainsi que les autre atmo FSI ( le 1.6 L et le 2.0 L sur les anciennes générations 2000 à 2005 ) pour favoriser un mélange gazeux optimal , en mode stratifié , c'est à dire un mélange gazeux appauvri (ratio d'essence diminué par rapport à l'air )

 

Les deux peuvent aussi avoir des empreintes pour les soupapes , le but être au plus près de la culasse , pour avoir le moins de volume possible , donc augmenter le taux de compression (mais ça on y reviendras plus tard , il est trop tôt) , mais le problème , c'est qu'il faut laisser de la place pour l'ouverture des soupapes quand le pistons est juste en dessous du PMH ,car au PMH , elle sont forcément fermé ( normalement PMH , maintenant vous savez ce que c'est) .

b1YWQ.jpgWn2WD.jpg

 

Donc pour l'instant , nous n'avons vu que la tête du piston , voici un schéma sur les effets de tourbillonnement (swirl ) et retournement (tumble) . Sur ce shéma , vous voyez comment le volume gazeux se déplace quand le piston descends dans le cylindre après l'ouverture de la soupape d'admission ( revoir le cycle 4 temps , si vous ne visualisez pas ce que je dis )

EEaWV.png

 

Donc , comme vous le voyez , le piston est de forme cylindrique , le coté cylindrique du piston s’appelles la jupe , elle est échancrée sur deux coté opposé en dessous du maintien de l'axe de piston , tous simplement parce que à cet endroit il n'y a pas ou peu de mouvement possible latéral , contrairement au coté parallèle à la bielle . Avec le temps , la hauteur totale d'un piston (qui n'a rien à voir avec la course , je vous rappelles ) s'est fait de plus en plus court , pour éviter les frottements et surtout grâce à amélioration des procédé de fabrication et la qualité des matériaux .

 

Ensuite , vous voyez également donc un trou sur le coté du piston , il y en a donc deux en opposé , c'est par ce 1er trou que l'axe du piston passe pour ensuite passer également par la bague de bielle et arriver de l'autre cotè , celui va être maintenu à chaque extrémité par un circlips ( sorte de ressort rond) , maintenu lui même d'un une gorge ( qui a dit profonde ? )

 

 

Passons maintenant au segments , en fait un seul segment par piston ne pourrait pas ,contrairement à un moteur 2 temps ( mobylette ) assuré le bon fonctionnement de nos moteurs , car un moteur de mobylette peut brûler de l'huile , c'est pour ça qu'elle fumes les p'tites pétrolette de vos gosses .

 

Nos moteurs , non , donc il y a plusieurs segments (forme d'anneau ), et avant d'aller plus loin , chacun est positioné avec la fente (la partie coupé ) décalé par rapport à l'autre , sinon le but d'avoir plusieurs segments ne serait pas respecté .

 

En haut du piston , il y a le segment coupe feu (ou de feu ) , il sert à ne pas faire passer les gaz brûlés au moment de l’inflammation de ceux -ci sous le piston .

 

Juste en dessous , il y a le segment de compression , que l'on peut appeler également d'étanchéité , lui va servir à maintenir la compression à l'intérieur de la chambre à combustion , donc la pression qui règnes au dessus du piston . provoqué soit par l'admission d'air suralimenté , soit par la combustion du mélange .

 

Et encore en dessous , il y a le segment racleur , celui -ci , a deux fonctions , il assures le graissage en laissant un film ultramince en montant sur les parois du cylindre , et racle le cylindre afin d'enlever toute trace d'huile en descendant afin d'éviter que de l'huile ne soit brûlé en même temps que le mélange .

Vous aurez remarqué que le segment racleur est très épais comparé aux autres , car c'est le plus important (du moins je crois) , et il est constitué en fait de 3 morceaux , deux anneaux entourant un autre en forme de ressort qui lui assure le raclement .

lXR3x.jpg

 

Quand vous suivez une voiture qui fumes bleue ( genre beau ciel bleu ) , c'et lui qui est mort , bon les autres aussi sont probablement usé , en fait c'est le résultat d'une huile brûlé avec le mélange gazeux , comme un deux temps . Sauf que contrairement à un deux temps , l'huile de nos moteurs n'est pas faites pour .

 

 

Enfin , j'allais oublier , le piston est fait de nos jours et depuis longtemps maintenant d'alliage léger . Il coulisse donc dans le cylindre en mouvement de va et viens (comme quand je montes sur maman......................vous voyez de quoi je parles ) grâce à la combustion du mélange gazeux qui le fait descendre d'une part , et le vilebrequin qui par la même force le fait remonter .

 

Voilà pour aujourd'hui .

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