Lorsque vous voyez ces camions géants qui transportent d’énormes charges en haut de la colline, cela peut sembler être le travail d’un moteur standard, mais ce que nous méconnaissons le plus souvent, c’est l’immense puissance qu’un moteur diesel génère pour que ce processus fonctionne et que le travail soit fait. Ces moteurs diesel sont la source d’énergie derrière certaines des machines les plus grandes et les plus fortes comme les camions, les trains et les navires.

Qu’est-ce qu’un moteur diesel, et comment fonctionne-t-il ?

Un moteur diesel est un type de moteur à combustion interne, qui permet de brûler le carburant à l’intérieur de la partie centrale du moteur en injectant de l’air chaud à haute pression dans une chambre ou les cylindres pour produire de la puissance.

Les moteurs à essence standard que nous avons dans nos voitures sont également des moteurs à combustion interne, contrairement à ceux à combustion externe que l’on trouve dans les locomotives à vapeur d’antan ; néanmoins, un diesel est plus puissant.

De plus, vous trouverez également que ces moteurs à combustion interne sont plus efficaces car ils ne gaspillent pas beaucoup d’énergie, la chaleur restant simplement à un endroit. Vous constaterez également que votre moteur à combustion interne produit plus de puissance à partir du même volume de carburant que tout autre moteur à combustion externe.

Le processus de compréhension du fonctionnement d’un moteur diesel peut être expliqué en quatre étapes simples :

Induction

Cela implique le processus d’aspiration de l’air lorsque le piston se déplace vers le bas de l’alésage et ouvre la soupape d’admission. La clé est de le faire lorsque la pression de l’air est d’environ 1,7 à près de 2,4 mégapascals. C’est seulement à ce moment-là que l’air peut être aspiré dans chacun des cylindres.

Les autres méthodes de démarrage dépendraient de la taille du moteur et de la charge connectée. Il peut s’agir de l’utilisation d’un équipement auxiliaire, de l’admission de souffles d’air comprimé dans un moteur à air comprimé, de l’alimentation en courant électrique d’un moteur de démarrage électrique et de l’utilisation d’un petit moteur à essence couplé au volant du moteur.

Compression

Lorsque la soupape d’admission se ferme en bas de la course, elle va permettre au piston de monter et de comprimer l’air rassemblé à l’intérieur. Un moteur diesel n’utilise pas de mélange air-carburant mais comprime de l’air, ce qui évite les problèmes de pré-allumage que l’on retrouve surtout dans les moteurs à allumage commandé à haute compression. Des taux de compression plus puissants peuvent être atteints avec les moteurs diesel ainsi qu’un rendement théorique du cycle plus élevé.

Ignition

Lorsque le carburant est giclé en haut de la course, il force alors le piston à descendre, permettant l’allumage. Le moteur diesel gagnera de l’énergie lorsque le carburant en combustion sera pulvérisé ou injecté dans le cylindre, où se trouve de l’air chaud et comprimé. Cependant, pour que ce processus fonctionne, la température de l’air doit être supérieure à la température à laquelle le carburant injecté peut s’enflammer. Cela permettra au carburant de réagir avec l’oxygène de l’air et par conséquent de brûler.

Il est en outre intéressant de voir que ces moteurs diesel sont également connus sous le nom de moteurs à allumage par compression, car c’est le chauffage de l’air par compression plutôt qu’une étincelle électrique qui provoque l’initiation de la combustion.

Échappement

Lorsque le piston se déplace vers le haut, il ouvrira la soupape d’échappement permettant aux gaz brûlés de sortir. Un turbocompresseur et un post-refroidisseur dans les moteurs diesel ont amélioré les performances en termes d’efficacité et de puissance.

Comment le moteur diesel diffère-t-il des moteurs à essence et à pétrole ?

Bien qu’un moteur diesel et un moteur à essence partagent beaucoup de composants majeurs similaires et fonctionnent tous deux sur le cycle à quatre temps, il existe plusieurs différences inhérentes à la façon dont le carburant s’enflamme dans ces deux moteurs et à la façon dont la puissance délivrée est régulée.

Les différences les plus importantes entre les deux sont les suivantes :

Ignition

Dans un moteur à essence ou à gazole, le mélange de carburant et d’air est allumé par une étincelle. Le processus commence par l’injection de carburant et d’air dans de petits cylindres métalliques, et la compression du piston rend ce mélange explosif. Il s’enflamme donc par une étincelle électrique lorsque la bougie d’allumage du moteur le met à feu. Ce mélange de carburant et d’air va alors exploser, générant suffisamment de puissance pour pousser le piston vers le bas du cylindre et démarrer le véhicule.

Bien que les moteurs diesel puissent suivre un processus plus simple, ils sont beaucoup plus faciles à gérer. L’allumage dans un moteur diesel ne nécessite que la compression de l’air. Quand d’un côté, un moteur à essence a un taux de compression typique de 9:1, un moteur diesel fonctionne sur un taux de compression de 20:1. Par conséquent, les compressions seules peuvent enflammer le carburant lorsque l’air est à une température plus élevée, sans avoir besoin d’une étincelle électrique ou de tout autre système d’allumage.

Une façon facile de comprendre ce processus est de le mettre en relation avec le moment où vous pompez le pneu de votre vélo. Vous pourriez remarquer que la pompe devient plus chaude au fur et à mesure que vous l’utilisez. Cela montre que la compression de l’air génère de la chaleur. Donc, de la même manière, un moteur diesel comprime la chaleur dans un espace encore plus petit. Cela rend l’air chaud, il peut aller jusqu’à 500°C et parfois même plus.

Donc, ensuite, lorsque le carburant est injecté, il s’enflamme instantanément et explose sans avoir besoin d’une bougie d’allumage, ce qui, par contre, est nécessaire dans un moteur à pétrole ou à essence. Tout ce processus démontre la force et l’efficacité du moteur diesel et l’importance qu’il a prise par rapport aux autres types de moteurs, plus précisément ceux qui fonctionnent au pétrole et à l’essence.

Air par aspiration

Un moteur diesel aspire toujours la même quantité d’air, quel que soit le régime du moteur, par une voie d’admission qui s’ouvre et se ferme uniquement à l’aide d’une soupape d’admission. Alors que dans un moteur à essence, la quantité d’air aspirée varie. Cela dépendra de la quantité d’ouverture du papillon des gaz.

Construction du moteur

Bien que vous puissiez trouver qu’un moteur diesel a presque la même apparence qu’un moteur à essence ou à gaz et contient presque les mêmes pièces, il a beaucoup d’autres composants à lui, ce qui le rend plus durable qu’un moteur à essence ou à gaz.

Vous constaterez qu’un moteur diesel a généralement des parois plus épaisses et plus de nervures de renfort par rapport à un moteur à essence. Cela lui permet une résistance supplémentaire et l’aide à supporter des contraintes supplémentaires.

Un moteur diesel est généralement un bloc plus résistant, avec des bielles, des pistons, des chapeaux de paliers et des vilebrequins plus solides. Comme la forme des chambres de combustion et de tourbillonnement d’un moteur diesel est différente de celle d’un moteur à essence ou à gaz, vous trouverez que la conception de la culasse pour les deux est également différente.

Carburant

Comme il est apparent, un moteur diesel fonctionne avec du carburant diesel, et le moteur à essence fonctionne avec de l’essence ; cependant, il est nécessaire de comprendre comment ces différents carburants sont compatibles avec le fonctionnement de leurs moteurs et les rendent plus efficaces.

Le carburant diesel est surtout moins raffiné, plus substantiel, plus visqueux, moins volatile que l’essence. Pour ceux d’entre vous qui ont vu l’inscription « derv » sur une station de pompage diesel, c’est le carburant à utiliser pour vos véhicules à moteur diesel.

La relation entre le carburant diesel et l’eau est également essentielle à noter dans ce cas. Il peut se raidir ou même se solidifier lorsqu’il fait froid car il peut observer des quantités d’eau, qui peuvent geler. Il peut supporter environ 50 ou 60 parts d’eau. Cela peut être un peu problématique car cela peut provoquer le gel ou le cirage des conduites de carburant et des injecteurs.

Si vous avez déjà vu quelqu’un souffler des lampes sur son camion à moteur diesel pendant les hivers, vous devez comprendre que c’est pour cette raison. En outre, d’autres utilisent également certains additifs pour éviter ce problème.

Plus important encore, vous constaterez que le carburant diesel a une densité énergétique plus élevée que l’essence et le pétrole. Cette plus grande puissance d’environ 147 000 BTU générés par un gallon de carburant diesel, en moyenne, signifie qu’il est accompagné d’une plus grande puissance, d’un meilleur rendement et d’un meilleur kilométrage.

Cela explique également pourquoi le carburant diesel est utilisé pour alimenter des véhicules de transport essentiels tels que les autobus, les camions, les trains, les grues, les équipements de construction et agricoles, ainsi que les bateaux, ce qui le rend essentiel à l’industrie de la construction, du transport et de l’agriculture, et par conséquent à l’ensemble de l’économie.

Types de moteurs diesel

Vous constaterez que les moteurs diesel existent en deux types différents : à deux temps et à quatre temps. La course fait référence au fonctionnement du piston dans le moteur, et cela différencie fondamentalement les deux modèles.

Deux temps

Un moteur diesel à deux temps utilise la course dans deux directions pour compléter son cycle. La première course est tout au sujet de la compression lorsque le piston se déplace vers le haut et entraîne l’allumage du carburant comprimé. La deuxième course ou la course de retour se produit lorsque le piston descend juste une fois pour apporter du nouveau carburant dans le cylindre.

Le moteur à deux temps suit généralement ces trois étapes nécessaires :

1. Échappement et admission : lorsque l’air frais entre dans le cylindre en repoussant l’ancien par les soupapes du haut.
2. Compression : elle a lieu lorsque les soupapes d’admission et d’échappement se ferment, et que le piston remonte pour comprimer puis par conséquent chauffer l’air. Le carburant est ajouté lorsque le piston atteint le haut du cylindre, et conduit alors à un allumage spontané.
3. Puissance : avec l’allumage du mélange d’air et de carburant, le piston sera déplacé vers le bas, et la puissance sera envoyée pour démarrer les roues.

Moteurs à quatre temps

Un moteur à quatre temps peut faire partie à la fois d’un moteur diesel et d’un moteur à essence ou à pétrole. Il possède une course de compression et une course d’échappement, ainsi qu’une course de retour chacune, ce qui en fait un moteur à quatre temps au total.

La course de compression consiste à comprimer le mélange d’air et de carburant pour conduire à l’allumage, tandis que la course d’échappement s’occupe de libérer les gaz brûlés. Le piston, dans ce cas, se déplace de haut en bas deux fois.

Le moteur à quatre temps comporte quatre étapes principales :

1. Introduction : elle consiste à aspirer l’air dans le cylindre par la soupape d’admission lorsque le piston descend.
2. Compression : elle a lieu lorsque le piston remonte, fermant la soupape d’admission et comprimant l’air pour le chauffer. Comme le carburant y est injecté, l’allumage a lieu sans bougie d’allumage.
3. Puissance : avec l’allumage, le piston est poussé vers le bas, et la puissance est envoyée aux roues.
4. Échappement : le piston revient maintenant, et les gaz brûlés sont loin poussés vers l’extérieur par la soupape de sortie.

Différences entre les deux types

Bien que la différence significative entre le moteur à deux temps et le moteur à quatre temps soit le nombre de temps, de manière plus évidente, d’autres facteurs distinguent également ces deux types l’un de l’autre. Certains d’entre eux sont mentionnés ci-dessous :

• Les moteurs à deux temps sont plus légers ainsi que plus petits par rapport à celui à quatre temps.
• Les moteurs à deux temps sont également plus efficaces car ils produisent de la puissance une fois pour chaque rotation, plutôt qu’une fois pour toutes les deux rotations, comme dans le cas de ceux à quatre temps. Bien que ce soit un avantage, cela signifie également que les moteurs à deux temps peuvent subir une usure plus importante. Par conséquent, ils peuvent nécessiter plus de refroidissement et de lubrification.
• Vous verrez que la majorité des moteurs diesel sont un cycle à quatre temps. Ceux à deux temps se trouvent généralement dans les moteurs de plus grande taille, comme ceux des bateaux et des scooters. D’autre part, vous pouvez découvrir ceux à quatre temps utilisés couramment dans les voitures, les camions ainsi que d’autres automobiles.
• Les moteurs à deux temps nécessitent un volant d’inertie plus léger, alors que ceux à quatre temps nécessitent un volant d’inertie lourd. Le quatre temps est une force plus équilibrée avec un tour pour un temps de puissance, et le deux temps génère une force plus déséquilibrée avec deux tours pour un temps de puissance.
• La lubrification est généralement plus facile pour les moteurs à deux temps et plus compliquée pour les quatre temps.
• Les moteurs à deux temps sont réputés être plus bruyants que les moteurs à quatre temps. Ils génèrent également plus de fumée.
• Les moteurs à deux temps sont beaucoup moins chers que les moteurs à quatre temps, qui peuvent être plus coûteux en raison de son mécanisme de soupape et de lubrification, ainsi que d’une difficulté comparative de fabrication.

Rappel de l’histoire des moteurs diesel

C’est Rudolf Diesel, un ingénieur allemand, qui a conçu l’idée du moteur diesel, d’où, la raison pour laquelle le moteur diesel porte son nom. C’est Diesel qui a compris que la course de compression pouvait remplacer le processus d’allumage électronique du moteur à essence existant. Il a proposé ce cycle dans ses brevets de 1892 et 1893. Il s’agissait au départ d’un moteur à quatre temps.

Au début, on proposait comme carburant soit du charbon en poudre, soit du pétrole liquide. Le premier moteur industriel développé sur les brevets de Diesel a été établi à St Louis, Mo, par Adolphus Busch, et est devenu le précurseur du moteur Busch-Sulzer. Qui a été responsable de l’alimentation de nombreux sous-marins américains pendant la Première Guerre mondiale.

Plus tard, les soldats de retour de guerre qui avaient fait fonctionner des types de diesel ont été pris par les fabricants qui voulaient développer le diesel à deux temps. Cela a rendu les moteurs diesel moins chers et plus faciles à fabriquer.

Plus tard, la technologie d’injection de carburant a également été introduite pour répondre à la nécessité croissante d’un compresseur d’air à injection à haute pression. Il a commencé comme une pompe faite pour remplacer le compresseur d’air à haute pression.

Cependant, il y avait une autre amélioration qui devait être faite. L’échappement du moteur comprenait un volume extrême de fumée, ce qui entraînait une mauvaise combustion du carburant. Ainsi, une buse d’injection de carburant a été introduite pour injecter le carburant dans le cylindre.

En 1914, William T. Price, qui était un jeune ingénieur américain, a également contribué au moteur diesel en travaillant sur un moteur qui avait besoin d’un taux de compression plus faible et sans bulbes chauds. Il a réussi et a donc également déposé des brevets. Cependant, il restait encore beaucoup à faire pour amener le moteur diesel à la forme qui est utilisée aujourd’hui.

À cette époque, les moteurs à deux temps étaient couramment utilisés pour produire de l’électricité, faire fonctionner les usines de pompage d’eau et les bateaux à moteur, les chalutiers et les remorqueurs.

Au début des années 1920, General Electric et Ingersoll-Rand se sont associés pour construire une locomotive diesel-électrique. Le succès fut tel que la locomotive entraîna des commandes de presque toutes les industries, y compris les usines, les mines et les chemins de fer. Aujourd’hui, ils sont utilisés dans les machines de construction lourdes, les tracteurs agricoles puissants et la plupart des gros camions et bus.

Bien qu’il y ait des contre-indications à l’utilisation d’un camion à moteur diesel, comme une omission plus importante aux polluants dans l’air, son invention est toujours une percée qui a immensément contribué à plusieurs industries dans le monde, principalement le transport, la construction et l’agriculture.

Par conséquent, il est de la plus haute importance de savoir comment ce processus a été initié, et les différents types de moteurs de camion diesel qui existent de nos jours.

Quand il s’agit de faire réparer votre moteur diesel, allez pour un service de réparation diesel établi dont les techniciens peuvent réparer le moteur diesel de votre camion efficacement et au mieux de votre satisfaction.

Au STP Diesel, nous croyons à la recherche &réparation de la cause profonde de la panne, pas seulement le symptôme. La prévention des réparations répétées est l’un de nos fondamentaux de base ; être également capable d’identifier les réparations préventives est essentiel pour garder votre plate-forme sur la route.

Une meilleure connaissance concernant le fonctionnement d’un moteur diesel et sa différence avec d’autres types de moteurs tels que ceux produits par l’essence et le pétrole offre une image plus claire de la façon dont nous avons évolué technologiquement.

Alors, la prochaine fois que vous verrez un grand camion à moteur diesel passer près de votre voiture, transportant sa grande charge, appréciez les différences et comprenez la mécanique plus significative qui fonctionne derrière sa conduite.

STP Diesel dessert actuellement la grande région de Houston, y compris The Woodlands, Spring, Conroe, Tomball, Magnolia, Baytown, Sugar Land et Katy.