De nombreux composants travaillent ensemble dans le moteur à combustion. C’est la seule façon d’assurer le bon fonctionnement du moteur. Contrairement à d’autres parties du moteur, les principaux composants du moteur ne sont pas ou peu visibles. Découvrez maintenant quels sont les principaux composants clés qui se cachent à l’intérieur du moteur à combustion et quelle est leur fonction.

Bloc moteur

Le bloc moteur constitue le cœur du moteur à combustion. Il abrite de nombreux composants tels que le vilebrequin et ses paliers. Il réunit également les cylindres et offre de la place pour les pistons et les bielles. Une ou plusieurs culasses prennent place sur la face supérieure des bancs de cylindres du bloc moteur. Les accessoires sont également fixés au bloc moteur. Selon le type de moteur, le bloc moteur peut être construit différemment et présenter une forme différente. Par exemple, les blocs moteurs des moteurs en V diffèrent de ceux des moteurs en ligne ou des moteurs boxer. Dans les variantes de moteurs à refroidissement liquide, le bloc comprend également des canaux de refroidissement et une chemise d’eau pour le refroidissement du moteur.

Culasse

La culasse ferme la chambre de combustion du moteur à combustion par rapport au bloc moteur. L’intérieur de la culasse abrite en outre tous les composants importants de la commande mécanique d’échange des gaz. En outre, la culasse évacue la chaleur produite par la combustion et constitue en même temps la fermeture supérieure du moteur. La culasse abrite de nombreux composants de la commande des soupapes ainsi que les canaux correspondants pour l’alimentation en lubrifiant de la commande des soupapes. Il s’agit notamment des soupapes d’admission et d’échappement, ainsi que des canaux d’admission et d’échappement des cylindres. Les injecteurs sont également logés dans la culasse. Les bougies d’allumage pour les moteurs à essence et les bougies de préchauffage pour les moteurs diesel.

Cylindres

Les cylindres guident les pistons du moteur à combustion et les soutiennent dans leurs mouvements. La combinaison des pistons, des cylindres et de la culasse définit la chambre de combustion du moteur. Lors du fonctionnement du moteur à combustion, le piston monte et descend dans son cylindre associé. Un film d’huile sur la paroi du cylindre assure la lubrification. En fonction de la conception du moteur, les cylindres peuvent différer en termes de design et de matériau. Dans les moteurs modernes, les surfaces des cylindres sont parfois dotées d’un revêtement spécial pour permettre un meilleur fonctionnement du piston. La chaleur générée par la combustion est évacuée par les cylindres et transmise au système de refroidissement du bloc moteur.

Piston

Les pistons du moteur sont des pièces mobiles situées à l’intérieur du bloc moteur. En fonctionnement, les pistons du moteur se déplacent dans les cylindres et transmettent la force aux bielles. Le piston et le cylindre forment une cavité fermée. Le volume de cette cavité varie en fonction de la position du piston à l’intérieur du cylindre. Chaque piston est relié de manière fixe à une bielle moteur, qui est elle-même couplée au vilebrequin. Lorsque le piston se trouve à peu près au point supérieur du cylindre, le mélange air-carburant s’enflamme dans le cylindre. Le piston est accéléré par l’énergie ainsi libérée et la transmet au vilebrequin sous forme de travail mécanique via la bielle.

Vilebrequin

Le vilebrequin transforme la force libérée lors du fonctionnement du moteur à combustion en un mouvement de rotation. Le mouvement ainsi généré est transmis à la chaîne cinématique, qui le transmet finalement aux roues du véhicule. Pour ce faire, le vilebrequin est relié par une bielle séparée aux pistons du moteur, qui ne peuvent se déplacer que linéairement dans les cylindres. Pour convertir le mouvement linéaire des pistons, le vilebrequin possède une forme spéciale et est forgé en acier. L’arbre est formé selon le principe de plusieurs manivelles, et diffère selon le principe du moteur et le nombre de cylindres. Ainsi, la forme du vilebrequin détermine en fin de compte la position du piston dans le cylindre.

Bielles

Les bielles ou biellettes assurent la liaison entre le vilebrequin et les pistons dans les cylindres. Ces composants du moteur sont parfois aussi appelés bielle ou bielle motrice. La bielle est reliée d’un côté au piston et de l’autre au vilebrequin. Ces deux liaisons permettent à la bielle de se déplacer. Lorsque le piston monte et descend dans le cylindre, cette force est directement transmise à la bielle. Les bielles sont soumises à des contraintes considérables lors du fonctionnement du moteur. Il s’agit notamment des forces de traction, de compression et des forces de flexion et de flambage. C’est pourquoi les bielles des moteurs à combustion sont souvent fabriquées en aciers alliés ou en métaux frittés.

Arbre à cames

L‘arbre à cames est un élément important de la commande moteur du moteur à combustion. Il s’agit d’un arbre muni de cames. Par le biais de celles-ci, l’arbre ouvre et ferme à son tour les soupapes du moteur. Cela permet à l’air ou au mélange de combustion d’entrer et aux gaz d’échappement d’être évacués au bon moment. La position de l’arbre à cames peut varier selon la conception du moteur. Dans les moteurs modernes, l’arbre à cames est généralement logé dans la culasse, d’où il commande les soupapes. Lors du fonctionnement du moteur, l’arbre est mis en mouvement par le vilebrequin. Pour ce faire, il est relié à ce dernier par une chaîne de distribution, une courroie crantée ou des roues dentées.

Soupapes

Les soupapes du moteur à combustion contrôlent le renouvellement de la charge et donc l’entrée et la sortie des gaz au niveau des cylindres. Lorsqu’elle est fermée, une soupape assure l’étanchéité de la chambre de combustion, ce qui permet un échange optimal des gaz. Chaque cylindre est équipé d’au moins une soupape d’admission et d’une soupape d’échappement, mais souvent de plusieurs. Les soupapes du moteur sont placées dans la culasse, où elles sont soumises à une lubrification et à une évacuation de chaleur optimales. Les mouvements de chaque soupape sont commandés et déclenchés par l’arbre à cames. Lorsque la soupape d’admission est ouverte, de l’air frais ou un mélange inflammable peut entrer. Lorsque la soupape d’échappement est ouverte, les gaz d’échappement sont évacués en toute sécurité.

Bougies d’allumage

Les bougies d’allumage d’un moteur assurent l’étincelle d’allumage et allument le mélange dans le cylindre au bon moment. Cet allumage du mélange de carburant et d’air n’est nécessaire que dans les moteurs à essence. Les bougies d’allumage ne sont donc pas installées dans les moteurs diesel. Dans les moteurs à essence, la combustion dépend de l’inflammation fiable du mélange inflammable. Chaque cylindre du moteur à combustion est équipé d’au moins une bougie d’allumage. Selon le régime du moteur, la bougie d’allumage doit allumer le mélange plusieurs milliers de fois par minute. Les bougies d’allumage possèdent un noyau métallique et un isolant en céramique. À son extrémité, la bougie d’allumage est dotée d’une électrode centrale et d’une électrode de masse, c’est là que se produit l’étincelle d’allumage.

Injecteurs et soupapes d’injection

Les injecteurs ou les buses d’injection sont responsables de l’injection de carburant dans la chambre de combustion ou d’admission du moteur à combustion. Pour les moteurs diesel, le terme d’injecteur s’est imposé pour désigner ces composants. Pour les moteurs à essence, on parle souvent d’injecteur. Les deux variantes se distinguent en partie par leur structure. Les injecteurs et les soupapes d’injection assurent l’alimentation en carburant au bon moment et augmentent l’efficacité du moteur à combustion moderne. Aujourd’hui, les injecteurs des moteurs sont le plus souvent des soupapes à commande électrique. Elles permettent d‘injecter le carburant avec une certaine forme de pulvérisation, ce qui permet une combustion optimale.

Courroie crantée ou chaîne de distribution

La courroie crantée ou la chaîne de distribution du moteur assurent la commande du moteur à combustion. Selon le type de moteur et sa construction, l’une ou l’autre variante est installée. Toutefois, les deux éléments constituent chacun la liaison entre l’arbre à cames et le vilebrequin. Les composants du moteur tels que la chaîne de distribution ou la courroie de distribution sont importants pour le bon fonctionnement du moteur à combustion. Si l’élément est étiré ou défectueux d’une autre manière, le temps de commande des soupapes ne correspond pas au mouvement des pistons. La chaîne de distribution est fabriquée à partir de maillons métalliques, tandis que la courroie de distribution est en plastique élastique.