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Le cycle du moteur à quatre temps

1876
  • Nicolaus Otto
  • Eugen Langen
Moteur à quatre temps présentant les pistons et le vilebrequin dans un contexte de génie mécanique.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

The practical application of the Otto cycle is the four-stroke engine, which completes a thermodynamique cycle in four distinct piston movements (strokes). These are: 1. Intake (suck), where the air-fuel mixture is drawn in; 2. Compression (squeeze), where the mixture is compressed; 3. Power or Combustion (bang), where ignition pushes the piston down; 4. Exhaust (blow), where burnt gases are expelled.

The four-stroke cycle, also known as the Otto cycle in practice, requires two full rotations of the crankshaft to complete. Each stroke corresponds to a 180-degree rotation of the crankshaft. The sequence is precisely timed by the camshaft, which operates the intake and exhaust valves.

1. Course d'admission : Le cycle commence lorsque le piston est au point mort haut (PMH). La soupape d'admission s'ouvre et le piston descend jusqu'au point mort bas (PMB), créant une dépression partielle qui aspire le mélange air-carburant dans le cylindre.

2. Course de compression : La soupape d'admission se ferme et le piston remonte du point mort bas au point mort haut. Ce mouvement comprime le mélange air-carburant emprisonné, augmentant considérablement sa pression et sa température, et le préparant ainsi à l'allumage.

3. Course motrice (combustion) : Juste avant que le piston n'atteigne le point mort haut (PMH), l'étincelle de la bougie enflamme le mélange comprimé. La combustion rapide qui s'ensuit crée une forte augmentation de pression, repoussant le piston du PMH au point mort bas (PMB). C'est la seule phase du cycle qui produit un travail mécanique, fournissant ainsi de la puissance au vilebrequin.

4. Course d'échappement : Lorsque le piston atteint le point mort bas (PMB), la soupape d'échappement s'ouvre. Le piston remonte ensuite du PMB au point mort haut (PMH), expulsant les gaz brûlés du cylindre vers le système d'échappement. Une fois le PMH atteint, la soupape d'échappement se ferme, la soupape d'admission s'ouvre et le cycle recommence. Cette séquence continue d'événements convertit l'énergie chimique du carburant en mouvement de rotation.

UNESCO Nomenclature: 3322
- Ingénierie mécanique

Taper

Dispositif physique

Perturbation

Révolutionnaire

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • moteur à essence deux temps Lenoir
  • Mécanismes des machines à vapeur (piston, cylindre, vilebrequin)
  • Alphonse Beau De Rochas’s theoretical description of a four-stroke cycle
  • développement de systèmes d'allumage fiables

Applications

  • automobiles
  • motos
  • avions légers
  • tondeuses à gazon
  • générateurs portables

Brevets:

  • US Patent 194047
  • German Patent 532

Idées d'innovations potentielles

  • Conception de moteurs sans arbre à cames utilisant des actionneurs de soupapes pneumatiques ou électriques
  • Technologie de désactivation des cylindres pour une consommation de carburant réduite
  • systèmes d'injection directe d'essence (GDI)
  • calage et levée variables des soupapes (VVT/VVL)
  • Allumage par jet de plasma remplaçant les bougies d'allumage traditionnelles
  • moteurs avec groupes électrogènes intégrés pour applications hybrides
  • moteurs à cycle divisé qui utilisent des cylindres séparés pour l'admission/compression et la combustion/l'échappement
  • moteurs à pistons opposés pour un rendement thermique supérieur
  • Impression 3D de composants de moteur complexes tels que les pistons et les culasses
  • L'utilisation de matériaux composites avancés permet de réduire le poids du moteur et les frottements.
Related to: four-stroke engine, intake, compression, power, exhaust, internal combustion, piston, crankshaft, camshaft, Nicolaus Otto.

Contexte historique

Le cycle du moteur à quatre temps

1850
1860
1870
1876
1882-01-01
1886-04-23
1890
1850
1850
1867
1875-01-01
1881
1884
1890
1890

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

10e année anniversaire

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