12 pièces principales du moteur de voiture à connaître

Bloc moteur et cylindres

Le bloc moteur est une pièce cruciale du moteur de voiture et il est fabriqué en aluminium, en fonte ou en d'autres alliages. Il fait office de logement pour les composants centraux du moteur, tels que les pistons, le vilebrequin et les bielles, et se divise en trois sections principales (fixes) : la culasse, le carter et le bloc.

Les alésages du bloc moteur accueillent les cylindres (environ 4 à 16 tubes métalliques selon le type de voiture) dont le diamètre détermine à son tour la cylindrée du moteur. Lors de la combustion, les pistons effectuent un mouvement alternatif. Selon les besoins de refroidissement et de lubrification, la circulation de liquide de refroidissement et d'huile s'effectue dans des conduits respectifs.

Pistons et vilebrequin

Les pistons sont également l'un des composants principaux du moteur. Le cylindre accueille un piston cylindrique qui s'y déplace. Il joue un rôle essentiel dans la conversion de l'énergie de pression générée par la combustion du carburant en puissance mécanique, transmise ensuite au vilebrequin par la bielle. Les pistons montent et descendent deux fois par tour dans le cylindre. Un moteur à une vitesse de piston de 1250 TR/ min montera et descendra 2500 fois par minute. Les pistons portent des segments pour augmenter la compression et réduire la friction. Les segments de piston aident à éviter un frottement excessif contre le cylindre.

Vilebrequin : la puissance du moteur est obtenue via le vilebrequin. Il assure la transmission de puissance à toutes les parties du moteur. Il transforme le mouvement alternatif des pistons en mouvement rotatif à l'aide d'une bielle. Sa fabrication utilise des pièces forgées ou des fonderies en acier allié traitées thermiquement.

Le vilebrequin se compose des éléments suivants :

• Selles de vilebrequin
• Paliers principaux
• Manetons
• Contrepoids
• Enfin, les conduits d'huile

Segments de piston

Les segments de piston forment un joint étanche avec la paroi du cylindre. Ce sont des segments métalliques fendus qui s'ajustent sur le diamètre extérieur du piston dans les moteurs à vapeur ou à combustion interne. Les conceptions modernes comportent généralement moins de segments, avec 1 à 3 segments de compression et 1 segment racleur d'huile par piston.

Les segments de piston assurent l'étanchéité aux gaz à haute pression de la chambre de combustion et facilitent le transfert de chaleur de la couronne du piston vers les parois du cylindre. Ils garantissent également la présence d'un film lubrifiant suffisant sur les parois du cylindre afin de réduire l'usure lors du déplacement du piston.

Arbre à cames

Un arbre à cames est un arbre sur lequel sont montées des cames. Les cames transforment le mouvement rotatif de l'arbre à cames en mouvement linéaire du poussoir. Il assure l'ouverture et la fermeture des soupapes. Il y a deux cames par cylindre :

• pour la soupape d'admission
• pour la soupape d'échappement.

L'arbre à cames comprend également un excentrique pour entraîner la pompe à carburant et un engrenage pour actionner la pompe à huile et le distributeur d'allumage. L'arbre à cames est entraîné par le vilebrequin, et l'engrenage du vilebrequin a la moitié du nombre de dents de l'engrenage de l'arbre à cames. Les arbres à cames sont fabriqués en acier allié.

L'arbre à cames transforme le mouvement rotatif du vilebrequin en un mouvement de va-et-vient, en contrôlant le déplacement des poussoirs, des tiges de culbuteur, des culbuteurs et des soupapes. Il régule également la synchronisation de l'ouverture et de la fermeture des soupapes. L'arbre à cames peut se trouver dans le bloc moteur ou dans les culasses, selon le type de véhicule. Il est situé dans les culasses de nombreux véhicules modernes sous les noms :

• Double arbre à cames en tête (DOHC)
• Arbre à cames simple en tête (SOHC).

Courroie de distribution

Pour synchroniser la rotation du vilebrequin et de l'arbre à cames dans un moteur à pistons, on utilise une courroie de distribution, une chaîne ou un ensemble d'engrenages. La synchronisation permet aux soupapes de s'ouvrir et de se fermer aux moments appropriés, en fonction de la position du piston. La courroie ou la chaîne de distribution est essentielle pour éviter tout contact entre le piston et la soupape dans un moteur dit « interference ».

La courroie de distribution porte des dents sur sa surface intérieure, tandis qu'une chaîne à rouleaux est un type de chaîne de distribution. Les dents d'une courroie en caoutchouc résistant s'engrènent avec les poulies de l'arbre à cames et du vilebrequin dans un système de distribution. La chaîne de distribution fonctionne de manière similaire à une chaîne de vélo, avec des dents qui s'enroulent autour des poulies.

Bougies

C'est un type de dispositif électrique utilisé pour la combustion du carburant comprimé à l'aide d'une étincelle électrique à l'intérieur. Elle joue un rôle essentiel dans le maintien du processus de combustion du moteur. Elle transfère le courant électrique du système d'allumage vers la chambre de combustion du moteur à allumage commandé.

Elle se compose d'un isolant en céramique destiné à séparer le corps métallique fileté d'une bougie du noyau de l'électrode.

Collecteur (collecteur d'admission et d'échappement)

La culasse est reliée à des ensembles séparés de tuyaux, appelés collecteurs, qui transportent le mélange air-carburant et les gaz d'échappement. Le collecteur est conçu pour résister à la haute température des gaz d'échappement et, par conséquent, il est généralement en fonte. Le collecteur comprend plusieurs brides, notamment les brides du carburateur, d'admission, du corps de papillon et d'entrée d'air.

• Collecteur d'admission : c'est le composant du moteur chargé de répartir l'air vers les cylindres. Souvent, le papillon des gaz et d'autres pièces sont contenus dans le collecteur d'admission. Sur certains moteurs V6 et V8, le collecteur d'admission est composé de plusieurs sections ou pièces. L'air d'admission traverse plusieurs composants avant d'entrer dans le moteur, notamment le filtre à air, le manchon d'admission, le corps de papillon, la chambre du collecteur d'admission, les conduits et les cylindres. Le papillon des gaz contrôle le régime du moteur en régulant le débit d'air.
• Collecteur d'échappement : c'est une unité simple en fonte ou en acier inoxydable qui recueille les gaz d'échappement du moteur de plusieurs cylindres et les dirige vers le tuyau d'échappement. Il est relié aux soupapes d'échappement et présente une conception similaire à celle du collecteur d'admission. Le collecteur d'échappement assure le transport des gaz d'échappement aussi bien sur les moteurs diesel que sur les moteurs essence.

Bielle

Sa fonction principale est de convertir le mouvement alternatif des pistons en mouvement rotatif du vilebrequin. Elle est construite de manière légère et résistante pour supporter les forces de torsion et de pression. Elle est fabriquée en acier allié, en duralumin et en fonte de graphite malléable. Un axe de piston relie les pistons à la petite tête de la bielle, tandis que la grande tête sert à se connecter au vilebrequin via un maneton. Les forces de compression et de traction générées par les pistons sont transmises par la bielle.

La bielle est principalement utilisée dans les moteurs à combustion interne, où elle pivote à l'extrémité du piston et rotit à l'extrémité de l'arbre. Elle a un précurseur historique dans les moulins à eau, où une connexion mécanique similaire transformait le mouvement rotatif de la roue hydraulique en un mouvement de va-et-vient.

Volant moteur

Un volant moteur est un composant mécanique qui utilise le principe de conservation du moment cinétique pour stocker de l'énergie rotative proportionnelle à son moment d'inertie et au carré de sa vitesse de rotation. Le couple moteur étant variable et non constant, faire fonctionner un véhicule avec une puissance aussi irrégulière peut générer une gêne pour le conducteur et l'usure des composants.

Pour y remédier, on utilise un volant moteur comme amortisseur de couple afin de gérer les fluctuations de charge en stockant du couple pendant les phases de haute puissance et en le restituant lorsque cela est nécessaire.

Chemise de cylindre

Importante pour le bon fonctionnement du moteur. Elles peuvent être facilement remplacées. Les chemises sont fabriquées en alliages de fer avec du silicium, du manganèse, du nickel et du chrome, et elles sont généralement fondues par centrifugation. Elles sont résistantes à la corrosion, ce qui contribue à prolonger la durée de vie du moteur.

La chemise de cylindre fait office de paroi intérieure d'un cylindre, offrant aux segments de piston une surface de glissement tout en contenant le lubrifiant à l'intérieur du cylindre. La friction qui se développe entre le segment et la jupe du piston provoque une usure avec le temps. Des couches d'émail se forment naturellement lors de la conduite du véhicule ; de plus, un film d'huile supplémentaire est assuré sur l'usure du cylindre afin de réduire l'usure.

Distributeur

Il est présent dans les systèmes d'allumage par étincelle et d'allumage à synchronisation mécanique. C'est un arbre rotatif à l'intérieur d'un moteur à combustion interne. Il remplit la fonction cruciale de transmettre un courant haute tension de la bobine aux bougies. Il garantit également que cette transmission de courant s'effectue dans l'ordre approprié et pendant la durée correcte.

Il contient un interrupteur (mécanique ou inductif) permettant de contrôler l'ouverture et la fermeture du circuit primaire de la bobine.

Poulie d'arbre à cames

Le système de distribution d'un moteur utilise une poulie de came pour contrôler la vitesse de l'arbre à cames, qui gouverne les soupapes de siège qui régulent l'admission et l'échappement d'air dans les cylindres.

La poulie de came et la chaîne de distribution travaillent ensemble pour assurer que la rotation du vilebrequin et de l'arbre à cames soit synchronisée.