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Livre d'or TerroT

 

Principe de fonctionnement d'un moteur à 4 temps

à allumage commandé

(Auteur : Colin DEBUCHY)

 

Avant d'expliquer les positions de manettes, commandes, ou quoi que ce soit, je pense qu'il est préférable pour tous de comprendre le principe de fonctionnement d'un moteur à 4 temps à allumage commandé.

Que le moteur ait 80 ans,ou neuf du jour, le cycle sera toujours le même. On oublie parfois des détails très importants, comme par exemple le temps que vont mettre les gaz à brûler en fonction de la température de l'air comburant, voire la quantité de masse gazeuse à admettre par rapport à la charge que l'on veux récupérer, etc...

Comme je ne suis pas prof, je vais essayer de faire de mon mieux et si c'est pas très clair, merci de me faire signe!

Aujourd'hui petit rappel des bases du moteur à allumage commandé:

Le cycle à 4 temps parait simple:

   1 - admission,

2 - compression,

3 - explosion détente,

4 - échappement.

 

Mais il serait plus juste de dire que l'explosion intervient indépendamment de la phase détente. Pourquoi?

C'est bien ça notre problème.

Mais ne mélangeons pas tout de suite les torchons et les serviettes et analysons les 4 temps sans aller jusqu'à la modélisation mathématique, mais en simplifiant un peu les choses.


Premier temps : L'admission !

Quand le piston descend, la soupape d'admission est ouverte pour laisser l'air rentrer. Le moteur n'aspire rien, c'est la pression atmosphérique via le volet d'air (papillon, boisseau,...) qui rentre et qui détermine la masse de mélange gazeux admise.

La masse? Hé oui, pour brûler correctement dans un moteur dit "essence" il faut un mélange stoechiométrique et homogène des gaz (environ 1 gramme de carburant pour 15 de comburant). Donc plus la cylindrée est importante et plus la masse admise est importante!

Le carburateur de nos motos ne fait que mélanger de l'air et de l'essence; il fait lui même le mélange stoechio. Donc plus on veut amener de masse gazeuse, plus on doit ouvrir le volet d'air.

Une fois que la soupape d'admission se ferme le mélange air carburant doit être homogène si il veut brûler correctement. Donc prises d'air et autre disfonctionnement d'un carburateur peuvent perturber la qualité du mélange et créer des soucis dès le premier temps.

 

Deuxième temps: La compression!

Et c'est là que les choses se compliquent ! En effet, pour faire du feu il faut 3 éléments: Combustible, Comburant, et Chaleur. Or le combustible et le comburant sont présent car nous les avons fait entrer au premier temps, et la chaleur va se produire lors de la remontée du piston en comprimant les gaz. En effet, quand on comprime de l'air, celui-ci s'échauffe…. Malheureusement,  cette chaleur ne sera pas suffisante pour enflammer le mélange gazeux d'ou l'intérêt d'une source d'ignition, à savoir : l'étincelle de la bougie…

Donc, plus on a de la compression, plus on produit de chaleur et mieux on enflamme l’ensemble.

Attention cependant à ne pas avoir trop de compression, au risque de provoquer l'explosion des gaz sans le vouloir et obtenir le phénomène du cliquetis… mais il y a peu de chance que le phénomène se produise sur nos vieux tromblons.

En résumé des étapes précédentes, a partir du moment où les 3 éléments sont présents, la combustion peut commencer.

 


Troisième temps: L’explosion détente !

Nous (les motoristes) préférons parler de combustion, plutôt que d'explosion. En effet, s’il a une explosion, c'est seulement au moment de l'étincelle. Ensuite, la masse gazeuse va mettre un certain temps à brûler. C'est bien pour cela qu'il faut de l'avance ou du retard à l'allumage!

La pression sur le piston pour le faire redescendre doit être obtenue après le passage du point mort haut (PMH), mais à ce moment là, la combustion doit déjà être commencée sinon tous les gaz n'auront pas le temps de brûler.

Donc:

- Plus la masse gazeuse est importante, plus il faudra d'avance.

- A l'inverse plus elle est faible, moins il en faut.

- Plus le mélange est chaud, mieux il brûlera et moins d'avance il aura besoin.

- A l'inverse, plus il est froid (départ moteur froid, température d'air extérieure froide, ...), et plus il faudra rajouter d'avance.

 

Sur un vieux pétochon avec l'avance à la main, tous les réglages sont possibles mais avec les avances automatiques des années 50 beaucoup moins. Cela explique les fumées et les imbrûlés sur certaines machines à froid.

Les fumées et imbrûlés sur les plus anciennes proviennent surtout des mauvais rendements : remplissage médiocre, mauvaise chambre de combustion (surtout moteurs latéraux), allumage médiocre...

Pour conclure sur ce temps, quand le piston redescend, c'est le temps moteur, le seul et l'unique, qui va donner la force suffisante à la bielle pour actionner le vilebrequin...

Une fois que la combustion est terminée, le piston est prêt à remonter et c'est le temps de l'échappement!

 


Quatrième temps : L’échappement !

Une fois que la combustion est complètement terminée, le piston peut alors remonter, soupape d'échappement ouverte pour évacuer les gaz brûlés. C'est le temps le plus simple quoique des phénomènes d'aspirations ou de refoulements de gaz ou des soucis de pression et contre-pression résiduelles apparaissent. Nous ne nous étendrons pas sur le sujet…

Ensuite, c’est très simple, on recommence au début.


REGiMES MOTEURS

Maintenant parlons des régimes moteurs:

 - Le ralenti:

Quelque soit le régime du ralenti, généralement de 500 à 1000 tr/min, il n'y a que les effort de frottement du moteur à vaincre, donc aucune puissance à tirer.

A froid, l'air est plus lourd et donc pour obtenir un mélange homogène, le dispositif de starter sert à amener plus de carburant (le fameux mélange stoechio).

Les moteurs qui n'en sont pas équipés et tournant donc avec un mélange trop pauvre, pallient cet inconvénient en diminuant leur avance à l'allumage.

A chaud, l'air étant plus léger, le mélange dans le carburateur est plus homogène, le starter est donc inutile, ou alors il faut rajouter un peu d'avance…..

Et l'air, me direz vous dans tout ça?

A froid, moins d'air (il y en a plus qu'à chaud), et moins d'avance.

A chaud, plus d'air, et plus d'avance.

Vous avez compris pourquoi maintenant il est mieux d'expliquer les choses!

Imaginons un régime moyen, sur du plat et stabilisé. L'air est ouvert à moitié (mi-puissance demandée par le pilote), le moteur est chaud et soudain apparaît une cote à 15 pour cent. Pour garder la même vitesse, il va falloir plus de puissance donc une masse d'air plus importante et qui prendra plus de temps à brûler.

 
=>
Donc dans une cote, on ouvre l'air et on augmente l'avance.

Mais voila que ça redescend! Là, on a plus besoin de puissance (toujours pour la même vitesse), donc on referme l'air et on re-diminue l'avance.

Attention tout de même à ne pas mettre trop d'avance à la montée en puissance afin de ne pas faire de pré-inflammation (risque de cliquetis), et de ne pas trop diminuer à la redescente en fin de combustion sinon la combustion se termine dans l'échappement et les soupapes n'aiment pas trop ça. C'est l'habitude du pilote et de sa machine qui fera le reste!

Autre exemple : Admettons que la seule chose qui m'intéresse, c’est de rouler à fond comme un sauvage. Pas de problème, on a constatés que plus la charge demandée est importante, plus il faut d'air et d'avance… a vous de réguler!

Le problème majeur des pétochons est qu'il faut, même pendant les phases transitoires de régime, adapter en permanence ses manettes car il n'y a souvent aucune régulation automatique.

 
 

Vous comprenez maintenant pourquoi on dit à fond LES manettes? Car il y a 60 ans de ça, il y avait deux manettes pour aller à fond alors que maintenant... il n’y en a plus qu'une seule….!

 

 

Donc pour résumer la position des manettes de nos machines: 

 
- Au ralenti à froid: peu d'air et peu d'avance

- Au ralenti à chaud: un peu plus des deux

- Plus on veux de puissance: plus de gaz et plus d'avance

 

Colin

 

Notes de la redaction: REPOS !!  Vous pouvez fumer !!   Y'a intero lundi matin ...

 

Images et textes: Colin - Reproduction interdite sans l'accord de l'auteur.

 

Si vous aussi, vous souhaitez participer à la création de ces dossiers, n'hésitez pas a nous écrire.

 

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Dernière mise à jour le : 15/05/16