VIDEO : Le moteur 4 Temps, comment ça marche ?

Comment fait-on rouler une Suzuki GSX-S 1000, une Yamaha MT-09 ou n’importe quelle autre moto animée d’un moteur 4 Temps ? La question est simple, la réponse un peu moins. Surtout pour Aurélien, toujours aussi pathétique en mécanique et en vannes à deux euros. Heureusement, Michaël et son gros cerveau sont là pour nous éclairer !

RETRANSCRIPTION DE LA VIDEO

 Retrouvez notre vidéo sur le calage moteur CROSSPLANE ici

Et notre vidéo sur la suralimentation là

Le moteur thermique, c’est la réponse d’un inventeur à un problème de philo niveau baccalauréat. « Le but du jeu est de faire tourner une roue grâce à une source d’énergie fossile. Vous avez deux heures ! »

Bon, alors comme on a vu, il faut faire tourner une roue avec une machine qui fonctionne à l’essence. Pour bien comprendre on va commencer par la fin. Faire tourner une roue, ça veut dire créer une force de rotation. On appelle ça un couple

Le couple fourni par un moteur, c’est tout simplement une force de rotation qui fait tourner un arbre. Dans le détail pour créer un couple, il suffit d’une force qui s’applique à un bras de levier.

Dans le système bielle-manivelle, on retrouve tous les éléments nécessaires pour produire un couple : Une force générée par la bielle qui pousse la manivelle vers le bas. Et un bras de levier qui correspond au rayon de la manivelle.

Dans un moteur, on retrouve exactement la même chose. Une bielle, et une manivelle qu’on appelle le vilebrequin.

1 : Donc il suffit d’une bielle qui pousse le maneton du vilebrequin si je comprends bien.

2 : C’est ça. Mais attention, il ne faut pas que la bielle pousse sans arrêt sur la manivelle. Pour faire tourner le vilebrequin, la bielle doit pousser le maneton. Mais une fois que le maneton est au plus bas, il faut que la bielle le laisse tranquille pour qu’il puisse remonter en profitant de son inertie.

La bielle doit donc arrêter de pousser vers le bas et au contraire remonter. C’est ça le principe du système bielle-manivelle. Obtenir un mouvement continu de rotation du vilebrequin à partir du mouvement alternatif et linéaire de la bielle.

LES 4 temps du moteur

C’est le piston qui récupère et transmet toute l’énergie issue de la combustion du mélange air/essence. Il coulisse dans un cylindre dont le haut est fermé par la chambre de combustion. Lorsque qu’il est en haut du cylindre, le mélange est comprimé. La bougie d’allumage produit alors une étincelle qui amorce la combustion. Cette dernière génère beaucoup de pression au sein du cylindre. C’est cette force qui pousse le piston vers le bas, et du même coup la bielle et le maneton du vilebrequin.

1 : Moi je pensais que faire bruler de l’essence ça faisait juste une flamme.

2 : A l’air libre oui. Mais quand on est dans un espace confiné et que l’essence est mélangée à l’air dans les bonnes proportions, on obtient une belle combustion qui produit beaucoup de pression, plus de 10 bars en moyenne et avec des pics qui peuvent dépasser les 20 bars.

1 : Bon je veux bien, mais une fois que le piston est descendu, qu’est ce qui se passe ? Et puis l’essence elle vient d’où ? Et quand elle est brûlée qu’est-ce qu’on en fait ?

2 : Pour répondre, il faut s’intéresser au cycle moteur. Et comme aujourd’hui la majorité des moteurs de motos sont des 4-temps, on va s’intéresser à ça.

Le cycle d’un moteur 4-temps s’appelle comme ça parce qu’il est constitué de 4 phases successives bien distinctes. Ces 4 temps sont répartis sur deux tours de vilebrequin, c’est-à-dire deux aller et retour du piston. Durant ces deux aller et retour, il ne se produit qu’une combustion qui va pousser le piston vers le bas. Cette phase s’appelle le temps-moteur, et il ne représente qu’un seul des 4-temps du cycle.

1 : Bah c’est con ! Pourquoi il n’y a pas une combustion à chaque tour ?

2 : Parce que le moteur 4-temps ne peut pas faire autrement. Pour mieux comprendre on va détailler chaque temps en partant de la combustion dont on a déjà parlé. Le premier temps regroupe la combustion et la détente. C’est le temps moteur dont on a parlé, et il correspond à la première descente du piston. Ça commence lorsque le piston est en haut du cylindre.

COMBUSTION, ÉCHAPPEMENT, ADMISSION ET DETENTE

Le mélange d’air et d’essence est alors fortement comprimé et la bougie d’allumage produit une étincelle pour amorcer la combustion. La pression dégagée pousse le piston vers le bas ce qui fait progressivement augmenter le volume du cylindre et baisser la pression. C’est pour ça qu’on parle de détente.

Le deuxième temps, c’est l’échappement. Il correspond à la remontée du piston. Tout le mélange air/essence a été brûlé et il faut maintenant l’évacuer. Pour cela, on débouche le conduit d’échappement en ouvrant la soupape d’échappement. Au début, la pression résiduelle fait sortir naturellement les gaz brûlés. Ensuite, c’est la remontée du piston qui les aide à foutre le camp dehors.

Le troisième temps, c’est l’admission. Il correspond à la deuxième descente du piston. Tous les gaz d’échappement sont maintenant évacués et l’objectif est de remplir le cylindre avec un nouveau mélange frais d’air et d’essence. C’est au tour de la soupape d’admission de s’ouvrir. En descendant, le piston créer une dépression dans le cylindre, et la pression atmosphérique qui règne à l’extérieur va précipiter les nouveau mélange air/essence dans le cylindre.

Le quatrième et dernier temps du cycle, c’est la compression. Il correspond à la deuxième remontée du piston. A ce moment-là, toutes les soupapes sont fermées et le cylindre est en théorie hermétique. La remontée du piston va alors comprimer le mélange air/essence avant que l’on reparte pour un nouveau cycle, et une nouvelle combustion.

LA DISTRIBUTION

Le système qui contrôle l’ouverture et la fermeture des soupapes s’appelle la distribution. C’est ce qui permet au moteur de respirer de façon régulière.

Généralement, les soupapes sont maintenues fermées par des ressorts. On les ouvre grâce à des cames qui tournent sur des arbres à cames. Le profil pointu de la came appuie sur la tige de soupape et libère ainsi le conduit, d’admission ou d’échappement, qui mène au cylindre.

2 : Comme chaque type de soupape doit s’ouvrir une seule fois par cycle, c’est-à-dire une fois tous les deux tours de vilebrequin, il faut que les arbres à cames tournent deux fois moins vite. On y parvient tout simplement avec une chaîne de distribution dont le pignon d’entrainement au niveau du vilebrequin est deux fois plus petit que ceux des arbres à cames. A partir de là, on a déjà tous les éléments pour avoir un moteur qui fonctionne.

1 : Mais dans la réalité c’est encore plus compliqué non ?

2 : Eh oui. Parce que maintenant, il faut que le pilote puisse contrôler l’intensité du couple qui va être fourni par le moteur.

1 : Là je sais ! c’est avec la poignée qu’on contrôle les gaz.

2 : C’est ça. Mais dans le détail, la poignée permet de faire tourner un papillon d’admission.

Le papillon est tout simplement une vanne qui étrangle plus ou moins l’arrivée d’air jusqu’au cylindre. Selon la quantité d’air qui franchit cette vanne, le calculateur électronique va déterminer la quantité exacte d’essence qui doit être pulvérisée par l’injecteur.

2 : Voilà, maintenant tu connais à peu près tous les principes de bases du fonctionnement d’un moteur.

1 : Comment je vais me la péter devant les autres là !

2 : Ouais mais t’emballes pas quand même. Là comme je te disais, on s’est vraiment limité aux principes de bases. Dans la réalité il faut aussi un système de lubrification et de refroidissement. Et puis il y beaucoup de subtilités dans les réglages de la distribution, le moment où on ouvre et où on ferme les soupapes, la distance sur laquelle les soupapes s’ouvrent qu’on appelle la levée, mais aussi l’avance à l’allumage, c’est-à-dire le moment où l’étincelle de la bougie se produit.

1 : Ah ouais, t’es relou en fait. T’as cassé mon trip.

2 : Quoi ? tu boudes ?

 

 

 

 


Vos avis

  1. Renaud le 30/03/2018 at 3 h 00 min

    Bon, j’ai pas tout lu, j’ai pas tout écouté mais j’ai tout compris.
    Le moteur à 4 temps c’est comme une MT09 mais avec un cylindre de plus.

  2. Tonton Tata le 18/11/2017 at 8 h 21 min

    Digne d’un cours de physique de lycée ! C’est clair comme du SP98. J’attends la suite. Entre autres, la méthode de calcul du couple afin mieux cerner la fiche technique de la moto que je convoite sans oublier le réglage de mon boîtier électronique sur le Bugatti, façon Coulon.