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Université Mentouri Constantine1 Faculté des Sciences de la technologie Département Génie des Transports Cours L3 IT Maintenance des parcs roulants Partie 2/3 Par : Pr. M.S. BOULAHLIB Constantine 2010

Maintenance des parcs roulants Partie 2/3

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Page 1: Maintenance des parcs roulants Partie 2/3

Universiteacute Mentouri Constantine1

Faculteacute des Sciences de la technologie

Deacutepartement Geacutenie des Transports

Cours L3 IT

Maintenance des parcs

roulants

Partie 23

Par

Pr MS BOULAHLIB

Constantine 2010

Sommaire

Chapitre 01 Introduction a la maintenance

Chapitre 02 Concept de la maintenance

Chapitre 03 Le conducteur et son veacutehicule

Chapitre 04 Controcircle technique automobile en Algeacuterie

Chapitre 05 Meacutethodes drsquoanalyses

Chapitre 06 Documentation technique

Chapitre 07 Moteurs agrave combustion interne

Chapitre 08 Identification du veacutehicule

Chapitre 09 Organisation du garage

Chapitre 10 Devis

Chapitre 11 Bon de commande

Chapitre 12 Planification des reacuteparations

Chapitre 13 Facturation

Chapitre 14 Service Apres Vente

Chapitre 6

La documentation

technique

1- LA DOCUMENTATION TECHNIQUE

Elle contient

- des informations techniques

- les proceacutedures de deacutemontage montage

- les proceacutedures de reacuteglage

- les proceacutedures de diagnostic

Ces renseignements aident le personnel de maintenance dans la

reacutealisation de ses tacircches

Chaque numeacutero consacre un dossier complet agrave leacutetude technique et

pratique dune automobile

Le modegravele choisi est geacuteneacuteralement un veacutehicule courant agrave leacutepoque de leacutedition de la revue

quelle que soit sa marque

Le dossier comprend

- la description deacutetailleacutee du veacutehicule

- les recommandations dentretien courant et laide pas agrave pas au deacutemontage et remontage

des principaux eacuteleacutements avec agrave lappui de nombreux scheacutemas

Le reste de la revue est consacreacutee selon les numeacuteros agrave

- loutillage

- leacutelectriciteacute

- les accessoires

- leacutevolution de certains modegraveles de veacutehicules etc

Geacuteneacuteralement en fin de document se trouve une feuille cartonneacutee deacutetachable nommeacutee

Fiche descriptive

retraccedilant les principales caracteacuteristiques du veacutehicule qui fait lobjet du dossier

Exemple drsquoexploitation drsquoune Revue Technique Automobile

- Preacutesentation drsquoune revue technique

- Page de garde

- Identification du veacutehicule

- Chapitre moteur

Chapitre 7

Moteurs

agrave combustion interne

Moteurs agrave allumage commandeacute (essence)

Introduction

Cest une deacuteflagration (explosion) qui se produit au sein de ces moteurs

Les moteurs agrave allumage commandeacute

neacutecessitent une eacutetincelle pour le

deacuteclenchement de la combustion du meacutelange

carburantair

Tous les moteurs utilisant comme carburant

de lessence ou de lalcool voire un gaz

(GPL) ou autre dont le deacuteclenchement de la

combustion est deacutependant dune source

deacutenergie externe (bougie trembleur)sont

appelles

Moteur Renault Energy 14 de la Symbol

laquo moteur agrave allumage commandeacute raquo

Le moteur agrave allumage commandeacute est eacutequipeacute dun systegraveme complet dallumage composeacute de

Bougies Bobine Rupteur Faisceau

Une bougie qui fait des eacutetincelles

Une bobine qui sert agrave geacuteneacuterer une haute tension neacutecessaire agrave la creacuteation de leacutetincelle

Un systegraveme de commande de lallumage (rupteur ou systegraveme eacutelectronique)

Un faisceau eacutelectrique

21 Constitution

Ces moteurs transforment leacutenergie potentielle chimique stockeacutee dans un

carburant en travail (eacutenergie meacutecanique) gracircce agrave des combustions tregraves

rapides dougrave le terme dexplosions

Ils sont constitueacutes dun ou plusieurs cylindres

confinant les combustions

Dans chaque cylindre un piston coulisse en un mouvement

rectiligne alternatif

Mouvement transformeacute en rotation par lintermeacutediaire dune bielle

reliant le piston au vilebrequin (assemblage de manivelles sur un axe)

Chaque cylindre est fermeacute par une culasse munie dau moins deux soupapes

- La premiegravere permet lalimentation en meacutelange airessence du cylindre par le Collecteur

dadmission

- Lautre leacutevacuation des gaz bruleacutes vers leacutechappement

Soupapes drsquoeacutechappement Soupapes dans leurs logement

22 Fonctionnement

Figure II1 Cycle quatre temps agrave allumage commandeacute

Son cycle (de fonctionnement) se deacutecompose analytiquement en quatre temps (ou phases)

Le mouvement du piston est initieacute par la combustion (augmentation rapide du volume des gaz) dun

meacutelange de carburant et dair (comburant) qui a lieu durant le temps moteur

Le moteur fonctionne degraves lors seul et produit un couple sur son arbre de sortie

1 admission dun meacutelange air et de carburant vaporiseacute preacutesent dans le conduit dadmission

meacutelange preacutepareacute par divers composants (carburateur ou systegraveme dinjection) ouverture de la

soupape dadmission et descente du piston ce dernier aspire ainsi ce meacutelange dans le cylindre

agrave une pression de -01 agrave -03 bar

2 compression du meacutelange fermeture de la soupape dadmission puis remonteacutee du piston qui

comprime le meacutelange jusquagrave 12 agrave 18 bars et 400 agrave 500 degC dans la chambre de combustion

3 combustion (deacutetente aux environs du point mort haut) moment ougrave le piston atteint son point

culminant et ou la compression est au maximum la bougie dallumage (connecteacutee agrave un

geacuteneacuterateur deacutelectriciteacute haute tension) produit une eacutetincelle la combustion rapide qui sensuit

constitue le temps moteur les gaz chauds agrave une pression moyenne de 40 bars repoussent le

piston initiant le mouvement

4 eacutechappement ouverture de la soupape deacutechappement et remonteacutee du piston qui chasse les

gaz brucircleacutes deacutetendus dans le collecteur deacutechappement laissant la place agrave une nouvelle charge

de meacutelange Un nouveau cycle recommence

23 Allumage eacutelectronique

Un allumage eacutelectronique est une eacutevolution de lallumage classique par batteriebobine des moteurs agrave

explosion

Il a consisteacute agrave remplacer aussi le meacutecanisme davance agrave lallumage par un systegraveme eacutelectronique (en

reacutealiteacute dans ce cas le systegraveme est reacutegleacute sur

pleine avance) et un retardateur eacutelectronique

introduit le retard neacutecessaire agrave la situation du

moteur

Introduit dans les anneacutees 1970 lallumage

eacutelectronique sest geacuteneacuteraliseacute sur de nombreuses

cateacutegories de moteurs (automobiles motos etc)

agrave partir des anneacutees 1980

Allumage eacutelectronique

24 Avantages et inconveacutenients du moteur agrave allumage commandeacute

bull Plus leacuteger

bull Plus vif

bull Plus silencieux

bull Cout moindre

25 Les pannes

Les pannes dallumage sont une des grandes causes dimmobilisation involontaire des veacutehicules agrave

moteur

bull Usure des rupteurs

bull Deacutereacuteglage du point davance

bull Usure ou grippage du systegraveme davance

26 Combustion

La combustion du meacutelange est une transformation chimique (oxydation vive) du carburant et de

loxygegravene

On utilise geacuteneacuteralement loctane comme moleacutecule permettant de deacutecrire une combustion de ce type

Eacutequation de la combustion de loctane

2 C8H18 + 25 O2 16 CO2 + 18 H2O + Q

2 Moteur Diesel

Principe

Fruit des travaux meneacutes par lingeacutenieur allemand Rudolf Diesel entre 1893 et 1897 le moteur Diesel

est un moteur agrave combustion interne dont lallumage nest pas commandeacute mais spontaneacute par

pheacutenomegravene dauto-inflammation

Il na donc pas besoin de bougies dallumage

Cela est possible gracircce agrave un tregraves fort taux de compression (rapport volumeacutetrique) denviron 141 agrave

251 permettant dobtenir une tempeacuterature de 700 agrave 900 degC

Des bougies de preacutechauffage sont souvent utiliseacutees pour permettre le deacutemarrage du moteur agrave froid en

augmentant la tempeacuterature de la chambre de combustion mais leur preacutesence nest pas systeacutematique

Ce type de moteur agrave taux de compression eacuteleveacute a connu une expansion rapide en automobile agrave partir

de la fin des anneacutees 1980 lorsque la suralimentation par turbocompresseur en a notablement ameacutelioreacute

les performances

Comme le moteur thermique agrave allumage commandeacute le moteur Diesel est constitueacute de pistons

coulissants dans des cylindres fermeacutes par une culasse reliant les cylindres aux collecteurs dadmission

et deacutechappement culasse eacutequipeacutee de soupapes commandeacutees par un ou plusieurs arbres agrave cames

Moteur VW TDI

Le fonctionnement repose sur lauto-inflammation du gazole dans de lair comprimeacute agrave plus de 120

du volume du cylindre a environ

- 35 bar de pression

- 600 degC de tempeacuterature

En brucirclant le meacutelange augmente fortement dans le cylindre

- la pression entre 60 agrave 100 bars

- la tempeacuterature a 1500 degC

Le cycle Diesel agrave quatre temps comporte

- Admission Contrairement au moteur agrave essence crsquoest de lrsquoair pur et non un meacutelange carbureacute qui est

introduit dans le cylindre lors de cette phase

- Compression Lrsquoair fortement comprimeacute est porteacute agrave une pression de 30 agrave 40 bars pour une

tempeacuterature de 500 agrave 600 degC environ

Admission Compression Combustion Echappement

Figure I1 les quatre temps drsquoun moteur Diesel

- combustion A la fin de la compression le gas-oil est alors injecteacute sous forme de fines gouttelettes

soit directement dans la chambre de combustion (injection directe) soit dans une preacute-chambre

turbulente destineacutee agrave favoriser sa combustion au contact de lrsquoair chaud (injection indirecte) La

pression drsquoinjection varie de 80 agrave 250 bars suivant le type de moteur Au contact de lrsquoair agrave tempeacuterature

eacuteleveacutee le combustible srsquoenflamme de lui-mecircme sa tempeacuterature drsquoinflammation eacutetant voisine de 300

degC Il srsquoenflamme spontaneacutement agrave mesure qursquoil est introduit Cependant un certain temps mesurable

srsquoeacutecoule entre le deacutebut drsquoinjection et le deacutebut de la combustion Crsquoest le deacutelai drsquoallumage Les gaz

augmentent tregraves rapidement de volume et chassent le piston vers le bas Crsquoest la deacutetente ou temps

moteur La pression des gaz est de lrsquoordre de 50 agrave 120 bars et la tempeacuterature de 1800 agrave 2000 degC

- Echappement Les gaz brucircleacutes sont chasseacutes par le piston qui remonte gracircce agrave la soupape

drsquoeacutechappement qui srsquoouvre

Les seules bougies preacutesentes sur un moteur diesel sont les bougies de preacutechauffage qui comme leur

nom lindique preacutechauffent les chambres de combustion (ou les preacutechambres suivant le type de diesel)

afin dobtenir lorsque le moteur est froid une tempeacuterature suffisante pour lauto-inflammation du

carburant

332 Vitesse et puissance

Les vitesses de rotation des moteurs diesel sont tregraves diffeacuterentes dun moteur agrave un autre

En effet plus le moteur est gros plus la course du piston est grande et plus le moteur est lent

Trois classes de moteurs sont ainsi deacutefinies

bull moteur lent moins de 200 trmin

bull moteur semi-rapide entre 400 et 1 000 trmin

bull moteur rapide 1 000 trmin et plus

Scheacutematiquement plus le piston est gros plus sa course

est importante

Pour exemplethinsp moteur DW10 ATED de PSA cylindreacutee

1 997 cmsup3 aleacutesage 85 mm course 88 mm reacutegime de

puissance maximale 4 000 trmin

Pour ce moteur la vitesse lineacuteaire du piston dans le

cylindre agrave 4 000 trmin est de 88 x 2 (deux courses par

tour moteur) = 176 mm ou en megravetres 0176 times 4 000

soit 704 mmin ou 70460thinspms = 117 ms

Moteur Diesel PSA

Certains moteurs Diesel lents de type agrave 2 temps atteignent 100 000 ch (voir le porte- conteneurs

Emma Maeligrsk) comme le Waumlrtsilauml RT-flex96C 14 cylindres moteur agrave 2 temps lent

(92102 toursmin)

Les cylindres ont un aleacutesage de 96 cm et le piston une course de

25 m2

Ce moteur a une hauteur denviron 13 megravetres et une longueur de 26

megravetres pour un poids de 2 300 tonnes

333 Combustion

Reacuteaction chimique dans laquelle la combustion du carburant (oxydation vive de lhexadeacutecane) par le

dioxygegravene preacutesent dans lair deacutegage de la chaleur plus des reacutesidus de combustion dioxyde de carbone

et eau

Eacutequation parfaite de la combustion du gazole

hexadeacutecane + dioxygegravene = dioxyde de carbone + eauthinsp

2 C16H34 + 49 O2 rarr 32 CO2 + 34 H2O + Q

En pratique on considegravere quil faut preacutevoir 30 g dair pour brucircler 1 g de combustible

334 Usage

On utilise le moteur Diesel lorsque lon a un besoin dun couple

important ou dun bon rendement

- locomotives

- bateaux

- camions

- Bus et car Diesel-alternateur sur un peacutetrolier

- tracteurs agricoles

- groupes eacutelectrogegravenes

- engins de travaux publics

- automobiles

335 Circuit drsquoalimentation

Le circuit drsquoalimentation (figure I16) du moteur en carburant (gas-oil) dans un moteur diesel

comprend les eacuteleacutements suivants

- Le reacuteservoir qui est souvent muni drsquoun tamis qui arrecircte les plus grosses impureteacutes du combustible

Le bouchon comporte un trou de mise agrave lrsquoair libre

- La pompe drsquoalimentation aspire le combustible dans le reacuteservoir agrave travers une creacutepine Elle est

proteacutegeacutee par un preacute-filtre

- Le filtre complegravete le nettoyage du combustible qui est refouleacute par la pompe drsquoalimentation La

pression fournie par cette pompe est limiteacutee par le clapet de deacutecharge placeacute dans le filtre

- La pompe drsquoinjection distribue sous une forte pression au moment voulu le combustible vers les

cylindres Dans certains cas un clapet de balayage tareacute plus faible que celui du filtre permet une

circulation du combustible qui assure le refroidissement de la pompe

Figure I16 Circuit drsquoalimentation avec pompe en ligne

- Lrsquoinjecteur pulveacuterise tregraves finement le combustible dans la chambre de combustion

- Les canalisations de retour relient la pompe le filtre et les injecteurs au reacuteservoir Elles assurent

lrsquoeacutevacuation de lrsquoexcegraves de deacutebit ou la reacutecupeacuteration des fuites

Une pompe dalimentation solidaire de la pompe dinjection aspire le combustible du reacuteservoir au

travers drsquoun preacute-filtre deacutecanteur et le refoule vers le filtre principal

Le combustible filtreacute est envoyeacute sous pression dans la chambre daspiration de la pompe dinjection

dougrave les eacuteleacutements pistons-cylindre le refoulent sous haute

pression vers les injecteurs

Des soupapes de balayage (ou de deacutegazage) placeacutees sur le filtre et

la chambre daspiration de la pompe agrave injection facilitent

leacutevacuation des bulles dair ou de vapeur et assurent par ailleurs

le refroidissement de la pompe par le deacutebit de combustible ainsi

produit

Pompe agrave injection diesel rotative

Les fuites de combustible sont reacutecupeacutereacutees au niveau des injecteurs et renvoyeacutees au reacuteservoir en mecircme

temps que les divers deacutebits de deacutegazage

335 Deacutelai drsquoallumage

Le temps mis par les premiegraveres gouttelettes injecteacutees pour atteindre la tempeacuterature drsquoinflammation est

deacutefini sous le nom de deacutelai drsquoallumage

Ce deacutelai doit ecirctre aussi court que possible pour que le fonctionnement du moteur soit doux Il sera

drsquoautant plus faible que

- La tempeacuterature de lrsquoair est plus eacuteleveacutee

- La tempeacuterature drsquoinflammation du combustible est

plus basse

- Le combustible est plus finement pulveacuteriseacute

- La tempeacuterature du combustible est plus eacuteleveacutee

- Lrsquoindice de ceacutetane du combustible est eacuteleveacute

336 Moteur agrave injection directe

Moteur agrave combustion interne alimenteacute en air pur le carburant eacutetant injecteacute

sous forte pression directement dans la chambre de combustion (figure

I17)

La pression drsquoair est de 175 agrave 200 bars Ce moteur a besoin drsquoun excegraves drsquoair

important pour favoriser le brassage du meacutelange

Les pressions sont importantes en fin de compression (Reacutef [2])

Injection directe

Avantages

- Le rendement thermique est supeacuterieur drsquoenviron 10 agrave un moteur agrave chambre de preacutecombustion

- Les deacutemarrages sont plus faciles

- La construction est plus simple que pour les autres types de moteurs

Inconveacutenients

Le moteur est assez bruyant et les organes sont soumis agrave de fortes charges

Lrsquoencrassement des injecteurs est plus rapide

336 Avantages du moteur Diesel

Les raisons du succegraves du moteur Diesel dans lautomobile au-delagrave davantages fiscaux qui relegravevent de

choix politiques et non techniques tiennent essentiellement agrave son rendement supeacuterieur agrave celui du

moteur agrave essence

Ce rendement peut ecirctre encore ameacutelioreacute par lutilisation dun

turbocompresseur

Les plus reacutecents modegraveles sont laquo agrave geacuteomeacutetrie variable raquo (TGV)

technologie qui leur permet decirctre plus performants agrave bas reacutegime)

Turbocompresseur

Ainsi que lrsquoutilisation du Common rail (injection directe agrave haute

p r e s s i o n ) i n v e n t eacute p a r F i a t e t M a g n e t i - M a r e l l i

Systegraveme drsquoinjection a rampe commune

Avec les nouveaux injecteurs-pompe rampe commune et pieacutezo-eacutelectrique la pression atteint

jusquagrave

2thinsp500 bars

Contre

- 1thinsp400 pour la premiegravere rampe commune

- moins de 1thinsp000 pour un moteur agrave injection indirecte)

Ce qui assure une pulveacuterisation du gazole

- turbulente

- continue

- constante et

- bien reacutepartie

parametres essentielles pour une bonne combustion

Cette technologie porte le nom de

bull JTD Fiat Alfa Romeo Lancia - inventeur du systegraveme common rail 1re geacuteneacuteration

bull Mjt Fiat Alfa Romeo Lancia Iveco - inventeur et distributeur du systegraveme common rail 2e et

3e geacuteneacuteration

bull HDi Peugeot Citroeumln

bull dCi (Direct Common rail Injection) Renault Nissan Dacia

bull CDI (Common rail Direct Injection) Mercedes-Benz Smart

bull CRD Jeep

bull Td(x) TDV(x) Land Rover (ex Td4 ou TDV8)

bull d BMW (ex 530d)

bull TDI (Turbo Direct Injection) Audi Seat Skoda Volkswagen

bull D-4D ou D-CAT Toyota (CAT signifie Clean Advanced Technologie)

bull d Lexus (exIS 220 d)

bull CDTI (Common rail Turbo Direct Injection) Opel (les DTI sont des moteurs agrave injection

directe sans rampe commune)

bull VDi deacutenomination anciennement utiliseacutee par Nissan aujourdhui remplaceacutee par dCi

bull DI-D Mitsubishi

bull D Volvo (ex 24D ou D5) Jaguar (ex 27D)

bull TDCi Ford (les moteurs TDdi sont agrave injection directe mais ne comportent pas de rampe

commune)

bull MZR-CD Mazda

bull i-CTDi Honda

bull CRDi Hyundai

bull CRDI Kia

bull TCDi VCDi Chevrolet

bull TID Saab

34 Architectures moteurs

341 Introduction

Les deacutefauts du moteur agrave combustion interne classique sont

- meacutediocre rendement

- vibrations

- difficulteacute de reacuteduire son niveau de pollution

De nombreuses architectures alternatives sont neacutees au cours de lhistoire beaucoup sont resteacutees agrave leacutetat

de dessins ou de maquettes certaines ont donneacutees des prototypes fonctionnels et quelques rares

architectures ont eu droit agrave la production industrielle

342 Caracteacuterisation

La cylindreacutee dun moteur est le volume total (tous cylindres) deacuteplaceacute durant un cycle

Elle est calculeacutee agrave partir

- du diamegravetre dun cylindre (laleacutesage)

- de la distance parcourue par un piston (la course) et

- du nombre de cylindres

La puissance deacuteveloppeacutee souvent exprimeacutee par une courbe de puissance moteur doit ecirctre mesureacutee

selon certaines normes deacutefinissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de

tempeacuterature et de pression

Courbes caracteristiques du moteur CMT F4L912

Elle est toujours supeacuterieure agrave la puissance reacuteellement disponible aux roues pour un veacutehicule du fait des

pertes dans la transmission

Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le kiloWatt (kW) mais souvent accoleacute au cheval-vapeur (CV)

1 cheval-vapeur = 736 Watt

Le couple maximal est exerceacute sur laxe

Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le Newton-megravetre (Ntimesm) bien que le kgtimesm reste courant

La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation

Pour obtenir des Watt il faut multiplier le couple en Ntimesm par la vitesse de rotation en radians par

seconde

La vitesse maximale de rotation geacuteneacuteralement exprimeacutee en tours par minute

- La puissance speacutecifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindreacutee (volume de gaz

contenus apregraves le cycle dadmission)

Elle est souvent exprimeacutee en la rapportant au litre de cylindreacutee

- Le taux de compression dun moteur exprime le rapport entre le volume laisseacute dans lun de ses

cylindres au point mort bas et au point mort haut

Plus il est eacuteleveacute plus le meacutelange est comprimeacute donc plus lexplosion sera forte donc difficile agrave geacuterer

(choc meacutecanique tempeacuteraturehellip) mais plus le rendement du moteur sera eacuteleveacute

343 Eleacutements constitutifs drsquoun moteur

3431 Eleacutements fixes

34311 Bloc-moteur

Le bloc-moteur appeleacute eacutegalement carter-cylindres est la

piegravece maicirctresse du moteur (figure I2)

Ses fonctions principales sont les suivantes

- contenir les cylindres

- supporter le vilebrequin la culasse les

accessoires

- servir de support agrave lrsquohuile de lubrification

Scheacutema drsquoun bloc moteur

- servir de support agrave lrsquoeau de refroidissement (si un tel systegraveme de

refroidissement est utiliseacute)

Bloc a 04 cylindres

34312 Chemises

Pour le moteur F4L912 refroidi agrave air les chemises sont munies drsquoailettes (figure I3)

a) b) c)

Figure3 Chemises pour moteurs a) humides b) segraveches c) agrave ailettes du moteur F4L912

34313 Culasse

La culasse obture la partie supeacuterieure du cylindre

Cest une piegravece assez massive obtenue par moulage de fonte dacier ou

drsquoaluminium

Sa forme est tregraves variable suivant le type de moteur

La circulation de leau de refroidissement se fait dans des eacutevidements

ameacutenageacutes dans leacutepaisseur des parois Culasse drsquoun moteur

refroidi agrave eau

Les culasses portent

- les injecteurs

- les soupapes

- les culbuteurs

- les conduits dentreacutee dair et de sortie des gaz brucircleacutes Culasse Renault Kangoo

Pour le moteur refroidi agrave air (F4L912) leur culasse porte des ailettes comme montre la figure

Figure I5 Culasse du moteur F4L912 Figure I6 Vilebrequin pour un moteur a 4 cylindres

I322 Eleacutements mobiles

I3221Vilebrequin

Le vilebrequin (figure I6) est un arbre manivelle il reccediloit les efforts des bielles

Les parties cylindriques par lesquelles il repose dans des

paliers-supports du bacircti sont les laquo tourillonsraquo

Les parties cylindriques qui reccediloivent les coussinets de tecirctes

de bielles sont les

laquo manetons raquo (Reacutef [2])

Manetons et tourillons sont relieacutes entre eux par des flasques

appeleacutes laquo bras de manivelle raquo Fig 6 bis Vilebrequin a 5 paliers avec ses bielles et pistons

Des canaux sont foreacutes dans la masse du vilebrequin pour amener lhuile de graissage

jusquaux coussinets de tecirctes de bielle (figure 7)

Figure 7 Graissage des paliers drsquoun vilebrequin

I2322 Bielles

Les bielles transmettent au vilebrequin les efforts quelles

reccediloivent des pistons pendant les temps moteurs et

entrainent les pistons pendant les temps reacutesistants

Elles sont en acier allieacute

Leurs formes sont conccedilues de maniegravere agrave concilier au mieux la

leacutegegravereteacute et la reacutesistance aux efforts de

- compression

- extension Fig7a Ensemble bielles-pistons

- flexion

Les trois principales parties dune bielle sont

- le pied qui srsquoarticule sur laxe de piston

- le corps

- la tecircte qui sarticule sur un maneton du

vilebrequin

Figure I8 Bielle utiliseacutee dans le moteur F4L912

Le pied est un eacutepanouissement aleacuteseacute du corps dans lequel une

bague en bronze phosphoreux ou un roulement agrave aiguilles est

emmancheacute avec serrage

Le corps est alleacutegeacute par des eacutevidements sa section est souvent en

I parfois tubulaire

La tecircte est en deux parties assembleacutees par boulons pour en

permettre le montage sur le vilebrequin

La partie rapporteacutee est le laquo chapeau raquo

Deux demi-coussinets en bronze ou en acier sencastrent dans

la tecircte ils sont garnis dune couche de meacutetal antifriction

Le garnissage est parfois en laquo meacutetal roseraquo (alliage agrave base de

plomb et de cuivre qui fond agrave 1 000degC) pour les moteurs soumis

agrave de tregraves gros efforts

Quelquefois les coussinets sont deacutepourvus de garnissage ils

sont alors en bronze speacutecial

Fig8a Description de lrsquoensemble bielles-pistons

Dans les moteurs modernes les coussinets sont des laquo coquillesraquo tregraves minces en acier

eacutegalement garnies drsquoalliage antifriction

I3223Piston

Le piston (figure I9) peut ecirctre deacutecomposeacute en quatre parties

principales

- La tecircte ou fond qui reccediloit les efforts dus aux gaz

- le porte-segments qui par lrsquointermeacutediaire des segments assure

lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz et agrave lrsquohuile et dissipe une partie des calories

reccedilues vers le fluide de refroidissement Fig 8b Vue drsquoun piston

- le logement de lrsquoaxe de piston ou trou drsquoaxe

- la jupe ou partie frottant dont le rocircle est de guider le porte-segments et de dissiper une partie des

calories

- Fonctions du piston

Le piston doit transmettre au vilebrequin par lrsquointermeacutediaire de la

bielle les efforts dus aux gaz

- jusqursquoagrave 75 MPa pour les moteurs agrave essence non

suralimenteacutes

- jusqursquoagrave 14 agrave 18 MPa pour les moteurs diesels

Figure I9 Piston

Ils doivent ecirctre suffisamment isolants pour ne pas fournir trop de

calories au fluide de refroidissement

Tout en eacutevitant la formation de points chauds et de grippage

Il faut que le piston soit aussi leacuteger que possible et le moins

encombrant possible (distance entre le trou drsquoaxe et la tecircte la plus

reacuteduite pour avoir un moteur compact)

La dilatation du piston doit ecirctre telle que le jeu pistonchemise varie

peu car trop de jeu agrave froid provoque des claquements et pas assez de

jeu agrave froid un grippage

Le piston doit avoir une bonne reacutesistance meacutecanique en fatigue

Fig 9a Piston pour moteur Diesel

Formes de la tecircte du piston

La forme des chambres de combustion est deacutetermineacutee par

lempreinte reacutealiseacutee dans la culasse si bien que la tecircte du

piston est habituellement plate

Parfois il savegravere au contraire que le piston soit creuseacute et

forme totalement ou partie la chambre de combustion

Neacuteanmoins la tecircte du piston est creuseacutee notamment sur les

automobiles de course pour une toute autre raison

Il sagit en effet de reacutealiser une forme particuliegravere permettant

de reacutepartir et de diriger au mieux le meacutelange airessence

injecteacute dans la chambre

Fig 9c Illustration des diffeacuterentes formes de tecirctes de piston et de la

position de linjecteur selon la technique dinjection

On distingue geacuteneacuteralement 02 grandes techniques dinjection

Dans le cas dune injection dite laquo tumble raquo le jet de fluide produit par

linjecteur est deacutevieacute (par la forme de la tecircte du piston) vers la bougie

dallumage permettant de produire une explosion plus laquo performantes

raquo et stratifieacutee

Dans le cas dune injection dite laquo swirl raquo le carburant agit comme un

tourbillon permettant ainsi dhomogeacuteneacuteiser le meacutelange dans toute la

chambre

Il est eacutegalement possible de combiner les deux types dinjection

Fig9b Illustration des mouvements

tourbillonnaire swirl et tumble

I3224Segmentation

Ce sont des piegraveces composeacutees dun cercle incomplet en acier eacutelastique preacutevues pour semboicircter dans

les gorges du piston

Le diamegravetre exteacuterieur au repos est leacutegegraverement

supeacuterieur agrave celui du cylindre

En partant de la tecircte du piston on a (figue I10)

- le segment ndeg3 segment coup de feu

(ou segment de feu)

- le segment ndeg2 segment drsquoeacutetancheacuteiteacute

- le segment ndeg1 segment racleur ou refouleur

Fig9b Vue drsquoun ensemble piston-segments

Les deux derniers segments sont eacutegalement appeleacutes segments de compression

Les rocircles de la segmentation sont les suivants

- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz

ce rocircle est surtout assureacute par le segment coup de feu

Il est essentiel pour diminuer le Blow-by (gaz de combustion

passant dans le carter-cylindres) et la tempeacuterature des

segments inteacuterieurs

Figure I10 Segments de piston

- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute agrave lrsquohuile de lubrification

crsquoest surtout le rocircle du segment racleur mais le segment

drsquoeacutetancheacuteiteacute a aussi une grande importance

- Eacutevacuer la chaleur du piston vers le cylindre

Elles sont fabriqueacutees agrave partir dun ressort dacier eacutelastique

coupeacute ensuite en rondelles constituant les segments Fig10a Collier pou segments a piston

Elles sont geacuteneacuteralement asymeacutetriques il faut faire attention au sens de montage lors de

lassemblage du moteur (fig10b)

Lespace entre les deux extreacutemiteacutes du segment lorsquil est

de serrage introduit dans le cylindre sappelle le jeu agrave la coupe

Sa mesure permet deacutevaluer lusure du segment

Fig10b Tierccedilages des segments

I3225Axe de piston

Les axes de pistons en acier au nickel ceacutementeacute sont tubulaires leur

surface cylindrique exteacuterieure est rectifieacutee

Trois types de montage sont couramment utiliseacutes

- laxe est maintenu solidaire de la bielle par une vis pointeau il est

libre dons le piston

- laxe est maintenu solidaire du piston par une vis pointeau placeacutee dans

lun des bossages il est libre dans laleacutesage de la bielle Fig10c Axe piston

- laxe est monteacute laquoflottantraquo dans le piston et la bielle son deacuteplacement lateacuteral est limiteacute par

des freins extensibles en anneau (figure I11) logeacutes dans des rainures circulaires

Lajustement de laxe est agrave

- frottement doux dans la bielle

- frottement dur dans le piston

Pour le montage le piston est porteacute agrave la tempeacuterature de 100degc dans un bain dhuile afin de

faciliter la mise en place de laxe

Figure I11 Axe de piston monteacute flottant

52 La distribution

Mais cest quoi dont la distribution

Ce sont les diffeacuterents systegravemes permettant la reacutegulation des eacutechanges gazeux cest agrave dire les eacutetapes

dadmission et deacutechappement

Dans un moteur 2 temps cette fonction est assureacutee par le piston

Sur un moteur quatre temps la distribution se fait au niveau de la culasse par les soupapes et tous les

systegravemes qui permettent leurs ouvertures et fermetures

Chaque cylindre dun moteur possegravede au moins deux soupapes une dadmission et une

deacutechappement

Sur certains moteurs il Y a trois ou quatre soupapes par culasse elles sont commandeacutees simultaneacutement

deux agrave deux

(a) 02 soupapes (b) 03 soupapes (c) 04 soupapes

Fig11a Culasses a 02 03 et 04 soupapes par cylindre

Les soupapes sont normalement appuyeacutees sur leurs siegraveges par des

ressorts en heacutelice

Leur ouverture agrave un instant preacutecis de chaque cycle sobtient gracircce agrave

la pousseacutee exerceacutee par une came (figure12)

La came tourne entraicircneacutee par le vilebrequin sa pousseacutee est

communiqueacutee agrave la soupape par lintermeacutediaire dun poussoir dune

tige et dun culbuteur

Fig12 Distribution

331 Soupapes

Une soupape est un organe meacutecanique de la distribution des moteurs thermiques agrave quatre

temps permettant ladmission des gaz frais et leacutevacuation des gaz brucircleacutes

Les soupapes sont actionneacutees par un arbre agrave cames et maintenues par un ou plusieurs ressorts

de rappel

Les soupapes sont constitueacutees de quatre parties

a) Tecircte de la soupape

Lorsque la soupape est en position fermeacutee elle vient sappuyer sur le siegravege de

soupape dessineacute dans la culasse pour assurer leacutetancheacuteiteacute de la chambre

La partie de la soupape en contact avec le siegravege de forme tronconique est

deacutenommeacutee laquo porteacutee raquo langle varie entre 30deg et 45deg

b) Collet

Elle relie la tecircte agrave la tige est formeacute par un congeacute de grand rayon de faccedilon agrave

faciliter la dissipation de la chaleur provenant de la chambre et eacuteviter leffet

dentaille ducirc au changement de section

c) Tige

Crsquoest une piegravece cylindrique dont le diamegravetre est de lordre du quart de celui de la tecircte assure

le guidage vertical de la soupape

La tige coulisse ainsi dans le guide de soupape ouverture cylindrique pratiqueacutee dans la

culasse

d) Queue

Partie terminale de la soupape supporte laction du poussoir actionneacute par larbre agrave cames

Elle comporte une ou plusieurs gorges le plus souvent de section semi-circulaire pour loger

les clavettes qui transmettent agrave la soupape la tension du ressort de rappel6

Les soupapes sont en acier allieacute tregraves reacutesistant

Les principaux meacutetaux dalliage sont le chrome le

silicium le tungstegravene le nickel

Figure I13 Soupape avec tecircte bombeacutee

332 Culbuteurs et poussoirs

Les culbuteurs (figure I14) sont des leviers oscillants articuleacutes sur un axe solidaire de la

culasse

Leur rocircle est de transmettre de haut en bas aux queues de soupape les pousseacutees quils

reccediloivent de bas en haut agrave intervalles reacuteguliers des poussoirs et tiges de culbuteurs

Figure I14 Culbuteurs Renault 21 TD

Les poussoirs sont des cylindres en acier tregraves reacutesistant qui prennent contact avec les cames

soit

- par lintermeacutediaire dun galet

- par intermeacutediaire dun plateau

Suivant le cas le profil de la came est diffeacuterent

Fig14a Poussoirs et arbre agrave cames en tegravete pour leur entrainement (VW Toureg)

521 Le diagramme de distribution

Le point le plus haut quil peut atteindre quon appelle point mort haut (PMH) et inversement le point

le plus bas quon appelle point mort bas (PMB)

Enfin on appelle la course la longueur du parcours entre le PMH et le PMB

Laleacutesage est le diamegravetre du cylindre

Ces donneacutees et le volume de la chambre de combustion permettent de calculer le taux de compression

ou rapport volumeacutetrique

Figure V1 Point Mort Haut et Point Mort Bas dans un moteur

522 Les systegravemes de controcircle des soupapes

Au vue de la complexiteacute dun diagramme de distribution il faut que les soupapes dadmission et

deacutechappement soient parfaitement synchroniseacutees pour que le cycle sexeacutecute dans de bonnes

conditions

Moteurs culbuteacutes

Dans un moteur agrave combustion interne les culbuteurs servent agrave

transmettre la pousseacutee des tiges de culbuteurs vers les soupapes (les

soupapes se trouvant au-dessus des cylindres les tiges de culbuteurs

le long des cylindres et actionneacutees par un arbre agrave cames lateacuteral ou

central situeacute vers le bas des cylindres proche du vilebrequin)

Ces moteurs sont dits culbuteacutes

Ils ont eacuteteacute tregraves utiliseacutes en automobile de tourisme jusquaux anneacutees

1970-80

Fig 2 Ensemble de distribution culbuteacute

Tout dabord quest ce quune came

La came est lobjet qui permet la commande dune ou de plusieurs soupape Son profil est calculeacutee tregraves

preacuteciseacutement afin de

-fixer la hauteur de la leveacutee de soupape

-amortir le choc entre la came et le poussoir ducirc au jeu initial

-reposer doucement la soupape dans son siegravege lors de la fermeture par ressort

Figure V4 Ensemble soupape-came et arbre agrave cames

La came peut commander la soupape directement avec un poussoir comme repreacutesenteacute ci-agrave gauche

mais elle peut eacutegalement utiliser des basculeurs tels que le linget (ci contre en bas) ou le culbuteur (ci

contre en haut)

Ainsi larbre agrave came contient plusieurs cames permettant de commander les soupapes de tous les

cylindres afin de les synchroniser

Larbre agrave cames est geacuteneacuteralement entraicircneacute au moyen dengrenages

Son pignon denteacute est soit directement en prise avec un pignon caleacute agrave lextreacutemiteacute du vilebrequin soit

relieacute agrave ce dernier par un pignon intermeacutediaire

Les soupapes peuvent ecirctre commandeacutees par simple arbre agrave cames en tecircte

Cela signifie que larbre agrave cames est placeacute au dessus de la culasse et quil actionne les soupapes

dadmission et deacutechappement par lintermeacutediaire de culbuteur

Il existe aussi le systegraveme de double arbre agrave cames en tecircte ougrave dans ce cas il y a deux arbres agrave came

lun commande les soupapes dadmission et lautre les soupapes deacutechappement Ici les soupapes

peuvent ecirctre actionneacutees par tous les systegravemes possibles poussoir ou basculeurs

Moteurs agrave simple arbre agrave cames en tecircte

Si lon souhaite un reacutegime de rotation plus eacuteleveacute il est dusage de

placer le ou les arbres agrave cames juste au-dessus des soupapes

directement dans la ou les culasse(s) (arbre agrave cames en tecircte)

et donc il ny a plus besoin de tiges de culbuteurs (moins de piegraveces

en mouvement de jeux donc moins de risque daffolement de

soupapes)

Lorsque les soupapes sont toutes aligneacutees (soupapes dites droites) elles sont coiffeacutees dun poussoir

cylindrique et ouvertes par laction directe de la came sur le dessus

du poussoir

Si elles ne sont pas toutes aligneacutees (soupapes en V) et que lon

souhaite nutiliser quun seul arbre agrave cames en tecircte on dispose des

culbuteurs pour transmettre la pousseacutee des cames aux soupapes

Moteurs agrave double arbre agrave cames en tecircte

Bien que le montage agrave double arbre agrave cames en tecircte permette de

saffranchir des culbuteurs il arrive dutiliser de petits culbuteurs

dits alors linguets parfois appeleacutes basculeurs

Un culbuteur transmet agrave la soupape la pousseacutee de la came en

inversant le sens de la pousseacutee quil reccediloit Laxe de pivot dun

culbuteur est situeacute entre ses deux extreacutemiteacutes comme une balanccediloire

agrave bascule Figure V4 Entraicircnement des arbres de distribution dun systegraveme agrave 16 soupapes

La question qui vient apregraves cest ben comment il tourne larbre agrave cames

Ce sont les vilebrequins qui en tournant transmettent leur position au(x) arbre(s) agrave cames

Il faut bien comprendre que les vilebrequins sont deacutependant les uns des autres lun ne peut pas tourner

sans lautre car ils sont relieacutes entre eux

Ceci est souvent appeleacute larbre moteur

Cette commande se fait le plus souvent par chaicircne comme preacutesenteacute dans la figure des deux arbres agrave

cames en tecircte (sur la droite)

Cest ce quon appelle la chaine de distribution

On trouve eacutegalement la commande par courroie cranteacutee

Enfin on trouve la commande par pignon qui est tregraves reacutesistant mais cher agrave mettre en place

a) chaine b) pignon c) courroie cranteacutee

Figure V4 commande par chaine non 16032016

323 Nombre de soupapes par cylindre

Bien sur laugmentation nombre de soupapes vous vous en doutez favorise le rendement de

distribution Mais ceci nest pas la seule raison

Commenccedilons simplement par le nombre de soupapes le plus reacutepandu dans les anneacutees 80 cest agrave dire 2

soupapes par cylindre

Les culasses ont une chambre de combustion hemispheacuterique pour favoriser le flux des gaz un angle

entre la soupape dadmission et deacutechappement tregraves eleveacute (proche de 90deg) et enfin un taux de

compression eacuteleveacute

Cependant malgreacute tous ces efforts pour favoriser la distribution il est devenu difficile daccroitre les

performances du moteur

Pour cela il y avait une solution augmenter le diamegravetre des soupapes mais cela est devenu vite

impossible ducirc agrave lencombrement les soupapes auraient fini par se toucher

Par ailleurs lutilisation du double arbre agrave cames en tecircte devenait difficile

En effet imaginez la distance des arbres agrave cames pour commander des soupapes donc lencombrement

moteur eacutetait important et surtout lentrainement des 2 arbres agrave cames eacutetait difficile

Il a donc eacuteteacute utiliseacute des cascades de pignons mais cela rendait la distribution tregraves bruyante et les

contraintes dues agrave leacutechauffement eacutetaient difficiles agrave geacuterer

En revanche cette disposition agrave deux soupapes est meacutecaniquement simple et on peut facilement placer

dune part les vis de fixation de la culasse et dautre part la bougie

Figure 6 Culasse a 2 4 et 5 soupapes

Au milieu des anneacutees 80 Yamaha invente une culasse agrave 5 soupapes sur le FZ750 Genesis encore

utiliseacutee aujourdhui sur les sportives de la gamme

Ainsi ce moteur comptant

- 3 soupapes dadmission

- 2 soupapes deacutechappement

permet un meilleur remplissage de la chambre de combustion

La difficulteacute rencontreacutee est le logement des 5 soupapes

Les trois soupapes dadmission ont eacuteteacute placeacutees sur des plans diffeacuterents

mais de faccedilon agrave converger vers larbre agrave cames eacutevitant le montage de

culbuteurs

Cette architecture meacutecanique provoque une difficulteacute daccessibiliteacute meacutecanique

53 Refroidissement

Les combustions reacutepeacuteteacutees surchauffent les piegraveces en contact (piston cylindre soupape) et se diffusent

sur lensemble des piegraveces meacutecaniques du moteur

Il faut donc les refroidir sous peine de destruction

Pour un bon fonctionnement les moteurs agrave explosion ont besoin drsquoune tempeacuterature reacuteguliegravere et

adapteacutee

531 Refroidissement agrave air

En 1875 le franccedilais Alexis de Bischop utilise lair pour le refroidissement

Son moteur sans compression preacutealable de type mixte comportait un

cylindre entoureacute dailettes meacutetalliques augmentant ainsi la surface en

contact avec lair

Ce type de refroidissement est surtout utiliseacute pour les moteurs eacutequipant les

veacutelomoteurs et motocyclettes de faible cylindreacutee mais aussi sur des

automobiles comme certaines Porsche GS la 2CV ou la Coccinelle

Le refroidissement par air est aussi majoritaire pour les moteurs agrave pistons eacutequipant les avions

Moteur de la VW Coccinelle

Le refroidissement agrave air a longtemps eacuteteacute la reacutefeacuterence pour les moteurs de motocyclette (mecircme sil a

toujours existeacute des moteurs de motocyclette agrave refroidissement liquide) mais les problegravemes entraicircneacutes

par le haut rendement de ces moteurs (casses usure preacutematureacutee) ont conduit agrave la quasi geacuteneacuteralisation

du refroidissement liquide malgreacute les avantages speacutecifiques pour la motocyclette du refroidissement agrave

air (encombrement poids simpliciteacute prix)

Il peut ecirctre optimiseacute par lutilisation dun ventilateur dont la preacutesence ne reacutevegravele toutefois pas toujours

un refroidissement agrave air car il dissipe parfois la chaleur du radiateur dun systegraveme de refroidissement

liquide

532 Refroidissement liquide

Cest langlais Samuel Brown qui inventa le refroidissement du moteur par de leau afin dameacuteliorer les

performances du refroidissement

Dans son moteur leau entraicircneacutee par une pompe circule autour des

cylindres entoureacutes dune chemise leau est refroidie par contact direct

avec lair ambiant

Plus tard on ajouta agrave leau diffeacuterents adjuvants qui devint alors le

liquide de refroidissement

Radiateur moderne en aluminium

Le radiateur fut inventeacute en 1897 par lingeacutenieur allemand Wilhelm Maybach

Apregraves de nombreux tacirctonnements il mit au point le radiateur dit laquo nid dabeille raquo qui permet le

refroidissement tregraves efficace dun liquide

Il est composeacute dun faisceau de conduits courts et eacutetroits entre lesquels circule lair

Lair peut ecirctre acceacuteleacutereacute par un ventilateur placeacute devant ou derriegravere lui

Ce radiateur est situeacute dans un circuit fermeacute ou semi-fermeacute emplit dun liquide (agrave base deau) assurant le

refroidissement du moteur

Dans les moteurs les plus anciens la circulation deau est assureacutee par thermosiphon leau chauffeacutee par

le moteur monte vers le radiateur placeacute en hauteur Une fois refroidie elle redescend vers le moteur

Dans les moteurs modernes on utilise une pompe agrave eau

Un controcircle permanent de la tempeacuterature vise agrave maintenir leau et lhuile dans des conditions

permettant une lubrification optimale

Ideacutealement la tempeacuterature du liquide de refroidissement est denviron 75deg-95degCelsius deacutetermineacutee par

plusieurs facteurs tels que toleacuterances dusinage et reacutesistance au frottement des piegraveces meacutecaniques

lubrifiants utiliseacutes

La reacutegulation de cette tempeacuterature est geacuteneacuteralement obtenue par une vanne thermostatique calorstat

situeacutee dans le circuit de refroidissement associeacutee agrave un ou plusieurs ventilateurs asservi par une sonde

thermocontact agrave la tempeacuterature du liquide dans le radiateur

Dans les moteurs marins le radiateur est remplaceacute par un eacutechangeur de tempeacuterature Leau de mer

assurant le refroidissement du circuit deau douce du moteur

533 Refroidissement par huile

Tous les moteurs agrave combustion interne utilisent deacutejagrave un liquide pour la lubrification des piegraveces en

mouvement lhuile qui circule propulseacutee par une pompe il suffit donc de faire circuler ce liquide dans

les zones les plus chaudes et surtout den assurer le refroidissement correct

Tous utilisent plus ou moins le refroidissement par huile carter dhuile bas moteur ventileacute parfois

muni dailettes un petit radiateur dhuile

Exemple

Certaines motos agrave 4 cylindres de marque Suzuki utilisent un refroidissement mixte air-huile avec un

gros radiateur dhuile

Avantages

Les canalisations pompe radiateur indeacutependant et liquide speacutecifiques au refroidissement deviennent

inutiles

Cela permet un net gain de poids et une plus grande simpliciteacute de conception

Inconveacutenients

Lhuile transporte moins bien la chaleur que leau et les speacutecificiteacutes de ces huiles les rendent plus

coucircteuses pour lutilisateur

De plus le graissage du moteur est moins performant (agrave isopeacuterimegravetre) car il y a des pertes de charges

dues agrave la circulation dans le radiateur dhuile

54 Architecture des moteurs agrave explosion

Figure V3 Moteur en double eacutetoile agrave 14 cylindres

bull Cylindres en ligne

bull Cylindres en V

bull Cylindres en W

bull Cylindres opposeacutes horizontalement (Boxer) (flat)

bull Cylindres en H

bull Cylindres en eacutetoile

bull Moteurs complexes (moteurs en carreacute etc)

541 Monocylindre

Historique

Le premier brevet concernant un moteur agrave explosion a eacuteteacute deacuteposeacute par le Suisse Franccedilois Isaac de Rivaz

le 30 janvier 1807

Le premier moteur agrave deux temps fut imagineacute et reacutealiseacute par Jean-Joseph Eacutetienne Lenoir en 1860 Il

fonctionne selon le cycle de Lenoir

Vers 1862 les Allemands Otto et Langen constatant le faible rendement du moteur agrave deux temps de

Lenoir (1860) entreprirent une seacuterie dameacuteliorations la plus deacutecisive consista agrave synchroniser les

mouvements dans la phase de compression

542 Quatre cylindres

Panhard et Levassor degraves 1896 engagent un laquo quatre cylindres en ligne raquo sur leacutepreuve Paris-Marseille-

Paris

Deux ans plus tard les multicylindres (agrave quatre cylindres) gagnent les

grosses voitures et progressivement se geacuteneacuteralisent agrave lensemble de la

gamme devenant en quelque sorte larcheacutetype mondial pour les

voitures courantes de moyennes et basses gammes

Scheacutema dun moteur 4 cylindres vers 1900

04 cylindres en V

Il fait son apparition en course agrave la charniegravere des deux siegravecles sur des modegraveles Mors et Ader

Quelques anneacutees plus tard cette solution seacuteduit Peugeot et Ariegraves pour leurs modegraveles courants davant

1914

Beaucoup plus tard agrave partir de 1962 Ford en fera une large utilisation mais aussi Matra et SAAB

04 cylindres (en ligne) coucheacute

Que lon trouve en compeacutetition chez Ameacutedeacutee Bolleacutee (189899) (premier moteur agrave quatre cylindre

monobloc (les autres moteurs quatre cylindres agrave leacutepoque eacutetaient des bicylindres ou des monocylindres

accoupleacutes)) et chez Wolseley et Winton (1903 voir Wolseley Motor Company et Winton Motor

Carriage Company))

On la trouveacutee sur les motocyclettes BMW seacuterie K et sur les Peugeot 104 - 205 mais aussi sur les

veacutehicules utilitaires ou monospace optant pour la solution laquo moteur sous le plancher raquo

04 cylindres agrave plat boxer

Cest un quatre cylindres en V ouvert agrave 180deg

Embleacutematique dans sa version refroidissement agrave air des laquo coccinelles raquo de Volkswagen

Cette architecture a le grand avantage de faire beacuteneacuteficier le veacutehicule quil motorise dun centre de

graviteacute assez bas

Une version muscleacutee et turbocompresseacutee eacutequipe actuellement les Subaru Impreza qui sont de

redoutables concurrentes du championnat du monde des rallyes WRC

En 2009U Subaru compte particuliegraverement sur le 20 D pour faire deacutecoller les ventes de sa berline

compacte en Europe

Une grande premiegravere eacutegalement puisque aucun constructeur navait jusquagrave aujourdhui exploreacute la voie

du diesel Boxer (4 cylindres agrave plat opposeacutees deux agrave deux) et ses grands avantages que sont la vivaciteacute

un centre de graviteacute abaisseacute et surtout un grand silence de fonctionnement

Subaru aura mis sept ans agrave deacutevelopper son ineacutedit moteur mais le reacutesultat est particuliegraverement

convaincant

- Pas de claquement agrave froid

- une quasi absence de vibration

- il est bien difficile de faire la diffeacuterence entre un moteur essence et cet eacutetonnant diesel

Si les 350 Nm de couple disponibles degraves 1 800 trmn et les 150 Cv offrent un reacuteel dynamisme agrave la

premiegravere acceacuteleacuteration venue cela seffectue de maniegravere lineacuteaire

Subaru 20 Diesel 150 Cv (2009)

543 Six cylindres

Mais la course mdash ougrave lon recherche la vitesse mdash est exigeante en matiegravere de puissance surtout quand

il sagit de courses de cocircte Dougrave la tentation daugmenter le nombre de cylindres

Figure V5 Moteur V6 moderne (Mercedes)

La marque neacuteerlandaise Spyker avait preacutesenteacute un modegravele 6 cylindres en 19032

Un modegravele Chadwick aux Eacutetats-Unis franchit le pas en 1907 pour la course de cocircte de Fairmont

Lanneacutee suivante cette fois en Europe Rolls-Royce fait de mecircme pour la course Londres-Eacutedimbourg

en faisant appel agrave des six cylindres

La transposition aux modegraveles courants est quasi-immeacutediate pour les voitures de sport et de luxe

En Europe cest le cas pour Delaunay-Belleville Napier Mercedes aux Eacutetats-Unis pour Marmon

Plus tard agrave partir de 1927 on trouvera des six cylindres (presque toujours en ligne) sur un grand

nombre de modegraveles non sportifs mecircme pour des cylindreacutees modestes

Latout principal de cette solution eacutetant la souplesse de fonctionnement du moteur

Dans le monde de la motocyclette le 6 cylindres restera rare

On le trouve en compeacutetition en particulier chez Honda dans les anneacutees 1960 (moteur en ligne) ou chez

Laverda en endurance (moteur en V)

Les moteurs de plus de 4 cylindres seront interdits en compeacutetition

Sur les veacutehicules de tourisme on trouvera essentiellement

- Honda 1000 CBX (moteur agrave 24 soupapes refroidi par air)

- Kawasaki Z 1300 (moteur agrave 12 soupapes refroidi par eau)

- Benelli avec une 750 puis une 900

En 2006 Honda propose toujours agrave son catalogue un modegravele 6 cylindres agrave plat la GoldWing

544 Huit cylindres et plus

Figure V6 Moteur W16 de la Bugatti Veyron

Une nouvelle eacutetape est franchie quand on passe au laquo huit cylindres raquo

Ader (France) ouvre la voie en 1903 pour le Paris-Madrid avec une uniteacute agrave huit cylindres en V

La mecircme anneacutee apparaissent toujours pour la compeacutetition des huit cylindres en ligne

Les moteurs davion des anneacutees 1930 et 1940 reacutepondent agrave la demande sans cesse croissante de

puissance

Les moteurs courants sont des V12 ou des moteurs en eacutetoile de une agrave quatre rangeacutees de 7 agrave 9 cylindres

soit 28 cylindres agrave la fin de la guerre pour les Whright deacuteveloppant 3 500 ch remplaceacutes par les

reacuteacteurs

Les ameacutericains amateurs de grandes automobiles et sans souci du prix de lessence deacutemocratisegraverent

les gros V8 au couple tregraves eacuteleveacute et aux vitesses de rotation assez lentes

Les constructeurs des monoplaces de Formule 1 utilisegraverent pendant longtemps des V8 de 3 litres de

cylindreacutee dont le fameux Ford Cosworth

Dans les anneacutees 1990 cest la structure V10 qui aura la faveur des motoristes de F1

Mecircme leacutecurie Ferrari tregraves attacheacutee aux 12 cylindres en V se pliera aux lois de cette formule

Depuis lanneacutee 2004 les instances sportives (FIA) ont imposeacute un retour au V8 avec des contraintes de

fiabiliteacute plus importantes que par le passeacute

En 2006 les structures en V de 10 ou 12 cylindres et W16 sont reacuteserveacutees aux veacutehicules agrave tendance

sportive

Puissance drsquoun

veacutehicule

1 Calculs de la pesanteur

11 Deacutecliviteacute

Calculons la deacutecliviteacute drsquoune route longue L pour un deacuteniveleacute H

α = H L

α deacutecliviteacute grandeur sans dimension

H deacuteniveleacute exprimeacute en m

L longueur de la route exprimeacutee en m coheacuterence des uniteacutes

12 Poids du veacutehicule

Calculons le poids drsquoun veacutehicule

P = M g

P poids exprimeacute en N

M masse exprimeacutee en kg

g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms2 ( g = 981 ms2)

13 Composante du poids

Calculons la composante du poids parallegravele agrave la route de la voiture

F = M g α

Avec

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-

2

α deacutecliviteacute grandeur sans dimension

14 Travail de la force de traction

Calculons le travail drsquoune force de traction qui srsquoest deacuteplaceacutee sur une distance D

E = F D

E travail exprimeacute en J

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

D distance parcourue exprimeacutee en m

15 Energie

Calculons lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour lever une voiture de masse M agrave une hauteur H

E = M g H

Avec

E eacutenergie absorbeacutee (monteacutee) ou accumuleacutee (descente) exprimeacutee en J

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms-2

H deacuteniveleacute exprimeacute en m

15 Puissance absorbeacutee

Calculons la puissance absorbeacutee par une ascension effectueacutee agrave la vitesse V

B = F V

Avec

B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

V vitesse exprimeacutee en ms

En reacutealiteacute une puissance bien supeacuterieure est neacutecessaire agrave cause de la reacutesistance au roulement

et de la reacutesistance de lrsquoair cette derniegravere eacutetant proportionnelle au carreacute de la vitesse

16 puissance absorbeacutee par une ascension

Lrsquoascension drsquoune masse M agrave une hauteur H en un temps T

B = M g H T

Avec

B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-

2 H deacuteniveleacute exprimeacute en m

T temps exprimeacute en s

2 Calculs Aeacuterodynamiques

21 Surface frontale

Surface drsquoune coupe transversale perpendiculaire agrave lrsquoaxe de symeacutetrie du veacutehicule (effectueacutee agrave

lrsquoendroit le plus large et le plus haut) la surface frontale est approximativement eacutegale au

produit de la largeur par la hauteur

camion maxi-code 26 m x 39 m = 10 m2

autocar 25 m x 32 m = 8 m2

voiture 18 m x 14 m = 25 m 2

motocyclette 1 m x 15 m = 15 m2

22 Coefficient de peacuteneacutetration dans lrsquoair

Le Cx est calculeacute agrave partir

Cx = 2 F (S Mair Vsup2)

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

F force exerceacutee par le flux drsquoair exprimeacutee en N

S surface frontale exprimeacutee en m2

Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)

V vitesse air exprimeacutee en ms

23 Reacutesistance de lrsquoair

R = frac12 S Cx Mair Vsup2

R reacutesistance de lrsquoair exprimeacutee en N

S surface frontale exprimeacutee en m2

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)

V vitesse exprimeacutee en ms

24 SCx

Le SCx Grandeur essentiellement destineacutee agrave comparer diffeacuterents modegraveles de voitures le SCx

est le produit de la surface frontale par le Cx

SCx = S Cx

Le Cx eacutetant une grandeur sans dimension le SCx srsquoexprime en megravetre carreacute

25 Constante aeacuterodynamique

La constante aeacuterodynamique est une caracteacuteristique aeacuterodynamique des veacutehicules

A = S Cx M

Avec

A constante aeacuterodynamique [kgm]

S surface frontale [m2]

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

Mair masse volumique de lrsquoair [kgm3]

26 Puissance absorbeacutee

Calculons la puissance absorbeacutee pour vaincre la reacutesistance de lrsquoair

B = F x V

F force aeacuterodynamique reacutesistante [N]

V vitesse du veacutehicule [ms]

3 Calculs thermiques

31 Calcul de la cylindreacutee

D2

V = π L N

4

Avec

D aleacutesage du cylindre

L course du piston

N nombre de cylindre

32 Calcul du PCI des combustibles

Le pouvoir calorifique ou chaleur de combustion (en anglais Heating value ou Heat of

combustion) dune matiegravere combustible noteacute ΔcH0

Crsquoest lenthalpie de reacuteaction de combustion par uniteacute de masse dans les conditions normales

de tempeacuterature et de pression

Cest leacutenergie deacutegageacutee sous forme de chaleur par la reacuteaction de combustion par le dioxygegravene

(autrement dit la quantiteacute de chaleur)

Le plus souvent on considegravere un hydrocarbure reacuteagissant avec le dioxygegravene de lair pour

donner du dioxyde de carbone de leau et de la chaleur

321 Calculer le PCI du gas-oil (Mazout)

Le gazole est un alcane en C16 appeleacute ceacutetane soit une formule brute moyenne de

C16H34

Soit une masse molaire moyenne de 219 gmole

Combustion

Une combustion est la reacuteaction chimique complegravete ou partielle du carbone et de lhydrogegravene

des combustibles usuels par oxydation de loxygegravene

La combustion vive donne naissance agrave une flamme par reacuteaction en chaicircne entretenue dune

maniegravere plus ou moins limiteacutee par lapport de combustible ou de comburant

Cette reacuteaction produit une combustion exothermique cest-agrave-dire

- qui deacutegage de la chaleur

- elle produit du CO2

- de leau

- dautres composeacutes plus ou moins agressif

La stœchiomeacutetrie (du grec lsquolsquostoikheionrsquorsquo eacuteleacutement et lsquolsquometronrsquorsquo mesure) deacutesigne lrsquoeacutetude des

proportions ideacuteales drsquoeacuteleacutements qui autorisent une reacuteaction chimique complegravete lsquolsquoproprersquorsquo et

sans gaspillage

Equations stœchiomeacutetriques des combustions complegravetes

Pour le gazole

C16H34 + 24 O2 rarr 16 CO2 + 17 H2O + Q

- 219 gr de gazole consomment 532 litres drsquooxygegravene

- agrave 21 drsquoO2 dans lrsquoair donc 2533 litres drsquoair

- Donc 1 kg de gazole consomme 116 m3 drsquoair agrave 29 kg au m3

- La masse du meacutelange est donc de 3374 kg

Le carburant le plus utiliseacute est du gasoil drsquoindice de ceacutetane

La composition eacuteleacutementaire de 1 kg de gas-oil est

Carbone C = 087

Hydrogegravene H = 0126

Oxygegravene O = 0004

Azote N Soufre S vapeur drsquoeau W en faible quantiteacute

Pouvoir calorifique infeacuterieur PCI

PCI = 8140C + 30 000H + 2600(S - O) - 600(9H + W) [kcalkg]

PCI = 3391C + 1256H - 1089(S-O) ndash 251(9H+W) [MJkg]

33 Quantiteacute theacuteorique drsquoair a la combustion du gas-oil

Les lois de la stœchiomeacutetrie appliqueacutees agrave la combustion des hydrocarbures nous montrent

que pour bruler

1 kg de gazole il faut disposer drsquoenviron 146 kg drsquoair soit environ

- 112 kg drsquoN2

- 34 kg drsquoO2

La reacuteaction produit environ

- 112 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 32 kg CO2

- 12 kg drsquoH2O

1 kg drsquoessence il faut disposer drsquoenviron 153 kg drsquoair soit environ

- 118 kg drsquoN2

- 035 kg drsquoO2

La reacuteaction produit environ

- 118 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 31 kg de CO2

- 14 kg drsquoH2O

1 kg de GPL il faut disposer drsquoenviron 156 kilogrammes drsquoair soit environ

- 12 kg drsquoN2

- 036 kg drsquoO2)

La reacuteaction produit environ

- 12 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 3 kg de CO2

- 16 kg drsquoH2O

La quantiteacute theacuteorique drsquoair neacutecessaire pour assurer la combustion complegravete du gasoil il faut

avoir

[kg drsquoairkg]

minus+

= OHCL 8

3

8

230

10

[kmol drsquoairkg]

minus

+

=

32412210

10

OHCL

34 Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil

Une stœchiomeacutetrie parfaite est toujours difficile agrave garantir mecircme en laboratoire notamment agrave

cause de la contamination de lrsquoair ou des composants utiliseacutes dans les expeacuteriences mais on

peut srsquoen approcher

Il en va tout autrement srsquoagissant de la combustion des carburants dans le cadre du

fonctionnement drsquoun moteur

En effet non seulement le carburant peut preacutesenter des diffeacuterences de composition selon les

pays et les distributeurs mais en plus la masse drsquoair introduite dans le moteur varie en

permanence en fonction de la tempeacuterature ambiante et de la pression atmospheacuterique

Agrave cela il faut ajouter le fait que les moteurs ne fonctionnent jamais agrave des reacutegimes

tempeacuteratures et charges de travail constants et ideacuteals ce qui signifie qursquoil faut modifier en

temps reacuteel la quantiteacute de carburant injecteacutee dans les cylindres

Pour y remeacutedier on modifie la richesse ou lrsquoexcegraves drsquoair

Pour les moteurs Diesels lrsquoexcegraves drsquoair du meacutelange combustible doit ecirctre toujours supeacuterieur agrave

la limite drsquoapparition des fumeacutees deacutetermineacutee par λ cong 18 soit r = 055

Lr = λ Lo [kmole drsquoairkg combustible]

35 Quantiteacute des produits produit de combustion

Les produits de combustion sont les produits issus de la reacuteaction chimique entre un

carburant et un comburant ils srsquoappellent aussi gaz brucircleacutes ou fumeacutees

Lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie sont respecteacutees les gaz drsquoeacutechappement ne contiennent

que de lrsquoazote gazeux (N2) du dioxyde de carbone (CO2) et de lrsquoeau agrave lrsquoeacutetat de vapeur (H2O)

Ces corps existent en grandes quantiteacutes dans la nature ils sont chimiquement stables et sont

indispensables au maintien des eacutequilibres naturels ce ne sont donc pas des polluants

Mais que se passe-t-il lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie ne sont plus respecteacutees Pour

simplifier le problegraveme consideacuterons deux configurations opposeacutees

meacutelange riche (trop de carburant pas assez drsquoair) dans cette configuration certains

atomes qui constituent la moleacutecule drsquohydrocarbure ne trouvent pas de lsquolsquopartenaire

oxygegravenersquorsquo en nombre suffisant puisque lrsquoair manque ils ne sont donc pas oxydeacutes

complegravetement et se retrouvent dans les gaz drsquoeacutechappement sous forme de particules

carboneacutees drsquohydrocarbures imbrucircleacutes (symbole chimique HC) ou de monoxyde de

carbone (symbole chimique CO) gaz qursquoil ne faut surtout pas confondre avec le CO2

lrsquoun est tregraves toxique lrsquoautre pas du tout

meacutelange pauvre (peu de carburant trop drsquoair) dans cette configuration un excegraves

drsquoair (crsquoest toujours le cas lorsque le moteur est suralimenteacute) fortement comprimeacute agrave

haute tempeacuterature (crsquoest particuliegraverement le cas des moteurs diesel) peut entraicircner la

formation de monoxyde drsquoazote (symbole chimique NO) suite agrave une reacuteaction entre

lrsquooxygegravene (O2) et lrsquoazote (N2) Une fois expulseacute le monoxyde drsquoazote preacutesente la

particulariteacute de se transformer spontaneacutement en dioxyde drsquoazote (symbole chimique

NO2) au contact de lrsquoair geacuteneacuterant au passage une mutation de lrsquooxygegravene

atmospheacuterique en ozone (symbole chimique O3) Ces deux gaz sont tregraves toxiques pour

les organismes vivants

C

nCO2 = [kmolekg]

12

H

nHO2 = [kmolekg]

2

nO2 = 021 x (λ-1) x Lo [kmolekg]

nN2 = 079 x λ x Lo [kmolekg]

36 Quantiteacute totale des produits de combustion

nTotal = nCO2 + nHO2 + nO2 + nN2 [kmolekg]

37 Puissance nominale

Vous avez surement deacutejagrave feuilleteacute le catalogue drsquoun grand constructeur automobile

Chaque modegravele y est deacuteclineacute en plusieurs versions les diffeacuterences portant essentiellement sur

la puissance du moteur

Le choix est vaste et on srsquoy perd

80 ch 100 ch 120 ch 150 chhellip

Que signifient reacuteellement ces chiffres

Agrave quoi sert la puissance

Comment la mesure-t-on

Quelle est la relation entre la puissance et la vitesse

Voici quelques eacuteleacutements de reacuteponses

Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale la puissance deacutesigne la production la consommation ou la

transformation drsquoeacutenergie par uniteacute de temps

Pour une automobile cette eacutenergie est drsquoabord de nature chimique (combustion du carburant)

puis de nature cineacutetique (acceacuteleacuteration et vitesse sur route horizontale) ou gravitationnelle

(route en deacutecliviteacute)

La puissance drsquoun moteur thermique se rapporte donc agrave lrsquoeacutenergie deacutelivreacutee par uniteacute de temps

mais aussi agrave lrsquoeacutenergie consommeacutee sous forme de carburant dans le mecircme temps

On ne peut jamais mesurer la puissance on ne peut que la calculer en combinant les valeurs

de la charge moteur et de la vitesse de rotation releveacutees sur un banc de puissance

Banc drsquoessai moteur

Passer un moteur au banc consiste drsquoabord agrave lrsquoaccoupler agrave un disque eacutequipeacute drsquoun

- frein

- compte-tours

Une fois le moteur lanceacute agrave plein reacutegime lrsquoopeacuteration consiste agrave actionner progressivement le

frein jusqursquoagrave ce que la vitesse de rotation du moteur soit stabiliseacutee la commande des gaz

restant grande ouverte

En effet une vitesse stabiliseacutee signifie que le couple moteur est alors exactement eacutegal au

couple de freinage

il suffit donc de mesurer lrsquointensiteacute de la force de freinage pour en deacuteduire la valeur du couple

moteur

Autrement dit ce qursquoon appelle agrave tort un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo ne sert qursquoagrave mesurer le couple

moteur et la maniegravere dont il eacutevolue en fonction de la vitesse de rotation

In fine la puissance reacutesulte drsquoun calcul crsquoest le produit de ces deux grandeurs

F N

Pf =

10 000

Ougrave

F charge [N]

N = reacutegime de rotation [trmn]

38 Puissance corrigeacutee

Pfc = Pf f

Avec

f Facteur de correction tenant compte de la tempeacuterature et de la pression ambiante f

= 1085

Tamb = 27 [degC] Diagramme de conversion

f = 1085

Pamb = 719 [mmHg]

39 Consommation speacutecifique

La consommation speacutecifique du moteur est la quantiteacute de carburant (Cs) utiliseacutee pour produire

un travail T donneacute

(3600 v Ps )

Cs = [gkWh]

(t Pf)

Ou

v volume du gas-oil agrave consommer [cm3]

Ps poids speacutecifique du gasoil [grcm3]

t temps de consommation [s]

Pf puissance au frein [kW]

310 Consommation speacutecifique corrigeacutee

Csc = (3600 v Ps ) (t Pfc)

Ou

Pfc puissance corrigeacutee

311 Couple moteur

Quelles sont les caracteacuteristiques essentielles drsquoun veacutehicule agrave moteur

Les services marketing le savent crsquoest la puissance et la vitesse maximale qui au premier

abord focalisent lrsquoattention du public car ce sont les donneacutees les plus valorisantes pour

lrsquoacheteur

Mais pour le technicien comme pour le conducteur aviseacute crsquoest

- la masse de la voiture

- son couple moteur

- le reacutegime auquel il est disponible

qui sont les donneacutees essentielles car elles conditionnent le comportement du veacutehicule en

situation reacuteelle le service qursquoil peut rendre et son prix de revient

Le terme de lsquolsquocouplersquorsquo vient de ce qursquoil associe deux grandeurs

- une force crsquoest la pression que les gaz exercent sur les pistons

- un bras de levier crsquoest la longueur des manetons du vilebrequin

On utilise pour cela un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo qui est un appareil eacutequipeacute drsquoun compte-tours et

drsquoun frein

La valeur du couple moteur deacutepend de lrsquoaptitude drsquoun moteur agrave introduire dans les cylindres

un meacutelange air-carburant parfaitement homogegravene et surtout de sa capaciteacute agrave en tirer le

maximum drsquoeacutenergie au moment de la combustion

Le couple moteur est toujours relativement modeste agrave bas reacutegime il atteint sa valeur

maximale aux reacutegimes intermeacutediaires pour deacutecroicirctre ensuite inexorablement au fur et agrave

mesure que la vitesse de rotation augmente comme si le moteur finissait par srsquoasphyxierhellip

Tant que le moteur fonctionne dans sa plage de reacutegime de couple maximum la consommation

de carburant la pollution de lrsquoenvironnement et donc le prix de revient du kilomegravetre parcouru

se maintiennent aux valeurs les plus basses dont le veacutehicule est capable

Pour toutes ces raisons il est preacutefeacuterable que le couple maximum soit deacutelivreacute agrave un reacutegime pas

trop eacuteleveacutehellip

30PN 1000

CN = [Nm]

N π

Ou

PN Puissance nominale [kW]

N Vitesse de rotation [trmn]

312 Couple corrigeacutee

30Pfc 1000

Cc = [Nm]

N π

Ou

Pf Puissance corrigeacutee [kW]

4 Bilan thermique des moteurs

Que devient lrsquoeacutenergie libeacutereacutee par la combustion

Elle apparaicirct sous deux formes distinctes

Chaleur crsquoest la mecircme que celle qursquoon peut ressentir devant nrsquoimporte quel

brasier Lrsquoeacutechauffement drsquoun moteur dit lsquolsquothermiquersquorsquo est donc un pheacutenomegravene

normal Heacutelas cette chaleur ne sert agrave rien sinon agrave chauffer lrsquohabitacle elle est

donc voueacutee agrave se disperser dans lrsquoenvironnement

Mouvement crsquoest ce dont on a besoin pour faire avancer la voiture Dans le

cas drsquoun moteur drsquoautomobile la pression des gaz dans la chambre de

combustion provoque le mouvement des pistons et la rotation du vilebrequin

signe tangible qursquoune autre partie de lrsquoeacutenergie libeacutereacutee srsquoest manifesteacutee sous

forme de mouvement (4)

Comment distinguer ces deux formes drsquoeacutenergie

En calculant le rendement du moteur ou plus exactement son bilan thermique

En effet le rendement se deacutefinit comme

eacutenergie reacutecupeacutereacutee

Rendement =

eacutenergie consommeacutee

Dans le cas drsquoun moteur

lrsquoeacutenergie reacutecupeacutereacutee est celle mesureacutee en bout de vilebrequin sur un banc de puissance

exprimeacutee en kilowattheure [kW]

lrsquoeacutenergie consommeacutee correspond agrave la masse de carburant brucircleacutee (exprimeacutee drsquoabord en

kilogrammes puis convertie en joules)

Le reacutesultat est une grandeur sans dimension

Si on fait un bilan thermique dans un moteur de combustion interne

QT = Qe + Qr + Qra + Qa + Qres + Qge

- QT Flux de chaleur deacutegageacute si on brucircle tout le combustible

- Qe Flux de chaleur transformeacutee en puissance effective

- Qr Flux de chaleur eacutevacueacute au liquide de refroidissement

- Qge Flux de chaleur perdu avec les gaz deacutechappement

- QP Flux de chaleur perdu (par rayonnement vers lrsquohuile agrave cause de la combustion

incomplegravete frottements etc)

Scheacutema de la conversion et des pertes thermique dans un moteur

Si on fait un bilan des pertes de chaleur pour prendre en compte ougrave elles se produisent on

trouve

41 Chaleur totale introduite dans le moteur par la combustion

Eacutenergie brute libeacutereacutee par la combustion du carburant

Gazole 443 MJkg-1 (374 MJl-1 )

Essence 469 MJkg-1 (356 MJl-1 )

GPL 487 MJkg-1 (268 MJl-1 )

Eacutenergie nette libeacutereacutee par la combustion du carburant

Gazole 417 MJkg-1 (352 MJl-1 )

Essence 437 MJkg-1 (332 MJl-1 )

GPL 451 MJkg-1 (248 MJl-1 )

(PCI Csh)

QT =

36

Calcul de la consommation horaire

- PCI pouvoir calorifique inferieur [kJkg]

- Csh consommation speacutecifique horaire [kgh]

42 Chaleur eacutequivalente au travail effectif par uniteacute de temps

Qe = 1000 Pf [Js]

Sachant que

- Pf puissance au frein [W]

43 Chaleur transmise au systegraveme de refroidissement

Cette chaleur est donneacutee par la formule suivante

C i D(1+2m ) Nm

Qr = [Js]

λ Avec

- C Coefficient de proportionnaliteacute dont la valeur pour les moteurs agrave 4 temps varie

dans la plage [045 divide 0 53]

- i Nombre de cylindres

- D Aleacutesage du cylindre

- N freacutequence de rotation du vilebrequin

- m Exposant empirique dont la valeur pour les moteur agrave 4 temps est limiteacutee par

lrsquointervalle [06 divide 07 ]

- λ Coefficient drsquoexcegraves drsquoair

44 Chaleur emporteacutee par les gaz drsquoeacutechappement

Csh

Qge = [nt(mcp)tr (Tr-273 ) - Lr(mcp)t2 (T2- 273)]

36 Avec

- L Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil [kmole drsquoairkg de

combustible]

- nt Quantiteacute totale des produits de combustion [kmolekg]

- Tr Tempeacuterature des gaz drsquoeacutechappement [K]

- T2 Tempeacuterature de lrsquoair a lrsquoentreacutee du moteur [K]

- Csh Consommation massique de gas-oil horaire [kgh]

- (mcp)tr ( mcp)t2 sont respectivement la capaciteacute calorifique molaire moyenne agrave

pression constante des gaz reacutesiduels et de lrsquoair admis

45 Autres pertes de chaleur

QP = QT - (Qe + Qr + Qge)

Chapitre 8

Identification du

veacutehicule

Vehicle Identification Number

Le code VIN - Vehicle Identification Number - est un code alphanumeacuterique unique qui est

donneacute agrave chaque veacutehicule automobile depuis 1950

Il apparaicirct sur le chacircssis du veacutehicule

ainsi que sur le moteur et dans

lordinateur de bord

Lanceacute dans une forme simplifieacutee en

1950 par les constructeurs ameacutericains

ce code passera aux 17 caractegraveres

actuels en 1980

Le numeacutero inscrit sur la carte grise

dans la zone laquo numeacutero dans la seacuterie

du type raquo correspond bien agrave celui

figurant sur la voiture Passat IV B ndash 2000 (=B55 ou =Typ 3BG ou = VI) Dapregraves le VIN cest une 3B et le E correpond agrave la version Sport 212130 serait le numeacutero de seacuterie du cassis

Ce numeacutero dans la seacuterie du type est parfois appeleacute numeacutero de seacuterie ou numeacutero de chacircssis

mais son appellation officielle est

Numeacutero drsquoIdentification du Veacutehicule

(NIV ou Vehicle Identification Number VIN en anglais) et regroupe

laquo Type raquo et laquo N dans la seacuterie du type raquo

Cette normalisation preacutevoit entre autres que le NIV doit avoir une

Longueur de 17 caractegraveres

et peut ecirctre diviseacute en 3 sections

bull Les 3 premiers caractegraveres sont reacuteserveacutes agrave

Identification Mondiale du Constructeur

WMI World Manufacturer Identification (anglais)

Suivant cette codification chaque constructeur est identifieacute mondialement avec parfois des

variations suivant le pays ougrave se trouve lrsquousine de fabrication

A titre drsquoexemple la codification de - Renault est VF1

- Peugeot est VF3

- Citroeumln est VF7

Les 03 premiers caractegraveres didentification du constructeur

(WMI)

On distingue les constructeurs qui fabriquent plus de 500 exemplaires par an des autres

Un constructeur dont la production est infeacuterieure agrave 500 veacutehicules par an utilise 9

caractegraveres les autres 14

Certains constructeurs utilisent le 3egraveme caractegravere pour une cateacutegorie de veacutehicules comme les

bus ou les camions comme par exemple

bull le code Ameacuterique du Nord 1G attribueacute agrave General Motors se deacutecompose en

- 1G1 pour Chevrolet

- 1G2 pour Pontiac et

- 1GC pour Chevrolet camions

bull le code Italie F attribueacute agrave Fiat se deacutecompose en

- FA pour Fiat Auto et

- FC pour Fiat VI

Le premier caractegravere WMI correspond au code du pays dans lequel lusine du constructeur est

implanteacutee Exemple

- ZFA Fiat Auto Italie

- SUF Fiat Auto Pologne

- 8AF Fiat Auto Argentine

- NRT Tofas-Fiat Auto Turquie

- 9BD Fiat Automoveicircs Breacutesil

bull Les 6 caractegraveres suivants sont consacreacutes agrave la

Section de Description du Veacutehicule

VDS Vehicle Description Section (anglais)

ougrave lrsquoon va trouver une codification du type eacutelaboreacutee par le constructeur PSA et Renault

utilisent dans cette zone ce que lrsquoon appelait autrefois le type mines

bull Enfin les 8 derniers caractegraveres constituent la

Section drsquoIdentification du Veacutehicule

VIS Vehicle Identification Section en anglais

Il srsquoagit drsquoun numeacutero seacutequentiel attribueacute au veacutehicule et ce dans le type et pour le constructeur

concerneacute

Emplacement du VIN

Afin de veacuterifier la concordance entre ce numeacutero se trouvant sur la carte grise et celui

figurant sur la voiture

il faut savoir que ce numeacutero peut ecirctre trouveacute agrave 2 ou 3 endroits du veacutehicule suivant les cas sur

chacircssis du veacutehicule plaque constructeur derriegravere le pare brise

Cette derniegravere option nrsquoest pas obligatoire mais de plus en plus les constructeurs europeacuteens

en eacutequipent leurs modegraveles les plus reacutecents Pour connaicirctre lendroit ougrave se trouve ce numeacutero

reportez-vous au manuel dutilisation du veacutehicule ou adressez-vous agrave un concessionnaire de la

marque

Le NIV se trouvant sur le chacircssis doit ecirctre

- frappeacute agrave lrsquoaide de poinccedilons ou

- graveacute sur une piegravece essentielle de la voiture

En geacuteneacuteral faisant partie de la caisse ou du chacircssis de maniegravere agrave ce quil ne puisse seffacer

accidentellement ou salteacuterer

Il doit ecirctre placeacute de maniegravere visible sans qursquoun deacutemontage ne soit neacutecessaire

Pour ce qui est de sa localisation il doit impeacuterativement se situer dans la partie droite du

veacutehicule et lrsquoexpeacuterience montre que dans 80 agrave 85 des cas ce NIV se trouve

- dans la partie droite ou centrale du compartiment moteur

- aux environs immeacutediats du siegravege passager avant droit

La plaque constructeur sur laquelle figure eacutegalement le NIV est

- soit une plaque aluminium de couleur argenteacutee ou noire

- soit une eacutetiquette adheacutesive qui peut ecirctre noire blanche ou translucide

Cette plaque constructeur se trouve en geacuteneacuteral

- dans le compartiment moteur

- sur le pied de porte avant droit

- dans le coffre

Enfin le NIV optionnel qui peut se trouver derriegravere le pare-brise est visible agrave travers une

petite fenecirctre en bas agrave gauche et donc coteacute conducteur

Evolution du code VIN en fonction des types

Mercedes W201

Mercedes W202

Mercedes W203

Mercedes W204

Composition du code

Les veacutehicules modernes qui sont reacutefeacuterenceacutes avec des codes VIN sont identifiables par un

systegraveme baseacute sur la norme ISO Organisation internationale de normalisation

- ISO 3779 de 1979 et

- ISO 3780 de 1980

Avant-propos

LISO (Organisation internationale de normalisation) est une feacutedeacuteration mondiale

dorganismes nationaux de normalisation (comiteacutes membres de lISO)

1 Domaine dapplication

La preacutesente Norme internationale speacutecifie le contenu et la structure dun numeacutero

didentification des veacutehicules (VIN) permettant dassurer agrave leacutechelle mondiale un systegraveme

uniforme de numeacuterotation pour lidentification des veacutehicules routiers

La preacutesente Norme internationale sapplique aux veacutehicules agrave moteur aux veacutehicules tracteacutes

aux motocycles et aux cyclomoteurs deacutefinis dans lISO 3833

3 Termes et deacutefinitions

31 Numeacutero didentification dun veacutehicule VIN

Combinaison structureacutee de caractegraveres attribueacutee agrave un veacutehicule par son constructeur en vue de

son identification

32 Code didentification mondiale du constructeur WMI

Premiegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui deacutesigne le constructeur du

veacutehicule et qui est assigneacutee agrave un constructeur de veacutehicules afin de permettre lidentification

dudit constructeur

33 Descripteur VDS

Deuxiegraveme section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui donne une information sur les

caracteacuteristiques geacuteneacuterales du veacutehicule

34 Indicateur VIS

Troisiegraveme et derniegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui constitue une

combinaison de caractegraveres attribueacutes par le constructeur pour distinguer un veacutehicule dun autre

veacutehicule

35 Constructeur

Personne entreprise ou socieacuteteacute qui deacutelivre le certificat de conformiteacute ou qui deacutemontre la

conformiteacute et assume la responsabiliteacute du produit pour un veacutehicule precirct agrave ecirctre mis en service

indeacutependante de lemplacement de lusine de montage

36 Anneacutee

Anneacutee calendaire pendant laquelle le veacutehicule est produit ou anneacutee du modegravele du veacutehicule

deacutetermineacutee par le constructeur

37 Seacuteparation

Symbole caractegravere ou bordure mateacuterielle qui peut ecirctre utiliseacute pour seacuteparer les sections du

numeacutero didentification dun veacutehicule ou pour deacutefinir ses limites

Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee

Code

1971 1 1980 A 1992 N 2001 1 2010 A

1972 2 1981 B 1993 P 2002 2 2011 B

1973 3 1982 C 1994 R 2003 3 2012 C

1974 4 1983 D 1995 S 2004 4 2013 D

1975 5 1984 E 1996 T 2005 5 2014 E

1976 6 1985 F 1997 V 2006 6 2015 F

1977 7 1986 G 1998 W 2007 7 2016 G

1978 8 1987 H 1999 X 2008 8 2017 H

1979 9 1988 J 2000 Y 2009 9 2018 J

1989 K 2019 K

1990 L 2020 L

1991 M 2021 M

Quelques diffeacuterences existent pour la codification des tregraves petites seacuteries

Standard 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1

5

1

6

1

7

ISO 3779

Code

constructeu

r-WMI

Composition du

veacutehicule Code veacutehicule-VIS

Union

Europeacuteen

ne

amp

Ameacuterique

du Nord

plus de 500

veacutehiculesan

Code

constructeu

r-WMI

Compositio

n du

veacutehicule

Code

eacutequipeme

nt du

veacutehicule

Code

Anneacutee

Modegravel

e

Code

Veacutehicul

e

Numeacutero progressif

seacuterie

Union

Europeacuteen

ne

amp

Ameacuterique

du Nord

moins de 500

veacutehiculesan

WMI

Compositio

n du

veacutehicule

Code

eacutequipeme

nt du

veacutehicule

Code

Anneacutee

Modegravel

e

Code

Veacutehicul

e

Code

constructeu

r-WMI

Numeacutero

progressi

f seacuterie

Exemple de code VIN

Poinccedilon Peugeot VF3 741 A4 7F535G815 Poinccedilon Peugeot

- Poinccedilon Peugeot - Code constructeur WMI (03)

1 VF (Europe S-Z France VF-VR)

3 3 (Peugeot)

- Type au mines (06)

4-6 741 (Composition du veacutehicule)

7 (306)

4 (04 portes)

1 ou A (Moteur D1768 cc)

7-8 A4 (type de veacutehicule coupe cabriolet etc)

9 7 (Code eacutequipement du veacutehicule)

- Anneacutee modegravele (01)

10 F (1985)

- Code VIS (07)

11 5 (code usine chiffre ou lettre selon les constructeur)

12-17 35G815 (numeacutero dans la seacuterie du type)

Poinccedilon Peugeot

WAUZZZ8GZPA001181

Codes pays

AndashH = Afrique JndashR = Asie SndashZ = Europe

1ndash5 =

Ameacuterique

du Nord

6ndash7 =

Oceacuteanie

8ndash9 =

Ameacuterique

du Sud

AA-AH Afrique

du Sud

AJ-AN Cocircte

dIvoire

AP-A0 non

attribueacute

BA-BE Angola

BF-BK Kenya

BL-BR Tanzanie

BR Algeacuterie

BS-B0 non

attribueacute

CA-CE Benin

CF-CK

Madagascar

CL-CR Tunisie

CS-C0 non

attribueacute

DA-DE Egypte

DF-DK Maroc

DL-DR Zambie

DS-D0 non

attribueacute

(probable

Algerie)

EA-EE Ethiopie

EF-EK

Mozambique

EL-E0 non

attribueacute

FA-FE Ghana

FF-FK Nigeria

FF-FK

Madagascar

FL-F0 non

attribueacute

GA-G0 non

attribueacute

HA-H0 non

attribueacute

JA-J0 Japon

KA-KE Sri

Lanka

KF-KK

Israel

KL-KR

Coreacutee du Sud

KS-K0 non

attribueacute

LA-L0 Chine

MA-ME Inde

MF-MK

Indoneacutesie

ML-MR

Thaiumllande

MS-M0 non

attribueacute

NF-NK

Pakistan

NL-NR

Turquie

NS-N0 non

attribueacute

PA-PE

Philippines

PF-PK

Singapour

PL-PR

Malaysie

PS-P0 non

attribueacute

RA-RE

Emirat

Arabes Unis

RF-RK

Taiwan

RL-RR

Vietnam

RS-R0 non

attribueacute

SA-SM

Grande

Bretagne

SN-ST

Allemagne

SU-SZ

Pologne

S1-S0 non

attribueacute

TA-TH Suisse

TJ-TP

Reacutepublique

Tchegraveque

TR-TV

Hongrie

TW-T1

Portugal

T2-T0 non

attribueacute

UA-UG non

attribueacute

UH-UM

Danemark

UN-UT Irlande

UU-UZ

Roumanie

U1-U4 non

attribueacute

U5-U7

Slovaquie

U8-U0 non

attribueacute

VA-VE

Autriche

VF-VR France

VS-VW

Espagne

VX-V2

Yougoslavie

V3-V5 Croatie

V6-V0 Estonie

WA-W0

1A-10 Etats

Unis

2A-20

Canada

3A-3W

Mexique

3X-37 Costa

Rica

38-30 non

attribueacute

4A-40 Etats

Unis

5A-50 Etats

Unis

6A-6W

Australie

6X-60 non

attribueacute

7A-7E

Nouvelle

Zeacutelande

7F-70 non

attribueacute

8A-8E

Argentine

8F-8K Chili

8L-8R

Equateur

8S-8W

Peacuterou

8X-82

Veacuteneacutezueacutela

83-80 non

attribueacute

9A-9E Breacutesil

9F-9K

Colombie

9L-9R

Paraguay

9S-9W

Uruguay

9X-92

Trinidad amp

Tobago

93-99 Breacutesil

90 non

attribueacute

Allemagne

XA-XE

Bulgarie

XF-XK Gregravece

XL-XR Pays

Bas

XS-XW Russie

XX-X2

Luxembourg

X3-X0 Russie

YA-YE

Belgique

YF-YK

Finlande

YL-YR Malte

YS-YW Suegravede

YX-Y2

Norvegravege

Y3-Y5

Bielorussie

Y6-Y0 Ukraine

ZA-ZR Italie

ZS-ZW non

attribueacute

ZX-Z2

Sloveacutenie

Z3-Z5 Lituanie

Z6-Z0 non

attribueacute

Chapitre 9

Organisation du

garage

1 Introduction

Un atelier de reacuteparation automobile plus communeacutement

appeleacute

garage

est une structure speacutecialiseacutee dans lentretien courant et la

reacuteparation des veacutehicules automobile

Un petit atelier de garagiste en

Nouvelle-Galles du Sud (Australie)

laquo Garagiste raquo est un terme geacuteneacuterique deacutesignant une personne travaillant dans un garage et

peut sappliquer agrave tous les meacutetiers de lentretien automobile

- meacutecanicien

- carrossier

- peintre en carrosserie

- vendeur etchellip

Un garage peut faire office de station-service tandis que

bon nombre de ces derniegraveres principalement deacutedieacutees agrave la

distribution de carburant proposent un service basique

de laquo garage raquo permettant lentretien courant du veacutehicule

et les reacuteparations mineures

Certains garages en outre proposent un service de vente

de veacutehicules Garage Citroeumln agrave Constantine

au debut du XX siegravecle (Algeacuterie)

Il existe des concessionnaires et des garagistes indeacutependants

2 Histoire

Les ateliers de reacuteparation ont fait leur apparition et se sont multiplieacutes de par le monde en

mecircme temps que lautomobile a commenceacute agrave se banaliser agrave compter du deacutebut du XXe siegravecle

passant du statut de curiositeacute tregraves oneacutereuse agrave celui de bien de grande consommation -

progressivement accessible au plus grand nombre ( FORD T)

Laugmentation du parc installeacute a constitueacute lopportuniteacute de creacuteer un nouveau modegravele

eacuteconomique axeacute sur ce nouveau mode de transport

Tandis que les pays industrialiseacutes sadaptaient agrave lautomobile en

- seacutecurisant et regraveglementant son emploi

- deacuteveloppant un reacuteseau de routes adapteacute

le besoin en points dentretien deacutedieacutes est alleacute croissant et les laquo garages raquo ont commenceacute agrave se

multiplier au bord des routes et dans les agglomeacuterations

3 CHOIX DE LIMPLANTATION

Limplantation dun garage en centre-ville ou en bordure de ville implique avantages et

inconveacutenients quelque soit le cas Critegraveres de choix

- Trafic

- Publiciteacute

- Faciliteacute daccegraves

- Coucirct du terrain

- Superficies possibles

- Frais fixes

4 REacutePARTITION DES SURFACES

La reacutepartition ideacuteale des surfaces est de

- 13 bacircti

- 23 non-bacircti

a) SURFACES NON-BATIES Elles sont essentiellement constitueacutees

- Aires de stationnement Clients magasin de PR

- veacutehicules en attente de reacuteparation

- veacutehicules clients reacutepareacutes

- veacutehicules neufs et occasions

- veacutehicules du personnel

- veacutehicules visiteurs ex repreacutesentants deacutepanneuse bennes agrave deacutechets

b) SURFACES BATIES Les locaux doivent ecirctre

- spacieux

- bien eacuteclaireacutes

- ventileacutes

- chauffeacutes

- daccegraves facile

Il faut preacutevoir

Piegraveces agrave usage de bureau

- 6msup2 par personne

Reacuteception et daccueil des clients

- sa localisation doit ecirctre eacutevidente

Salle dattente clients

- spacieuse

- confortable

- agreacutementeacutee

- documenteacutee

- eacutequipeacutee

- eacuteclaireacutee

- peinte toujours en blanc mat

Magasin de Piegraveces de Rechange plusieurs accegraves seacutepareacutes

- clients

- meacutecaniciens

- agents

Atelier de reacuteparation plusieurs zones

- reacuteparations rapides

- interventions longues

- carrosserie

- peinture

- eacutelectriciteacute

- mise au point etc

Piegraveces annexes

- deacutechets

- aire de lavage

- compresseurs

- vestiaires personnels

- sanitaires etc

5 LES MATEacuteRIELS

a) GROS MATEacuteRIELS

Stations de lavage Stations de vidange graissage Station de controcircle de geacuteomeacutetrie

des trains roulants

Montage et eacutequilibrage de pneumatiques Station de diagnostic Station de controcircles

Electriciteacute

Mateacuteriels de manutention (grues crics) ponts eacuteleacutevateurs

b) PETITS MATEacuteRIELS

Outillages speacutecialiseacutes Outillages individuels

6 LES PERSONNELS

La hieacuterarchie se compose de 2 cateacutegories

a) ENCADREMENT

Directeur geacuteneacuteral Directeur commercial Directeur technique

Directeur financier

b) EXEacuteCUTION

Secreacutetaires de direction Secreacutetaires dadministration de commerce et de gestion-finance

Chef deacutequipe Reacuteceptionnaire Preacuteparateurs

Meacutecaniciens Magasiniers Vendeurs

a EXEMPLE DAMEacuteNAGEMENT DUN GARAGE AUTOMOBILE

a) RDC

b) Etage Bureaux et administration

b ORGANISATION DUNE ENTREPRISE DE REacutePARATION

AUTOMOBILE

a) OBJECTIF DE LENTREPRISE

Accroicirctre la productiviteacute

- en structurant les ateliers

- en deacutefinissant avec preacutecision les tacircches de chacun des personnels afin quelles

ne se chevauchent pas

b) ORGANIGRAMME DUNE ENTREPRISE STRUCTUREacuteE

- Un responsable par secteur assure la liaison avec le chef dentreprise qui controcircle tous

les secteurs

- Chaque secteur est autonome

- Limportance des activiteacutes de reacuteparation permet de subdiviser le travail sous la

responsabiliteacute de plusieurs reacuteceptionnaires ainsi que plusieurs chefs deacutequipe

c FONCTIONS DES DIFFEacuteRENTS PERSONNELS AU SEIN DE

LENTREPRISE

a) LE CHEF DENTREPRISE

Il deacutefinit les objectifs et les prioriteacutes de lentreprise en assurant le controcircle de tous

les secteurs

b) LE CHEF DATELIER

- Il est responsable du fonctionnement des ateliers et de la formation des

employeacutes

- Il coordonne tous les services

c) LE REacuteCEPTIONNAIRE

- accueil le client

- deacutefinie la nature des travaux agrave effectuer

- eacutetablie eacuteventuellement un devis

- preacutecise les deacutelais de reacuteparation

Si le client est daccord

- reacutedige et fait signer LOR quil remplit avec rigueur (ex eacutetat du veacutehicule

carburant accessoires)

- charge le planning de latelier

Apregraves les travaux

- rend le veacutehicule apregraves paiement de la facture

d) LE CHEF DEacuteQUIPE

Il reacutepartit le travail et prend les deacutecisions au niveau de la reacuteparation

e) LES COMPAGNONS

Ce sont les exeacutecutants des reacuteparations

f) LE MAGASINIER

Il approvisionne latelier en piegraveces de rechange et assure le service clientegravele

g) SERVICE FACTURATION

Reacutedaction des factures dapregraves lOR pointeacute par le chef deacutequipe

h) SERVICE COMPTABILITEacute

Il gegravere et reacutealise les bilans dexploitation

Chapitre 10

Devis

1 ORGANIGRAMME DrsquoUNE INTERVENTION

2 Deacutefinition

Un devis est une estimation des prix reacutealiseacutee avant lexeacutecution de travaux ou avant lachat

dun bien

Le DEVIS est une eacutevaluation la plus preacutecise possible du coucirct dune reacuteparation

Dans le cadre de son DEVOIR dinformation et dans le souci permanent de conserver des

relations claires avec le client le devis est devenu une deacutemarche indispensable

3 Enjeux dun devis

Lorsquun particulier ou une socieacuteteacute demande des devis aupregraves de plusieurs entreprises cela

permet de comparer les prix et les prestations fournies

Les Destinataires

- un client

- une compagnie dassurance ou cabinet dexpertise

bull Le Client Le devis permet dinformer le client Il est geacuteneacuteralement eacutetabli sans

deacutemontage meacutecanique Par conseacutequent le devis reste approximatif sachant quune

erreur supeacuterieure agrave 10 nest pas toleacuterable

bull Assurances ndash Experts Le devis est eacutetabli de maniegravere preacutecise pour permettre agrave

lassureur de prendre une deacutecision sur lopportuniteacute de la reacuteparation remise en eacutetat

ou mise en eacutepave lorsque la reacuteparation deacutepasse la valeur veacutenale du veacutehicule

Geacuteneacuteralement les devis sont gratuits

4 Deacutemarche dutilisation des devis

a) Ce que doit comporter un devis

Identification du prestataire qui reacutedige le devis

bull nom et raison sociale

bull adresse complegravete

bull teacuteleacutephone

bull teacuteleacutecopie

bull email et site internet

Identification de la personne qui a demandeacute le devis

bull nom preacutenom

bull adresse

bull teacuteleacutephone

Le mot devis doit ecirctre eacutecrit en gros

La date du devis

La liste des prix et le total

b) Ce quil faut preacuteciser dans un devis

bull La dureacutee de la validiteacute de loffre par exemple ce devis est valable entre 1 et 3 mois

selon le projet

5) Estimation

bull Lestimation consiste agrave eacutevaluer par preacutediction les coucircts et deacutelais des tacircches qui

constituent un projet agrave partir destimations dautres grandeurs comme la taille la

puissance ou la capaciteacute Le terme estimation deacutecrit aussi bien la fonction lopeacuteration

que le reacutesultat

6) Quelles sont les regravegles dun bon devis

- Un prix ferme

- une trace eacutecrite en cas de litigehellip

Tel est linteacuterecirct de disposer dun bon devis avant le deacutebut des travaux

Le bon devis doit comporter un certain nombre de mentions obligatoires notamment

- la somme globale agrave payer

- le deacutecompte deacutetailleacute des prestations et des produits utiliseacutes

- le nom et ladresse de lentreprise

- la dureacutee de validiteacute de loffre et lindication du caractegravere gratuit ou payant du

devis

Ces regravegles protegravegent de faccedilon satisfaisante le client

Des mentions suppleacutementaires

Pour autant rien ne lempecircche de demander au professionnel dajouter sur le devis dautres

mentions non obligatoires comme par exemple

- les modaliteacutes de regraveglement avec un eacutecheacuteancier preacutecis des paiements

- la date limite preacutevue pour la fin des travaux

- une peacutenaliteacute de retard par jour deacutepasseacute

Le client disposera ainsi de moyens de pression suppleacutementaires en cas de complicationhellip

Si la facture est plus eacuteleveacutee

Il arrive que le montant de la facture soit supeacuterieur agrave celui du devis alors que le client navait

pas donneacute son accord preacutealablehellip

Que faire

Commencer par veacuterifier si le devis ne comporte pas une clause de reacutevision du prix dans

certains cas expresseacutement preacutevus (ex hausse du coucirct de la main-dœuvre ou des matiegraveres

premiegraveres)

si cest le cas le professionnel a le droit de reacutepercuter cette hausse sur la facture

Agrave deacutefaut le client peut refuser de payer la diffeacuterence

Une simple lettre de reacuteclamation adresseacutee au professionnel en recommandeacute avec accuseacute de

reacuteception devrait suffire En cas deacutechec le client doit saisir la direction de la concurrence de

la consommation et de la reacutepression des fraudes du deacutepartement du professionnel

Chapitre 11

Bon de commande

Commande

Dans le commerce une commande est une intention soit

- verbale

- eacutecrite

dengager une transaction commerciale pour des produits ou services particuliers

Du point de vue de lacheteur elle exprime lintention dacheter et est appeleacutee une commande

dachat

Du point de vue du vendeur elle exprime lintention de vendre et elle se reacutefegravere agrave une

commande de vente

Dans beaucoup dentreprises les commandes sont utiliseacutees pour rassembler et rendre compte

des coucircts et des revenus selon des objectifs bien deacutefinis

Ensuite il est possible de montrer pour quels objectifs les deacutepenses ont eacuteteacute engageacutees

Eacutetapes dans les commandes commerciales

Commerce Action de lacheteur Action du vendeur

Acheteur qui deacutesire le

produit et vendeur qui

vend le produit

Recherche des vendeurs du produit Marketing et publiciteacute

Veacuterification du pricing

du produit disponibiliteacute

speacutecifications coucircts de

livraison

Demande de devis ou demande doffre Devis ou offre creacuteeacutes

Accord de transaction

entre acheteur et vendeur Enregistrement de la commande dachat

Enregistrement de la commande

de vente

Le produit est expeacutedieacute du

vendeur agrave lacheteur

Fiche demballage facture pro

forma pour certaines

expeacuteditions internationales

Lacheteur reccediloit le

produit du vendeur

La fiche demballage et le produit sont

compareacutes avec la commande dachat on

veacuterifie le bon conditionnement du

produit

Le vendeur envoie la

facture (comptabiliteacute) agrave

lacheteur

On fait correspondre la fiche demballage

avec la commande dachat et la facture

on enregistre lachat dans les comptes

financiers dans la comptabiliteacute

fournisseurs

On enregistre la vente dans les

comptes financiers dans la

comptabiliteacute clients

Lacheteur paie le

vendeur

Paiement en espegraveces par chegraveque ou

paiement eacutelectronique enregistrement

du paiement sur la commande dachat

Reacuteception des espegraveces du

chegraveque ou du paiement

eacutelectronique enregistrement du

paiement sur la commande de

vente

Page 2: Maintenance des parcs roulants Partie 2/3

Sommaire

Chapitre 01 Introduction a la maintenance

Chapitre 02 Concept de la maintenance

Chapitre 03 Le conducteur et son veacutehicule

Chapitre 04 Controcircle technique automobile en Algeacuterie

Chapitre 05 Meacutethodes drsquoanalyses

Chapitre 06 Documentation technique

Chapitre 07 Moteurs agrave combustion interne

Chapitre 08 Identification du veacutehicule

Chapitre 09 Organisation du garage

Chapitre 10 Devis

Chapitre 11 Bon de commande

Chapitre 12 Planification des reacuteparations

Chapitre 13 Facturation

Chapitre 14 Service Apres Vente

Chapitre 6

La documentation

technique

1- LA DOCUMENTATION TECHNIQUE

Elle contient

- des informations techniques

- les proceacutedures de deacutemontage montage

- les proceacutedures de reacuteglage

- les proceacutedures de diagnostic

Ces renseignements aident le personnel de maintenance dans la

reacutealisation de ses tacircches

Chaque numeacutero consacre un dossier complet agrave leacutetude technique et

pratique dune automobile

Le modegravele choisi est geacuteneacuteralement un veacutehicule courant agrave leacutepoque de leacutedition de la revue

quelle que soit sa marque

Le dossier comprend

- la description deacutetailleacutee du veacutehicule

- les recommandations dentretien courant et laide pas agrave pas au deacutemontage et remontage

des principaux eacuteleacutements avec agrave lappui de nombreux scheacutemas

Le reste de la revue est consacreacutee selon les numeacuteros agrave

- loutillage

- leacutelectriciteacute

- les accessoires

- leacutevolution de certains modegraveles de veacutehicules etc

Geacuteneacuteralement en fin de document se trouve une feuille cartonneacutee deacutetachable nommeacutee

Fiche descriptive

retraccedilant les principales caracteacuteristiques du veacutehicule qui fait lobjet du dossier

Exemple drsquoexploitation drsquoune Revue Technique Automobile

- Preacutesentation drsquoune revue technique

- Page de garde

- Identification du veacutehicule

- Chapitre moteur

Chapitre 7

Moteurs

agrave combustion interne

Moteurs agrave allumage commandeacute (essence)

Introduction

Cest une deacuteflagration (explosion) qui se produit au sein de ces moteurs

Les moteurs agrave allumage commandeacute

neacutecessitent une eacutetincelle pour le

deacuteclenchement de la combustion du meacutelange

carburantair

Tous les moteurs utilisant comme carburant

de lessence ou de lalcool voire un gaz

(GPL) ou autre dont le deacuteclenchement de la

combustion est deacutependant dune source

deacutenergie externe (bougie trembleur)sont

appelles

Moteur Renault Energy 14 de la Symbol

laquo moteur agrave allumage commandeacute raquo

Le moteur agrave allumage commandeacute est eacutequipeacute dun systegraveme complet dallumage composeacute de

Bougies Bobine Rupteur Faisceau

Une bougie qui fait des eacutetincelles

Une bobine qui sert agrave geacuteneacuterer une haute tension neacutecessaire agrave la creacuteation de leacutetincelle

Un systegraveme de commande de lallumage (rupteur ou systegraveme eacutelectronique)

Un faisceau eacutelectrique

21 Constitution

Ces moteurs transforment leacutenergie potentielle chimique stockeacutee dans un

carburant en travail (eacutenergie meacutecanique) gracircce agrave des combustions tregraves

rapides dougrave le terme dexplosions

Ils sont constitueacutes dun ou plusieurs cylindres

confinant les combustions

Dans chaque cylindre un piston coulisse en un mouvement

rectiligne alternatif

Mouvement transformeacute en rotation par lintermeacutediaire dune bielle

reliant le piston au vilebrequin (assemblage de manivelles sur un axe)

Chaque cylindre est fermeacute par une culasse munie dau moins deux soupapes

- La premiegravere permet lalimentation en meacutelange airessence du cylindre par le Collecteur

dadmission

- Lautre leacutevacuation des gaz bruleacutes vers leacutechappement

Soupapes drsquoeacutechappement Soupapes dans leurs logement

22 Fonctionnement

Figure II1 Cycle quatre temps agrave allumage commandeacute

Son cycle (de fonctionnement) se deacutecompose analytiquement en quatre temps (ou phases)

Le mouvement du piston est initieacute par la combustion (augmentation rapide du volume des gaz) dun

meacutelange de carburant et dair (comburant) qui a lieu durant le temps moteur

Le moteur fonctionne degraves lors seul et produit un couple sur son arbre de sortie

1 admission dun meacutelange air et de carburant vaporiseacute preacutesent dans le conduit dadmission

meacutelange preacutepareacute par divers composants (carburateur ou systegraveme dinjection) ouverture de la

soupape dadmission et descente du piston ce dernier aspire ainsi ce meacutelange dans le cylindre

agrave une pression de -01 agrave -03 bar

2 compression du meacutelange fermeture de la soupape dadmission puis remonteacutee du piston qui

comprime le meacutelange jusquagrave 12 agrave 18 bars et 400 agrave 500 degC dans la chambre de combustion

3 combustion (deacutetente aux environs du point mort haut) moment ougrave le piston atteint son point

culminant et ou la compression est au maximum la bougie dallumage (connecteacutee agrave un

geacuteneacuterateur deacutelectriciteacute haute tension) produit une eacutetincelle la combustion rapide qui sensuit

constitue le temps moteur les gaz chauds agrave une pression moyenne de 40 bars repoussent le

piston initiant le mouvement

4 eacutechappement ouverture de la soupape deacutechappement et remonteacutee du piston qui chasse les

gaz brucircleacutes deacutetendus dans le collecteur deacutechappement laissant la place agrave une nouvelle charge

de meacutelange Un nouveau cycle recommence

23 Allumage eacutelectronique

Un allumage eacutelectronique est une eacutevolution de lallumage classique par batteriebobine des moteurs agrave

explosion

Il a consisteacute agrave remplacer aussi le meacutecanisme davance agrave lallumage par un systegraveme eacutelectronique (en

reacutealiteacute dans ce cas le systegraveme est reacutegleacute sur

pleine avance) et un retardateur eacutelectronique

introduit le retard neacutecessaire agrave la situation du

moteur

Introduit dans les anneacutees 1970 lallumage

eacutelectronique sest geacuteneacuteraliseacute sur de nombreuses

cateacutegories de moteurs (automobiles motos etc)

agrave partir des anneacutees 1980

Allumage eacutelectronique

24 Avantages et inconveacutenients du moteur agrave allumage commandeacute

bull Plus leacuteger

bull Plus vif

bull Plus silencieux

bull Cout moindre

25 Les pannes

Les pannes dallumage sont une des grandes causes dimmobilisation involontaire des veacutehicules agrave

moteur

bull Usure des rupteurs

bull Deacutereacuteglage du point davance

bull Usure ou grippage du systegraveme davance

26 Combustion

La combustion du meacutelange est une transformation chimique (oxydation vive) du carburant et de

loxygegravene

On utilise geacuteneacuteralement loctane comme moleacutecule permettant de deacutecrire une combustion de ce type

Eacutequation de la combustion de loctane

2 C8H18 + 25 O2 16 CO2 + 18 H2O + Q

2 Moteur Diesel

Principe

Fruit des travaux meneacutes par lingeacutenieur allemand Rudolf Diesel entre 1893 et 1897 le moteur Diesel

est un moteur agrave combustion interne dont lallumage nest pas commandeacute mais spontaneacute par

pheacutenomegravene dauto-inflammation

Il na donc pas besoin de bougies dallumage

Cela est possible gracircce agrave un tregraves fort taux de compression (rapport volumeacutetrique) denviron 141 agrave

251 permettant dobtenir une tempeacuterature de 700 agrave 900 degC

Des bougies de preacutechauffage sont souvent utiliseacutees pour permettre le deacutemarrage du moteur agrave froid en

augmentant la tempeacuterature de la chambre de combustion mais leur preacutesence nest pas systeacutematique

Ce type de moteur agrave taux de compression eacuteleveacute a connu une expansion rapide en automobile agrave partir

de la fin des anneacutees 1980 lorsque la suralimentation par turbocompresseur en a notablement ameacutelioreacute

les performances

Comme le moteur thermique agrave allumage commandeacute le moteur Diesel est constitueacute de pistons

coulissants dans des cylindres fermeacutes par une culasse reliant les cylindres aux collecteurs dadmission

et deacutechappement culasse eacutequipeacutee de soupapes commandeacutees par un ou plusieurs arbres agrave cames

Moteur VW TDI

Le fonctionnement repose sur lauto-inflammation du gazole dans de lair comprimeacute agrave plus de 120

du volume du cylindre a environ

- 35 bar de pression

- 600 degC de tempeacuterature

En brucirclant le meacutelange augmente fortement dans le cylindre

- la pression entre 60 agrave 100 bars

- la tempeacuterature a 1500 degC

Le cycle Diesel agrave quatre temps comporte

- Admission Contrairement au moteur agrave essence crsquoest de lrsquoair pur et non un meacutelange carbureacute qui est

introduit dans le cylindre lors de cette phase

- Compression Lrsquoair fortement comprimeacute est porteacute agrave une pression de 30 agrave 40 bars pour une

tempeacuterature de 500 agrave 600 degC environ

Admission Compression Combustion Echappement

Figure I1 les quatre temps drsquoun moteur Diesel

- combustion A la fin de la compression le gas-oil est alors injecteacute sous forme de fines gouttelettes

soit directement dans la chambre de combustion (injection directe) soit dans une preacute-chambre

turbulente destineacutee agrave favoriser sa combustion au contact de lrsquoair chaud (injection indirecte) La

pression drsquoinjection varie de 80 agrave 250 bars suivant le type de moteur Au contact de lrsquoair agrave tempeacuterature

eacuteleveacutee le combustible srsquoenflamme de lui-mecircme sa tempeacuterature drsquoinflammation eacutetant voisine de 300

degC Il srsquoenflamme spontaneacutement agrave mesure qursquoil est introduit Cependant un certain temps mesurable

srsquoeacutecoule entre le deacutebut drsquoinjection et le deacutebut de la combustion Crsquoest le deacutelai drsquoallumage Les gaz

augmentent tregraves rapidement de volume et chassent le piston vers le bas Crsquoest la deacutetente ou temps

moteur La pression des gaz est de lrsquoordre de 50 agrave 120 bars et la tempeacuterature de 1800 agrave 2000 degC

- Echappement Les gaz brucircleacutes sont chasseacutes par le piston qui remonte gracircce agrave la soupape

drsquoeacutechappement qui srsquoouvre

Les seules bougies preacutesentes sur un moteur diesel sont les bougies de preacutechauffage qui comme leur

nom lindique preacutechauffent les chambres de combustion (ou les preacutechambres suivant le type de diesel)

afin dobtenir lorsque le moteur est froid une tempeacuterature suffisante pour lauto-inflammation du

carburant

332 Vitesse et puissance

Les vitesses de rotation des moteurs diesel sont tregraves diffeacuterentes dun moteur agrave un autre

En effet plus le moteur est gros plus la course du piston est grande et plus le moteur est lent

Trois classes de moteurs sont ainsi deacutefinies

bull moteur lent moins de 200 trmin

bull moteur semi-rapide entre 400 et 1 000 trmin

bull moteur rapide 1 000 trmin et plus

Scheacutematiquement plus le piston est gros plus sa course

est importante

Pour exemplethinsp moteur DW10 ATED de PSA cylindreacutee

1 997 cmsup3 aleacutesage 85 mm course 88 mm reacutegime de

puissance maximale 4 000 trmin

Pour ce moteur la vitesse lineacuteaire du piston dans le

cylindre agrave 4 000 trmin est de 88 x 2 (deux courses par

tour moteur) = 176 mm ou en megravetres 0176 times 4 000

soit 704 mmin ou 70460thinspms = 117 ms

Moteur Diesel PSA

Certains moteurs Diesel lents de type agrave 2 temps atteignent 100 000 ch (voir le porte- conteneurs

Emma Maeligrsk) comme le Waumlrtsilauml RT-flex96C 14 cylindres moteur agrave 2 temps lent

(92102 toursmin)

Les cylindres ont un aleacutesage de 96 cm et le piston une course de

25 m2

Ce moteur a une hauteur denviron 13 megravetres et une longueur de 26

megravetres pour un poids de 2 300 tonnes

333 Combustion

Reacuteaction chimique dans laquelle la combustion du carburant (oxydation vive de lhexadeacutecane) par le

dioxygegravene preacutesent dans lair deacutegage de la chaleur plus des reacutesidus de combustion dioxyde de carbone

et eau

Eacutequation parfaite de la combustion du gazole

hexadeacutecane + dioxygegravene = dioxyde de carbone + eauthinsp

2 C16H34 + 49 O2 rarr 32 CO2 + 34 H2O + Q

En pratique on considegravere quil faut preacutevoir 30 g dair pour brucircler 1 g de combustible

334 Usage

On utilise le moteur Diesel lorsque lon a un besoin dun couple

important ou dun bon rendement

- locomotives

- bateaux

- camions

- Bus et car Diesel-alternateur sur un peacutetrolier

- tracteurs agricoles

- groupes eacutelectrogegravenes

- engins de travaux publics

- automobiles

335 Circuit drsquoalimentation

Le circuit drsquoalimentation (figure I16) du moteur en carburant (gas-oil) dans un moteur diesel

comprend les eacuteleacutements suivants

- Le reacuteservoir qui est souvent muni drsquoun tamis qui arrecircte les plus grosses impureteacutes du combustible

Le bouchon comporte un trou de mise agrave lrsquoair libre

- La pompe drsquoalimentation aspire le combustible dans le reacuteservoir agrave travers une creacutepine Elle est

proteacutegeacutee par un preacute-filtre

- Le filtre complegravete le nettoyage du combustible qui est refouleacute par la pompe drsquoalimentation La

pression fournie par cette pompe est limiteacutee par le clapet de deacutecharge placeacute dans le filtre

- La pompe drsquoinjection distribue sous une forte pression au moment voulu le combustible vers les

cylindres Dans certains cas un clapet de balayage tareacute plus faible que celui du filtre permet une

circulation du combustible qui assure le refroidissement de la pompe

Figure I16 Circuit drsquoalimentation avec pompe en ligne

- Lrsquoinjecteur pulveacuterise tregraves finement le combustible dans la chambre de combustion

- Les canalisations de retour relient la pompe le filtre et les injecteurs au reacuteservoir Elles assurent

lrsquoeacutevacuation de lrsquoexcegraves de deacutebit ou la reacutecupeacuteration des fuites

Une pompe dalimentation solidaire de la pompe dinjection aspire le combustible du reacuteservoir au

travers drsquoun preacute-filtre deacutecanteur et le refoule vers le filtre principal

Le combustible filtreacute est envoyeacute sous pression dans la chambre daspiration de la pompe dinjection

dougrave les eacuteleacutements pistons-cylindre le refoulent sous haute

pression vers les injecteurs

Des soupapes de balayage (ou de deacutegazage) placeacutees sur le filtre et

la chambre daspiration de la pompe agrave injection facilitent

leacutevacuation des bulles dair ou de vapeur et assurent par ailleurs

le refroidissement de la pompe par le deacutebit de combustible ainsi

produit

Pompe agrave injection diesel rotative

Les fuites de combustible sont reacutecupeacutereacutees au niveau des injecteurs et renvoyeacutees au reacuteservoir en mecircme

temps que les divers deacutebits de deacutegazage

335 Deacutelai drsquoallumage

Le temps mis par les premiegraveres gouttelettes injecteacutees pour atteindre la tempeacuterature drsquoinflammation est

deacutefini sous le nom de deacutelai drsquoallumage

Ce deacutelai doit ecirctre aussi court que possible pour que le fonctionnement du moteur soit doux Il sera

drsquoautant plus faible que

- La tempeacuterature de lrsquoair est plus eacuteleveacutee

- La tempeacuterature drsquoinflammation du combustible est

plus basse

- Le combustible est plus finement pulveacuteriseacute

- La tempeacuterature du combustible est plus eacuteleveacutee

- Lrsquoindice de ceacutetane du combustible est eacuteleveacute

336 Moteur agrave injection directe

Moteur agrave combustion interne alimenteacute en air pur le carburant eacutetant injecteacute

sous forte pression directement dans la chambre de combustion (figure

I17)

La pression drsquoair est de 175 agrave 200 bars Ce moteur a besoin drsquoun excegraves drsquoair

important pour favoriser le brassage du meacutelange

Les pressions sont importantes en fin de compression (Reacutef [2])

Injection directe

Avantages

- Le rendement thermique est supeacuterieur drsquoenviron 10 agrave un moteur agrave chambre de preacutecombustion

- Les deacutemarrages sont plus faciles

- La construction est plus simple que pour les autres types de moteurs

Inconveacutenients

Le moteur est assez bruyant et les organes sont soumis agrave de fortes charges

Lrsquoencrassement des injecteurs est plus rapide

336 Avantages du moteur Diesel

Les raisons du succegraves du moteur Diesel dans lautomobile au-delagrave davantages fiscaux qui relegravevent de

choix politiques et non techniques tiennent essentiellement agrave son rendement supeacuterieur agrave celui du

moteur agrave essence

Ce rendement peut ecirctre encore ameacutelioreacute par lutilisation dun

turbocompresseur

Les plus reacutecents modegraveles sont laquo agrave geacuteomeacutetrie variable raquo (TGV)

technologie qui leur permet decirctre plus performants agrave bas reacutegime)

Turbocompresseur

Ainsi que lrsquoutilisation du Common rail (injection directe agrave haute

p r e s s i o n ) i n v e n t eacute p a r F i a t e t M a g n e t i - M a r e l l i

Systegraveme drsquoinjection a rampe commune

Avec les nouveaux injecteurs-pompe rampe commune et pieacutezo-eacutelectrique la pression atteint

jusquagrave

2thinsp500 bars

Contre

- 1thinsp400 pour la premiegravere rampe commune

- moins de 1thinsp000 pour un moteur agrave injection indirecte)

Ce qui assure une pulveacuterisation du gazole

- turbulente

- continue

- constante et

- bien reacutepartie

parametres essentielles pour une bonne combustion

Cette technologie porte le nom de

bull JTD Fiat Alfa Romeo Lancia - inventeur du systegraveme common rail 1re geacuteneacuteration

bull Mjt Fiat Alfa Romeo Lancia Iveco - inventeur et distributeur du systegraveme common rail 2e et

3e geacuteneacuteration

bull HDi Peugeot Citroeumln

bull dCi (Direct Common rail Injection) Renault Nissan Dacia

bull CDI (Common rail Direct Injection) Mercedes-Benz Smart

bull CRD Jeep

bull Td(x) TDV(x) Land Rover (ex Td4 ou TDV8)

bull d BMW (ex 530d)

bull TDI (Turbo Direct Injection) Audi Seat Skoda Volkswagen

bull D-4D ou D-CAT Toyota (CAT signifie Clean Advanced Technologie)

bull d Lexus (exIS 220 d)

bull CDTI (Common rail Turbo Direct Injection) Opel (les DTI sont des moteurs agrave injection

directe sans rampe commune)

bull VDi deacutenomination anciennement utiliseacutee par Nissan aujourdhui remplaceacutee par dCi

bull DI-D Mitsubishi

bull D Volvo (ex 24D ou D5) Jaguar (ex 27D)

bull TDCi Ford (les moteurs TDdi sont agrave injection directe mais ne comportent pas de rampe

commune)

bull MZR-CD Mazda

bull i-CTDi Honda

bull CRDi Hyundai

bull CRDI Kia

bull TCDi VCDi Chevrolet

bull TID Saab

34 Architectures moteurs

341 Introduction

Les deacutefauts du moteur agrave combustion interne classique sont

- meacutediocre rendement

- vibrations

- difficulteacute de reacuteduire son niveau de pollution

De nombreuses architectures alternatives sont neacutees au cours de lhistoire beaucoup sont resteacutees agrave leacutetat

de dessins ou de maquettes certaines ont donneacutees des prototypes fonctionnels et quelques rares

architectures ont eu droit agrave la production industrielle

342 Caracteacuterisation

La cylindreacutee dun moteur est le volume total (tous cylindres) deacuteplaceacute durant un cycle

Elle est calculeacutee agrave partir

- du diamegravetre dun cylindre (laleacutesage)

- de la distance parcourue par un piston (la course) et

- du nombre de cylindres

La puissance deacuteveloppeacutee souvent exprimeacutee par une courbe de puissance moteur doit ecirctre mesureacutee

selon certaines normes deacutefinissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de

tempeacuterature et de pression

Courbes caracteristiques du moteur CMT F4L912

Elle est toujours supeacuterieure agrave la puissance reacuteellement disponible aux roues pour un veacutehicule du fait des

pertes dans la transmission

Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le kiloWatt (kW) mais souvent accoleacute au cheval-vapeur (CV)

1 cheval-vapeur = 736 Watt

Le couple maximal est exerceacute sur laxe

Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le Newton-megravetre (Ntimesm) bien que le kgtimesm reste courant

La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation

Pour obtenir des Watt il faut multiplier le couple en Ntimesm par la vitesse de rotation en radians par

seconde

La vitesse maximale de rotation geacuteneacuteralement exprimeacutee en tours par minute

- La puissance speacutecifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindreacutee (volume de gaz

contenus apregraves le cycle dadmission)

Elle est souvent exprimeacutee en la rapportant au litre de cylindreacutee

- Le taux de compression dun moteur exprime le rapport entre le volume laisseacute dans lun de ses

cylindres au point mort bas et au point mort haut

Plus il est eacuteleveacute plus le meacutelange est comprimeacute donc plus lexplosion sera forte donc difficile agrave geacuterer

(choc meacutecanique tempeacuteraturehellip) mais plus le rendement du moteur sera eacuteleveacute

343 Eleacutements constitutifs drsquoun moteur

3431 Eleacutements fixes

34311 Bloc-moteur

Le bloc-moteur appeleacute eacutegalement carter-cylindres est la

piegravece maicirctresse du moteur (figure I2)

Ses fonctions principales sont les suivantes

- contenir les cylindres

- supporter le vilebrequin la culasse les

accessoires

- servir de support agrave lrsquohuile de lubrification

Scheacutema drsquoun bloc moteur

- servir de support agrave lrsquoeau de refroidissement (si un tel systegraveme de

refroidissement est utiliseacute)

Bloc a 04 cylindres

34312 Chemises

Pour le moteur F4L912 refroidi agrave air les chemises sont munies drsquoailettes (figure I3)

a) b) c)

Figure3 Chemises pour moteurs a) humides b) segraveches c) agrave ailettes du moteur F4L912

34313 Culasse

La culasse obture la partie supeacuterieure du cylindre

Cest une piegravece assez massive obtenue par moulage de fonte dacier ou

drsquoaluminium

Sa forme est tregraves variable suivant le type de moteur

La circulation de leau de refroidissement se fait dans des eacutevidements

ameacutenageacutes dans leacutepaisseur des parois Culasse drsquoun moteur

refroidi agrave eau

Les culasses portent

- les injecteurs

- les soupapes

- les culbuteurs

- les conduits dentreacutee dair et de sortie des gaz brucircleacutes Culasse Renault Kangoo

Pour le moteur refroidi agrave air (F4L912) leur culasse porte des ailettes comme montre la figure

Figure I5 Culasse du moteur F4L912 Figure I6 Vilebrequin pour un moteur a 4 cylindres

I322 Eleacutements mobiles

I3221Vilebrequin

Le vilebrequin (figure I6) est un arbre manivelle il reccediloit les efforts des bielles

Les parties cylindriques par lesquelles il repose dans des

paliers-supports du bacircti sont les laquo tourillonsraquo

Les parties cylindriques qui reccediloivent les coussinets de tecirctes

de bielles sont les

laquo manetons raquo (Reacutef [2])

Manetons et tourillons sont relieacutes entre eux par des flasques

appeleacutes laquo bras de manivelle raquo Fig 6 bis Vilebrequin a 5 paliers avec ses bielles et pistons

Des canaux sont foreacutes dans la masse du vilebrequin pour amener lhuile de graissage

jusquaux coussinets de tecirctes de bielle (figure 7)

Figure 7 Graissage des paliers drsquoun vilebrequin

I2322 Bielles

Les bielles transmettent au vilebrequin les efforts quelles

reccediloivent des pistons pendant les temps moteurs et

entrainent les pistons pendant les temps reacutesistants

Elles sont en acier allieacute

Leurs formes sont conccedilues de maniegravere agrave concilier au mieux la

leacutegegravereteacute et la reacutesistance aux efforts de

- compression

- extension Fig7a Ensemble bielles-pistons

- flexion

Les trois principales parties dune bielle sont

- le pied qui srsquoarticule sur laxe de piston

- le corps

- la tecircte qui sarticule sur un maneton du

vilebrequin

Figure I8 Bielle utiliseacutee dans le moteur F4L912

Le pied est un eacutepanouissement aleacuteseacute du corps dans lequel une

bague en bronze phosphoreux ou un roulement agrave aiguilles est

emmancheacute avec serrage

Le corps est alleacutegeacute par des eacutevidements sa section est souvent en

I parfois tubulaire

La tecircte est en deux parties assembleacutees par boulons pour en

permettre le montage sur le vilebrequin

La partie rapporteacutee est le laquo chapeau raquo

Deux demi-coussinets en bronze ou en acier sencastrent dans

la tecircte ils sont garnis dune couche de meacutetal antifriction

Le garnissage est parfois en laquo meacutetal roseraquo (alliage agrave base de

plomb et de cuivre qui fond agrave 1 000degC) pour les moteurs soumis

agrave de tregraves gros efforts

Quelquefois les coussinets sont deacutepourvus de garnissage ils

sont alors en bronze speacutecial

Fig8a Description de lrsquoensemble bielles-pistons

Dans les moteurs modernes les coussinets sont des laquo coquillesraquo tregraves minces en acier

eacutegalement garnies drsquoalliage antifriction

I3223Piston

Le piston (figure I9) peut ecirctre deacutecomposeacute en quatre parties

principales

- La tecircte ou fond qui reccediloit les efforts dus aux gaz

- le porte-segments qui par lrsquointermeacutediaire des segments assure

lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz et agrave lrsquohuile et dissipe une partie des calories

reccedilues vers le fluide de refroidissement Fig 8b Vue drsquoun piston

- le logement de lrsquoaxe de piston ou trou drsquoaxe

- la jupe ou partie frottant dont le rocircle est de guider le porte-segments et de dissiper une partie des

calories

- Fonctions du piston

Le piston doit transmettre au vilebrequin par lrsquointermeacutediaire de la

bielle les efforts dus aux gaz

- jusqursquoagrave 75 MPa pour les moteurs agrave essence non

suralimenteacutes

- jusqursquoagrave 14 agrave 18 MPa pour les moteurs diesels

Figure I9 Piston

Ils doivent ecirctre suffisamment isolants pour ne pas fournir trop de

calories au fluide de refroidissement

Tout en eacutevitant la formation de points chauds et de grippage

Il faut que le piston soit aussi leacuteger que possible et le moins

encombrant possible (distance entre le trou drsquoaxe et la tecircte la plus

reacuteduite pour avoir un moteur compact)

La dilatation du piston doit ecirctre telle que le jeu pistonchemise varie

peu car trop de jeu agrave froid provoque des claquements et pas assez de

jeu agrave froid un grippage

Le piston doit avoir une bonne reacutesistance meacutecanique en fatigue

Fig 9a Piston pour moteur Diesel

Formes de la tecircte du piston

La forme des chambres de combustion est deacutetermineacutee par

lempreinte reacutealiseacutee dans la culasse si bien que la tecircte du

piston est habituellement plate

Parfois il savegravere au contraire que le piston soit creuseacute et

forme totalement ou partie la chambre de combustion

Neacuteanmoins la tecircte du piston est creuseacutee notamment sur les

automobiles de course pour une toute autre raison

Il sagit en effet de reacutealiser une forme particuliegravere permettant

de reacutepartir et de diriger au mieux le meacutelange airessence

injecteacute dans la chambre

Fig 9c Illustration des diffeacuterentes formes de tecirctes de piston et de la

position de linjecteur selon la technique dinjection

On distingue geacuteneacuteralement 02 grandes techniques dinjection

Dans le cas dune injection dite laquo tumble raquo le jet de fluide produit par

linjecteur est deacutevieacute (par la forme de la tecircte du piston) vers la bougie

dallumage permettant de produire une explosion plus laquo performantes

raquo et stratifieacutee

Dans le cas dune injection dite laquo swirl raquo le carburant agit comme un

tourbillon permettant ainsi dhomogeacuteneacuteiser le meacutelange dans toute la

chambre

Il est eacutegalement possible de combiner les deux types dinjection

Fig9b Illustration des mouvements

tourbillonnaire swirl et tumble

I3224Segmentation

Ce sont des piegraveces composeacutees dun cercle incomplet en acier eacutelastique preacutevues pour semboicircter dans

les gorges du piston

Le diamegravetre exteacuterieur au repos est leacutegegraverement

supeacuterieur agrave celui du cylindre

En partant de la tecircte du piston on a (figue I10)

- le segment ndeg3 segment coup de feu

(ou segment de feu)

- le segment ndeg2 segment drsquoeacutetancheacuteiteacute

- le segment ndeg1 segment racleur ou refouleur

Fig9b Vue drsquoun ensemble piston-segments

Les deux derniers segments sont eacutegalement appeleacutes segments de compression

Les rocircles de la segmentation sont les suivants

- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz

ce rocircle est surtout assureacute par le segment coup de feu

Il est essentiel pour diminuer le Blow-by (gaz de combustion

passant dans le carter-cylindres) et la tempeacuterature des

segments inteacuterieurs

Figure I10 Segments de piston

- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute agrave lrsquohuile de lubrification

crsquoest surtout le rocircle du segment racleur mais le segment

drsquoeacutetancheacuteiteacute a aussi une grande importance

- Eacutevacuer la chaleur du piston vers le cylindre

Elles sont fabriqueacutees agrave partir dun ressort dacier eacutelastique

coupeacute ensuite en rondelles constituant les segments Fig10a Collier pou segments a piston

Elles sont geacuteneacuteralement asymeacutetriques il faut faire attention au sens de montage lors de

lassemblage du moteur (fig10b)

Lespace entre les deux extreacutemiteacutes du segment lorsquil est

de serrage introduit dans le cylindre sappelle le jeu agrave la coupe

Sa mesure permet deacutevaluer lusure du segment

Fig10b Tierccedilages des segments

I3225Axe de piston

Les axes de pistons en acier au nickel ceacutementeacute sont tubulaires leur

surface cylindrique exteacuterieure est rectifieacutee

Trois types de montage sont couramment utiliseacutes

- laxe est maintenu solidaire de la bielle par une vis pointeau il est

libre dons le piston

- laxe est maintenu solidaire du piston par une vis pointeau placeacutee dans

lun des bossages il est libre dans laleacutesage de la bielle Fig10c Axe piston

- laxe est monteacute laquoflottantraquo dans le piston et la bielle son deacuteplacement lateacuteral est limiteacute par

des freins extensibles en anneau (figure I11) logeacutes dans des rainures circulaires

Lajustement de laxe est agrave

- frottement doux dans la bielle

- frottement dur dans le piston

Pour le montage le piston est porteacute agrave la tempeacuterature de 100degc dans un bain dhuile afin de

faciliter la mise en place de laxe

Figure I11 Axe de piston monteacute flottant

52 La distribution

Mais cest quoi dont la distribution

Ce sont les diffeacuterents systegravemes permettant la reacutegulation des eacutechanges gazeux cest agrave dire les eacutetapes

dadmission et deacutechappement

Dans un moteur 2 temps cette fonction est assureacutee par le piston

Sur un moteur quatre temps la distribution se fait au niveau de la culasse par les soupapes et tous les

systegravemes qui permettent leurs ouvertures et fermetures

Chaque cylindre dun moteur possegravede au moins deux soupapes une dadmission et une

deacutechappement

Sur certains moteurs il Y a trois ou quatre soupapes par culasse elles sont commandeacutees simultaneacutement

deux agrave deux

(a) 02 soupapes (b) 03 soupapes (c) 04 soupapes

Fig11a Culasses a 02 03 et 04 soupapes par cylindre

Les soupapes sont normalement appuyeacutees sur leurs siegraveges par des

ressorts en heacutelice

Leur ouverture agrave un instant preacutecis de chaque cycle sobtient gracircce agrave

la pousseacutee exerceacutee par une came (figure12)

La came tourne entraicircneacutee par le vilebrequin sa pousseacutee est

communiqueacutee agrave la soupape par lintermeacutediaire dun poussoir dune

tige et dun culbuteur

Fig12 Distribution

331 Soupapes

Une soupape est un organe meacutecanique de la distribution des moteurs thermiques agrave quatre

temps permettant ladmission des gaz frais et leacutevacuation des gaz brucircleacutes

Les soupapes sont actionneacutees par un arbre agrave cames et maintenues par un ou plusieurs ressorts

de rappel

Les soupapes sont constitueacutees de quatre parties

a) Tecircte de la soupape

Lorsque la soupape est en position fermeacutee elle vient sappuyer sur le siegravege de

soupape dessineacute dans la culasse pour assurer leacutetancheacuteiteacute de la chambre

La partie de la soupape en contact avec le siegravege de forme tronconique est

deacutenommeacutee laquo porteacutee raquo langle varie entre 30deg et 45deg

b) Collet

Elle relie la tecircte agrave la tige est formeacute par un congeacute de grand rayon de faccedilon agrave

faciliter la dissipation de la chaleur provenant de la chambre et eacuteviter leffet

dentaille ducirc au changement de section

c) Tige

Crsquoest une piegravece cylindrique dont le diamegravetre est de lordre du quart de celui de la tecircte assure

le guidage vertical de la soupape

La tige coulisse ainsi dans le guide de soupape ouverture cylindrique pratiqueacutee dans la

culasse

d) Queue

Partie terminale de la soupape supporte laction du poussoir actionneacute par larbre agrave cames

Elle comporte une ou plusieurs gorges le plus souvent de section semi-circulaire pour loger

les clavettes qui transmettent agrave la soupape la tension du ressort de rappel6

Les soupapes sont en acier allieacute tregraves reacutesistant

Les principaux meacutetaux dalliage sont le chrome le

silicium le tungstegravene le nickel

Figure I13 Soupape avec tecircte bombeacutee

332 Culbuteurs et poussoirs

Les culbuteurs (figure I14) sont des leviers oscillants articuleacutes sur un axe solidaire de la

culasse

Leur rocircle est de transmettre de haut en bas aux queues de soupape les pousseacutees quils

reccediloivent de bas en haut agrave intervalles reacuteguliers des poussoirs et tiges de culbuteurs

Figure I14 Culbuteurs Renault 21 TD

Les poussoirs sont des cylindres en acier tregraves reacutesistant qui prennent contact avec les cames

soit

- par lintermeacutediaire dun galet

- par intermeacutediaire dun plateau

Suivant le cas le profil de la came est diffeacuterent

Fig14a Poussoirs et arbre agrave cames en tegravete pour leur entrainement (VW Toureg)

521 Le diagramme de distribution

Le point le plus haut quil peut atteindre quon appelle point mort haut (PMH) et inversement le point

le plus bas quon appelle point mort bas (PMB)

Enfin on appelle la course la longueur du parcours entre le PMH et le PMB

Laleacutesage est le diamegravetre du cylindre

Ces donneacutees et le volume de la chambre de combustion permettent de calculer le taux de compression

ou rapport volumeacutetrique

Figure V1 Point Mort Haut et Point Mort Bas dans un moteur

522 Les systegravemes de controcircle des soupapes

Au vue de la complexiteacute dun diagramme de distribution il faut que les soupapes dadmission et

deacutechappement soient parfaitement synchroniseacutees pour que le cycle sexeacutecute dans de bonnes

conditions

Moteurs culbuteacutes

Dans un moteur agrave combustion interne les culbuteurs servent agrave

transmettre la pousseacutee des tiges de culbuteurs vers les soupapes (les

soupapes se trouvant au-dessus des cylindres les tiges de culbuteurs

le long des cylindres et actionneacutees par un arbre agrave cames lateacuteral ou

central situeacute vers le bas des cylindres proche du vilebrequin)

Ces moteurs sont dits culbuteacutes

Ils ont eacuteteacute tregraves utiliseacutes en automobile de tourisme jusquaux anneacutees

1970-80

Fig 2 Ensemble de distribution culbuteacute

Tout dabord quest ce quune came

La came est lobjet qui permet la commande dune ou de plusieurs soupape Son profil est calculeacutee tregraves

preacuteciseacutement afin de

-fixer la hauteur de la leveacutee de soupape

-amortir le choc entre la came et le poussoir ducirc au jeu initial

-reposer doucement la soupape dans son siegravege lors de la fermeture par ressort

Figure V4 Ensemble soupape-came et arbre agrave cames

La came peut commander la soupape directement avec un poussoir comme repreacutesenteacute ci-agrave gauche

mais elle peut eacutegalement utiliser des basculeurs tels que le linget (ci contre en bas) ou le culbuteur (ci

contre en haut)

Ainsi larbre agrave came contient plusieurs cames permettant de commander les soupapes de tous les

cylindres afin de les synchroniser

Larbre agrave cames est geacuteneacuteralement entraicircneacute au moyen dengrenages

Son pignon denteacute est soit directement en prise avec un pignon caleacute agrave lextreacutemiteacute du vilebrequin soit

relieacute agrave ce dernier par un pignon intermeacutediaire

Les soupapes peuvent ecirctre commandeacutees par simple arbre agrave cames en tecircte

Cela signifie que larbre agrave cames est placeacute au dessus de la culasse et quil actionne les soupapes

dadmission et deacutechappement par lintermeacutediaire de culbuteur

Il existe aussi le systegraveme de double arbre agrave cames en tecircte ougrave dans ce cas il y a deux arbres agrave came

lun commande les soupapes dadmission et lautre les soupapes deacutechappement Ici les soupapes

peuvent ecirctre actionneacutees par tous les systegravemes possibles poussoir ou basculeurs

Moteurs agrave simple arbre agrave cames en tecircte

Si lon souhaite un reacutegime de rotation plus eacuteleveacute il est dusage de

placer le ou les arbres agrave cames juste au-dessus des soupapes

directement dans la ou les culasse(s) (arbre agrave cames en tecircte)

et donc il ny a plus besoin de tiges de culbuteurs (moins de piegraveces

en mouvement de jeux donc moins de risque daffolement de

soupapes)

Lorsque les soupapes sont toutes aligneacutees (soupapes dites droites) elles sont coiffeacutees dun poussoir

cylindrique et ouvertes par laction directe de la came sur le dessus

du poussoir

Si elles ne sont pas toutes aligneacutees (soupapes en V) et que lon

souhaite nutiliser quun seul arbre agrave cames en tecircte on dispose des

culbuteurs pour transmettre la pousseacutee des cames aux soupapes

Moteurs agrave double arbre agrave cames en tecircte

Bien que le montage agrave double arbre agrave cames en tecircte permette de

saffranchir des culbuteurs il arrive dutiliser de petits culbuteurs

dits alors linguets parfois appeleacutes basculeurs

Un culbuteur transmet agrave la soupape la pousseacutee de la came en

inversant le sens de la pousseacutee quil reccediloit Laxe de pivot dun

culbuteur est situeacute entre ses deux extreacutemiteacutes comme une balanccediloire

agrave bascule Figure V4 Entraicircnement des arbres de distribution dun systegraveme agrave 16 soupapes

La question qui vient apregraves cest ben comment il tourne larbre agrave cames

Ce sont les vilebrequins qui en tournant transmettent leur position au(x) arbre(s) agrave cames

Il faut bien comprendre que les vilebrequins sont deacutependant les uns des autres lun ne peut pas tourner

sans lautre car ils sont relieacutes entre eux

Ceci est souvent appeleacute larbre moteur

Cette commande se fait le plus souvent par chaicircne comme preacutesenteacute dans la figure des deux arbres agrave

cames en tecircte (sur la droite)

Cest ce quon appelle la chaine de distribution

On trouve eacutegalement la commande par courroie cranteacutee

Enfin on trouve la commande par pignon qui est tregraves reacutesistant mais cher agrave mettre en place

a) chaine b) pignon c) courroie cranteacutee

Figure V4 commande par chaine non 16032016

323 Nombre de soupapes par cylindre

Bien sur laugmentation nombre de soupapes vous vous en doutez favorise le rendement de

distribution Mais ceci nest pas la seule raison

Commenccedilons simplement par le nombre de soupapes le plus reacutepandu dans les anneacutees 80 cest agrave dire 2

soupapes par cylindre

Les culasses ont une chambre de combustion hemispheacuterique pour favoriser le flux des gaz un angle

entre la soupape dadmission et deacutechappement tregraves eleveacute (proche de 90deg) et enfin un taux de

compression eacuteleveacute

Cependant malgreacute tous ces efforts pour favoriser la distribution il est devenu difficile daccroitre les

performances du moteur

Pour cela il y avait une solution augmenter le diamegravetre des soupapes mais cela est devenu vite

impossible ducirc agrave lencombrement les soupapes auraient fini par se toucher

Par ailleurs lutilisation du double arbre agrave cames en tecircte devenait difficile

En effet imaginez la distance des arbres agrave cames pour commander des soupapes donc lencombrement

moteur eacutetait important et surtout lentrainement des 2 arbres agrave cames eacutetait difficile

Il a donc eacuteteacute utiliseacute des cascades de pignons mais cela rendait la distribution tregraves bruyante et les

contraintes dues agrave leacutechauffement eacutetaient difficiles agrave geacuterer

En revanche cette disposition agrave deux soupapes est meacutecaniquement simple et on peut facilement placer

dune part les vis de fixation de la culasse et dautre part la bougie

Figure 6 Culasse a 2 4 et 5 soupapes

Au milieu des anneacutees 80 Yamaha invente une culasse agrave 5 soupapes sur le FZ750 Genesis encore

utiliseacutee aujourdhui sur les sportives de la gamme

Ainsi ce moteur comptant

- 3 soupapes dadmission

- 2 soupapes deacutechappement

permet un meilleur remplissage de la chambre de combustion

La difficulteacute rencontreacutee est le logement des 5 soupapes

Les trois soupapes dadmission ont eacuteteacute placeacutees sur des plans diffeacuterents

mais de faccedilon agrave converger vers larbre agrave cames eacutevitant le montage de

culbuteurs

Cette architecture meacutecanique provoque une difficulteacute daccessibiliteacute meacutecanique

53 Refroidissement

Les combustions reacutepeacuteteacutees surchauffent les piegraveces en contact (piston cylindre soupape) et se diffusent

sur lensemble des piegraveces meacutecaniques du moteur

Il faut donc les refroidir sous peine de destruction

Pour un bon fonctionnement les moteurs agrave explosion ont besoin drsquoune tempeacuterature reacuteguliegravere et

adapteacutee

531 Refroidissement agrave air

En 1875 le franccedilais Alexis de Bischop utilise lair pour le refroidissement

Son moteur sans compression preacutealable de type mixte comportait un

cylindre entoureacute dailettes meacutetalliques augmentant ainsi la surface en

contact avec lair

Ce type de refroidissement est surtout utiliseacute pour les moteurs eacutequipant les

veacutelomoteurs et motocyclettes de faible cylindreacutee mais aussi sur des

automobiles comme certaines Porsche GS la 2CV ou la Coccinelle

Le refroidissement par air est aussi majoritaire pour les moteurs agrave pistons eacutequipant les avions

Moteur de la VW Coccinelle

Le refroidissement agrave air a longtemps eacuteteacute la reacutefeacuterence pour les moteurs de motocyclette (mecircme sil a

toujours existeacute des moteurs de motocyclette agrave refroidissement liquide) mais les problegravemes entraicircneacutes

par le haut rendement de ces moteurs (casses usure preacutematureacutee) ont conduit agrave la quasi geacuteneacuteralisation

du refroidissement liquide malgreacute les avantages speacutecifiques pour la motocyclette du refroidissement agrave

air (encombrement poids simpliciteacute prix)

Il peut ecirctre optimiseacute par lutilisation dun ventilateur dont la preacutesence ne reacutevegravele toutefois pas toujours

un refroidissement agrave air car il dissipe parfois la chaleur du radiateur dun systegraveme de refroidissement

liquide

532 Refroidissement liquide

Cest langlais Samuel Brown qui inventa le refroidissement du moteur par de leau afin dameacuteliorer les

performances du refroidissement

Dans son moteur leau entraicircneacutee par une pompe circule autour des

cylindres entoureacutes dune chemise leau est refroidie par contact direct

avec lair ambiant

Plus tard on ajouta agrave leau diffeacuterents adjuvants qui devint alors le

liquide de refroidissement

Radiateur moderne en aluminium

Le radiateur fut inventeacute en 1897 par lingeacutenieur allemand Wilhelm Maybach

Apregraves de nombreux tacirctonnements il mit au point le radiateur dit laquo nid dabeille raquo qui permet le

refroidissement tregraves efficace dun liquide

Il est composeacute dun faisceau de conduits courts et eacutetroits entre lesquels circule lair

Lair peut ecirctre acceacuteleacutereacute par un ventilateur placeacute devant ou derriegravere lui

Ce radiateur est situeacute dans un circuit fermeacute ou semi-fermeacute emplit dun liquide (agrave base deau) assurant le

refroidissement du moteur

Dans les moteurs les plus anciens la circulation deau est assureacutee par thermosiphon leau chauffeacutee par

le moteur monte vers le radiateur placeacute en hauteur Une fois refroidie elle redescend vers le moteur

Dans les moteurs modernes on utilise une pompe agrave eau

Un controcircle permanent de la tempeacuterature vise agrave maintenir leau et lhuile dans des conditions

permettant une lubrification optimale

Ideacutealement la tempeacuterature du liquide de refroidissement est denviron 75deg-95degCelsius deacutetermineacutee par

plusieurs facteurs tels que toleacuterances dusinage et reacutesistance au frottement des piegraveces meacutecaniques

lubrifiants utiliseacutes

La reacutegulation de cette tempeacuterature est geacuteneacuteralement obtenue par une vanne thermostatique calorstat

situeacutee dans le circuit de refroidissement associeacutee agrave un ou plusieurs ventilateurs asservi par une sonde

thermocontact agrave la tempeacuterature du liquide dans le radiateur

Dans les moteurs marins le radiateur est remplaceacute par un eacutechangeur de tempeacuterature Leau de mer

assurant le refroidissement du circuit deau douce du moteur

533 Refroidissement par huile

Tous les moteurs agrave combustion interne utilisent deacutejagrave un liquide pour la lubrification des piegraveces en

mouvement lhuile qui circule propulseacutee par une pompe il suffit donc de faire circuler ce liquide dans

les zones les plus chaudes et surtout den assurer le refroidissement correct

Tous utilisent plus ou moins le refroidissement par huile carter dhuile bas moteur ventileacute parfois

muni dailettes un petit radiateur dhuile

Exemple

Certaines motos agrave 4 cylindres de marque Suzuki utilisent un refroidissement mixte air-huile avec un

gros radiateur dhuile

Avantages

Les canalisations pompe radiateur indeacutependant et liquide speacutecifiques au refroidissement deviennent

inutiles

Cela permet un net gain de poids et une plus grande simpliciteacute de conception

Inconveacutenients

Lhuile transporte moins bien la chaleur que leau et les speacutecificiteacutes de ces huiles les rendent plus

coucircteuses pour lutilisateur

De plus le graissage du moteur est moins performant (agrave isopeacuterimegravetre) car il y a des pertes de charges

dues agrave la circulation dans le radiateur dhuile

54 Architecture des moteurs agrave explosion

Figure V3 Moteur en double eacutetoile agrave 14 cylindres

bull Cylindres en ligne

bull Cylindres en V

bull Cylindres en W

bull Cylindres opposeacutes horizontalement (Boxer) (flat)

bull Cylindres en H

bull Cylindres en eacutetoile

bull Moteurs complexes (moteurs en carreacute etc)

541 Monocylindre

Historique

Le premier brevet concernant un moteur agrave explosion a eacuteteacute deacuteposeacute par le Suisse Franccedilois Isaac de Rivaz

le 30 janvier 1807

Le premier moteur agrave deux temps fut imagineacute et reacutealiseacute par Jean-Joseph Eacutetienne Lenoir en 1860 Il

fonctionne selon le cycle de Lenoir

Vers 1862 les Allemands Otto et Langen constatant le faible rendement du moteur agrave deux temps de

Lenoir (1860) entreprirent une seacuterie dameacuteliorations la plus deacutecisive consista agrave synchroniser les

mouvements dans la phase de compression

542 Quatre cylindres

Panhard et Levassor degraves 1896 engagent un laquo quatre cylindres en ligne raquo sur leacutepreuve Paris-Marseille-

Paris

Deux ans plus tard les multicylindres (agrave quatre cylindres) gagnent les

grosses voitures et progressivement se geacuteneacuteralisent agrave lensemble de la

gamme devenant en quelque sorte larcheacutetype mondial pour les

voitures courantes de moyennes et basses gammes

Scheacutema dun moteur 4 cylindres vers 1900

04 cylindres en V

Il fait son apparition en course agrave la charniegravere des deux siegravecles sur des modegraveles Mors et Ader

Quelques anneacutees plus tard cette solution seacuteduit Peugeot et Ariegraves pour leurs modegraveles courants davant

1914

Beaucoup plus tard agrave partir de 1962 Ford en fera une large utilisation mais aussi Matra et SAAB

04 cylindres (en ligne) coucheacute

Que lon trouve en compeacutetition chez Ameacutedeacutee Bolleacutee (189899) (premier moteur agrave quatre cylindre

monobloc (les autres moteurs quatre cylindres agrave leacutepoque eacutetaient des bicylindres ou des monocylindres

accoupleacutes)) et chez Wolseley et Winton (1903 voir Wolseley Motor Company et Winton Motor

Carriage Company))

On la trouveacutee sur les motocyclettes BMW seacuterie K et sur les Peugeot 104 - 205 mais aussi sur les

veacutehicules utilitaires ou monospace optant pour la solution laquo moteur sous le plancher raquo

04 cylindres agrave plat boxer

Cest un quatre cylindres en V ouvert agrave 180deg

Embleacutematique dans sa version refroidissement agrave air des laquo coccinelles raquo de Volkswagen

Cette architecture a le grand avantage de faire beacuteneacuteficier le veacutehicule quil motorise dun centre de

graviteacute assez bas

Une version muscleacutee et turbocompresseacutee eacutequipe actuellement les Subaru Impreza qui sont de

redoutables concurrentes du championnat du monde des rallyes WRC

En 2009U Subaru compte particuliegraverement sur le 20 D pour faire deacutecoller les ventes de sa berline

compacte en Europe

Une grande premiegravere eacutegalement puisque aucun constructeur navait jusquagrave aujourdhui exploreacute la voie

du diesel Boxer (4 cylindres agrave plat opposeacutees deux agrave deux) et ses grands avantages que sont la vivaciteacute

un centre de graviteacute abaisseacute et surtout un grand silence de fonctionnement

Subaru aura mis sept ans agrave deacutevelopper son ineacutedit moteur mais le reacutesultat est particuliegraverement

convaincant

- Pas de claquement agrave froid

- une quasi absence de vibration

- il est bien difficile de faire la diffeacuterence entre un moteur essence et cet eacutetonnant diesel

Si les 350 Nm de couple disponibles degraves 1 800 trmn et les 150 Cv offrent un reacuteel dynamisme agrave la

premiegravere acceacuteleacuteration venue cela seffectue de maniegravere lineacuteaire

Subaru 20 Diesel 150 Cv (2009)

543 Six cylindres

Mais la course mdash ougrave lon recherche la vitesse mdash est exigeante en matiegravere de puissance surtout quand

il sagit de courses de cocircte Dougrave la tentation daugmenter le nombre de cylindres

Figure V5 Moteur V6 moderne (Mercedes)

La marque neacuteerlandaise Spyker avait preacutesenteacute un modegravele 6 cylindres en 19032

Un modegravele Chadwick aux Eacutetats-Unis franchit le pas en 1907 pour la course de cocircte de Fairmont

Lanneacutee suivante cette fois en Europe Rolls-Royce fait de mecircme pour la course Londres-Eacutedimbourg

en faisant appel agrave des six cylindres

La transposition aux modegraveles courants est quasi-immeacutediate pour les voitures de sport et de luxe

En Europe cest le cas pour Delaunay-Belleville Napier Mercedes aux Eacutetats-Unis pour Marmon

Plus tard agrave partir de 1927 on trouvera des six cylindres (presque toujours en ligne) sur un grand

nombre de modegraveles non sportifs mecircme pour des cylindreacutees modestes

Latout principal de cette solution eacutetant la souplesse de fonctionnement du moteur

Dans le monde de la motocyclette le 6 cylindres restera rare

On le trouve en compeacutetition en particulier chez Honda dans les anneacutees 1960 (moteur en ligne) ou chez

Laverda en endurance (moteur en V)

Les moteurs de plus de 4 cylindres seront interdits en compeacutetition

Sur les veacutehicules de tourisme on trouvera essentiellement

- Honda 1000 CBX (moteur agrave 24 soupapes refroidi par air)

- Kawasaki Z 1300 (moteur agrave 12 soupapes refroidi par eau)

- Benelli avec une 750 puis une 900

En 2006 Honda propose toujours agrave son catalogue un modegravele 6 cylindres agrave plat la GoldWing

544 Huit cylindres et plus

Figure V6 Moteur W16 de la Bugatti Veyron

Une nouvelle eacutetape est franchie quand on passe au laquo huit cylindres raquo

Ader (France) ouvre la voie en 1903 pour le Paris-Madrid avec une uniteacute agrave huit cylindres en V

La mecircme anneacutee apparaissent toujours pour la compeacutetition des huit cylindres en ligne

Les moteurs davion des anneacutees 1930 et 1940 reacutepondent agrave la demande sans cesse croissante de

puissance

Les moteurs courants sont des V12 ou des moteurs en eacutetoile de une agrave quatre rangeacutees de 7 agrave 9 cylindres

soit 28 cylindres agrave la fin de la guerre pour les Whright deacuteveloppant 3 500 ch remplaceacutes par les

reacuteacteurs

Les ameacutericains amateurs de grandes automobiles et sans souci du prix de lessence deacutemocratisegraverent

les gros V8 au couple tregraves eacuteleveacute et aux vitesses de rotation assez lentes

Les constructeurs des monoplaces de Formule 1 utilisegraverent pendant longtemps des V8 de 3 litres de

cylindreacutee dont le fameux Ford Cosworth

Dans les anneacutees 1990 cest la structure V10 qui aura la faveur des motoristes de F1

Mecircme leacutecurie Ferrari tregraves attacheacutee aux 12 cylindres en V se pliera aux lois de cette formule

Depuis lanneacutee 2004 les instances sportives (FIA) ont imposeacute un retour au V8 avec des contraintes de

fiabiliteacute plus importantes que par le passeacute

En 2006 les structures en V de 10 ou 12 cylindres et W16 sont reacuteserveacutees aux veacutehicules agrave tendance

sportive

Puissance drsquoun

veacutehicule

1 Calculs de la pesanteur

11 Deacutecliviteacute

Calculons la deacutecliviteacute drsquoune route longue L pour un deacuteniveleacute H

α = H L

α deacutecliviteacute grandeur sans dimension

H deacuteniveleacute exprimeacute en m

L longueur de la route exprimeacutee en m coheacuterence des uniteacutes

12 Poids du veacutehicule

Calculons le poids drsquoun veacutehicule

P = M g

P poids exprimeacute en N

M masse exprimeacutee en kg

g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms2 ( g = 981 ms2)

13 Composante du poids

Calculons la composante du poids parallegravele agrave la route de la voiture

F = M g α

Avec

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-

2

α deacutecliviteacute grandeur sans dimension

14 Travail de la force de traction

Calculons le travail drsquoune force de traction qui srsquoest deacuteplaceacutee sur une distance D

E = F D

E travail exprimeacute en J

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

D distance parcourue exprimeacutee en m

15 Energie

Calculons lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour lever une voiture de masse M agrave une hauteur H

E = M g H

Avec

E eacutenergie absorbeacutee (monteacutee) ou accumuleacutee (descente) exprimeacutee en J

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms-2

H deacuteniveleacute exprimeacute en m

15 Puissance absorbeacutee

Calculons la puissance absorbeacutee par une ascension effectueacutee agrave la vitesse V

B = F V

Avec

B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

V vitesse exprimeacutee en ms

En reacutealiteacute une puissance bien supeacuterieure est neacutecessaire agrave cause de la reacutesistance au roulement

et de la reacutesistance de lrsquoair cette derniegravere eacutetant proportionnelle au carreacute de la vitesse

16 puissance absorbeacutee par une ascension

Lrsquoascension drsquoune masse M agrave une hauteur H en un temps T

B = M g H T

Avec

B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-

2 H deacuteniveleacute exprimeacute en m

T temps exprimeacute en s

2 Calculs Aeacuterodynamiques

21 Surface frontale

Surface drsquoune coupe transversale perpendiculaire agrave lrsquoaxe de symeacutetrie du veacutehicule (effectueacutee agrave

lrsquoendroit le plus large et le plus haut) la surface frontale est approximativement eacutegale au

produit de la largeur par la hauteur

camion maxi-code 26 m x 39 m = 10 m2

autocar 25 m x 32 m = 8 m2

voiture 18 m x 14 m = 25 m 2

motocyclette 1 m x 15 m = 15 m2

22 Coefficient de peacuteneacutetration dans lrsquoair

Le Cx est calculeacute agrave partir

Cx = 2 F (S Mair Vsup2)

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

F force exerceacutee par le flux drsquoair exprimeacutee en N

S surface frontale exprimeacutee en m2

Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)

V vitesse air exprimeacutee en ms

23 Reacutesistance de lrsquoair

R = frac12 S Cx Mair Vsup2

R reacutesistance de lrsquoair exprimeacutee en N

S surface frontale exprimeacutee en m2

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)

V vitesse exprimeacutee en ms

24 SCx

Le SCx Grandeur essentiellement destineacutee agrave comparer diffeacuterents modegraveles de voitures le SCx

est le produit de la surface frontale par le Cx

SCx = S Cx

Le Cx eacutetant une grandeur sans dimension le SCx srsquoexprime en megravetre carreacute

25 Constante aeacuterodynamique

La constante aeacuterodynamique est une caracteacuteristique aeacuterodynamique des veacutehicules

A = S Cx M

Avec

A constante aeacuterodynamique [kgm]

S surface frontale [m2]

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

Mair masse volumique de lrsquoair [kgm3]

26 Puissance absorbeacutee

Calculons la puissance absorbeacutee pour vaincre la reacutesistance de lrsquoair

B = F x V

F force aeacuterodynamique reacutesistante [N]

V vitesse du veacutehicule [ms]

3 Calculs thermiques

31 Calcul de la cylindreacutee

D2

V = π L N

4

Avec

D aleacutesage du cylindre

L course du piston

N nombre de cylindre

32 Calcul du PCI des combustibles

Le pouvoir calorifique ou chaleur de combustion (en anglais Heating value ou Heat of

combustion) dune matiegravere combustible noteacute ΔcH0

Crsquoest lenthalpie de reacuteaction de combustion par uniteacute de masse dans les conditions normales

de tempeacuterature et de pression

Cest leacutenergie deacutegageacutee sous forme de chaleur par la reacuteaction de combustion par le dioxygegravene

(autrement dit la quantiteacute de chaleur)

Le plus souvent on considegravere un hydrocarbure reacuteagissant avec le dioxygegravene de lair pour

donner du dioxyde de carbone de leau et de la chaleur

321 Calculer le PCI du gas-oil (Mazout)

Le gazole est un alcane en C16 appeleacute ceacutetane soit une formule brute moyenne de

C16H34

Soit une masse molaire moyenne de 219 gmole

Combustion

Une combustion est la reacuteaction chimique complegravete ou partielle du carbone et de lhydrogegravene

des combustibles usuels par oxydation de loxygegravene

La combustion vive donne naissance agrave une flamme par reacuteaction en chaicircne entretenue dune

maniegravere plus ou moins limiteacutee par lapport de combustible ou de comburant

Cette reacuteaction produit une combustion exothermique cest-agrave-dire

- qui deacutegage de la chaleur

- elle produit du CO2

- de leau

- dautres composeacutes plus ou moins agressif

La stœchiomeacutetrie (du grec lsquolsquostoikheionrsquorsquo eacuteleacutement et lsquolsquometronrsquorsquo mesure) deacutesigne lrsquoeacutetude des

proportions ideacuteales drsquoeacuteleacutements qui autorisent une reacuteaction chimique complegravete lsquolsquoproprersquorsquo et

sans gaspillage

Equations stœchiomeacutetriques des combustions complegravetes

Pour le gazole

C16H34 + 24 O2 rarr 16 CO2 + 17 H2O + Q

- 219 gr de gazole consomment 532 litres drsquooxygegravene

- agrave 21 drsquoO2 dans lrsquoair donc 2533 litres drsquoair

- Donc 1 kg de gazole consomme 116 m3 drsquoair agrave 29 kg au m3

- La masse du meacutelange est donc de 3374 kg

Le carburant le plus utiliseacute est du gasoil drsquoindice de ceacutetane

La composition eacuteleacutementaire de 1 kg de gas-oil est

Carbone C = 087

Hydrogegravene H = 0126

Oxygegravene O = 0004

Azote N Soufre S vapeur drsquoeau W en faible quantiteacute

Pouvoir calorifique infeacuterieur PCI

PCI = 8140C + 30 000H + 2600(S - O) - 600(9H + W) [kcalkg]

PCI = 3391C + 1256H - 1089(S-O) ndash 251(9H+W) [MJkg]

33 Quantiteacute theacuteorique drsquoair a la combustion du gas-oil

Les lois de la stœchiomeacutetrie appliqueacutees agrave la combustion des hydrocarbures nous montrent

que pour bruler

1 kg de gazole il faut disposer drsquoenviron 146 kg drsquoair soit environ

- 112 kg drsquoN2

- 34 kg drsquoO2

La reacuteaction produit environ

- 112 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 32 kg CO2

- 12 kg drsquoH2O

1 kg drsquoessence il faut disposer drsquoenviron 153 kg drsquoair soit environ

- 118 kg drsquoN2

- 035 kg drsquoO2

La reacuteaction produit environ

- 118 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 31 kg de CO2

- 14 kg drsquoH2O

1 kg de GPL il faut disposer drsquoenviron 156 kilogrammes drsquoair soit environ

- 12 kg drsquoN2

- 036 kg drsquoO2)

La reacuteaction produit environ

- 12 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 3 kg de CO2

- 16 kg drsquoH2O

La quantiteacute theacuteorique drsquoair neacutecessaire pour assurer la combustion complegravete du gasoil il faut

avoir

[kg drsquoairkg]

minus+

= OHCL 8

3

8

230

10

[kmol drsquoairkg]

minus

+

=

32412210

10

OHCL

34 Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil

Une stœchiomeacutetrie parfaite est toujours difficile agrave garantir mecircme en laboratoire notamment agrave

cause de la contamination de lrsquoair ou des composants utiliseacutes dans les expeacuteriences mais on

peut srsquoen approcher

Il en va tout autrement srsquoagissant de la combustion des carburants dans le cadre du

fonctionnement drsquoun moteur

En effet non seulement le carburant peut preacutesenter des diffeacuterences de composition selon les

pays et les distributeurs mais en plus la masse drsquoair introduite dans le moteur varie en

permanence en fonction de la tempeacuterature ambiante et de la pression atmospheacuterique

Agrave cela il faut ajouter le fait que les moteurs ne fonctionnent jamais agrave des reacutegimes

tempeacuteratures et charges de travail constants et ideacuteals ce qui signifie qursquoil faut modifier en

temps reacuteel la quantiteacute de carburant injecteacutee dans les cylindres

Pour y remeacutedier on modifie la richesse ou lrsquoexcegraves drsquoair

Pour les moteurs Diesels lrsquoexcegraves drsquoair du meacutelange combustible doit ecirctre toujours supeacuterieur agrave

la limite drsquoapparition des fumeacutees deacutetermineacutee par λ cong 18 soit r = 055

Lr = λ Lo [kmole drsquoairkg combustible]

35 Quantiteacute des produits produit de combustion

Les produits de combustion sont les produits issus de la reacuteaction chimique entre un

carburant et un comburant ils srsquoappellent aussi gaz brucircleacutes ou fumeacutees

Lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie sont respecteacutees les gaz drsquoeacutechappement ne contiennent

que de lrsquoazote gazeux (N2) du dioxyde de carbone (CO2) et de lrsquoeau agrave lrsquoeacutetat de vapeur (H2O)

Ces corps existent en grandes quantiteacutes dans la nature ils sont chimiquement stables et sont

indispensables au maintien des eacutequilibres naturels ce ne sont donc pas des polluants

Mais que se passe-t-il lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie ne sont plus respecteacutees Pour

simplifier le problegraveme consideacuterons deux configurations opposeacutees

meacutelange riche (trop de carburant pas assez drsquoair) dans cette configuration certains

atomes qui constituent la moleacutecule drsquohydrocarbure ne trouvent pas de lsquolsquopartenaire

oxygegravenersquorsquo en nombre suffisant puisque lrsquoair manque ils ne sont donc pas oxydeacutes

complegravetement et se retrouvent dans les gaz drsquoeacutechappement sous forme de particules

carboneacutees drsquohydrocarbures imbrucircleacutes (symbole chimique HC) ou de monoxyde de

carbone (symbole chimique CO) gaz qursquoil ne faut surtout pas confondre avec le CO2

lrsquoun est tregraves toxique lrsquoautre pas du tout

meacutelange pauvre (peu de carburant trop drsquoair) dans cette configuration un excegraves

drsquoair (crsquoest toujours le cas lorsque le moteur est suralimenteacute) fortement comprimeacute agrave

haute tempeacuterature (crsquoest particuliegraverement le cas des moteurs diesel) peut entraicircner la

formation de monoxyde drsquoazote (symbole chimique NO) suite agrave une reacuteaction entre

lrsquooxygegravene (O2) et lrsquoazote (N2) Une fois expulseacute le monoxyde drsquoazote preacutesente la

particulariteacute de se transformer spontaneacutement en dioxyde drsquoazote (symbole chimique

NO2) au contact de lrsquoair geacuteneacuterant au passage une mutation de lrsquooxygegravene

atmospheacuterique en ozone (symbole chimique O3) Ces deux gaz sont tregraves toxiques pour

les organismes vivants

C

nCO2 = [kmolekg]

12

H

nHO2 = [kmolekg]

2

nO2 = 021 x (λ-1) x Lo [kmolekg]

nN2 = 079 x λ x Lo [kmolekg]

36 Quantiteacute totale des produits de combustion

nTotal = nCO2 + nHO2 + nO2 + nN2 [kmolekg]

37 Puissance nominale

Vous avez surement deacutejagrave feuilleteacute le catalogue drsquoun grand constructeur automobile

Chaque modegravele y est deacuteclineacute en plusieurs versions les diffeacuterences portant essentiellement sur

la puissance du moteur

Le choix est vaste et on srsquoy perd

80 ch 100 ch 120 ch 150 chhellip

Que signifient reacuteellement ces chiffres

Agrave quoi sert la puissance

Comment la mesure-t-on

Quelle est la relation entre la puissance et la vitesse

Voici quelques eacuteleacutements de reacuteponses

Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale la puissance deacutesigne la production la consommation ou la

transformation drsquoeacutenergie par uniteacute de temps

Pour une automobile cette eacutenergie est drsquoabord de nature chimique (combustion du carburant)

puis de nature cineacutetique (acceacuteleacuteration et vitesse sur route horizontale) ou gravitationnelle

(route en deacutecliviteacute)

La puissance drsquoun moteur thermique se rapporte donc agrave lrsquoeacutenergie deacutelivreacutee par uniteacute de temps

mais aussi agrave lrsquoeacutenergie consommeacutee sous forme de carburant dans le mecircme temps

On ne peut jamais mesurer la puissance on ne peut que la calculer en combinant les valeurs

de la charge moteur et de la vitesse de rotation releveacutees sur un banc de puissance

Banc drsquoessai moteur

Passer un moteur au banc consiste drsquoabord agrave lrsquoaccoupler agrave un disque eacutequipeacute drsquoun

- frein

- compte-tours

Une fois le moteur lanceacute agrave plein reacutegime lrsquoopeacuteration consiste agrave actionner progressivement le

frein jusqursquoagrave ce que la vitesse de rotation du moteur soit stabiliseacutee la commande des gaz

restant grande ouverte

En effet une vitesse stabiliseacutee signifie que le couple moteur est alors exactement eacutegal au

couple de freinage

il suffit donc de mesurer lrsquointensiteacute de la force de freinage pour en deacuteduire la valeur du couple

moteur

Autrement dit ce qursquoon appelle agrave tort un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo ne sert qursquoagrave mesurer le couple

moteur et la maniegravere dont il eacutevolue en fonction de la vitesse de rotation

In fine la puissance reacutesulte drsquoun calcul crsquoest le produit de ces deux grandeurs

F N

Pf =

10 000

Ougrave

F charge [N]

N = reacutegime de rotation [trmn]

38 Puissance corrigeacutee

Pfc = Pf f

Avec

f Facteur de correction tenant compte de la tempeacuterature et de la pression ambiante f

= 1085

Tamb = 27 [degC] Diagramme de conversion

f = 1085

Pamb = 719 [mmHg]

39 Consommation speacutecifique

La consommation speacutecifique du moteur est la quantiteacute de carburant (Cs) utiliseacutee pour produire

un travail T donneacute

(3600 v Ps )

Cs = [gkWh]

(t Pf)

Ou

v volume du gas-oil agrave consommer [cm3]

Ps poids speacutecifique du gasoil [grcm3]

t temps de consommation [s]

Pf puissance au frein [kW]

310 Consommation speacutecifique corrigeacutee

Csc = (3600 v Ps ) (t Pfc)

Ou

Pfc puissance corrigeacutee

311 Couple moteur

Quelles sont les caracteacuteristiques essentielles drsquoun veacutehicule agrave moteur

Les services marketing le savent crsquoest la puissance et la vitesse maximale qui au premier

abord focalisent lrsquoattention du public car ce sont les donneacutees les plus valorisantes pour

lrsquoacheteur

Mais pour le technicien comme pour le conducteur aviseacute crsquoest

- la masse de la voiture

- son couple moteur

- le reacutegime auquel il est disponible

qui sont les donneacutees essentielles car elles conditionnent le comportement du veacutehicule en

situation reacuteelle le service qursquoil peut rendre et son prix de revient

Le terme de lsquolsquocouplersquorsquo vient de ce qursquoil associe deux grandeurs

- une force crsquoest la pression que les gaz exercent sur les pistons

- un bras de levier crsquoest la longueur des manetons du vilebrequin

On utilise pour cela un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo qui est un appareil eacutequipeacute drsquoun compte-tours et

drsquoun frein

La valeur du couple moteur deacutepend de lrsquoaptitude drsquoun moteur agrave introduire dans les cylindres

un meacutelange air-carburant parfaitement homogegravene et surtout de sa capaciteacute agrave en tirer le

maximum drsquoeacutenergie au moment de la combustion

Le couple moteur est toujours relativement modeste agrave bas reacutegime il atteint sa valeur

maximale aux reacutegimes intermeacutediaires pour deacutecroicirctre ensuite inexorablement au fur et agrave

mesure que la vitesse de rotation augmente comme si le moteur finissait par srsquoasphyxierhellip

Tant que le moteur fonctionne dans sa plage de reacutegime de couple maximum la consommation

de carburant la pollution de lrsquoenvironnement et donc le prix de revient du kilomegravetre parcouru

se maintiennent aux valeurs les plus basses dont le veacutehicule est capable

Pour toutes ces raisons il est preacutefeacuterable que le couple maximum soit deacutelivreacute agrave un reacutegime pas

trop eacuteleveacutehellip

30PN 1000

CN = [Nm]

N π

Ou

PN Puissance nominale [kW]

N Vitesse de rotation [trmn]

312 Couple corrigeacutee

30Pfc 1000

Cc = [Nm]

N π

Ou

Pf Puissance corrigeacutee [kW]

4 Bilan thermique des moteurs

Que devient lrsquoeacutenergie libeacutereacutee par la combustion

Elle apparaicirct sous deux formes distinctes

Chaleur crsquoest la mecircme que celle qursquoon peut ressentir devant nrsquoimporte quel

brasier Lrsquoeacutechauffement drsquoun moteur dit lsquolsquothermiquersquorsquo est donc un pheacutenomegravene

normal Heacutelas cette chaleur ne sert agrave rien sinon agrave chauffer lrsquohabitacle elle est

donc voueacutee agrave se disperser dans lrsquoenvironnement

Mouvement crsquoest ce dont on a besoin pour faire avancer la voiture Dans le

cas drsquoun moteur drsquoautomobile la pression des gaz dans la chambre de

combustion provoque le mouvement des pistons et la rotation du vilebrequin

signe tangible qursquoune autre partie de lrsquoeacutenergie libeacutereacutee srsquoest manifesteacutee sous

forme de mouvement (4)

Comment distinguer ces deux formes drsquoeacutenergie

En calculant le rendement du moteur ou plus exactement son bilan thermique

En effet le rendement se deacutefinit comme

eacutenergie reacutecupeacutereacutee

Rendement =

eacutenergie consommeacutee

Dans le cas drsquoun moteur

lrsquoeacutenergie reacutecupeacutereacutee est celle mesureacutee en bout de vilebrequin sur un banc de puissance

exprimeacutee en kilowattheure [kW]

lrsquoeacutenergie consommeacutee correspond agrave la masse de carburant brucircleacutee (exprimeacutee drsquoabord en

kilogrammes puis convertie en joules)

Le reacutesultat est une grandeur sans dimension

Si on fait un bilan thermique dans un moteur de combustion interne

QT = Qe + Qr + Qra + Qa + Qres + Qge

- QT Flux de chaleur deacutegageacute si on brucircle tout le combustible

- Qe Flux de chaleur transformeacutee en puissance effective

- Qr Flux de chaleur eacutevacueacute au liquide de refroidissement

- Qge Flux de chaleur perdu avec les gaz deacutechappement

- QP Flux de chaleur perdu (par rayonnement vers lrsquohuile agrave cause de la combustion

incomplegravete frottements etc)

Scheacutema de la conversion et des pertes thermique dans un moteur

Si on fait un bilan des pertes de chaleur pour prendre en compte ougrave elles se produisent on

trouve

41 Chaleur totale introduite dans le moteur par la combustion

Eacutenergie brute libeacutereacutee par la combustion du carburant

Gazole 443 MJkg-1 (374 MJl-1 )

Essence 469 MJkg-1 (356 MJl-1 )

GPL 487 MJkg-1 (268 MJl-1 )

Eacutenergie nette libeacutereacutee par la combustion du carburant

Gazole 417 MJkg-1 (352 MJl-1 )

Essence 437 MJkg-1 (332 MJl-1 )

GPL 451 MJkg-1 (248 MJl-1 )

(PCI Csh)

QT =

36

Calcul de la consommation horaire

- PCI pouvoir calorifique inferieur [kJkg]

- Csh consommation speacutecifique horaire [kgh]

42 Chaleur eacutequivalente au travail effectif par uniteacute de temps

Qe = 1000 Pf [Js]

Sachant que

- Pf puissance au frein [W]

43 Chaleur transmise au systegraveme de refroidissement

Cette chaleur est donneacutee par la formule suivante

C i D(1+2m ) Nm

Qr = [Js]

λ Avec

- C Coefficient de proportionnaliteacute dont la valeur pour les moteurs agrave 4 temps varie

dans la plage [045 divide 0 53]

- i Nombre de cylindres

- D Aleacutesage du cylindre

- N freacutequence de rotation du vilebrequin

- m Exposant empirique dont la valeur pour les moteur agrave 4 temps est limiteacutee par

lrsquointervalle [06 divide 07 ]

- λ Coefficient drsquoexcegraves drsquoair

44 Chaleur emporteacutee par les gaz drsquoeacutechappement

Csh

Qge = [nt(mcp)tr (Tr-273 ) - Lr(mcp)t2 (T2- 273)]

36 Avec

- L Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil [kmole drsquoairkg de

combustible]

- nt Quantiteacute totale des produits de combustion [kmolekg]

- Tr Tempeacuterature des gaz drsquoeacutechappement [K]

- T2 Tempeacuterature de lrsquoair a lrsquoentreacutee du moteur [K]

- Csh Consommation massique de gas-oil horaire [kgh]

- (mcp)tr ( mcp)t2 sont respectivement la capaciteacute calorifique molaire moyenne agrave

pression constante des gaz reacutesiduels et de lrsquoair admis

45 Autres pertes de chaleur

QP = QT - (Qe + Qr + Qge)

Chapitre 8

Identification du

veacutehicule

Vehicle Identification Number

Le code VIN - Vehicle Identification Number - est un code alphanumeacuterique unique qui est

donneacute agrave chaque veacutehicule automobile depuis 1950

Il apparaicirct sur le chacircssis du veacutehicule

ainsi que sur le moteur et dans

lordinateur de bord

Lanceacute dans une forme simplifieacutee en

1950 par les constructeurs ameacutericains

ce code passera aux 17 caractegraveres

actuels en 1980

Le numeacutero inscrit sur la carte grise

dans la zone laquo numeacutero dans la seacuterie

du type raquo correspond bien agrave celui

figurant sur la voiture Passat IV B ndash 2000 (=B55 ou =Typ 3BG ou = VI) Dapregraves le VIN cest une 3B et le E correpond agrave la version Sport 212130 serait le numeacutero de seacuterie du cassis

Ce numeacutero dans la seacuterie du type est parfois appeleacute numeacutero de seacuterie ou numeacutero de chacircssis

mais son appellation officielle est

Numeacutero drsquoIdentification du Veacutehicule

(NIV ou Vehicle Identification Number VIN en anglais) et regroupe

laquo Type raquo et laquo N dans la seacuterie du type raquo

Cette normalisation preacutevoit entre autres que le NIV doit avoir une

Longueur de 17 caractegraveres

et peut ecirctre diviseacute en 3 sections

bull Les 3 premiers caractegraveres sont reacuteserveacutes agrave

Identification Mondiale du Constructeur

WMI World Manufacturer Identification (anglais)

Suivant cette codification chaque constructeur est identifieacute mondialement avec parfois des

variations suivant le pays ougrave se trouve lrsquousine de fabrication

A titre drsquoexemple la codification de - Renault est VF1

- Peugeot est VF3

- Citroeumln est VF7

Les 03 premiers caractegraveres didentification du constructeur

(WMI)

On distingue les constructeurs qui fabriquent plus de 500 exemplaires par an des autres

Un constructeur dont la production est infeacuterieure agrave 500 veacutehicules par an utilise 9

caractegraveres les autres 14

Certains constructeurs utilisent le 3egraveme caractegravere pour une cateacutegorie de veacutehicules comme les

bus ou les camions comme par exemple

bull le code Ameacuterique du Nord 1G attribueacute agrave General Motors se deacutecompose en

- 1G1 pour Chevrolet

- 1G2 pour Pontiac et

- 1GC pour Chevrolet camions

bull le code Italie F attribueacute agrave Fiat se deacutecompose en

- FA pour Fiat Auto et

- FC pour Fiat VI

Le premier caractegravere WMI correspond au code du pays dans lequel lusine du constructeur est

implanteacutee Exemple

- ZFA Fiat Auto Italie

- SUF Fiat Auto Pologne

- 8AF Fiat Auto Argentine

- NRT Tofas-Fiat Auto Turquie

- 9BD Fiat Automoveicircs Breacutesil

bull Les 6 caractegraveres suivants sont consacreacutes agrave la

Section de Description du Veacutehicule

VDS Vehicle Description Section (anglais)

ougrave lrsquoon va trouver une codification du type eacutelaboreacutee par le constructeur PSA et Renault

utilisent dans cette zone ce que lrsquoon appelait autrefois le type mines

bull Enfin les 8 derniers caractegraveres constituent la

Section drsquoIdentification du Veacutehicule

VIS Vehicle Identification Section en anglais

Il srsquoagit drsquoun numeacutero seacutequentiel attribueacute au veacutehicule et ce dans le type et pour le constructeur

concerneacute

Emplacement du VIN

Afin de veacuterifier la concordance entre ce numeacutero se trouvant sur la carte grise et celui

figurant sur la voiture

il faut savoir que ce numeacutero peut ecirctre trouveacute agrave 2 ou 3 endroits du veacutehicule suivant les cas sur

chacircssis du veacutehicule plaque constructeur derriegravere le pare brise

Cette derniegravere option nrsquoest pas obligatoire mais de plus en plus les constructeurs europeacuteens

en eacutequipent leurs modegraveles les plus reacutecents Pour connaicirctre lendroit ougrave se trouve ce numeacutero

reportez-vous au manuel dutilisation du veacutehicule ou adressez-vous agrave un concessionnaire de la

marque

Le NIV se trouvant sur le chacircssis doit ecirctre

- frappeacute agrave lrsquoaide de poinccedilons ou

- graveacute sur une piegravece essentielle de la voiture

En geacuteneacuteral faisant partie de la caisse ou du chacircssis de maniegravere agrave ce quil ne puisse seffacer

accidentellement ou salteacuterer

Il doit ecirctre placeacute de maniegravere visible sans qursquoun deacutemontage ne soit neacutecessaire

Pour ce qui est de sa localisation il doit impeacuterativement se situer dans la partie droite du

veacutehicule et lrsquoexpeacuterience montre que dans 80 agrave 85 des cas ce NIV se trouve

- dans la partie droite ou centrale du compartiment moteur

- aux environs immeacutediats du siegravege passager avant droit

La plaque constructeur sur laquelle figure eacutegalement le NIV est

- soit une plaque aluminium de couleur argenteacutee ou noire

- soit une eacutetiquette adheacutesive qui peut ecirctre noire blanche ou translucide

Cette plaque constructeur se trouve en geacuteneacuteral

- dans le compartiment moteur

- sur le pied de porte avant droit

- dans le coffre

Enfin le NIV optionnel qui peut se trouver derriegravere le pare-brise est visible agrave travers une

petite fenecirctre en bas agrave gauche et donc coteacute conducteur

Evolution du code VIN en fonction des types

Mercedes W201

Mercedes W202

Mercedes W203

Mercedes W204

Composition du code

Les veacutehicules modernes qui sont reacutefeacuterenceacutes avec des codes VIN sont identifiables par un

systegraveme baseacute sur la norme ISO Organisation internationale de normalisation

- ISO 3779 de 1979 et

- ISO 3780 de 1980

Avant-propos

LISO (Organisation internationale de normalisation) est une feacutedeacuteration mondiale

dorganismes nationaux de normalisation (comiteacutes membres de lISO)

1 Domaine dapplication

La preacutesente Norme internationale speacutecifie le contenu et la structure dun numeacutero

didentification des veacutehicules (VIN) permettant dassurer agrave leacutechelle mondiale un systegraveme

uniforme de numeacuterotation pour lidentification des veacutehicules routiers

La preacutesente Norme internationale sapplique aux veacutehicules agrave moteur aux veacutehicules tracteacutes

aux motocycles et aux cyclomoteurs deacutefinis dans lISO 3833

3 Termes et deacutefinitions

31 Numeacutero didentification dun veacutehicule VIN

Combinaison structureacutee de caractegraveres attribueacutee agrave un veacutehicule par son constructeur en vue de

son identification

32 Code didentification mondiale du constructeur WMI

Premiegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui deacutesigne le constructeur du

veacutehicule et qui est assigneacutee agrave un constructeur de veacutehicules afin de permettre lidentification

dudit constructeur

33 Descripteur VDS

Deuxiegraveme section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui donne une information sur les

caracteacuteristiques geacuteneacuterales du veacutehicule

34 Indicateur VIS

Troisiegraveme et derniegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui constitue une

combinaison de caractegraveres attribueacutes par le constructeur pour distinguer un veacutehicule dun autre

veacutehicule

35 Constructeur

Personne entreprise ou socieacuteteacute qui deacutelivre le certificat de conformiteacute ou qui deacutemontre la

conformiteacute et assume la responsabiliteacute du produit pour un veacutehicule precirct agrave ecirctre mis en service

indeacutependante de lemplacement de lusine de montage

36 Anneacutee

Anneacutee calendaire pendant laquelle le veacutehicule est produit ou anneacutee du modegravele du veacutehicule

deacutetermineacutee par le constructeur

37 Seacuteparation

Symbole caractegravere ou bordure mateacuterielle qui peut ecirctre utiliseacute pour seacuteparer les sections du

numeacutero didentification dun veacutehicule ou pour deacutefinir ses limites

Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee

Code

1971 1 1980 A 1992 N 2001 1 2010 A

1972 2 1981 B 1993 P 2002 2 2011 B

1973 3 1982 C 1994 R 2003 3 2012 C

1974 4 1983 D 1995 S 2004 4 2013 D

1975 5 1984 E 1996 T 2005 5 2014 E

1976 6 1985 F 1997 V 2006 6 2015 F

1977 7 1986 G 1998 W 2007 7 2016 G

1978 8 1987 H 1999 X 2008 8 2017 H

1979 9 1988 J 2000 Y 2009 9 2018 J

1989 K 2019 K

1990 L 2020 L

1991 M 2021 M

Quelques diffeacuterences existent pour la codification des tregraves petites seacuteries

Standard 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1

5

1

6

1

7

ISO 3779

Code

constructeu

r-WMI

Composition du

veacutehicule Code veacutehicule-VIS

Union

Europeacuteen

ne

amp

Ameacuterique

du Nord

plus de 500

veacutehiculesan

Code

constructeu

r-WMI

Compositio

n du

veacutehicule

Code

eacutequipeme

nt du

veacutehicule

Code

Anneacutee

Modegravel

e

Code

Veacutehicul

e

Numeacutero progressif

seacuterie

Union

Europeacuteen

ne

amp

Ameacuterique

du Nord

moins de 500

veacutehiculesan

WMI

Compositio

n du

veacutehicule

Code

eacutequipeme

nt du

veacutehicule

Code

Anneacutee

Modegravel

e

Code

Veacutehicul

e

Code

constructeu

r-WMI

Numeacutero

progressi

f seacuterie

Exemple de code VIN

Poinccedilon Peugeot VF3 741 A4 7F535G815 Poinccedilon Peugeot

- Poinccedilon Peugeot - Code constructeur WMI (03)

1 VF (Europe S-Z France VF-VR)

3 3 (Peugeot)

- Type au mines (06)

4-6 741 (Composition du veacutehicule)

7 (306)

4 (04 portes)

1 ou A (Moteur D1768 cc)

7-8 A4 (type de veacutehicule coupe cabriolet etc)

9 7 (Code eacutequipement du veacutehicule)

- Anneacutee modegravele (01)

10 F (1985)

- Code VIS (07)

11 5 (code usine chiffre ou lettre selon les constructeur)

12-17 35G815 (numeacutero dans la seacuterie du type)

Poinccedilon Peugeot

WAUZZZ8GZPA001181

Codes pays

AndashH = Afrique JndashR = Asie SndashZ = Europe

1ndash5 =

Ameacuterique

du Nord

6ndash7 =

Oceacuteanie

8ndash9 =

Ameacuterique

du Sud

AA-AH Afrique

du Sud

AJ-AN Cocircte

dIvoire

AP-A0 non

attribueacute

BA-BE Angola

BF-BK Kenya

BL-BR Tanzanie

BR Algeacuterie

BS-B0 non

attribueacute

CA-CE Benin

CF-CK

Madagascar

CL-CR Tunisie

CS-C0 non

attribueacute

DA-DE Egypte

DF-DK Maroc

DL-DR Zambie

DS-D0 non

attribueacute

(probable

Algerie)

EA-EE Ethiopie

EF-EK

Mozambique

EL-E0 non

attribueacute

FA-FE Ghana

FF-FK Nigeria

FF-FK

Madagascar

FL-F0 non

attribueacute

GA-G0 non

attribueacute

HA-H0 non

attribueacute

JA-J0 Japon

KA-KE Sri

Lanka

KF-KK

Israel

KL-KR

Coreacutee du Sud

KS-K0 non

attribueacute

LA-L0 Chine

MA-ME Inde

MF-MK

Indoneacutesie

ML-MR

Thaiumllande

MS-M0 non

attribueacute

NF-NK

Pakistan

NL-NR

Turquie

NS-N0 non

attribueacute

PA-PE

Philippines

PF-PK

Singapour

PL-PR

Malaysie

PS-P0 non

attribueacute

RA-RE

Emirat

Arabes Unis

RF-RK

Taiwan

RL-RR

Vietnam

RS-R0 non

attribueacute

SA-SM

Grande

Bretagne

SN-ST

Allemagne

SU-SZ

Pologne

S1-S0 non

attribueacute

TA-TH Suisse

TJ-TP

Reacutepublique

Tchegraveque

TR-TV

Hongrie

TW-T1

Portugal

T2-T0 non

attribueacute

UA-UG non

attribueacute

UH-UM

Danemark

UN-UT Irlande

UU-UZ

Roumanie

U1-U4 non

attribueacute

U5-U7

Slovaquie

U8-U0 non

attribueacute

VA-VE

Autriche

VF-VR France

VS-VW

Espagne

VX-V2

Yougoslavie

V3-V5 Croatie

V6-V0 Estonie

WA-W0

1A-10 Etats

Unis

2A-20

Canada

3A-3W

Mexique

3X-37 Costa

Rica

38-30 non

attribueacute

4A-40 Etats

Unis

5A-50 Etats

Unis

6A-6W

Australie

6X-60 non

attribueacute

7A-7E

Nouvelle

Zeacutelande

7F-70 non

attribueacute

8A-8E

Argentine

8F-8K Chili

8L-8R

Equateur

8S-8W

Peacuterou

8X-82

Veacuteneacutezueacutela

83-80 non

attribueacute

9A-9E Breacutesil

9F-9K

Colombie

9L-9R

Paraguay

9S-9W

Uruguay

9X-92

Trinidad amp

Tobago

93-99 Breacutesil

90 non

attribueacute

Allemagne

XA-XE

Bulgarie

XF-XK Gregravece

XL-XR Pays

Bas

XS-XW Russie

XX-X2

Luxembourg

X3-X0 Russie

YA-YE

Belgique

YF-YK

Finlande

YL-YR Malte

YS-YW Suegravede

YX-Y2

Norvegravege

Y3-Y5

Bielorussie

Y6-Y0 Ukraine

ZA-ZR Italie

ZS-ZW non

attribueacute

ZX-Z2

Sloveacutenie

Z3-Z5 Lituanie

Z6-Z0 non

attribueacute

Chapitre 9

Organisation du

garage

1 Introduction

Un atelier de reacuteparation automobile plus communeacutement

appeleacute

garage

est une structure speacutecialiseacutee dans lentretien courant et la

reacuteparation des veacutehicules automobile

Un petit atelier de garagiste en

Nouvelle-Galles du Sud (Australie)

laquo Garagiste raquo est un terme geacuteneacuterique deacutesignant une personne travaillant dans un garage et

peut sappliquer agrave tous les meacutetiers de lentretien automobile

- meacutecanicien

- carrossier

- peintre en carrosserie

- vendeur etchellip

Un garage peut faire office de station-service tandis que

bon nombre de ces derniegraveres principalement deacutedieacutees agrave la

distribution de carburant proposent un service basique

de laquo garage raquo permettant lentretien courant du veacutehicule

et les reacuteparations mineures

Certains garages en outre proposent un service de vente

de veacutehicules Garage Citroeumln agrave Constantine

au debut du XX siegravecle (Algeacuterie)

Il existe des concessionnaires et des garagistes indeacutependants

2 Histoire

Les ateliers de reacuteparation ont fait leur apparition et se sont multiplieacutes de par le monde en

mecircme temps que lautomobile a commenceacute agrave se banaliser agrave compter du deacutebut du XXe siegravecle

passant du statut de curiositeacute tregraves oneacutereuse agrave celui de bien de grande consommation -

progressivement accessible au plus grand nombre ( FORD T)

Laugmentation du parc installeacute a constitueacute lopportuniteacute de creacuteer un nouveau modegravele

eacuteconomique axeacute sur ce nouveau mode de transport

Tandis que les pays industrialiseacutes sadaptaient agrave lautomobile en

- seacutecurisant et regraveglementant son emploi

- deacuteveloppant un reacuteseau de routes adapteacute

le besoin en points dentretien deacutedieacutes est alleacute croissant et les laquo garages raquo ont commenceacute agrave se

multiplier au bord des routes et dans les agglomeacuterations

3 CHOIX DE LIMPLANTATION

Limplantation dun garage en centre-ville ou en bordure de ville implique avantages et

inconveacutenients quelque soit le cas Critegraveres de choix

- Trafic

- Publiciteacute

- Faciliteacute daccegraves

- Coucirct du terrain

- Superficies possibles

- Frais fixes

4 REacutePARTITION DES SURFACES

La reacutepartition ideacuteale des surfaces est de

- 13 bacircti

- 23 non-bacircti

a) SURFACES NON-BATIES Elles sont essentiellement constitueacutees

- Aires de stationnement Clients magasin de PR

- veacutehicules en attente de reacuteparation

- veacutehicules clients reacutepareacutes

- veacutehicules neufs et occasions

- veacutehicules du personnel

- veacutehicules visiteurs ex repreacutesentants deacutepanneuse bennes agrave deacutechets

b) SURFACES BATIES Les locaux doivent ecirctre

- spacieux

- bien eacuteclaireacutes

- ventileacutes

- chauffeacutes

- daccegraves facile

Il faut preacutevoir

Piegraveces agrave usage de bureau

- 6msup2 par personne

Reacuteception et daccueil des clients

- sa localisation doit ecirctre eacutevidente

Salle dattente clients

- spacieuse

- confortable

- agreacutementeacutee

- documenteacutee

- eacutequipeacutee

- eacuteclaireacutee

- peinte toujours en blanc mat

Magasin de Piegraveces de Rechange plusieurs accegraves seacutepareacutes

- clients

- meacutecaniciens

- agents

Atelier de reacuteparation plusieurs zones

- reacuteparations rapides

- interventions longues

- carrosserie

- peinture

- eacutelectriciteacute

- mise au point etc

Piegraveces annexes

- deacutechets

- aire de lavage

- compresseurs

- vestiaires personnels

- sanitaires etc

5 LES MATEacuteRIELS

a) GROS MATEacuteRIELS

Stations de lavage Stations de vidange graissage Station de controcircle de geacuteomeacutetrie

des trains roulants

Montage et eacutequilibrage de pneumatiques Station de diagnostic Station de controcircles

Electriciteacute

Mateacuteriels de manutention (grues crics) ponts eacuteleacutevateurs

b) PETITS MATEacuteRIELS

Outillages speacutecialiseacutes Outillages individuels

6 LES PERSONNELS

La hieacuterarchie se compose de 2 cateacutegories

a) ENCADREMENT

Directeur geacuteneacuteral Directeur commercial Directeur technique

Directeur financier

b) EXEacuteCUTION

Secreacutetaires de direction Secreacutetaires dadministration de commerce et de gestion-finance

Chef deacutequipe Reacuteceptionnaire Preacuteparateurs

Meacutecaniciens Magasiniers Vendeurs

a EXEMPLE DAMEacuteNAGEMENT DUN GARAGE AUTOMOBILE

a) RDC

b) Etage Bureaux et administration

b ORGANISATION DUNE ENTREPRISE DE REacutePARATION

AUTOMOBILE

a) OBJECTIF DE LENTREPRISE

Accroicirctre la productiviteacute

- en structurant les ateliers

- en deacutefinissant avec preacutecision les tacircches de chacun des personnels afin quelles

ne se chevauchent pas

b) ORGANIGRAMME DUNE ENTREPRISE STRUCTUREacuteE

- Un responsable par secteur assure la liaison avec le chef dentreprise qui controcircle tous

les secteurs

- Chaque secteur est autonome

- Limportance des activiteacutes de reacuteparation permet de subdiviser le travail sous la

responsabiliteacute de plusieurs reacuteceptionnaires ainsi que plusieurs chefs deacutequipe

c FONCTIONS DES DIFFEacuteRENTS PERSONNELS AU SEIN DE

LENTREPRISE

a) LE CHEF DENTREPRISE

Il deacutefinit les objectifs et les prioriteacutes de lentreprise en assurant le controcircle de tous

les secteurs

b) LE CHEF DATELIER

- Il est responsable du fonctionnement des ateliers et de la formation des

employeacutes

- Il coordonne tous les services

c) LE REacuteCEPTIONNAIRE

- accueil le client

- deacutefinie la nature des travaux agrave effectuer

- eacutetablie eacuteventuellement un devis

- preacutecise les deacutelais de reacuteparation

Si le client est daccord

- reacutedige et fait signer LOR quil remplit avec rigueur (ex eacutetat du veacutehicule

carburant accessoires)

- charge le planning de latelier

Apregraves les travaux

- rend le veacutehicule apregraves paiement de la facture

d) LE CHEF DEacuteQUIPE

Il reacutepartit le travail et prend les deacutecisions au niveau de la reacuteparation

e) LES COMPAGNONS

Ce sont les exeacutecutants des reacuteparations

f) LE MAGASINIER

Il approvisionne latelier en piegraveces de rechange et assure le service clientegravele

g) SERVICE FACTURATION

Reacutedaction des factures dapregraves lOR pointeacute par le chef deacutequipe

h) SERVICE COMPTABILITEacute

Il gegravere et reacutealise les bilans dexploitation

Chapitre 10

Devis

1 ORGANIGRAMME DrsquoUNE INTERVENTION

2 Deacutefinition

Un devis est une estimation des prix reacutealiseacutee avant lexeacutecution de travaux ou avant lachat

dun bien

Le DEVIS est une eacutevaluation la plus preacutecise possible du coucirct dune reacuteparation

Dans le cadre de son DEVOIR dinformation et dans le souci permanent de conserver des

relations claires avec le client le devis est devenu une deacutemarche indispensable

3 Enjeux dun devis

Lorsquun particulier ou une socieacuteteacute demande des devis aupregraves de plusieurs entreprises cela

permet de comparer les prix et les prestations fournies

Les Destinataires

- un client

- une compagnie dassurance ou cabinet dexpertise

bull Le Client Le devis permet dinformer le client Il est geacuteneacuteralement eacutetabli sans

deacutemontage meacutecanique Par conseacutequent le devis reste approximatif sachant quune

erreur supeacuterieure agrave 10 nest pas toleacuterable

bull Assurances ndash Experts Le devis est eacutetabli de maniegravere preacutecise pour permettre agrave

lassureur de prendre une deacutecision sur lopportuniteacute de la reacuteparation remise en eacutetat

ou mise en eacutepave lorsque la reacuteparation deacutepasse la valeur veacutenale du veacutehicule

Geacuteneacuteralement les devis sont gratuits

4 Deacutemarche dutilisation des devis

a) Ce que doit comporter un devis

Identification du prestataire qui reacutedige le devis

bull nom et raison sociale

bull adresse complegravete

bull teacuteleacutephone

bull teacuteleacutecopie

bull email et site internet

Identification de la personne qui a demandeacute le devis

bull nom preacutenom

bull adresse

bull teacuteleacutephone

Le mot devis doit ecirctre eacutecrit en gros

La date du devis

La liste des prix et le total

b) Ce quil faut preacuteciser dans un devis

bull La dureacutee de la validiteacute de loffre par exemple ce devis est valable entre 1 et 3 mois

selon le projet

5) Estimation

bull Lestimation consiste agrave eacutevaluer par preacutediction les coucircts et deacutelais des tacircches qui

constituent un projet agrave partir destimations dautres grandeurs comme la taille la

puissance ou la capaciteacute Le terme estimation deacutecrit aussi bien la fonction lopeacuteration

que le reacutesultat

6) Quelles sont les regravegles dun bon devis

- Un prix ferme

- une trace eacutecrite en cas de litigehellip

Tel est linteacuterecirct de disposer dun bon devis avant le deacutebut des travaux

Le bon devis doit comporter un certain nombre de mentions obligatoires notamment

- la somme globale agrave payer

- le deacutecompte deacutetailleacute des prestations et des produits utiliseacutes

- le nom et ladresse de lentreprise

- la dureacutee de validiteacute de loffre et lindication du caractegravere gratuit ou payant du

devis

Ces regravegles protegravegent de faccedilon satisfaisante le client

Des mentions suppleacutementaires

Pour autant rien ne lempecircche de demander au professionnel dajouter sur le devis dautres

mentions non obligatoires comme par exemple

- les modaliteacutes de regraveglement avec un eacutecheacuteancier preacutecis des paiements

- la date limite preacutevue pour la fin des travaux

- une peacutenaliteacute de retard par jour deacutepasseacute

Le client disposera ainsi de moyens de pression suppleacutementaires en cas de complicationhellip

Si la facture est plus eacuteleveacutee

Il arrive que le montant de la facture soit supeacuterieur agrave celui du devis alors que le client navait

pas donneacute son accord preacutealablehellip

Que faire

Commencer par veacuterifier si le devis ne comporte pas une clause de reacutevision du prix dans

certains cas expresseacutement preacutevus (ex hausse du coucirct de la main-dœuvre ou des matiegraveres

premiegraveres)

si cest le cas le professionnel a le droit de reacutepercuter cette hausse sur la facture

Agrave deacutefaut le client peut refuser de payer la diffeacuterence

Une simple lettre de reacuteclamation adresseacutee au professionnel en recommandeacute avec accuseacute de

reacuteception devrait suffire En cas deacutechec le client doit saisir la direction de la concurrence de

la consommation et de la reacutepression des fraudes du deacutepartement du professionnel

Chapitre 11

Bon de commande

Commande

Dans le commerce une commande est une intention soit

- verbale

- eacutecrite

dengager une transaction commerciale pour des produits ou services particuliers

Du point de vue de lacheteur elle exprime lintention dacheter et est appeleacutee une commande

dachat

Du point de vue du vendeur elle exprime lintention de vendre et elle se reacutefegravere agrave une

commande de vente

Dans beaucoup dentreprises les commandes sont utiliseacutees pour rassembler et rendre compte

des coucircts et des revenus selon des objectifs bien deacutefinis

Ensuite il est possible de montrer pour quels objectifs les deacutepenses ont eacuteteacute engageacutees

Eacutetapes dans les commandes commerciales

Commerce Action de lacheteur Action du vendeur

Acheteur qui deacutesire le

produit et vendeur qui

vend le produit

Recherche des vendeurs du produit Marketing et publiciteacute

Veacuterification du pricing

du produit disponibiliteacute

speacutecifications coucircts de

livraison

Demande de devis ou demande doffre Devis ou offre creacuteeacutes

Accord de transaction

entre acheteur et vendeur Enregistrement de la commande dachat

Enregistrement de la commande

de vente

Le produit est expeacutedieacute du

vendeur agrave lacheteur

Fiche demballage facture pro

forma pour certaines

expeacuteditions internationales

Lacheteur reccediloit le

produit du vendeur

La fiche demballage et le produit sont

compareacutes avec la commande dachat on

veacuterifie le bon conditionnement du

produit

Le vendeur envoie la

facture (comptabiliteacute) agrave

lacheteur

On fait correspondre la fiche demballage

avec la commande dachat et la facture

on enregistre lachat dans les comptes

financiers dans la comptabiliteacute

fournisseurs

On enregistre la vente dans les

comptes financiers dans la

comptabiliteacute clients

Lacheteur paie le

vendeur

Paiement en espegraveces par chegraveque ou

paiement eacutelectronique enregistrement

du paiement sur la commande dachat

Reacuteception des espegraveces du

chegraveque ou du paiement

eacutelectronique enregistrement du

paiement sur la commande de

vente

Page 3: Maintenance des parcs roulants Partie 2/3

Chapitre 6

La documentation

technique

1- LA DOCUMENTATION TECHNIQUE

Elle contient

- des informations techniques

- les proceacutedures de deacutemontage montage

- les proceacutedures de reacuteglage

- les proceacutedures de diagnostic

Ces renseignements aident le personnel de maintenance dans la

reacutealisation de ses tacircches

Chaque numeacutero consacre un dossier complet agrave leacutetude technique et

pratique dune automobile

Le modegravele choisi est geacuteneacuteralement un veacutehicule courant agrave leacutepoque de leacutedition de la revue

quelle que soit sa marque

Le dossier comprend

- la description deacutetailleacutee du veacutehicule

- les recommandations dentretien courant et laide pas agrave pas au deacutemontage et remontage

des principaux eacuteleacutements avec agrave lappui de nombreux scheacutemas

Le reste de la revue est consacreacutee selon les numeacuteros agrave

- loutillage

- leacutelectriciteacute

- les accessoires

- leacutevolution de certains modegraveles de veacutehicules etc

Geacuteneacuteralement en fin de document se trouve une feuille cartonneacutee deacutetachable nommeacutee

Fiche descriptive

retraccedilant les principales caracteacuteristiques du veacutehicule qui fait lobjet du dossier

Exemple drsquoexploitation drsquoune Revue Technique Automobile

- Preacutesentation drsquoune revue technique

- Page de garde

- Identification du veacutehicule

- Chapitre moteur

Chapitre 7

Moteurs

agrave combustion interne

Moteurs agrave allumage commandeacute (essence)

Introduction

Cest une deacuteflagration (explosion) qui se produit au sein de ces moteurs

Les moteurs agrave allumage commandeacute

neacutecessitent une eacutetincelle pour le

deacuteclenchement de la combustion du meacutelange

carburantair

Tous les moteurs utilisant comme carburant

de lessence ou de lalcool voire un gaz

(GPL) ou autre dont le deacuteclenchement de la

combustion est deacutependant dune source

deacutenergie externe (bougie trembleur)sont

appelles

Moteur Renault Energy 14 de la Symbol

laquo moteur agrave allumage commandeacute raquo

Le moteur agrave allumage commandeacute est eacutequipeacute dun systegraveme complet dallumage composeacute de

Bougies Bobine Rupteur Faisceau

Une bougie qui fait des eacutetincelles

Une bobine qui sert agrave geacuteneacuterer une haute tension neacutecessaire agrave la creacuteation de leacutetincelle

Un systegraveme de commande de lallumage (rupteur ou systegraveme eacutelectronique)

Un faisceau eacutelectrique

21 Constitution

Ces moteurs transforment leacutenergie potentielle chimique stockeacutee dans un

carburant en travail (eacutenergie meacutecanique) gracircce agrave des combustions tregraves

rapides dougrave le terme dexplosions

Ils sont constitueacutes dun ou plusieurs cylindres

confinant les combustions

Dans chaque cylindre un piston coulisse en un mouvement

rectiligne alternatif

Mouvement transformeacute en rotation par lintermeacutediaire dune bielle

reliant le piston au vilebrequin (assemblage de manivelles sur un axe)

Chaque cylindre est fermeacute par une culasse munie dau moins deux soupapes

- La premiegravere permet lalimentation en meacutelange airessence du cylindre par le Collecteur

dadmission

- Lautre leacutevacuation des gaz bruleacutes vers leacutechappement

Soupapes drsquoeacutechappement Soupapes dans leurs logement

22 Fonctionnement

Figure II1 Cycle quatre temps agrave allumage commandeacute

Son cycle (de fonctionnement) se deacutecompose analytiquement en quatre temps (ou phases)

Le mouvement du piston est initieacute par la combustion (augmentation rapide du volume des gaz) dun

meacutelange de carburant et dair (comburant) qui a lieu durant le temps moteur

Le moteur fonctionne degraves lors seul et produit un couple sur son arbre de sortie

1 admission dun meacutelange air et de carburant vaporiseacute preacutesent dans le conduit dadmission

meacutelange preacutepareacute par divers composants (carburateur ou systegraveme dinjection) ouverture de la

soupape dadmission et descente du piston ce dernier aspire ainsi ce meacutelange dans le cylindre

agrave une pression de -01 agrave -03 bar

2 compression du meacutelange fermeture de la soupape dadmission puis remonteacutee du piston qui

comprime le meacutelange jusquagrave 12 agrave 18 bars et 400 agrave 500 degC dans la chambre de combustion

3 combustion (deacutetente aux environs du point mort haut) moment ougrave le piston atteint son point

culminant et ou la compression est au maximum la bougie dallumage (connecteacutee agrave un

geacuteneacuterateur deacutelectriciteacute haute tension) produit une eacutetincelle la combustion rapide qui sensuit

constitue le temps moteur les gaz chauds agrave une pression moyenne de 40 bars repoussent le

piston initiant le mouvement

4 eacutechappement ouverture de la soupape deacutechappement et remonteacutee du piston qui chasse les

gaz brucircleacutes deacutetendus dans le collecteur deacutechappement laissant la place agrave une nouvelle charge

de meacutelange Un nouveau cycle recommence

23 Allumage eacutelectronique

Un allumage eacutelectronique est une eacutevolution de lallumage classique par batteriebobine des moteurs agrave

explosion

Il a consisteacute agrave remplacer aussi le meacutecanisme davance agrave lallumage par un systegraveme eacutelectronique (en

reacutealiteacute dans ce cas le systegraveme est reacutegleacute sur

pleine avance) et un retardateur eacutelectronique

introduit le retard neacutecessaire agrave la situation du

moteur

Introduit dans les anneacutees 1970 lallumage

eacutelectronique sest geacuteneacuteraliseacute sur de nombreuses

cateacutegories de moteurs (automobiles motos etc)

agrave partir des anneacutees 1980

Allumage eacutelectronique

24 Avantages et inconveacutenients du moteur agrave allumage commandeacute

bull Plus leacuteger

bull Plus vif

bull Plus silencieux

bull Cout moindre

25 Les pannes

Les pannes dallumage sont une des grandes causes dimmobilisation involontaire des veacutehicules agrave

moteur

bull Usure des rupteurs

bull Deacutereacuteglage du point davance

bull Usure ou grippage du systegraveme davance

26 Combustion

La combustion du meacutelange est une transformation chimique (oxydation vive) du carburant et de

loxygegravene

On utilise geacuteneacuteralement loctane comme moleacutecule permettant de deacutecrire une combustion de ce type

Eacutequation de la combustion de loctane

2 C8H18 + 25 O2 16 CO2 + 18 H2O + Q

2 Moteur Diesel

Principe

Fruit des travaux meneacutes par lingeacutenieur allemand Rudolf Diesel entre 1893 et 1897 le moteur Diesel

est un moteur agrave combustion interne dont lallumage nest pas commandeacute mais spontaneacute par

pheacutenomegravene dauto-inflammation

Il na donc pas besoin de bougies dallumage

Cela est possible gracircce agrave un tregraves fort taux de compression (rapport volumeacutetrique) denviron 141 agrave

251 permettant dobtenir une tempeacuterature de 700 agrave 900 degC

Des bougies de preacutechauffage sont souvent utiliseacutees pour permettre le deacutemarrage du moteur agrave froid en

augmentant la tempeacuterature de la chambre de combustion mais leur preacutesence nest pas systeacutematique

Ce type de moteur agrave taux de compression eacuteleveacute a connu une expansion rapide en automobile agrave partir

de la fin des anneacutees 1980 lorsque la suralimentation par turbocompresseur en a notablement ameacutelioreacute

les performances

Comme le moteur thermique agrave allumage commandeacute le moteur Diesel est constitueacute de pistons

coulissants dans des cylindres fermeacutes par une culasse reliant les cylindres aux collecteurs dadmission

et deacutechappement culasse eacutequipeacutee de soupapes commandeacutees par un ou plusieurs arbres agrave cames

Moteur VW TDI

Le fonctionnement repose sur lauto-inflammation du gazole dans de lair comprimeacute agrave plus de 120

du volume du cylindre a environ

- 35 bar de pression

- 600 degC de tempeacuterature

En brucirclant le meacutelange augmente fortement dans le cylindre

- la pression entre 60 agrave 100 bars

- la tempeacuterature a 1500 degC

Le cycle Diesel agrave quatre temps comporte

- Admission Contrairement au moteur agrave essence crsquoest de lrsquoair pur et non un meacutelange carbureacute qui est

introduit dans le cylindre lors de cette phase

- Compression Lrsquoair fortement comprimeacute est porteacute agrave une pression de 30 agrave 40 bars pour une

tempeacuterature de 500 agrave 600 degC environ

Admission Compression Combustion Echappement

Figure I1 les quatre temps drsquoun moteur Diesel

- combustion A la fin de la compression le gas-oil est alors injecteacute sous forme de fines gouttelettes

soit directement dans la chambre de combustion (injection directe) soit dans une preacute-chambre

turbulente destineacutee agrave favoriser sa combustion au contact de lrsquoair chaud (injection indirecte) La

pression drsquoinjection varie de 80 agrave 250 bars suivant le type de moteur Au contact de lrsquoair agrave tempeacuterature

eacuteleveacutee le combustible srsquoenflamme de lui-mecircme sa tempeacuterature drsquoinflammation eacutetant voisine de 300

degC Il srsquoenflamme spontaneacutement agrave mesure qursquoil est introduit Cependant un certain temps mesurable

srsquoeacutecoule entre le deacutebut drsquoinjection et le deacutebut de la combustion Crsquoest le deacutelai drsquoallumage Les gaz

augmentent tregraves rapidement de volume et chassent le piston vers le bas Crsquoest la deacutetente ou temps

moteur La pression des gaz est de lrsquoordre de 50 agrave 120 bars et la tempeacuterature de 1800 agrave 2000 degC

- Echappement Les gaz brucircleacutes sont chasseacutes par le piston qui remonte gracircce agrave la soupape

drsquoeacutechappement qui srsquoouvre

Les seules bougies preacutesentes sur un moteur diesel sont les bougies de preacutechauffage qui comme leur

nom lindique preacutechauffent les chambres de combustion (ou les preacutechambres suivant le type de diesel)

afin dobtenir lorsque le moteur est froid une tempeacuterature suffisante pour lauto-inflammation du

carburant

332 Vitesse et puissance

Les vitesses de rotation des moteurs diesel sont tregraves diffeacuterentes dun moteur agrave un autre

En effet plus le moteur est gros plus la course du piston est grande et plus le moteur est lent

Trois classes de moteurs sont ainsi deacutefinies

bull moteur lent moins de 200 trmin

bull moteur semi-rapide entre 400 et 1 000 trmin

bull moteur rapide 1 000 trmin et plus

Scheacutematiquement plus le piston est gros plus sa course

est importante

Pour exemplethinsp moteur DW10 ATED de PSA cylindreacutee

1 997 cmsup3 aleacutesage 85 mm course 88 mm reacutegime de

puissance maximale 4 000 trmin

Pour ce moteur la vitesse lineacuteaire du piston dans le

cylindre agrave 4 000 trmin est de 88 x 2 (deux courses par

tour moteur) = 176 mm ou en megravetres 0176 times 4 000

soit 704 mmin ou 70460thinspms = 117 ms

Moteur Diesel PSA

Certains moteurs Diesel lents de type agrave 2 temps atteignent 100 000 ch (voir le porte- conteneurs

Emma Maeligrsk) comme le Waumlrtsilauml RT-flex96C 14 cylindres moteur agrave 2 temps lent

(92102 toursmin)

Les cylindres ont un aleacutesage de 96 cm et le piston une course de

25 m2

Ce moteur a une hauteur denviron 13 megravetres et une longueur de 26

megravetres pour un poids de 2 300 tonnes

333 Combustion

Reacuteaction chimique dans laquelle la combustion du carburant (oxydation vive de lhexadeacutecane) par le

dioxygegravene preacutesent dans lair deacutegage de la chaleur plus des reacutesidus de combustion dioxyde de carbone

et eau

Eacutequation parfaite de la combustion du gazole

hexadeacutecane + dioxygegravene = dioxyde de carbone + eauthinsp

2 C16H34 + 49 O2 rarr 32 CO2 + 34 H2O + Q

En pratique on considegravere quil faut preacutevoir 30 g dair pour brucircler 1 g de combustible

334 Usage

On utilise le moteur Diesel lorsque lon a un besoin dun couple

important ou dun bon rendement

- locomotives

- bateaux

- camions

- Bus et car Diesel-alternateur sur un peacutetrolier

- tracteurs agricoles

- groupes eacutelectrogegravenes

- engins de travaux publics

- automobiles

335 Circuit drsquoalimentation

Le circuit drsquoalimentation (figure I16) du moteur en carburant (gas-oil) dans un moteur diesel

comprend les eacuteleacutements suivants

- Le reacuteservoir qui est souvent muni drsquoun tamis qui arrecircte les plus grosses impureteacutes du combustible

Le bouchon comporte un trou de mise agrave lrsquoair libre

- La pompe drsquoalimentation aspire le combustible dans le reacuteservoir agrave travers une creacutepine Elle est

proteacutegeacutee par un preacute-filtre

- Le filtre complegravete le nettoyage du combustible qui est refouleacute par la pompe drsquoalimentation La

pression fournie par cette pompe est limiteacutee par le clapet de deacutecharge placeacute dans le filtre

- La pompe drsquoinjection distribue sous une forte pression au moment voulu le combustible vers les

cylindres Dans certains cas un clapet de balayage tareacute plus faible que celui du filtre permet une

circulation du combustible qui assure le refroidissement de la pompe

Figure I16 Circuit drsquoalimentation avec pompe en ligne

- Lrsquoinjecteur pulveacuterise tregraves finement le combustible dans la chambre de combustion

- Les canalisations de retour relient la pompe le filtre et les injecteurs au reacuteservoir Elles assurent

lrsquoeacutevacuation de lrsquoexcegraves de deacutebit ou la reacutecupeacuteration des fuites

Une pompe dalimentation solidaire de la pompe dinjection aspire le combustible du reacuteservoir au

travers drsquoun preacute-filtre deacutecanteur et le refoule vers le filtre principal

Le combustible filtreacute est envoyeacute sous pression dans la chambre daspiration de la pompe dinjection

dougrave les eacuteleacutements pistons-cylindre le refoulent sous haute

pression vers les injecteurs

Des soupapes de balayage (ou de deacutegazage) placeacutees sur le filtre et

la chambre daspiration de la pompe agrave injection facilitent

leacutevacuation des bulles dair ou de vapeur et assurent par ailleurs

le refroidissement de la pompe par le deacutebit de combustible ainsi

produit

Pompe agrave injection diesel rotative

Les fuites de combustible sont reacutecupeacutereacutees au niveau des injecteurs et renvoyeacutees au reacuteservoir en mecircme

temps que les divers deacutebits de deacutegazage

335 Deacutelai drsquoallumage

Le temps mis par les premiegraveres gouttelettes injecteacutees pour atteindre la tempeacuterature drsquoinflammation est

deacutefini sous le nom de deacutelai drsquoallumage

Ce deacutelai doit ecirctre aussi court que possible pour que le fonctionnement du moteur soit doux Il sera

drsquoautant plus faible que

- La tempeacuterature de lrsquoair est plus eacuteleveacutee

- La tempeacuterature drsquoinflammation du combustible est

plus basse

- Le combustible est plus finement pulveacuteriseacute

- La tempeacuterature du combustible est plus eacuteleveacutee

- Lrsquoindice de ceacutetane du combustible est eacuteleveacute

336 Moteur agrave injection directe

Moteur agrave combustion interne alimenteacute en air pur le carburant eacutetant injecteacute

sous forte pression directement dans la chambre de combustion (figure

I17)

La pression drsquoair est de 175 agrave 200 bars Ce moteur a besoin drsquoun excegraves drsquoair

important pour favoriser le brassage du meacutelange

Les pressions sont importantes en fin de compression (Reacutef [2])

Injection directe

Avantages

- Le rendement thermique est supeacuterieur drsquoenviron 10 agrave un moteur agrave chambre de preacutecombustion

- Les deacutemarrages sont plus faciles

- La construction est plus simple que pour les autres types de moteurs

Inconveacutenients

Le moteur est assez bruyant et les organes sont soumis agrave de fortes charges

Lrsquoencrassement des injecteurs est plus rapide

336 Avantages du moteur Diesel

Les raisons du succegraves du moteur Diesel dans lautomobile au-delagrave davantages fiscaux qui relegravevent de

choix politiques et non techniques tiennent essentiellement agrave son rendement supeacuterieur agrave celui du

moteur agrave essence

Ce rendement peut ecirctre encore ameacutelioreacute par lutilisation dun

turbocompresseur

Les plus reacutecents modegraveles sont laquo agrave geacuteomeacutetrie variable raquo (TGV)

technologie qui leur permet decirctre plus performants agrave bas reacutegime)

Turbocompresseur

Ainsi que lrsquoutilisation du Common rail (injection directe agrave haute

p r e s s i o n ) i n v e n t eacute p a r F i a t e t M a g n e t i - M a r e l l i

Systegraveme drsquoinjection a rampe commune

Avec les nouveaux injecteurs-pompe rampe commune et pieacutezo-eacutelectrique la pression atteint

jusquagrave

2thinsp500 bars

Contre

- 1thinsp400 pour la premiegravere rampe commune

- moins de 1thinsp000 pour un moteur agrave injection indirecte)

Ce qui assure une pulveacuterisation du gazole

- turbulente

- continue

- constante et

- bien reacutepartie

parametres essentielles pour une bonne combustion

Cette technologie porte le nom de

bull JTD Fiat Alfa Romeo Lancia - inventeur du systegraveme common rail 1re geacuteneacuteration

bull Mjt Fiat Alfa Romeo Lancia Iveco - inventeur et distributeur du systegraveme common rail 2e et

3e geacuteneacuteration

bull HDi Peugeot Citroeumln

bull dCi (Direct Common rail Injection) Renault Nissan Dacia

bull CDI (Common rail Direct Injection) Mercedes-Benz Smart

bull CRD Jeep

bull Td(x) TDV(x) Land Rover (ex Td4 ou TDV8)

bull d BMW (ex 530d)

bull TDI (Turbo Direct Injection) Audi Seat Skoda Volkswagen

bull D-4D ou D-CAT Toyota (CAT signifie Clean Advanced Technologie)

bull d Lexus (exIS 220 d)

bull CDTI (Common rail Turbo Direct Injection) Opel (les DTI sont des moteurs agrave injection

directe sans rampe commune)

bull VDi deacutenomination anciennement utiliseacutee par Nissan aujourdhui remplaceacutee par dCi

bull DI-D Mitsubishi

bull D Volvo (ex 24D ou D5) Jaguar (ex 27D)

bull TDCi Ford (les moteurs TDdi sont agrave injection directe mais ne comportent pas de rampe

commune)

bull MZR-CD Mazda

bull i-CTDi Honda

bull CRDi Hyundai

bull CRDI Kia

bull TCDi VCDi Chevrolet

bull TID Saab

34 Architectures moteurs

341 Introduction

Les deacutefauts du moteur agrave combustion interne classique sont

- meacutediocre rendement

- vibrations

- difficulteacute de reacuteduire son niveau de pollution

De nombreuses architectures alternatives sont neacutees au cours de lhistoire beaucoup sont resteacutees agrave leacutetat

de dessins ou de maquettes certaines ont donneacutees des prototypes fonctionnels et quelques rares

architectures ont eu droit agrave la production industrielle

342 Caracteacuterisation

La cylindreacutee dun moteur est le volume total (tous cylindres) deacuteplaceacute durant un cycle

Elle est calculeacutee agrave partir

- du diamegravetre dun cylindre (laleacutesage)

- de la distance parcourue par un piston (la course) et

- du nombre de cylindres

La puissance deacuteveloppeacutee souvent exprimeacutee par une courbe de puissance moteur doit ecirctre mesureacutee

selon certaines normes deacutefinissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de

tempeacuterature et de pression

Courbes caracteristiques du moteur CMT F4L912

Elle est toujours supeacuterieure agrave la puissance reacuteellement disponible aux roues pour un veacutehicule du fait des

pertes dans la transmission

Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le kiloWatt (kW) mais souvent accoleacute au cheval-vapeur (CV)

1 cheval-vapeur = 736 Watt

Le couple maximal est exerceacute sur laxe

Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le Newton-megravetre (Ntimesm) bien que le kgtimesm reste courant

La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation

Pour obtenir des Watt il faut multiplier le couple en Ntimesm par la vitesse de rotation en radians par

seconde

La vitesse maximale de rotation geacuteneacuteralement exprimeacutee en tours par minute

- La puissance speacutecifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindreacutee (volume de gaz

contenus apregraves le cycle dadmission)

Elle est souvent exprimeacutee en la rapportant au litre de cylindreacutee

- Le taux de compression dun moteur exprime le rapport entre le volume laisseacute dans lun de ses

cylindres au point mort bas et au point mort haut

Plus il est eacuteleveacute plus le meacutelange est comprimeacute donc plus lexplosion sera forte donc difficile agrave geacuterer

(choc meacutecanique tempeacuteraturehellip) mais plus le rendement du moteur sera eacuteleveacute

343 Eleacutements constitutifs drsquoun moteur

3431 Eleacutements fixes

34311 Bloc-moteur

Le bloc-moteur appeleacute eacutegalement carter-cylindres est la

piegravece maicirctresse du moteur (figure I2)

Ses fonctions principales sont les suivantes

- contenir les cylindres

- supporter le vilebrequin la culasse les

accessoires

- servir de support agrave lrsquohuile de lubrification

Scheacutema drsquoun bloc moteur

- servir de support agrave lrsquoeau de refroidissement (si un tel systegraveme de

refroidissement est utiliseacute)

Bloc a 04 cylindres

34312 Chemises

Pour le moteur F4L912 refroidi agrave air les chemises sont munies drsquoailettes (figure I3)

a) b) c)

Figure3 Chemises pour moteurs a) humides b) segraveches c) agrave ailettes du moteur F4L912

34313 Culasse

La culasse obture la partie supeacuterieure du cylindre

Cest une piegravece assez massive obtenue par moulage de fonte dacier ou

drsquoaluminium

Sa forme est tregraves variable suivant le type de moteur

La circulation de leau de refroidissement se fait dans des eacutevidements

ameacutenageacutes dans leacutepaisseur des parois Culasse drsquoun moteur

refroidi agrave eau

Les culasses portent

- les injecteurs

- les soupapes

- les culbuteurs

- les conduits dentreacutee dair et de sortie des gaz brucircleacutes Culasse Renault Kangoo

Pour le moteur refroidi agrave air (F4L912) leur culasse porte des ailettes comme montre la figure

Figure I5 Culasse du moteur F4L912 Figure I6 Vilebrequin pour un moteur a 4 cylindres

I322 Eleacutements mobiles

I3221Vilebrequin

Le vilebrequin (figure I6) est un arbre manivelle il reccediloit les efforts des bielles

Les parties cylindriques par lesquelles il repose dans des

paliers-supports du bacircti sont les laquo tourillonsraquo

Les parties cylindriques qui reccediloivent les coussinets de tecirctes

de bielles sont les

laquo manetons raquo (Reacutef [2])

Manetons et tourillons sont relieacutes entre eux par des flasques

appeleacutes laquo bras de manivelle raquo Fig 6 bis Vilebrequin a 5 paliers avec ses bielles et pistons

Des canaux sont foreacutes dans la masse du vilebrequin pour amener lhuile de graissage

jusquaux coussinets de tecirctes de bielle (figure 7)

Figure 7 Graissage des paliers drsquoun vilebrequin

I2322 Bielles

Les bielles transmettent au vilebrequin les efforts quelles

reccediloivent des pistons pendant les temps moteurs et

entrainent les pistons pendant les temps reacutesistants

Elles sont en acier allieacute

Leurs formes sont conccedilues de maniegravere agrave concilier au mieux la

leacutegegravereteacute et la reacutesistance aux efforts de

- compression

- extension Fig7a Ensemble bielles-pistons

- flexion

Les trois principales parties dune bielle sont

- le pied qui srsquoarticule sur laxe de piston

- le corps

- la tecircte qui sarticule sur un maneton du

vilebrequin

Figure I8 Bielle utiliseacutee dans le moteur F4L912

Le pied est un eacutepanouissement aleacuteseacute du corps dans lequel une

bague en bronze phosphoreux ou un roulement agrave aiguilles est

emmancheacute avec serrage

Le corps est alleacutegeacute par des eacutevidements sa section est souvent en

I parfois tubulaire

La tecircte est en deux parties assembleacutees par boulons pour en

permettre le montage sur le vilebrequin

La partie rapporteacutee est le laquo chapeau raquo

Deux demi-coussinets en bronze ou en acier sencastrent dans

la tecircte ils sont garnis dune couche de meacutetal antifriction

Le garnissage est parfois en laquo meacutetal roseraquo (alliage agrave base de

plomb et de cuivre qui fond agrave 1 000degC) pour les moteurs soumis

agrave de tregraves gros efforts

Quelquefois les coussinets sont deacutepourvus de garnissage ils

sont alors en bronze speacutecial

Fig8a Description de lrsquoensemble bielles-pistons

Dans les moteurs modernes les coussinets sont des laquo coquillesraquo tregraves minces en acier

eacutegalement garnies drsquoalliage antifriction

I3223Piston

Le piston (figure I9) peut ecirctre deacutecomposeacute en quatre parties

principales

- La tecircte ou fond qui reccediloit les efforts dus aux gaz

- le porte-segments qui par lrsquointermeacutediaire des segments assure

lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz et agrave lrsquohuile et dissipe une partie des calories

reccedilues vers le fluide de refroidissement Fig 8b Vue drsquoun piston

- le logement de lrsquoaxe de piston ou trou drsquoaxe

- la jupe ou partie frottant dont le rocircle est de guider le porte-segments et de dissiper une partie des

calories

- Fonctions du piston

Le piston doit transmettre au vilebrequin par lrsquointermeacutediaire de la

bielle les efforts dus aux gaz

- jusqursquoagrave 75 MPa pour les moteurs agrave essence non

suralimenteacutes

- jusqursquoagrave 14 agrave 18 MPa pour les moteurs diesels

Figure I9 Piston

Ils doivent ecirctre suffisamment isolants pour ne pas fournir trop de

calories au fluide de refroidissement

Tout en eacutevitant la formation de points chauds et de grippage

Il faut que le piston soit aussi leacuteger que possible et le moins

encombrant possible (distance entre le trou drsquoaxe et la tecircte la plus

reacuteduite pour avoir un moteur compact)

La dilatation du piston doit ecirctre telle que le jeu pistonchemise varie

peu car trop de jeu agrave froid provoque des claquements et pas assez de

jeu agrave froid un grippage

Le piston doit avoir une bonne reacutesistance meacutecanique en fatigue

Fig 9a Piston pour moteur Diesel

Formes de la tecircte du piston

La forme des chambres de combustion est deacutetermineacutee par

lempreinte reacutealiseacutee dans la culasse si bien que la tecircte du

piston est habituellement plate

Parfois il savegravere au contraire que le piston soit creuseacute et

forme totalement ou partie la chambre de combustion

Neacuteanmoins la tecircte du piston est creuseacutee notamment sur les

automobiles de course pour une toute autre raison

Il sagit en effet de reacutealiser une forme particuliegravere permettant

de reacutepartir et de diriger au mieux le meacutelange airessence

injecteacute dans la chambre

Fig 9c Illustration des diffeacuterentes formes de tecirctes de piston et de la

position de linjecteur selon la technique dinjection

On distingue geacuteneacuteralement 02 grandes techniques dinjection

Dans le cas dune injection dite laquo tumble raquo le jet de fluide produit par

linjecteur est deacutevieacute (par la forme de la tecircte du piston) vers la bougie

dallumage permettant de produire une explosion plus laquo performantes

raquo et stratifieacutee

Dans le cas dune injection dite laquo swirl raquo le carburant agit comme un

tourbillon permettant ainsi dhomogeacuteneacuteiser le meacutelange dans toute la

chambre

Il est eacutegalement possible de combiner les deux types dinjection

Fig9b Illustration des mouvements

tourbillonnaire swirl et tumble

I3224Segmentation

Ce sont des piegraveces composeacutees dun cercle incomplet en acier eacutelastique preacutevues pour semboicircter dans

les gorges du piston

Le diamegravetre exteacuterieur au repos est leacutegegraverement

supeacuterieur agrave celui du cylindre

En partant de la tecircte du piston on a (figue I10)

- le segment ndeg3 segment coup de feu

(ou segment de feu)

- le segment ndeg2 segment drsquoeacutetancheacuteiteacute

- le segment ndeg1 segment racleur ou refouleur

Fig9b Vue drsquoun ensemble piston-segments

Les deux derniers segments sont eacutegalement appeleacutes segments de compression

Les rocircles de la segmentation sont les suivants

- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz

ce rocircle est surtout assureacute par le segment coup de feu

Il est essentiel pour diminuer le Blow-by (gaz de combustion

passant dans le carter-cylindres) et la tempeacuterature des

segments inteacuterieurs

Figure I10 Segments de piston

- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute agrave lrsquohuile de lubrification

crsquoest surtout le rocircle du segment racleur mais le segment

drsquoeacutetancheacuteiteacute a aussi une grande importance

- Eacutevacuer la chaleur du piston vers le cylindre

Elles sont fabriqueacutees agrave partir dun ressort dacier eacutelastique

coupeacute ensuite en rondelles constituant les segments Fig10a Collier pou segments a piston

Elles sont geacuteneacuteralement asymeacutetriques il faut faire attention au sens de montage lors de

lassemblage du moteur (fig10b)

Lespace entre les deux extreacutemiteacutes du segment lorsquil est

de serrage introduit dans le cylindre sappelle le jeu agrave la coupe

Sa mesure permet deacutevaluer lusure du segment

Fig10b Tierccedilages des segments

I3225Axe de piston

Les axes de pistons en acier au nickel ceacutementeacute sont tubulaires leur

surface cylindrique exteacuterieure est rectifieacutee

Trois types de montage sont couramment utiliseacutes

- laxe est maintenu solidaire de la bielle par une vis pointeau il est

libre dons le piston

- laxe est maintenu solidaire du piston par une vis pointeau placeacutee dans

lun des bossages il est libre dans laleacutesage de la bielle Fig10c Axe piston

- laxe est monteacute laquoflottantraquo dans le piston et la bielle son deacuteplacement lateacuteral est limiteacute par

des freins extensibles en anneau (figure I11) logeacutes dans des rainures circulaires

Lajustement de laxe est agrave

- frottement doux dans la bielle

- frottement dur dans le piston

Pour le montage le piston est porteacute agrave la tempeacuterature de 100degc dans un bain dhuile afin de

faciliter la mise en place de laxe

Figure I11 Axe de piston monteacute flottant

52 La distribution

Mais cest quoi dont la distribution

Ce sont les diffeacuterents systegravemes permettant la reacutegulation des eacutechanges gazeux cest agrave dire les eacutetapes

dadmission et deacutechappement

Dans un moteur 2 temps cette fonction est assureacutee par le piston

Sur un moteur quatre temps la distribution se fait au niveau de la culasse par les soupapes et tous les

systegravemes qui permettent leurs ouvertures et fermetures

Chaque cylindre dun moteur possegravede au moins deux soupapes une dadmission et une

deacutechappement

Sur certains moteurs il Y a trois ou quatre soupapes par culasse elles sont commandeacutees simultaneacutement

deux agrave deux

(a) 02 soupapes (b) 03 soupapes (c) 04 soupapes

Fig11a Culasses a 02 03 et 04 soupapes par cylindre

Les soupapes sont normalement appuyeacutees sur leurs siegraveges par des

ressorts en heacutelice

Leur ouverture agrave un instant preacutecis de chaque cycle sobtient gracircce agrave

la pousseacutee exerceacutee par une came (figure12)

La came tourne entraicircneacutee par le vilebrequin sa pousseacutee est

communiqueacutee agrave la soupape par lintermeacutediaire dun poussoir dune

tige et dun culbuteur

Fig12 Distribution

331 Soupapes

Une soupape est un organe meacutecanique de la distribution des moteurs thermiques agrave quatre

temps permettant ladmission des gaz frais et leacutevacuation des gaz brucircleacutes

Les soupapes sont actionneacutees par un arbre agrave cames et maintenues par un ou plusieurs ressorts

de rappel

Les soupapes sont constitueacutees de quatre parties

a) Tecircte de la soupape

Lorsque la soupape est en position fermeacutee elle vient sappuyer sur le siegravege de

soupape dessineacute dans la culasse pour assurer leacutetancheacuteiteacute de la chambre

La partie de la soupape en contact avec le siegravege de forme tronconique est

deacutenommeacutee laquo porteacutee raquo langle varie entre 30deg et 45deg

b) Collet

Elle relie la tecircte agrave la tige est formeacute par un congeacute de grand rayon de faccedilon agrave

faciliter la dissipation de la chaleur provenant de la chambre et eacuteviter leffet

dentaille ducirc au changement de section

c) Tige

Crsquoest une piegravece cylindrique dont le diamegravetre est de lordre du quart de celui de la tecircte assure

le guidage vertical de la soupape

La tige coulisse ainsi dans le guide de soupape ouverture cylindrique pratiqueacutee dans la

culasse

d) Queue

Partie terminale de la soupape supporte laction du poussoir actionneacute par larbre agrave cames

Elle comporte une ou plusieurs gorges le plus souvent de section semi-circulaire pour loger

les clavettes qui transmettent agrave la soupape la tension du ressort de rappel6

Les soupapes sont en acier allieacute tregraves reacutesistant

Les principaux meacutetaux dalliage sont le chrome le

silicium le tungstegravene le nickel

Figure I13 Soupape avec tecircte bombeacutee

332 Culbuteurs et poussoirs

Les culbuteurs (figure I14) sont des leviers oscillants articuleacutes sur un axe solidaire de la

culasse

Leur rocircle est de transmettre de haut en bas aux queues de soupape les pousseacutees quils

reccediloivent de bas en haut agrave intervalles reacuteguliers des poussoirs et tiges de culbuteurs

Figure I14 Culbuteurs Renault 21 TD

Les poussoirs sont des cylindres en acier tregraves reacutesistant qui prennent contact avec les cames

soit

- par lintermeacutediaire dun galet

- par intermeacutediaire dun plateau

Suivant le cas le profil de la came est diffeacuterent

Fig14a Poussoirs et arbre agrave cames en tegravete pour leur entrainement (VW Toureg)

521 Le diagramme de distribution

Le point le plus haut quil peut atteindre quon appelle point mort haut (PMH) et inversement le point

le plus bas quon appelle point mort bas (PMB)

Enfin on appelle la course la longueur du parcours entre le PMH et le PMB

Laleacutesage est le diamegravetre du cylindre

Ces donneacutees et le volume de la chambre de combustion permettent de calculer le taux de compression

ou rapport volumeacutetrique

Figure V1 Point Mort Haut et Point Mort Bas dans un moteur

522 Les systegravemes de controcircle des soupapes

Au vue de la complexiteacute dun diagramme de distribution il faut que les soupapes dadmission et

deacutechappement soient parfaitement synchroniseacutees pour que le cycle sexeacutecute dans de bonnes

conditions

Moteurs culbuteacutes

Dans un moteur agrave combustion interne les culbuteurs servent agrave

transmettre la pousseacutee des tiges de culbuteurs vers les soupapes (les

soupapes se trouvant au-dessus des cylindres les tiges de culbuteurs

le long des cylindres et actionneacutees par un arbre agrave cames lateacuteral ou

central situeacute vers le bas des cylindres proche du vilebrequin)

Ces moteurs sont dits culbuteacutes

Ils ont eacuteteacute tregraves utiliseacutes en automobile de tourisme jusquaux anneacutees

1970-80

Fig 2 Ensemble de distribution culbuteacute

Tout dabord quest ce quune came

La came est lobjet qui permet la commande dune ou de plusieurs soupape Son profil est calculeacutee tregraves

preacuteciseacutement afin de

-fixer la hauteur de la leveacutee de soupape

-amortir le choc entre la came et le poussoir ducirc au jeu initial

-reposer doucement la soupape dans son siegravege lors de la fermeture par ressort

Figure V4 Ensemble soupape-came et arbre agrave cames

La came peut commander la soupape directement avec un poussoir comme repreacutesenteacute ci-agrave gauche

mais elle peut eacutegalement utiliser des basculeurs tels que le linget (ci contre en bas) ou le culbuteur (ci

contre en haut)

Ainsi larbre agrave came contient plusieurs cames permettant de commander les soupapes de tous les

cylindres afin de les synchroniser

Larbre agrave cames est geacuteneacuteralement entraicircneacute au moyen dengrenages

Son pignon denteacute est soit directement en prise avec un pignon caleacute agrave lextreacutemiteacute du vilebrequin soit

relieacute agrave ce dernier par un pignon intermeacutediaire

Les soupapes peuvent ecirctre commandeacutees par simple arbre agrave cames en tecircte

Cela signifie que larbre agrave cames est placeacute au dessus de la culasse et quil actionne les soupapes

dadmission et deacutechappement par lintermeacutediaire de culbuteur

Il existe aussi le systegraveme de double arbre agrave cames en tecircte ougrave dans ce cas il y a deux arbres agrave came

lun commande les soupapes dadmission et lautre les soupapes deacutechappement Ici les soupapes

peuvent ecirctre actionneacutees par tous les systegravemes possibles poussoir ou basculeurs

Moteurs agrave simple arbre agrave cames en tecircte

Si lon souhaite un reacutegime de rotation plus eacuteleveacute il est dusage de

placer le ou les arbres agrave cames juste au-dessus des soupapes

directement dans la ou les culasse(s) (arbre agrave cames en tecircte)

et donc il ny a plus besoin de tiges de culbuteurs (moins de piegraveces

en mouvement de jeux donc moins de risque daffolement de

soupapes)

Lorsque les soupapes sont toutes aligneacutees (soupapes dites droites) elles sont coiffeacutees dun poussoir

cylindrique et ouvertes par laction directe de la came sur le dessus

du poussoir

Si elles ne sont pas toutes aligneacutees (soupapes en V) et que lon

souhaite nutiliser quun seul arbre agrave cames en tecircte on dispose des

culbuteurs pour transmettre la pousseacutee des cames aux soupapes

Moteurs agrave double arbre agrave cames en tecircte

Bien que le montage agrave double arbre agrave cames en tecircte permette de

saffranchir des culbuteurs il arrive dutiliser de petits culbuteurs

dits alors linguets parfois appeleacutes basculeurs

Un culbuteur transmet agrave la soupape la pousseacutee de la came en

inversant le sens de la pousseacutee quil reccediloit Laxe de pivot dun

culbuteur est situeacute entre ses deux extreacutemiteacutes comme une balanccediloire

agrave bascule Figure V4 Entraicircnement des arbres de distribution dun systegraveme agrave 16 soupapes

La question qui vient apregraves cest ben comment il tourne larbre agrave cames

Ce sont les vilebrequins qui en tournant transmettent leur position au(x) arbre(s) agrave cames

Il faut bien comprendre que les vilebrequins sont deacutependant les uns des autres lun ne peut pas tourner

sans lautre car ils sont relieacutes entre eux

Ceci est souvent appeleacute larbre moteur

Cette commande se fait le plus souvent par chaicircne comme preacutesenteacute dans la figure des deux arbres agrave

cames en tecircte (sur la droite)

Cest ce quon appelle la chaine de distribution

On trouve eacutegalement la commande par courroie cranteacutee

Enfin on trouve la commande par pignon qui est tregraves reacutesistant mais cher agrave mettre en place

a) chaine b) pignon c) courroie cranteacutee

Figure V4 commande par chaine non 16032016

323 Nombre de soupapes par cylindre

Bien sur laugmentation nombre de soupapes vous vous en doutez favorise le rendement de

distribution Mais ceci nest pas la seule raison

Commenccedilons simplement par le nombre de soupapes le plus reacutepandu dans les anneacutees 80 cest agrave dire 2

soupapes par cylindre

Les culasses ont une chambre de combustion hemispheacuterique pour favoriser le flux des gaz un angle

entre la soupape dadmission et deacutechappement tregraves eleveacute (proche de 90deg) et enfin un taux de

compression eacuteleveacute

Cependant malgreacute tous ces efforts pour favoriser la distribution il est devenu difficile daccroitre les

performances du moteur

Pour cela il y avait une solution augmenter le diamegravetre des soupapes mais cela est devenu vite

impossible ducirc agrave lencombrement les soupapes auraient fini par se toucher

Par ailleurs lutilisation du double arbre agrave cames en tecircte devenait difficile

En effet imaginez la distance des arbres agrave cames pour commander des soupapes donc lencombrement

moteur eacutetait important et surtout lentrainement des 2 arbres agrave cames eacutetait difficile

Il a donc eacuteteacute utiliseacute des cascades de pignons mais cela rendait la distribution tregraves bruyante et les

contraintes dues agrave leacutechauffement eacutetaient difficiles agrave geacuterer

En revanche cette disposition agrave deux soupapes est meacutecaniquement simple et on peut facilement placer

dune part les vis de fixation de la culasse et dautre part la bougie

Figure 6 Culasse a 2 4 et 5 soupapes

Au milieu des anneacutees 80 Yamaha invente une culasse agrave 5 soupapes sur le FZ750 Genesis encore

utiliseacutee aujourdhui sur les sportives de la gamme

Ainsi ce moteur comptant

- 3 soupapes dadmission

- 2 soupapes deacutechappement

permet un meilleur remplissage de la chambre de combustion

La difficulteacute rencontreacutee est le logement des 5 soupapes

Les trois soupapes dadmission ont eacuteteacute placeacutees sur des plans diffeacuterents

mais de faccedilon agrave converger vers larbre agrave cames eacutevitant le montage de

culbuteurs

Cette architecture meacutecanique provoque une difficulteacute daccessibiliteacute meacutecanique

53 Refroidissement

Les combustions reacutepeacuteteacutees surchauffent les piegraveces en contact (piston cylindre soupape) et se diffusent

sur lensemble des piegraveces meacutecaniques du moteur

Il faut donc les refroidir sous peine de destruction

Pour un bon fonctionnement les moteurs agrave explosion ont besoin drsquoune tempeacuterature reacuteguliegravere et

adapteacutee

531 Refroidissement agrave air

En 1875 le franccedilais Alexis de Bischop utilise lair pour le refroidissement

Son moteur sans compression preacutealable de type mixte comportait un

cylindre entoureacute dailettes meacutetalliques augmentant ainsi la surface en

contact avec lair

Ce type de refroidissement est surtout utiliseacute pour les moteurs eacutequipant les

veacutelomoteurs et motocyclettes de faible cylindreacutee mais aussi sur des

automobiles comme certaines Porsche GS la 2CV ou la Coccinelle

Le refroidissement par air est aussi majoritaire pour les moteurs agrave pistons eacutequipant les avions

Moteur de la VW Coccinelle

Le refroidissement agrave air a longtemps eacuteteacute la reacutefeacuterence pour les moteurs de motocyclette (mecircme sil a

toujours existeacute des moteurs de motocyclette agrave refroidissement liquide) mais les problegravemes entraicircneacutes

par le haut rendement de ces moteurs (casses usure preacutematureacutee) ont conduit agrave la quasi geacuteneacuteralisation

du refroidissement liquide malgreacute les avantages speacutecifiques pour la motocyclette du refroidissement agrave

air (encombrement poids simpliciteacute prix)

Il peut ecirctre optimiseacute par lutilisation dun ventilateur dont la preacutesence ne reacutevegravele toutefois pas toujours

un refroidissement agrave air car il dissipe parfois la chaleur du radiateur dun systegraveme de refroidissement

liquide

532 Refroidissement liquide

Cest langlais Samuel Brown qui inventa le refroidissement du moteur par de leau afin dameacuteliorer les

performances du refroidissement

Dans son moteur leau entraicircneacutee par une pompe circule autour des

cylindres entoureacutes dune chemise leau est refroidie par contact direct

avec lair ambiant

Plus tard on ajouta agrave leau diffeacuterents adjuvants qui devint alors le

liquide de refroidissement

Radiateur moderne en aluminium

Le radiateur fut inventeacute en 1897 par lingeacutenieur allemand Wilhelm Maybach

Apregraves de nombreux tacirctonnements il mit au point le radiateur dit laquo nid dabeille raquo qui permet le

refroidissement tregraves efficace dun liquide

Il est composeacute dun faisceau de conduits courts et eacutetroits entre lesquels circule lair

Lair peut ecirctre acceacuteleacutereacute par un ventilateur placeacute devant ou derriegravere lui

Ce radiateur est situeacute dans un circuit fermeacute ou semi-fermeacute emplit dun liquide (agrave base deau) assurant le

refroidissement du moteur

Dans les moteurs les plus anciens la circulation deau est assureacutee par thermosiphon leau chauffeacutee par

le moteur monte vers le radiateur placeacute en hauteur Une fois refroidie elle redescend vers le moteur

Dans les moteurs modernes on utilise une pompe agrave eau

Un controcircle permanent de la tempeacuterature vise agrave maintenir leau et lhuile dans des conditions

permettant une lubrification optimale

Ideacutealement la tempeacuterature du liquide de refroidissement est denviron 75deg-95degCelsius deacutetermineacutee par

plusieurs facteurs tels que toleacuterances dusinage et reacutesistance au frottement des piegraveces meacutecaniques

lubrifiants utiliseacutes

La reacutegulation de cette tempeacuterature est geacuteneacuteralement obtenue par une vanne thermostatique calorstat

situeacutee dans le circuit de refroidissement associeacutee agrave un ou plusieurs ventilateurs asservi par une sonde

thermocontact agrave la tempeacuterature du liquide dans le radiateur

Dans les moteurs marins le radiateur est remplaceacute par un eacutechangeur de tempeacuterature Leau de mer

assurant le refroidissement du circuit deau douce du moteur

533 Refroidissement par huile

Tous les moteurs agrave combustion interne utilisent deacutejagrave un liquide pour la lubrification des piegraveces en

mouvement lhuile qui circule propulseacutee par une pompe il suffit donc de faire circuler ce liquide dans

les zones les plus chaudes et surtout den assurer le refroidissement correct

Tous utilisent plus ou moins le refroidissement par huile carter dhuile bas moteur ventileacute parfois

muni dailettes un petit radiateur dhuile

Exemple

Certaines motos agrave 4 cylindres de marque Suzuki utilisent un refroidissement mixte air-huile avec un

gros radiateur dhuile

Avantages

Les canalisations pompe radiateur indeacutependant et liquide speacutecifiques au refroidissement deviennent

inutiles

Cela permet un net gain de poids et une plus grande simpliciteacute de conception

Inconveacutenients

Lhuile transporte moins bien la chaleur que leau et les speacutecificiteacutes de ces huiles les rendent plus

coucircteuses pour lutilisateur

De plus le graissage du moteur est moins performant (agrave isopeacuterimegravetre) car il y a des pertes de charges

dues agrave la circulation dans le radiateur dhuile

54 Architecture des moteurs agrave explosion

Figure V3 Moteur en double eacutetoile agrave 14 cylindres

bull Cylindres en ligne

bull Cylindres en V

bull Cylindres en W

bull Cylindres opposeacutes horizontalement (Boxer) (flat)

bull Cylindres en H

bull Cylindres en eacutetoile

bull Moteurs complexes (moteurs en carreacute etc)

541 Monocylindre

Historique

Le premier brevet concernant un moteur agrave explosion a eacuteteacute deacuteposeacute par le Suisse Franccedilois Isaac de Rivaz

le 30 janvier 1807

Le premier moteur agrave deux temps fut imagineacute et reacutealiseacute par Jean-Joseph Eacutetienne Lenoir en 1860 Il

fonctionne selon le cycle de Lenoir

Vers 1862 les Allemands Otto et Langen constatant le faible rendement du moteur agrave deux temps de

Lenoir (1860) entreprirent une seacuterie dameacuteliorations la plus deacutecisive consista agrave synchroniser les

mouvements dans la phase de compression

542 Quatre cylindres

Panhard et Levassor degraves 1896 engagent un laquo quatre cylindres en ligne raquo sur leacutepreuve Paris-Marseille-

Paris

Deux ans plus tard les multicylindres (agrave quatre cylindres) gagnent les

grosses voitures et progressivement se geacuteneacuteralisent agrave lensemble de la

gamme devenant en quelque sorte larcheacutetype mondial pour les

voitures courantes de moyennes et basses gammes

Scheacutema dun moteur 4 cylindres vers 1900

04 cylindres en V

Il fait son apparition en course agrave la charniegravere des deux siegravecles sur des modegraveles Mors et Ader

Quelques anneacutees plus tard cette solution seacuteduit Peugeot et Ariegraves pour leurs modegraveles courants davant

1914

Beaucoup plus tard agrave partir de 1962 Ford en fera une large utilisation mais aussi Matra et SAAB

04 cylindres (en ligne) coucheacute

Que lon trouve en compeacutetition chez Ameacutedeacutee Bolleacutee (189899) (premier moteur agrave quatre cylindre

monobloc (les autres moteurs quatre cylindres agrave leacutepoque eacutetaient des bicylindres ou des monocylindres

accoupleacutes)) et chez Wolseley et Winton (1903 voir Wolseley Motor Company et Winton Motor

Carriage Company))

On la trouveacutee sur les motocyclettes BMW seacuterie K et sur les Peugeot 104 - 205 mais aussi sur les

veacutehicules utilitaires ou monospace optant pour la solution laquo moteur sous le plancher raquo

04 cylindres agrave plat boxer

Cest un quatre cylindres en V ouvert agrave 180deg

Embleacutematique dans sa version refroidissement agrave air des laquo coccinelles raquo de Volkswagen

Cette architecture a le grand avantage de faire beacuteneacuteficier le veacutehicule quil motorise dun centre de

graviteacute assez bas

Une version muscleacutee et turbocompresseacutee eacutequipe actuellement les Subaru Impreza qui sont de

redoutables concurrentes du championnat du monde des rallyes WRC

En 2009U Subaru compte particuliegraverement sur le 20 D pour faire deacutecoller les ventes de sa berline

compacte en Europe

Une grande premiegravere eacutegalement puisque aucun constructeur navait jusquagrave aujourdhui exploreacute la voie

du diesel Boxer (4 cylindres agrave plat opposeacutees deux agrave deux) et ses grands avantages que sont la vivaciteacute

un centre de graviteacute abaisseacute et surtout un grand silence de fonctionnement

Subaru aura mis sept ans agrave deacutevelopper son ineacutedit moteur mais le reacutesultat est particuliegraverement

convaincant

- Pas de claquement agrave froid

- une quasi absence de vibration

- il est bien difficile de faire la diffeacuterence entre un moteur essence et cet eacutetonnant diesel

Si les 350 Nm de couple disponibles degraves 1 800 trmn et les 150 Cv offrent un reacuteel dynamisme agrave la

premiegravere acceacuteleacuteration venue cela seffectue de maniegravere lineacuteaire

Subaru 20 Diesel 150 Cv (2009)

543 Six cylindres

Mais la course mdash ougrave lon recherche la vitesse mdash est exigeante en matiegravere de puissance surtout quand

il sagit de courses de cocircte Dougrave la tentation daugmenter le nombre de cylindres

Figure V5 Moteur V6 moderne (Mercedes)

La marque neacuteerlandaise Spyker avait preacutesenteacute un modegravele 6 cylindres en 19032

Un modegravele Chadwick aux Eacutetats-Unis franchit le pas en 1907 pour la course de cocircte de Fairmont

Lanneacutee suivante cette fois en Europe Rolls-Royce fait de mecircme pour la course Londres-Eacutedimbourg

en faisant appel agrave des six cylindres

La transposition aux modegraveles courants est quasi-immeacutediate pour les voitures de sport et de luxe

En Europe cest le cas pour Delaunay-Belleville Napier Mercedes aux Eacutetats-Unis pour Marmon

Plus tard agrave partir de 1927 on trouvera des six cylindres (presque toujours en ligne) sur un grand

nombre de modegraveles non sportifs mecircme pour des cylindreacutees modestes

Latout principal de cette solution eacutetant la souplesse de fonctionnement du moteur

Dans le monde de la motocyclette le 6 cylindres restera rare

On le trouve en compeacutetition en particulier chez Honda dans les anneacutees 1960 (moteur en ligne) ou chez

Laverda en endurance (moteur en V)

Les moteurs de plus de 4 cylindres seront interdits en compeacutetition

Sur les veacutehicules de tourisme on trouvera essentiellement

- Honda 1000 CBX (moteur agrave 24 soupapes refroidi par air)

- Kawasaki Z 1300 (moteur agrave 12 soupapes refroidi par eau)

- Benelli avec une 750 puis une 900

En 2006 Honda propose toujours agrave son catalogue un modegravele 6 cylindres agrave plat la GoldWing

544 Huit cylindres et plus

Figure V6 Moteur W16 de la Bugatti Veyron

Une nouvelle eacutetape est franchie quand on passe au laquo huit cylindres raquo

Ader (France) ouvre la voie en 1903 pour le Paris-Madrid avec une uniteacute agrave huit cylindres en V

La mecircme anneacutee apparaissent toujours pour la compeacutetition des huit cylindres en ligne

Les moteurs davion des anneacutees 1930 et 1940 reacutepondent agrave la demande sans cesse croissante de

puissance

Les moteurs courants sont des V12 ou des moteurs en eacutetoile de une agrave quatre rangeacutees de 7 agrave 9 cylindres

soit 28 cylindres agrave la fin de la guerre pour les Whright deacuteveloppant 3 500 ch remplaceacutes par les

reacuteacteurs

Les ameacutericains amateurs de grandes automobiles et sans souci du prix de lessence deacutemocratisegraverent

les gros V8 au couple tregraves eacuteleveacute et aux vitesses de rotation assez lentes

Les constructeurs des monoplaces de Formule 1 utilisegraverent pendant longtemps des V8 de 3 litres de

cylindreacutee dont le fameux Ford Cosworth

Dans les anneacutees 1990 cest la structure V10 qui aura la faveur des motoristes de F1

Mecircme leacutecurie Ferrari tregraves attacheacutee aux 12 cylindres en V se pliera aux lois de cette formule

Depuis lanneacutee 2004 les instances sportives (FIA) ont imposeacute un retour au V8 avec des contraintes de

fiabiliteacute plus importantes que par le passeacute

En 2006 les structures en V de 10 ou 12 cylindres et W16 sont reacuteserveacutees aux veacutehicules agrave tendance

sportive

Puissance drsquoun

veacutehicule

1 Calculs de la pesanteur

11 Deacutecliviteacute

Calculons la deacutecliviteacute drsquoune route longue L pour un deacuteniveleacute H

α = H L

α deacutecliviteacute grandeur sans dimension

H deacuteniveleacute exprimeacute en m

L longueur de la route exprimeacutee en m coheacuterence des uniteacutes

12 Poids du veacutehicule

Calculons le poids drsquoun veacutehicule

P = M g

P poids exprimeacute en N

M masse exprimeacutee en kg

g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms2 ( g = 981 ms2)

13 Composante du poids

Calculons la composante du poids parallegravele agrave la route de la voiture

F = M g α

Avec

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-

2

α deacutecliviteacute grandeur sans dimension

14 Travail de la force de traction

Calculons le travail drsquoune force de traction qui srsquoest deacuteplaceacutee sur une distance D

E = F D

E travail exprimeacute en J

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

D distance parcourue exprimeacutee en m

15 Energie

Calculons lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour lever une voiture de masse M agrave une hauteur H

E = M g H

Avec

E eacutenergie absorbeacutee (monteacutee) ou accumuleacutee (descente) exprimeacutee en J

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms-2

H deacuteniveleacute exprimeacute en m

15 Puissance absorbeacutee

Calculons la puissance absorbeacutee par une ascension effectueacutee agrave la vitesse V

B = F V

Avec

B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

V vitesse exprimeacutee en ms

En reacutealiteacute une puissance bien supeacuterieure est neacutecessaire agrave cause de la reacutesistance au roulement

et de la reacutesistance de lrsquoair cette derniegravere eacutetant proportionnelle au carreacute de la vitesse

16 puissance absorbeacutee par une ascension

Lrsquoascension drsquoune masse M agrave une hauteur H en un temps T

B = M g H T

Avec

B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-

2 H deacuteniveleacute exprimeacute en m

T temps exprimeacute en s

2 Calculs Aeacuterodynamiques

21 Surface frontale

Surface drsquoune coupe transversale perpendiculaire agrave lrsquoaxe de symeacutetrie du veacutehicule (effectueacutee agrave

lrsquoendroit le plus large et le plus haut) la surface frontale est approximativement eacutegale au

produit de la largeur par la hauteur

camion maxi-code 26 m x 39 m = 10 m2

autocar 25 m x 32 m = 8 m2

voiture 18 m x 14 m = 25 m 2

motocyclette 1 m x 15 m = 15 m2

22 Coefficient de peacuteneacutetration dans lrsquoair

Le Cx est calculeacute agrave partir

Cx = 2 F (S Mair Vsup2)

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

F force exerceacutee par le flux drsquoair exprimeacutee en N

S surface frontale exprimeacutee en m2

Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)

V vitesse air exprimeacutee en ms

23 Reacutesistance de lrsquoair

R = frac12 S Cx Mair Vsup2

R reacutesistance de lrsquoair exprimeacutee en N

S surface frontale exprimeacutee en m2

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)

V vitesse exprimeacutee en ms

24 SCx

Le SCx Grandeur essentiellement destineacutee agrave comparer diffeacuterents modegraveles de voitures le SCx

est le produit de la surface frontale par le Cx

SCx = S Cx

Le Cx eacutetant une grandeur sans dimension le SCx srsquoexprime en megravetre carreacute

25 Constante aeacuterodynamique

La constante aeacuterodynamique est une caracteacuteristique aeacuterodynamique des veacutehicules

A = S Cx M

Avec

A constante aeacuterodynamique [kgm]

S surface frontale [m2]

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

Mair masse volumique de lrsquoair [kgm3]

26 Puissance absorbeacutee

Calculons la puissance absorbeacutee pour vaincre la reacutesistance de lrsquoair

B = F x V

F force aeacuterodynamique reacutesistante [N]

V vitesse du veacutehicule [ms]

3 Calculs thermiques

31 Calcul de la cylindreacutee

D2

V = π L N

4

Avec

D aleacutesage du cylindre

L course du piston

N nombre de cylindre

32 Calcul du PCI des combustibles

Le pouvoir calorifique ou chaleur de combustion (en anglais Heating value ou Heat of

combustion) dune matiegravere combustible noteacute ΔcH0

Crsquoest lenthalpie de reacuteaction de combustion par uniteacute de masse dans les conditions normales

de tempeacuterature et de pression

Cest leacutenergie deacutegageacutee sous forme de chaleur par la reacuteaction de combustion par le dioxygegravene

(autrement dit la quantiteacute de chaleur)

Le plus souvent on considegravere un hydrocarbure reacuteagissant avec le dioxygegravene de lair pour

donner du dioxyde de carbone de leau et de la chaleur

321 Calculer le PCI du gas-oil (Mazout)

Le gazole est un alcane en C16 appeleacute ceacutetane soit une formule brute moyenne de

C16H34

Soit une masse molaire moyenne de 219 gmole

Combustion

Une combustion est la reacuteaction chimique complegravete ou partielle du carbone et de lhydrogegravene

des combustibles usuels par oxydation de loxygegravene

La combustion vive donne naissance agrave une flamme par reacuteaction en chaicircne entretenue dune

maniegravere plus ou moins limiteacutee par lapport de combustible ou de comburant

Cette reacuteaction produit une combustion exothermique cest-agrave-dire

- qui deacutegage de la chaleur

- elle produit du CO2

- de leau

- dautres composeacutes plus ou moins agressif

La stœchiomeacutetrie (du grec lsquolsquostoikheionrsquorsquo eacuteleacutement et lsquolsquometronrsquorsquo mesure) deacutesigne lrsquoeacutetude des

proportions ideacuteales drsquoeacuteleacutements qui autorisent une reacuteaction chimique complegravete lsquolsquoproprersquorsquo et

sans gaspillage

Equations stœchiomeacutetriques des combustions complegravetes

Pour le gazole

C16H34 + 24 O2 rarr 16 CO2 + 17 H2O + Q

- 219 gr de gazole consomment 532 litres drsquooxygegravene

- agrave 21 drsquoO2 dans lrsquoair donc 2533 litres drsquoair

- Donc 1 kg de gazole consomme 116 m3 drsquoair agrave 29 kg au m3

- La masse du meacutelange est donc de 3374 kg

Le carburant le plus utiliseacute est du gasoil drsquoindice de ceacutetane

La composition eacuteleacutementaire de 1 kg de gas-oil est

Carbone C = 087

Hydrogegravene H = 0126

Oxygegravene O = 0004

Azote N Soufre S vapeur drsquoeau W en faible quantiteacute

Pouvoir calorifique infeacuterieur PCI

PCI = 8140C + 30 000H + 2600(S - O) - 600(9H + W) [kcalkg]

PCI = 3391C + 1256H - 1089(S-O) ndash 251(9H+W) [MJkg]

33 Quantiteacute theacuteorique drsquoair a la combustion du gas-oil

Les lois de la stœchiomeacutetrie appliqueacutees agrave la combustion des hydrocarbures nous montrent

que pour bruler

1 kg de gazole il faut disposer drsquoenviron 146 kg drsquoair soit environ

- 112 kg drsquoN2

- 34 kg drsquoO2

La reacuteaction produit environ

- 112 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 32 kg CO2

- 12 kg drsquoH2O

1 kg drsquoessence il faut disposer drsquoenviron 153 kg drsquoair soit environ

- 118 kg drsquoN2

- 035 kg drsquoO2

La reacuteaction produit environ

- 118 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 31 kg de CO2

- 14 kg drsquoH2O

1 kg de GPL il faut disposer drsquoenviron 156 kilogrammes drsquoair soit environ

- 12 kg drsquoN2

- 036 kg drsquoO2)

La reacuteaction produit environ

- 12 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 3 kg de CO2

- 16 kg drsquoH2O

La quantiteacute theacuteorique drsquoair neacutecessaire pour assurer la combustion complegravete du gasoil il faut

avoir

[kg drsquoairkg]

minus+

= OHCL 8

3

8

230

10

[kmol drsquoairkg]

minus

+

=

32412210

10

OHCL

34 Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil

Une stœchiomeacutetrie parfaite est toujours difficile agrave garantir mecircme en laboratoire notamment agrave

cause de la contamination de lrsquoair ou des composants utiliseacutes dans les expeacuteriences mais on

peut srsquoen approcher

Il en va tout autrement srsquoagissant de la combustion des carburants dans le cadre du

fonctionnement drsquoun moteur

En effet non seulement le carburant peut preacutesenter des diffeacuterences de composition selon les

pays et les distributeurs mais en plus la masse drsquoair introduite dans le moteur varie en

permanence en fonction de la tempeacuterature ambiante et de la pression atmospheacuterique

Agrave cela il faut ajouter le fait que les moteurs ne fonctionnent jamais agrave des reacutegimes

tempeacuteratures et charges de travail constants et ideacuteals ce qui signifie qursquoil faut modifier en

temps reacuteel la quantiteacute de carburant injecteacutee dans les cylindres

Pour y remeacutedier on modifie la richesse ou lrsquoexcegraves drsquoair

Pour les moteurs Diesels lrsquoexcegraves drsquoair du meacutelange combustible doit ecirctre toujours supeacuterieur agrave

la limite drsquoapparition des fumeacutees deacutetermineacutee par λ cong 18 soit r = 055

Lr = λ Lo [kmole drsquoairkg combustible]

35 Quantiteacute des produits produit de combustion

Les produits de combustion sont les produits issus de la reacuteaction chimique entre un

carburant et un comburant ils srsquoappellent aussi gaz brucircleacutes ou fumeacutees

Lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie sont respecteacutees les gaz drsquoeacutechappement ne contiennent

que de lrsquoazote gazeux (N2) du dioxyde de carbone (CO2) et de lrsquoeau agrave lrsquoeacutetat de vapeur (H2O)

Ces corps existent en grandes quantiteacutes dans la nature ils sont chimiquement stables et sont

indispensables au maintien des eacutequilibres naturels ce ne sont donc pas des polluants

Mais que se passe-t-il lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie ne sont plus respecteacutees Pour

simplifier le problegraveme consideacuterons deux configurations opposeacutees

meacutelange riche (trop de carburant pas assez drsquoair) dans cette configuration certains

atomes qui constituent la moleacutecule drsquohydrocarbure ne trouvent pas de lsquolsquopartenaire

oxygegravenersquorsquo en nombre suffisant puisque lrsquoair manque ils ne sont donc pas oxydeacutes

complegravetement et se retrouvent dans les gaz drsquoeacutechappement sous forme de particules

carboneacutees drsquohydrocarbures imbrucircleacutes (symbole chimique HC) ou de monoxyde de

carbone (symbole chimique CO) gaz qursquoil ne faut surtout pas confondre avec le CO2

lrsquoun est tregraves toxique lrsquoautre pas du tout

meacutelange pauvre (peu de carburant trop drsquoair) dans cette configuration un excegraves

drsquoair (crsquoest toujours le cas lorsque le moteur est suralimenteacute) fortement comprimeacute agrave

haute tempeacuterature (crsquoest particuliegraverement le cas des moteurs diesel) peut entraicircner la

formation de monoxyde drsquoazote (symbole chimique NO) suite agrave une reacuteaction entre

lrsquooxygegravene (O2) et lrsquoazote (N2) Une fois expulseacute le monoxyde drsquoazote preacutesente la

particulariteacute de se transformer spontaneacutement en dioxyde drsquoazote (symbole chimique

NO2) au contact de lrsquoair geacuteneacuterant au passage une mutation de lrsquooxygegravene

atmospheacuterique en ozone (symbole chimique O3) Ces deux gaz sont tregraves toxiques pour

les organismes vivants

C

nCO2 = [kmolekg]

12

H

nHO2 = [kmolekg]

2

nO2 = 021 x (λ-1) x Lo [kmolekg]

nN2 = 079 x λ x Lo [kmolekg]

36 Quantiteacute totale des produits de combustion

nTotal = nCO2 + nHO2 + nO2 + nN2 [kmolekg]

37 Puissance nominale

Vous avez surement deacutejagrave feuilleteacute le catalogue drsquoun grand constructeur automobile

Chaque modegravele y est deacuteclineacute en plusieurs versions les diffeacuterences portant essentiellement sur

la puissance du moteur

Le choix est vaste et on srsquoy perd

80 ch 100 ch 120 ch 150 chhellip

Que signifient reacuteellement ces chiffres

Agrave quoi sert la puissance

Comment la mesure-t-on

Quelle est la relation entre la puissance et la vitesse

Voici quelques eacuteleacutements de reacuteponses

Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale la puissance deacutesigne la production la consommation ou la

transformation drsquoeacutenergie par uniteacute de temps

Pour une automobile cette eacutenergie est drsquoabord de nature chimique (combustion du carburant)

puis de nature cineacutetique (acceacuteleacuteration et vitesse sur route horizontale) ou gravitationnelle

(route en deacutecliviteacute)

La puissance drsquoun moteur thermique se rapporte donc agrave lrsquoeacutenergie deacutelivreacutee par uniteacute de temps

mais aussi agrave lrsquoeacutenergie consommeacutee sous forme de carburant dans le mecircme temps

On ne peut jamais mesurer la puissance on ne peut que la calculer en combinant les valeurs

de la charge moteur et de la vitesse de rotation releveacutees sur un banc de puissance

Banc drsquoessai moteur

Passer un moteur au banc consiste drsquoabord agrave lrsquoaccoupler agrave un disque eacutequipeacute drsquoun

- frein

- compte-tours

Une fois le moteur lanceacute agrave plein reacutegime lrsquoopeacuteration consiste agrave actionner progressivement le

frein jusqursquoagrave ce que la vitesse de rotation du moteur soit stabiliseacutee la commande des gaz

restant grande ouverte

En effet une vitesse stabiliseacutee signifie que le couple moteur est alors exactement eacutegal au

couple de freinage

il suffit donc de mesurer lrsquointensiteacute de la force de freinage pour en deacuteduire la valeur du couple

moteur

Autrement dit ce qursquoon appelle agrave tort un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo ne sert qursquoagrave mesurer le couple

moteur et la maniegravere dont il eacutevolue en fonction de la vitesse de rotation

In fine la puissance reacutesulte drsquoun calcul crsquoest le produit de ces deux grandeurs

F N

Pf =

10 000

Ougrave

F charge [N]

N = reacutegime de rotation [trmn]

38 Puissance corrigeacutee

Pfc = Pf f

Avec

f Facteur de correction tenant compte de la tempeacuterature et de la pression ambiante f

= 1085

Tamb = 27 [degC] Diagramme de conversion

f = 1085

Pamb = 719 [mmHg]

39 Consommation speacutecifique

La consommation speacutecifique du moteur est la quantiteacute de carburant (Cs) utiliseacutee pour produire

un travail T donneacute

(3600 v Ps )

Cs = [gkWh]

(t Pf)

Ou

v volume du gas-oil agrave consommer [cm3]

Ps poids speacutecifique du gasoil [grcm3]

t temps de consommation [s]

Pf puissance au frein [kW]

310 Consommation speacutecifique corrigeacutee

Csc = (3600 v Ps ) (t Pfc)

Ou

Pfc puissance corrigeacutee

311 Couple moteur

Quelles sont les caracteacuteristiques essentielles drsquoun veacutehicule agrave moteur

Les services marketing le savent crsquoest la puissance et la vitesse maximale qui au premier

abord focalisent lrsquoattention du public car ce sont les donneacutees les plus valorisantes pour

lrsquoacheteur

Mais pour le technicien comme pour le conducteur aviseacute crsquoest

- la masse de la voiture

- son couple moteur

- le reacutegime auquel il est disponible

qui sont les donneacutees essentielles car elles conditionnent le comportement du veacutehicule en

situation reacuteelle le service qursquoil peut rendre et son prix de revient

Le terme de lsquolsquocouplersquorsquo vient de ce qursquoil associe deux grandeurs

- une force crsquoest la pression que les gaz exercent sur les pistons

- un bras de levier crsquoest la longueur des manetons du vilebrequin

On utilise pour cela un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo qui est un appareil eacutequipeacute drsquoun compte-tours et

drsquoun frein

La valeur du couple moteur deacutepend de lrsquoaptitude drsquoun moteur agrave introduire dans les cylindres

un meacutelange air-carburant parfaitement homogegravene et surtout de sa capaciteacute agrave en tirer le

maximum drsquoeacutenergie au moment de la combustion

Le couple moteur est toujours relativement modeste agrave bas reacutegime il atteint sa valeur

maximale aux reacutegimes intermeacutediaires pour deacutecroicirctre ensuite inexorablement au fur et agrave

mesure que la vitesse de rotation augmente comme si le moteur finissait par srsquoasphyxierhellip

Tant que le moteur fonctionne dans sa plage de reacutegime de couple maximum la consommation

de carburant la pollution de lrsquoenvironnement et donc le prix de revient du kilomegravetre parcouru

se maintiennent aux valeurs les plus basses dont le veacutehicule est capable

Pour toutes ces raisons il est preacutefeacuterable que le couple maximum soit deacutelivreacute agrave un reacutegime pas

trop eacuteleveacutehellip

30PN 1000

CN = [Nm]

N π

Ou

PN Puissance nominale [kW]

N Vitesse de rotation [trmn]

312 Couple corrigeacutee

30Pfc 1000

Cc = [Nm]

N π

Ou

Pf Puissance corrigeacutee [kW]

4 Bilan thermique des moteurs

Que devient lrsquoeacutenergie libeacutereacutee par la combustion

Elle apparaicirct sous deux formes distinctes

Chaleur crsquoest la mecircme que celle qursquoon peut ressentir devant nrsquoimporte quel

brasier Lrsquoeacutechauffement drsquoun moteur dit lsquolsquothermiquersquorsquo est donc un pheacutenomegravene

normal Heacutelas cette chaleur ne sert agrave rien sinon agrave chauffer lrsquohabitacle elle est

donc voueacutee agrave se disperser dans lrsquoenvironnement

Mouvement crsquoest ce dont on a besoin pour faire avancer la voiture Dans le

cas drsquoun moteur drsquoautomobile la pression des gaz dans la chambre de

combustion provoque le mouvement des pistons et la rotation du vilebrequin

signe tangible qursquoune autre partie de lrsquoeacutenergie libeacutereacutee srsquoest manifesteacutee sous

forme de mouvement (4)

Comment distinguer ces deux formes drsquoeacutenergie

En calculant le rendement du moteur ou plus exactement son bilan thermique

En effet le rendement se deacutefinit comme

eacutenergie reacutecupeacutereacutee

Rendement =

eacutenergie consommeacutee

Dans le cas drsquoun moteur

lrsquoeacutenergie reacutecupeacutereacutee est celle mesureacutee en bout de vilebrequin sur un banc de puissance

exprimeacutee en kilowattheure [kW]

lrsquoeacutenergie consommeacutee correspond agrave la masse de carburant brucircleacutee (exprimeacutee drsquoabord en

kilogrammes puis convertie en joules)

Le reacutesultat est une grandeur sans dimension

Si on fait un bilan thermique dans un moteur de combustion interne

QT = Qe + Qr + Qra + Qa + Qres + Qge

- QT Flux de chaleur deacutegageacute si on brucircle tout le combustible

- Qe Flux de chaleur transformeacutee en puissance effective

- Qr Flux de chaleur eacutevacueacute au liquide de refroidissement

- Qge Flux de chaleur perdu avec les gaz deacutechappement

- QP Flux de chaleur perdu (par rayonnement vers lrsquohuile agrave cause de la combustion

incomplegravete frottements etc)

Scheacutema de la conversion et des pertes thermique dans un moteur

Si on fait un bilan des pertes de chaleur pour prendre en compte ougrave elles se produisent on

trouve

41 Chaleur totale introduite dans le moteur par la combustion

Eacutenergie brute libeacutereacutee par la combustion du carburant

Gazole 443 MJkg-1 (374 MJl-1 )

Essence 469 MJkg-1 (356 MJl-1 )

GPL 487 MJkg-1 (268 MJl-1 )

Eacutenergie nette libeacutereacutee par la combustion du carburant

Gazole 417 MJkg-1 (352 MJl-1 )

Essence 437 MJkg-1 (332 MJl-1 )

GPL 451 MJkg-1 (248 MJl-1 )

(PCI Csh)

QT =

36

Calcul de la consommation horaire

- PCI pouvoir calorifique inferieur [kJkg]

- Csh consommation speacutecifique horaire [kgh]

42 Chaleur eacutequivalente au travail effectif par uniteacute de temps

Qe = 1000 Pf [Js]

Sachant que

- Pf puissance au frein [W]

43 Chaleur transmise au systegraveme de refroidissement

Cette chaleur est donneacutee par la formule suivante

C i D(1+2m ) Nm

Qr = [Js]

λ Avec

- C Coefficient de proportionnaliteacute dont la valeur pour les moteurs agrave 4 temps varie

dans la plage [045 divide 0 53]

- i Nombre de cylindres

- D Aleacutesage du cylindre

- N freacutequence de rotation du vilebrequin

- m Exposant empirique dont la valeur pour les moteur agrave 4 temps est limiteacutee par

lrsquointervalle [06 divide 07 ]

- λ Coefficient drsquoexcegraves drsquoair

44 Chaleur emporteacutee par les gaz drsquoeacutechappement

Csh

Qge = [nt(mcp)tr (Tr-273 ) - Lr(mcp)t2 (T2- 273)]

36 Avec

- L Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil [kmole drsquoairkg de

combustible]

- nt Quantiteacute totale des produits de combustion [kmolekg]

- Tr Tempeacuterature des gaz drsquoeacutechappement [K]

- T2 Tempeacuterature de lrsquoair a lrsquoentreacutee du moteur [K]

- Csh Consommation massique de gas-oil horaire [kgh]

- (mcp)tr ( mcp)t2 sont respectivement la capaciteacute calorifique molaire moyenne agrave

pression constante des gaz reacutesiduels et de lrsquoair admis

45 Autres pertes de chaleur

QP = QT - (Qe + Qr + Qge)

Chapitre 8

Identification du

veacutehicule

Vehicle Identification Number

Le code VIN - Vehicle Identification Number - est un code alphanumeacuterique unique qui est

donneacute agrave chaque veacutehicule automobile depuis 1950

Il apparaicirct sur le chacircssis du veacutehicule

ainsi que sur le moteur et dans

lordinateur de bord

Lanceacute dans une forme simplifieacutee en

1950 par les constructeurs ameacutericains

ce code passera aux 17 caractegraveres

actuels en 1980

Le numeacutero inscrit sur la carte grise

dans la zone laquo numeacutero dans la seacuterie

du type raquo correspond bien agrave celui

figurant sur la voiture Passat IV B ndash 2000 (=B55 ou =Typ 3BG ou = VI) Dapregraves le VIN cest une 3B et le E correpond agrave la version Sport 212130 serait le numeacutero de seacuterie du cassis

Ce numeacutero dans la seacuterie du type est parfois appeleacute numeacutero de seacuterie ou numeacutero de chacircssis

mais son appellation officielle est

Numeacutero drsquoIdentification du Veacutehicule

(NIV ou Vehicle Identification Number VIN en anglais) et regroupe

laquo Type raquo et laquo N dans la seacuterie du type raquo

Cette normalisation preacutevoit entre autres que le NIV doit avoir une

Longueur de 17 caractegraveres

et peut ecirctre diviseacute en 3 sections

bull Les 3 premiers caractegraveres sont reacuteserveacutes agrave

Identification Mondiale du Constructeur

WMI World Manufacturer Identification (anglais)

Suivant cette codification chaque constructeur est identifieacute mondialement avec parfois des

variations suivant le pays ougrave se trouve lrsquousine de fabrication

A titre drsquoexemple la codification de - Renault est VF1

- Peugeot est VF3

- Citroeumln est VF7

Les 03 premiers caractegraveres didentification du constructeur

(WMI)

On distingue les constructeurs qui fabriquent plus de 500 exemplaires par an des autres

Un constructeur dont la production est infeacuterieure agrave 500 veacutehicules par an utilise 9

caractegraveres les autres 14

Certains constructeurs utilisent le 3egraveme caractegravere pour une cateacutegorie de veacutehicules comme les

bus ou les camions comme par exemple

bull le code Ameacuterique du Nord 1G attribueacute agrave General Motors se deacutecompose en

- 1G1 pour Chevrolet

- 1G2 pour Pontiac et

- 1GC pour Chevrolet camions

bull le code Italie F attribueacute agrave Fiat se deacutecompose en

- FA pour Fiat Auto et

- FC pour Fiat VI

Le premier caractegravere WMI correspond au code du pays dans lequel lusine du constructeur est

implanteacutee Exemple

- ZFA Fiat Auto Italie

- SUF Fiat Auto Pologne

- 8AF Fiat Auto Argentine

- NRT Tofas-Fiat Auto Turquie

- 9BD Fiat Automoveicircs Breacutesil

bull Les 6 caractegraveres suivants sont consacreacutes agrave la

Section de Description du Veacutehicule

VDS Vehicle Description Section (anglais)

ougrave lrsquoon va trouver une codification du type eacutelaboreacutee par le constructeur PSA et Renault

utilisent dans cette zone ce que lrsquoon appelait autrefois le type mines

bull Enfin les 8 derniers caractegraveres constituent la

Section drsquoIdentification du Veacutehicule

VIS Vehicle Identification Section en anglais

Il srsquoagit drsquoun numeacutero seacutequentiel attribueacute au veacutehicule et ce dans le type et pour le constructeur

concerneacute

Emplacement du VIN

Afin de veacuterifier la concordance entre ce numeacutero se trouvant sur la carte grise et celui

figurant sur la voiture

il faut savoir que ce numeacutero peut ecirctre trouveacute agrave 2 ou 3 endroits du veacutehicule suivant les cas sur

chacircssis du veacutehicule plaque constructeur derriegravere le pare brise

Cette derniegravere option nrsquoest pas obligatoire mais de plus en plus les constructeurs europeacuteens

en eacutequipent leurs modegraveles les plus reacutecents Pour connaicirctre lendroit ougrave se trouve ce numeacutero

reportez-vous au manuel dutilisation du veacutehicule ou adressez-vous agrave un concessionnaire de la

marque

Le NIV se trouvant sur le chacircssis doit ecirctre

- frappeacute agrave lrsquoaide de poinccedilons ou

- graveacute sur une piegravece essentielle de la voiture

En geacuteneacuteral faisant partie de la caisse ou du chacircssis de maniegravere agrave ce quil ne puisse seffacer

accidentellement ou salteacuterer

Il doit ecirctre placeacute de maniegravere visible sans qursquoun deacutemontage ne soit neacutecessaire

Pour ce qui est de sa localisation il doit impeacuterativement se situer dans la partie droite du

veacutehicule et lrsquoexpeacuterience montre que dans 80 agrave 85 des cas ce NIV se trouve

- dans la partie droite ou centrale du compartiment moteur

- aux environs immeacutediats du siegravege passager avant droit

La plaque constructeur sur laquelle figure eacutegalement le NIV est

- soit une plaque aluminium de couleur argenteacutee ou noire

- soit une eacutetiquette adheacutesive qui peut ecirctre noire blanche ou translucide

Cette plaque constructeur se trouve en geacuteneacuteral

- dans le compartiment moteur

- sur le pied de porte avant droit

- dans le coffre

Enfin le NIV optionnel qui peut se trouver derriegravere le pare-brise est visible agrave travers une

petite fenecirctre en bas agrave gauche et donc coteacute conducteur

Evolution du code VIN en fonction des types

Mercedes W201

Mercedes W202

Mercedes W203

Mercedes W204

Composition du code

Les veacutehicules modernes qui sont reacutefeacuterenceacutes avec des codes VIN sont identifiables par un

systegraveme baseacute sur la norme ISO Organisation internationale de normalisation

- ISO 3779 de 1979 et

- ISO 3780 de 1980

Avant-propos

LISO (Organisation internationale de normalisation) est une feacutedeacuteration mondiale

dorganismes nationaux de normalisation (comiteacutes membres de lISO)

1 Domaine dapplication

La preacutesente Norme internationale speacutecifie le contenu et la structure dun numeacutero

didentification des veacutehicules (VIN) permettant dassurer agrave leacutechelle mondiale un systegraveme

uniforme de numeacuterotation pour lidentification des veacutehicules routiers

La preacutesente Norme internationale sapplique aux veacutehicules agrave moteur aux veacutehicules tracteacutes

aux motocycles et aux cyclomoteurs deacutefinis dans lISO 3833

3 Termes et deacutefinitions

31 Numeacutero didentification dun veacutehicule VIN

Combinaison structureacutee de caractegraveres attribueacutee agrave un veacutehicule par son constructeur en vue de

son identification

32 Code didentification mondiale du constructeur WMI

Premiegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui deacutesigne le constructeur du

veacutehicule et qui est assigneacutee agrave un constructeur de veacutehicules afin de permettre lidentification

dudit constructeur

33 Descripteur VDS

Deuxiegraveme section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui donne une information sur les

caracteacuteristiques geacuteneacuterales du veacutehicule

34 Indicateur VIS

Troisiegraveme et derniegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui constitue une

combinaison de caractegraveres attribueacutes par le constructeur pour distinguer un veacutehicule dun autre

veacutehicule

35 Constructeur

Personne entreprise ou socieacuteteacute qui deacutelivre le certificat de conformiteacute ou qui deacutemontre la

conformiteacute et assume la responsabiliteacute du produit pour un veacutehicule precirct agrave ecirctre mis en service

indeacutependante de lemplacement de lusine de montage

36 Anneacutee

Anneacutee calendaire pendant laquelle le veacutehicule est produit ou anneacutee du modegravele du veacutehicule

deacutetermineacutee par le constructeur

37 Seacuteparation

Symbole caractegravere ou bordure mateacuterielle qui peut ecirctre utiliseacute pour seacuteparer les sections du

numeacutero didentification dun veacutehicule ou pour deacutefinir ses limites

Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee

Code

1971 1 1980 A 1992 N 2001 1 2010 A

1972 2 1981 B 1993 P 2002 2 2011 B

1973 3 1982 C 1994 R 2003 3 2012 C

1974 4 1983 D 1995 S 2004 4 2013 D

1975 5 1984 E 1996 T 2005 5 2014 E

1976 6 1985 F 1997 V 2006 6 2015 F

1977 7 1986 G 1998 W 2007 7 2016 G

1978 8 1987 H 1999 X 2008 8 2017 H

1979 9 1988 J 2000 Y 2009 9 2018 J

1989 K 2019 K

1990 L 2020 L

1991 M 2021 M

Quelques diffeacuterences existent pour la codification des tregraves petites seacuteries

Standard 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1

5

1

6

1

7

ISO 3779

Code

constructeu

r-WMI

Composition du

veacutehicule Code veacutehicule-VIS

Union

Europeacuteen

ne

amp

Ameacuterique

du Nord

plus de 500

veacutehiculesan

Code

constructeu

r-WMI

Compositio

n du

veacutehicule

Code

eacutequipeme

nt du

veacutehicule

Code

Anneacutee

Modegravel

e

Code

Veacutehicul

e

Numeacutero progressif

seacuterie

Union

Europeacuteen

ne

amp

Ameacuterique

du Nord

moins de 500

veacutehiculesan

WMI

Compositio

n du

veacutehicule

Code

eacutequipeme

nt du

veacutehicule

Code

Anneacutee

Modegravel

e

Code

Veacutehicul

e

Code

constructeu

r-WMI

Numeacutero

progressi

f seacuterie

Exemple de code VIN

Poinccedilon Peugeot VF3 741 A4 7F535G815 Poinccedilon Peugeot

- Poinccedilon Peugeot - Code constructeur WMI (03)

1 VF (Europe S-Z France VF-VR)

3 3 (Peugeot)

- Type au mines (06)

4-6 741 (Composition du veacutehicule)

7 (306)

4 (04 portes)

1 ou A (Moteur D1768 cc)

7-8 A4 (type de veacutehicule coupe cabriolet etc)

9 7 (Code eacutequipement du veacutehicule)

- Anneacutee modegravele (01)

10 F (1985)

- Code VIS (07)

11 5 (code usine chiffre ou lettre selon les constructeur)

12-17 35G815 (numeacutero dans la seacuterie du type)

Poinccedilon Peugeot

WAUZZZ8GZPA001181

Codes pays

AndashH = Afrique JndashR = Asie SndashZ = Europe

1ndash5 =

Ameacuterique

du Nord

6ndash7 =

Oceacuteanie

8ndash9 =

Ameacuterique

du Sud

AA-AH Afrique

du Sud

AJ-AN Cocircte

dIvoire

AP-A0 non

attribueacute

BA-BE Angola

BF-BK Kenya

BL-BR Tanzanie

BR Algeacuterie

BS-B0 non

attribueacute

CA-CE Benin

CF-CK

Madagascar

CL-CR Tunisie

CS-C0 non

attribueacute

DA-DE Egypte

DF-DK Maroc

DL-DR Zambie

DS-D0 non

attribueacute

(probable

Algerie)

EA-EE Ethiopie

EF-EK

Mozambique

EL-E0 non

attribueacute

FA-FE Ghana

FF-FK Nigeria

FF-FK

Madagascar

FL-F0 non

attribueacute

GA-G0 non

attribueacute

HA-H0 non

attribueacute

JA-J0 Japon

KA-KE Sri

Lanka

KF-KK

Israel

KL-KR

Coreacutee du Sud

KS-K0 non

attribueacute

LA-L0 Chine

MA-ME Inde

MF-MK

Indoneacutesie

ML-MR

Thaiumllande

MS-M0 non

attribueacute

NF-NK

Pakistan

NL-NR

Turquie

NS-N0 non

attribueacute

PA-PE

Philippines

PF-PK

Singapour

PL-PR

Malaysie

PS-P0 non

attribueacute

RA-RE

Emirat

Arabes Unis

RF-RK

Taiwan

RL-RR

Vietnam

RS-R0 non

attribueacute

SA-SM

Grande

Bretagne

SN-ST

Allemagne

SU-SZ

Pologne

S1-S0 non

attribueacute

TA-TH Suisse

TJ-TP

Reacutepublique

Tchegraveque

TR-TV

Hongrie

TW-T1

Portugal

T2-T0 non

attribueacute

UA-UG non

attribueacute

UH-UM

Danemark

UN-UT Irlande

UU-UZ

Roumanie

U1-U4 non

attribueacute

U5-U7

Slovaquie

U8-U0 non

attribueacute

VA-VE

Autriche

VF-VR France

VS-VW

Espagne

VX-V2

Yougoslavie

V3-V5 Croatie

V6-V0 Estonie

WA-W0

1A-10 Etats

Unis

2A-20

Canada

3A-3W

Mexique

3X-37 Costa

Rica

38-30 non

attribueacute

4A-40 Etats

Unis

5A-50 Etats

Unis

6A-6W

Australie

6X-60 non

attribueacute

7A-7E

Nouvelle

Zeacutelande

7F-70 non

attribueacute

8A-8E

Argentine

8F-8K Chili

8L-8R

Equateur

8S-8W

Peacuterou

8X-82

Veacuteneacutezueacutela

83-80 non

attribueacute

9A-9E Breacutesil

9F-9K

Colombie

9L-9R

Paraguay

9S-9W

Uruguay

9X-92

Trinidad amp

Tobago

93-99 Breacutesil

90 non

attribueacute

Allemagne

XA-XE

Bulgarie

XF-XK Gregravece

XL-XR Pays

Bas

XS-XW Russie

XX-X2

Luxembourg

X3-X0 Russie

YA-YE

Belgique

YF-YK

Finlande

YL-YR Malte

YS-YW Suegravede

YX-Y2

Norvegravege

Y3-Y5

Bielorussie

Y6-Y0 Ukraine

ZA-ZR Italie

ZS-ZW non

attribueacute

ZX-Z2

Sloveacutenie

Z3-Z5 Lituanie

Z6-Z0 non

attribueacute

Chapitre 9

Organisation du

garage

1 Introduction

Un atelier de reacuteparation automobile plus communeacutement

appeleacute

garage

est une structure speacutecialiseacutee dans lentretien courant et la

reacuteparation des veacutehicules automobile

Un petit atelier de garagiste en

Nouvelle-Galles du Sud (Australie)

laquo Garagiste raquo est un terme geacuteneacuterique deacutesignant une personne travaillant dans un garage et

peut sappliquer agrave tous les meacutetiers de lentretien automobile

- meacutecanicien

- carrossier

- peintre en carrosserie

- vendeur etchellip

Un garage peut faire office de station-service tandis que

bon nombre de ces derniegraveres principalement deacutedieacutees agrave la

distribution de carburant proposent un service basique

de laquo garage raquo permettant lentretien courant du veacutehicule

et les reacuteparations mineures

Certains garages en outre proposent un service de vente

de veacutehicules Garage Citroeumln agrave Constantine

au debut du XX siegravecle (Algeacuterie)

Il existe des concessionnaires et des garagistes indeacutependants

2 Histoire

Les ateliers de reacuteparation ont fait leur apparition et se sont multiplieacutes de par le monde en

mecircme temps que lautomobile a commenceacute agrave se banaliser agrave compter du deacutebut du XXe siegravecle

passant du statut de curiositeacute tregraves oneacutereuse agrave celui de bien de grande consommation -

progressivement accessible au plus grand nombre ( FORD T)

Laugmentation du parc installeacute a constitueacute lopportuniteacute de creacuteer un nouveau modegravele

eacuteconomique axeacute sur ce nouveau mode de transport

Tandis que les pays industrialiseacutes sadaptaient agrave lautomobile en

- seacutecurisant et regraveglementant son emploi

- deacuteveloppant un reacuteseau de routes adapteacute

le besoin en points dentretien deacutedieacutes est alleacute croissant et les laquo garages raquo ont commenceacute agrave se

multiplier au bord des routes et dans les agglomeacuterations

3 CHOIX DE LIMPLANTATION

Limplantation dun garage en centre-ville ou en bordure de ville implique avantages et

inconveacutenients quelque soit le cas Critegraveres de choix

- Trafic

- Publiciteacute

- Faciliteacute daccegraves

- Coucirct du terrain

- Superficies possibles

- Frais fixes

4 REacutePARTITION DES SURFACES

La reacutepartition ideacuteale des surfaces est de

- 13 bacircti

- 23 non-bacircti

a) SURFACES NON-BATIES Elles sont essentiellement constitueacutees

- Aires de stationnement Clients magasin de PR

- veacutehicules en attente de reacuteparation

- veacutehicules clients reacutepareacutes

- veacutehicules neufs et occasions

- veacutehicules du personnel

- veacutehicules visiteurs ex repreacutesentants deacutepanneuse bennes agrave deacutechets

b) SURFACES BATIES Les locaux doivent ecirctre

- spacieux

- bien eacuteclaireacutes

- ventileacutes

- chauffeacutes

- daccegraves facile

Il faut preacutevoir

Piegraveces agrave usage de bureau

- 6msup2 par personne

Reacuteception et daccueil des clients

- sa localisation doit ecirctre eacutevidente

Salle dattente clients

- spacieuse

- confortable

- agreacutementeacutee

- documenteacutee

- eacutequipeacutee

- eacuteclaireacutee

- peinte toujours en blanc mat

Magasin de Piegraveces de Rechange plusieurs accegraves seacutepareacutes

- clients

- meacutecaniciens

- agents

Atelier de reacuteparation plusieurs zones

- reacuteparations rapides

- interventions longues

- carrosserie

- peinture

- eacutelectriciteacute

- mise au point etc

Piegraveces annexes

- deacutechets

- aire de lavage

- compresseurs

- vestiaires personnels

- sanitaires etc

5 LES MATEacuteRIELS

a) GROS MATEacuteRIELS

Stations de lavage Stations de vidange graissage Station de controcircle de geacuteomeacutetrie

des trains roulants

Montage et eacutequilibrage de pneumatiques Station de diagnostic Station de controcircles

Electriciteacute

Mateacuteriels de manutention (grues crics) ponts eacuteleacutevateurs

b) PETITS MATEacuteRIELS

Outillages speacutecialiseacutes Outillages individuels

6 LES PERSONNELS

La hieacuterarchie se compose de 2 cateacutegories

a) ENCADREMENT

Directeur geacuteneacuteral Directeur commercial Directeur technique

Directeur financier

b) EXEacuteCUTION

Secreacutetaires de direction Secreacutetaires dadministration de commerce et de gestion-finance

Chef deacutequipe Reacuteceptionnaire Preacuteparateurs

Meacutecaniciens Magasiniers Vendeurs

a EXEMPLE DAMEacuteNAGEMENT DUN GARAGE AUTOMOBILE

a) RDC

b) Etage Bureaux et administration

b ORGANISATION DUNE ENTREPRISE DE REacutePARATION

AUTOMOBILE

a) OBJECTIF DE LENTREPRISE

Accroicirctre la productiviteacute

- en structurant les ateliers

- en deacutefinissant avec preacutecision les tacircches de chacun des personnels afin quelles

ne se chevauchent pas

b) ORGANIGRAMME DUNE ENTREPRISE STRUCTUREacuteE

- Un responsable par secteur assure la liaison avec le chef dentreprise qui controcircle tous

les secteurs

- Chaque secteur est autonome

- Limportance des activiteacutes de reacuteparation permet de subdiviser le travail sous la

responsabiliteacute de plusieurs reacuteceptionnaires ainsi que plusieurs chefs deacutequipe

c FONCTIONS DES DIFFEacuteRENTS PERSONNELS AU SEIN DE

LENTREPRISE

a) LE CHEF DENTREPRISE

Il deacutefinit les objectifs et les prioriteacutes de lentreprise en assurant le controcircle de tous

les secteurs

b) LE CHEF DATELIER

- Il est responsable du fonctionnement des ateliers et de la formation des

employeacutes

- Il coordonne tous les services

c) LE REacuteCEPTIONNAIRE

- accueil le client

- deacutefinie la nature des travaux agrave effectuer

- eacutetablie eacuteventuellement un devis

- preacutecise les deacutelais de reacuteparation

Si le client est daccord

- reacutedige et fait signer LOR quil remplit avec rigueur (ex eacutetat du veacutehicule

carburant accessoires)

- charge le planning de latelier

Apregraves les travaux

- rend le veacutehicule apregraves paiement de la facture

d) LE CHEF DEacuteQUIPE

Il reacutepartit le travail et prend les deacutecisions au niveau de la reacuteparation

e) LES COMPAGNONS

Ce sont les exeacutecutants des reacuteparations

f) LE MAGASINIER

Il approvisionne latelier en piegraveces de rechange et assure le service clientegravele

g) SERVICE FACTURATION

Reacutedaction des factures dapregraves lOR pointeacute par le chef deacutequipe

h) SERVICE COMPTABILITEacute

Il gegravere et reacutealise les bilans dexploitation

Chapitre 10

Devis

1 ORGANIGRAMME DrsquoUNE INTERVENTION

2 Deacutefinition

Un devis est une estimation des prix reacutealiseacutee avant lexeacutecution de travaux ou avant lachat

dun bien

Le DEVIS est une eacutevaluation la plus preacutecise possible du coucirct dune reacuteparation

Dans le cadre de son DEVOIR dinformation et dans le souci permanent de conserver des

relations claires avec le client le devis est devenu une deacutemarche indispensable

3 Enjeux dun devis

Lorsquun particulier ou une socieacuteteacute demande des devis aupregraves de plusieurs entreprises cela

permet de comparer les prix et les prestations fournies

Les Destinataires

- un client

- une compagnie dassurance ou cabinet dexpertise

bull Le Client Le devis permet dinformer le client Il est geacuteneacuteralement eacutetabli sans

deacutemontage meacutecanique Par conseacutequent le devis reste approximatif sachant quune

erreur supeacuterieure agrave 10 nest pas toleacuterable

bull Assurances ndash Experts Le devis est eacutetabli de maniegravere preacutecise pour permettre agrave

lassureur de prendre une deacutecision sur lopportuniteacute de la reacuteparation remise en eacutetat

ou mise en eacutepave lorsque la reacuteparation deacutepasse la valeur veacutenale du veacutehicule

Geacuteneacuteralement les devis sont gratuits

4 Deacutemarche dutilisation des devis

a) Ce que doit comporter un devis

Identification du prestataire qui reacutedige le devis

bull nom et raison sociale

bull adresse complegravete

bull teacuteleacutephone

bull teacuteleacutecopie

bull email et site internet

Identification de la personne qui a demandeacute le devis

bull nom preacutenom

bull adresse

bull teacuteleacutephone

Le mot devis doit ecirctre eacutecrit en gros

La date du devis

La liste des prix et le total

b) Ce quil faut preacuteciser dans un devis

bull La dureacutee de la validiteacute de loffre par exemple ce devis est valable entre 1 et 3 mois

selon le projet

5) Estimation

bull Lestimation consiste agrave eacutevaluer par preacutediction les coucircts et deacutelais des tacircches qui

constituent un projet agrave partir destimations dautres grandeurs comme la taille la

puissance ou la capaciteacute Le terme estimation deacutecrit aussi bien la fonction lopeacuteration

que le reacutesultat

6) Quelles sont les regravegles dun bon devis

- Un prix ferme

- une trace eacutecrite en cas de litigehellip

Tel est linteacuterecirct de disposer dun bon devis avant le deacutebut des travaux

Le bon devis doit comporter un certain nombre de mentions obligatoires notamment

- la somme globale agrave payer

- le deacutecompte deacutetailleacute des prestations et des produits utiliseacutes

- le nom et ladresse de lentreprise

- la dureacutee de validiteacute de loffre et lindication du caractegravere gratuit ou payant du

devis

Ces regravegles protegravegent de faccedilon satisfaisante le client

Des mentions suppleacutementaires

Pour autant rien ne lempecircche de demander au professionnel dajouter sur le devis dautres

mentions non obligatoires comme par exemple

- les modaliteacutes de regraveglement avec un eacutecheacuteancier preacutecis des paiements

- la date limite preacutevue pour la fin des travaux

- une peacutenaliteacute de retard par jour deacutepasseacute

Le client disposera ainsi de moyens de pression suppleacutementaires en cas de complicationhellip

Si la facture est plus eacuteleveacutee

Il arrive que le montant de la facture soit supeacuterieur agrave celui du devis alors que le client navait

pas donneacute son accord preacutealablehellip

Que faire

Commencer par veacuterifier si le devis ne comporte pas une clause de reacutevision du prix dans

certains cas expresseacutement preacutevus (ex hausse du coucirct de la main-dœuvre ou des matiegraveres

premiegraveres)

si cest le cas le professionnel a le droit de reacutepercuter cette hausse sur la facture

Agrave deacutefaut le client peut refuser de payer la diffeacuterence

Une simple lettre de reacuteclamation adresseacutee au professionnel en recommandeacute avec accuseacute de

reacuteception devrait suffire En cas deacutechec le client doit saisir la direction de la concurrence de

la consommation et de la reacutepression des fraudes du deacutepartement du professionnel

Chapitre 11

Bon de commande

Commande

Dans le commerce une commande est une intention soit

- verbale

- eacutecrite

dengager une transaction commerciale pour des produits ou services particuliers

Du point de vue de lacheteur elle exprime lintention dacheter et est appeleacutee une commande

dachat

Du point de vue du vendeur elle exprime lintention de vendre et elle se reacutefegravere agrave une

commande de vente

Dans beaucoup dentreprises les commandes sont utiliseacutees pour rassembler et rendre compte

des coucircts et des revenus selon des objectifs bien deacutefinis

Ensuite il est possible de montrer pour quels objectifs les deacutepenses ont eacuteteacute engageacutees

Eacutetapes dans les commandes commerciales

Commerce Action de lacheteur Action du vendeur

Acheteur qui deacutesire le

produit et vendeur qui

vend le produit

Recherche des vendeurs du produit Marketing et publiciteacute

Veacuterification du pricing

du produit disponibiliteacute

speacutecifications coucircts de

livraison

Demande de devis ou demande doffre Devis ou offre creacuteeacutes

Accord de transaction

entre acheteur et vendeur Enregistrement de la commande dachat

Enregistrement de la commande

de vente

Le produit est expeacutedieacute du

vendeur agrave lacheteur

Fiche demballage facture pro

forma pour certaines

expeacuteditions internationales

Lacheteur reccediloit le

produit du vendeur

La fiche demballage et le produit sont

compareacutes avec la commande dachat on

veacuterifie le bon conditionnement du

produit

Le vendeur envoie la

facture (comptabiliteacute) agrave

lacheteur

On fait correspondre la fiche demballage

avec la commande dachat et la facture

on enregistre lachat dans les comptes

financiers dans la comptabiliteacute

fournisseurs

On enregistre la vente dans les

comptes financiers dans la

comptabiliteacute clients

Lacheteur paie le

vendeur

Paiement en espegraveces par chegraveque ou

paiement eacutelectronique enregistrement

du paiement sur la commande dachat

Reacuteception des espegraveces du

chegraveque ou du paiement

eacutelectronique enregistrement du

paiement sur la commande de

vente

Page 4: Maintenance des parcs roulants Partie 2/3

1- LA DOCUMENTATION TECHNIQUE

Elle contient

- des informations techniques

- les proceacutedures de deacutemontage montage

- les proceacutedures de reacuteglage

- les proceacutedures de diagnostic

Ces renseignements aident le personnel de maintenance dans la

reacutealisation de ses tacircches

Chaque numeacutero consacre un dossier complet agrave leacutetude technique et

pratique dune automobile

Le modegravele choisi est geacuteneacuteralement un veacutehicule courant agrave leacutepoque de leacutedition de la revue

quelle que soit sa marque

Le dossier comprend

- la description deacutetailleacutee du veacutehicule

- les recommandations dentretien courant et laide pas agrave pas au deacutemontage et remontage

des principaux eacuteleacutements avec agrave lappui de nombreux scheacutemas

Le reste de la revue est consacreacutee selon les numeacuteros agrave

- loutillage

- leacutelectriciteacute

- les accessoires

- leacutevolution de certains modegraveles de veacutehicules etc

Geacuteneacuteralement en fin de document se trouve une feuille cartonneacutee deacutetachable nommeacutee

Fiche descriptive

retraccedilant les principales caracteacuteristiques du veacutehicule qui fait lobjet du dossier

Exemple drsquoexploitation drsquoune Revue Technique Automobile

- Preacutesentation drsquoune revue technique

- Page de garde

- Identification du veacutehicule

- Chapitre moteur

Chapitre 7

Moteurs

agrave combustion interne

Moteurs agrave allumage commandeacute (essence)

Introduction

Cest une deacuteflagration (explosion) qui se produit au sein de ces moteurs

Les moteurs agrave allumage commandeacute

neacutecessitent une eacutetincelle pour le

deacuteclenchement de la combustion du meacutelange

carburantair

Tous les moteurs utilisant comme carburant

de lessence ou de lalcool voire un gaz

(GPL) ou autre dont le deacuteclenchement de la

combustion est deacutependant dune source

deacutenergie externe (bougie trembleur)sont

appelles

Moteur Renault Energy 14 de la Symbol

laquo moteur agrave allumage commandeacute raquo

Le moteur agrave allumage commandeacute est eacutequipeacute dun systegraveme complet dallumage composeacute de

Bougies Bobine Rupteur Faisceau

Une bougie qui fait des eacutetincelles

Une bobine qui sert agrave geacuteneacuterer une haute tension neacutecessaire agrave la creacuteation de leacutetincelle

Un systegraveme de commande de lallumage (rupteur ou systegraveme eacutelectronique)

Un faisceau eacutelectrique

21 Constitution

Ces moteurs transforment leacutenergie potentielle chimique stockeacutee dans un

carburant en travail (eacutenergie meacutecanique) gracircce agrave des combustions tregraves

rapides dougrave le terme dexplosions

Ils sont constitueacutes dun ou plusieurs cylindres

confinant les combustions

Dans chaque cylindre un piston coulisse en un mouvement

rectiligne alternatif

Mouvement transformeacute en rotation par lintermeacutediaire dune bielle

reliant le piston au vilebrequin (assemblage de manivelles sur un axe)

Chaque cylindre est fermeacute par une culasse munie dau moins deux soupapes

- La premiegravere permet lalimentation en meacutelange airessence du cylindre par le Collecteur

dadmission

- Lautre leacutevacuation des gaz bruleacutes vers leacutechappement

Soupapes drsquoeacutechappement Soupapes dans leurs logement

22 Fonctionnement

Figure II1 Cycle quatre temps agrave allumage commandeacute

Son cycle (de fonctionnement) se deacutecompose analytiquement en quatre temps (ou phases)

Le mouvement du piston est initieacute par la combustion (augmentation rapide du volume des gaz) dun

meacutelange de carburant et dair (comburant) qui a lieu durant le temps moteur

Le moteur fonctionne degraves lors seul et produit un couple sur son arbre de sortie

1 admission dun meacutelange air et de carburant vaporiseacute preacutesent dans le conduit dadmission

meacutelange preacutepareacute par divers composants (carburateur ou systegraveme dinjection) ouverture de la

soupape dadmission et descente du piston ce dernier aspire ainsi ce meacutelange dans le cylindre

agrave une pression de -01 agrave -03 bar

2 compression du meacutelange fermeture de la soupape dadmission puis remonteacutee du piston qui

comprime le meacutelange jusquagrave 12 agrave 18 bars et 400 agrave 500 degC dans la chambre de combustion

3 combustion (deacutetente aux environs du point mort haut) moment ougrave le piston atteint son point

culminant et ou la compression est au maximum la bougie dallumage (connecteacutee agrave un

geacuteneacuterateur deacutelectriciteacute haute tension) produit une eacutetincelle la combustion rapide qui sensuit

constitue le temps moteur les gaz chauds agrave une pression moyenne de 40 bars repoussent le

piston initiant le mouvement

4 eacutechappement ouverture de la soupape deacutechappement et remonteacutee du piston qui chasse les

gaz brucircleacutes deacutetendus dans le collecteur deacutechappement laissant la place agrave une nouvelle charge

de meacutelange Un nouveau cycle recommence

23 Allumage eacutelectronique

Un allumage eacutelectronique est une eacutevolution de lallumage classique par batteriebobine des moteurs agrave

explosion

Il a consisteacute agrave remplacer aussi le meacutecanisme davance agrave lallumage par un systegraveme eacutelectronique (en

reacutealiteacute dans ce cas le systegraveme est reacutegleacute sur

pleine avance) et un retardateur eacutelectronique

introduit le retard neacutecessaire agrave la situation du

moteur

Introduit dans les anneacutees 1970 lallumage

eacutelectronique sest geacuteneacuteraliseacute sur de nombreuses

cateacutegories de moteurs (automobiles motos etc)

agrave partir des anneacutees 1980

Allumage eacutelectronique

24 Avantages et inconveacutenients du moteur agrave allumage commandeacute

bull Plus leacuteger

bull Plus vif

bull Plus silencieux

bull Cout moindre

25 Les pannes

Les pannes dallumage sont une des grandes causes dimmobilisation involontaire des veacutehicules agrave

moteur

bull Usure des rupteurs

bull Deacutereacuteglage du point davance

bull Usure ou grippage du systegraveme davance

26 Combustion

La combustion du meacutelange est une transformation chimique (oxydation vive) du carburant et de

loxygegravene

On utilise geacuteneacuteralement loctane comme moleacutecule permettant de deacutecrire une combustion de ce type

Eacutequation de la combustion de loctane

2 C8H18 + 25 O2 16 CO2 + 18 H2O + Q

2 Moteur Diesel

Principe

Fruit des travaux meneacutes par lingeacutenieur allemand Rudolf Diesel entre 1893 et 1897 le moteur Diesel

est un moteur agrave combustion interne dont lallumage nest pas commandeacute mais spontaneacute par

pheacutenomegravene dauto-inflammation

Il na donc pas besoin de bougies dallumage

Cela est possible gracircce agrave un tregraves fort taux de compression (rapport volumeacutetrique) denviron 141 agrave

251 permettant dobtenir une tempeacuterature de 700 agrave 900 degC

Des bougies de preacutechauffage sont souvent utiliseacutees pour permettre le deacutemarrage du moteur agrave froid en

augmentant la tempeacuterature de la chambre de combustion mais leur preacutesence nest pas systeacutematique

Ce type de moteur agrave taux de compression eacuteleveacute a connu une expansion rapide en automobile agrave partir

de la fin des anneacutees 1980 lorsque la suralimentation par turbocompresseur en a notablement ameacutelioreacute

les performances

Comme le moteur thermique agrave allumage commandeacute le moteur Diesel est constitueacute de pistons

coulissants dans des cylindres fermeacutes par une culasse reliant les cylindres aux collecteurs dadmission

et deacutechappement culasse eacutequipeacutee de soupapes commandeacutees par un ou plusieurs arbres agrave cames

Moteur VW TDI

Le fonctionnement repose sur lauto-inflammation du gazole dans de lair comprimeacute agrave plus de 120

du volume du cylindre a environ

- 35 bar de pression

- 600 degC de tempeacuterature

En brucirclant le meacutelange augmente fortement dans le cylindre

- la pression entre 60 agrave 100 bars

- la tempeacuterature a 1500 degC

Le cycle Diesel agrave quatre temps comporte

- Admission Contrairement au moteur agrave essence crsquoest de lrsquoair pur et non un meacutelange carbureacute qui est

introduit dans le cylindre lors de cette phase

- Compression Lrsquoair fortement comprimeacute est porteacute agrave une pression de 30 agrave 40 bars pour une

tempeacuterature de 500 agrave 600 degC environ

Admission Compression Combustion Echappement

Figure I1 les quatre temps drsquoun moteur Diesel

- combustion A la fin de la compression le gas-oil est alors injecteacute sous forme de fines gouttelettes

soit directement dans la chambre de combustion (injection directe) soit dans une preacute-chambre

turbulente destineacutee agrave favoriser sa combustion au contact de lrsquoair chaud (injection indirecte) La

pression drsquoinjection varie de 80 agrave 250 bars suivant le type de moteur Au contact de lrsquoair agrave tempeacuterature

eacuteleveacutee le combustible srsquoenflamme de lui-mecircme sa tempeacuterature drsquoinflammation eacutetant voisine de 300

degC Il srsquoenflamme spontaneacutement agrave mesure qursquoil est introduit Cependant un certain temps mesurable

srsquoeacutecoule entre le deacutebut drsquoinjection et le deacutebut de la combustion Crsquoest le deacutelai drsquoallumage Les gaz

augmentent tregraves rapidement de volume et chassent le piston vers le bas Crsquoest la deacutetente ou temps

moteur La pression des gaz est de lrsquoordre de 50 agrave 120 bars et la tempeacuterature de 1800 agrave 2000 degC

- Echappement Les gaz brucircleacutes sont chasseacutes par le piston qui remonte gracircce agrave la soupape

drsquoeacutechappement qui srsquoouvre

Les seules bougies preacutesentes sur un moteur diesel sont les bougies de preacutechauffage qui comme leur

nom lindique preacutechauffent les chambres de combustion (ou les preacutechambres suivant le type de diesel)

afin dobtenir lorsque le moteur est froid une tempeacuterature suffisante pour lauto-inflammation du

carburant

332 Vitesse et puissance

Les vitesses de rotation des moteurs diesel sont tregraves diffeacuterentes dun moteur agrave un autre

En effet plus le moteur est gros plus la course du piston est grande et plus le moteur est lent

Trois classes de moteurs sont ainsi deacutefinies

bull moteur lent moins de 200 trmin

bull moteur semi-rapide entre 400 et 1 000 trmin

bull moteur rapide 1 000 trmin et plus

Scheacutematiquement plus le piston est gros plus sa course

est importante

Pour exemplethinsp moteur DW10 ATED de PSA cylindreacutee

1 997 cmsup3 aleacutesage 85 mm course 88 mm reacutegime de

puissance maximale 4 000 trmin

Pour ce moteur la vitesse lineacuteaire du piston dans le

cylindre agrave 4 000 trmin est de 88 x 2 (deux courses par

tour moteur) = 176 mm ou en megravetres 0176 times 4 000

soit 704 mmin ou 70460thinspms = 117 ms

Moteur Diesel PSA

Certains moteurs Diesel lents de type agrave 2 temps atteignent 100 000 ch (voir le porte- conteneurs

Emma Maeligrsk) comme le Waumlrtsilauml RT-flex96C 14 cylindres moteur agrave 2 temps lent

(92102 toursmin)

Les cylindres ont un aleacutesage de 96 cm et le piston une course de

25 m2

Ce moteur a une hauteur denviron 13 megravetres et une longueur de 26

megravetres pour un poids de 2 300 tonnes

333 Combustion

Reacuteaction chimique dans laquelle la combustion du carburant (oxydation vive de lhexadeacutecane) par le

dioxygegravene preacutesent dans lair deacutegage de la chaleur plus des reacutesidus de combustion dioxyde de carbone

et eau

Eacutequation parfaite de la combustion du gazole

hexadeacutecane + dioxygegravene = dioxyde de carbone + eauthinsp

2 C16H34 + 49 O2 rarr 32 CO2 + 34 H2O + Q

En pratique on considegravere quil faut preacutevoir 30 g dair pour brucircler 1 g de combustible

334 Usage

On utilise le moteur Diesel lorsque lon a un besoin dun couple

important ou dun bon rendement

- locomotives

- bateaux

- camions

- Bus et car Diesel-alternateur sur un peacutetrolier

- tracteurs agricoles

- groupes eacutelectrogegravenes

- engins de travaux publics

- automobiles

335 Circuit drsquoalimentation

Le circuit drsquoalimentation (figure I16) du moteur en carburant (gas-oil) dans un moteur diesel

comprend les eacuteleacutements suivants

- Le reacuteservoir qui est souvent muni drsquoun tamis qui arrecircte les plus grosses impureteacutes du combustible

Le bouchon comporte un trou de mise agrave lrsquoair libre

- La pompe drsquoalimentation aspire le combustible dans le reacuteservoir agrave travers une creacutepine Elle est

proteacutegeacutee par un preacute-filtre

- Le filtre complegravete le nettoyage du combustible qui est refouleacute par la pompe drsquoalimentation La

pression fournie par cette pompe est limiteacutee par le clapet de deacutecharge placeacute dans le filtre

- La pompe drsquoinjection distribue sous une forte pression au moment voulu le combustible vers les

cylindres Dans certains cas un clapet de balayage tareacute plus faible que celui du filtre permet une

circulation du combustible qui assure le refroidissement de la pompe

Figure I16 Circuit drsquoalimentation avec pompe en ligne

- Lrsquoinjecteur pulveacuterise tregraves finement le combustible dans la chambre de combustion

- Les canalisations de retour relient la pompe le filtre et les injecteurs au reacuteservoir Elles assurent

lrsquoeacutevacuation de lrsquoexcegraves de deacutebit ou la reacutecupeacuteration des fuites

Une pompe dalimentation solidaire de la pompe dinjection aspire le combustible du reacuteservoir au

travers drsquoun preacute-filtre deacutecanteur et le refoule vers le filtre principal

Le combustible filtreacute est envoyeacute sous pression dans la chambre daspiration de la pompe dinjection

dougrave les eacuteleacutements pistons-cylindre le refoulent sous haute

pression vers les injecteurs

Des soupapes de balayage (ou de deacutegazage) placeacutees sur le filtre et

la chambre daspiration de la pompe agrave injection facilitent

leacutevacuation des bulles dair ou de vapeur et assurent par ailleurs

le refroidissement de la pompe par le deacutebit de combustible ainsi

produit

Pompe agrave injection diesel rotative

Les fuites de combustible sont reacutecupeacutereacutees au niveau des injecteurs et renvoyeacutees au reacuteservoir en mecircme

temps que les divers deacutebits de deacutegazage

335 Deacutelai drsquoallumage

Le temps mis par les premiegraveres gouttelettes injecteacutees pour atteindre la tempeacuterature drsquoinflammation est

deacutefini sous le nom de deacutelai drsquoallumage

Ce deacutelai doit ecirctre aussi court que possible pour que le fonctionnement du moteur soit doux Il sera

drsquoautant plus faible que

- La tempeacuterature de lrsquoair est plus eacuteleveacutee

- La tempeacuterature drsquoinflammation du combustible est

plus basse

- Le combustible est plus finement pulveacuteriseacute

- La tempeacuterature du combustible est plus eacuteleveacutee

- Lrsquoindice de ceacutetane du combustible est eacuteleveacute

336 Moteur agrave injection directe

Moteur agrave combustion interne alimenteacute en air pur le carburant eacutetant injecteacute

sous forte pression directement dans la chambre de combustion (figure

I17)

La pression drsquoair est de 175 agrave 200 bars Ce moteur a besoin drsquoun excegraves drsquoair

important pour favoriser le brassage du meacutelange

Les pressions sont importantes en fin de compression (Reacutef [2])

Injection directe

Avantages

- Le rendement thermique est supeacuterieur drsquoenviron 10 agrave un moteur agrave chambre de preacutecombustion

- Les deacutemarrages sont plus faciles

- La construction est plus simple que pour les autres types de moteurs

Inconveacutenients

Le moteur est assez bruyant et les organes sont soumis agrave de fortes charges

Lrsquoencrassement des injecteurs est plus rapide

336 Avantages du moteur Diesel

Les raisons du succegraves du moteur Diesel dans lautomobile au-delagrave davantages fiscaux qui relegravevent de

choix politiques et non techniques tiennent essentiellement agrave son rendement supeacuterieur agrave celui du

moteur agrave essence

Ce rendement peut ecirctre encore ameacutelioreacute par lutilisation dun

turbocompresseur

Les plus reacutecents modegraveles sont laquo agrave geacuteomeacutetrie variable raquo (TGV)

technologie qui leur permet decirctre plus performants agrave bas reacutegime)

Turbocompresseur

Ainsi que lrsquoutilisation du Common rail (injection directe agrave haute

p r e s s i o n ) i n v e n t eacute p a r F i a t e t M a g n e t i - M a r e l l i

Systegraveme drsquoinjection a rampe commune

Avec les nouveaux injecteurs-pompe rampe commune et pieacutezo-eacutelectrique la pression atteint

jusquagrave

2thinsp500 bars

Contre

- 1thinsp400 pour la premiegravere rampe commune

- moins de 1thinsp000 pour un moteur agrave injection indirecte)

Ce qui assure une pulveacuterisation du gazole

- turbulente

- continue

- constante et

- bien reacutepartie

parametres essentielles pour une bonne combustion

Cette technologie porte le nom de

bull JTD Fiat Alfa Romeo Lancia - inventeur du systegraveme common rail 1re geacuteneacuteration

bull Mjt Fiat Alfa Romeo Lancia Iveco - inventeur et distributeur du systegraveme common rail 2e et

3e geacuteneacuteration

bull HDi Peugeot Citroeumln

bull dCi (Direct Common rail Injection) Renault Nissan Dacia

bull CDI (Common rail Direct Injection) Mercedes-Benz Smart

bull CRD Jeep

bull Td(x) TDV(x) Land Rover (ex Td4 ou TDV8)

bull d BMW (ex 530d)

bull TDI (Turbo Direct Injection) Audi Seat Skoda Volkswagen

bull D-4D ou D-CAT Toyota (CAT signifie Clean Advanced Technologie)

bull d Lexus (exIS 220 d)

bull CDTI (Common rail Turbo Direct Injection) Opel (les DTI sont des moteurs agrave injection

directe sans rampe commune)

bull VDi deacutenomination anciennement utiliseacutee par Nissan aujourdhui remplaceacutee par dCi

bull DI-D Mitsubishi

bull D Volvo (ex 24D ou D5) Jaguar (ex 27D)

bull TDCi Ford (les moteurs TDdi sont agrave injection directe mais ne comportent pas de rampe

commune)

bull MZR-CD Mazda

bull i-CTDi Honda

bull CRDi Hyundai

bull CRDI Kia

bull TCDi VCDi Chevrolet

bull TID Saab

34 Architectures moteurs

341 Introduction

Les deacutefauts du moteur agrave combustion interne classique sont

- meacutediocre rendement

- vibrations

- difficulteacute de reacuteduire son niveau de pollution

De nombreuses architectures alternatives sont neacutees au cours de lhistoire beaucoup sont resteacutees agrave leacutetat

de dessins ou de maquettes certaines ont donneacutees des prototypes fonctionnels et quelques rares

architectures ont eu droit agrave la production industrielle

342 Caracteacuterisation

La cylindreacutee dun moteur est le volume total (tous cylindres) deacuteplaceacute durant un cycle

Elle est calculeacutee agrave partir

- du diamegravetre dun cylindre (laleacutesage)

- de la distance parcourue par un piston (la course) et

- du nombre de cylindres

La puissance deacuteveloppeacutee souvent exprimeacutee par une courbe de puissance moteur doit ecirctre mesureacutee

selon certaines normes deacutefinissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de

tempeacuterature et de pression

Courbes caracteristiques du moteur CMT F4L912

Elle est toujours supeacuterieure agrave la puissance reacuteellement disponible aux roues pour un veacutehicule du fait des

pertes dans la transmission

Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le kiloWatt (kW) mais souvent accoleacute au cheval-vapeur (CV)

1 cheval-vapeur = 736 Watt

Le couple maximal est exerceacute sur laxe

Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le Newton-megravetre (Ntimesm) bien que le kgtimesm reste courant

La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation

Pour obtenir des Watt il faut multiplier le couple en Ntimesm par la vitesse de rotation en radians par

seconde

La vitesse maximale de rotation geacuteneacuteralement exprimeacutee en tours par minute

- La puissance speacutecifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindreacutee (volume de gaz

contenus apregraves le cycle dadmission)

Elle est souvent exprimeacutee en la rapportant au litre de cylindreacutee

- Le taux de compression dun moteur exprime le rapport entre le volume laisseacute dans lun de ses

cylindres au point mort bas et au point mort haut

Plus il est eacuteleveacute plus le meacutelange est comprimeacute donc plus lexplosion sera forte donc difficile agrave geacuterer

(choc meacutecanique tempeacuteraturehellip) mais plus le rendement du moteur sera eacuteleveacute

343 Eleacutements constitutifs drsquoun moteur

3431 Eleacutements fixes

34311 Bloc-moteur

Le bloc-moteur appeleacute eacutegalement carter-cylindres est la

piegravece maicirctresse du moteur (figure I2)

Ses fonctions principales sont les suivantes

- contenir les cylindres

- supporter le vilebrequin la culasse les

accessoires

- servir de support agrave lrsquohuile de lubrification

Scheacutema drsquoun bloc moteur

- servir de support agrave lrsquoeau de refroidissement (si un tel systegraveme de

refroidissement est utiliseacute)

Bloc a 04 cylindres

34312 Chemises

Pour le moteur F4L912 refroidi agrave air les chemises sont munies drsquoailettes (figure I3)

a) b) c)

Figure3 Chemises pour moteurs a) humides b) segraveches c) agrave ailettes du moteur F4L912

34313 Culasse

La culasse obture la partie supeacuterieure du cylindre

Cest une piegravece assez massive obtenue par moulage de fonte dacier ou

drsquoaluminium

Sa forme est tregraves variable suivant le type de moteur

La circulation de leau de refroidissement se fait dans des eacutevidements

ameacutenageacutes dans leacutepaisseur des parois Culasse drsquoun moteur

refroidi agrave eau

Les culasses portent

- les injecteurs

- les soupapes

- les culbuteurs

- les conduits dentreacutee dair et de sortie des gaz brucircleacutes Culasse Renault Kangoo

Pour le moteur refroidi agrave air (F4L912) leur culasse porte des ailettes comme montre la figure

Figure I5 Culasse du moteur F4L912 Figure I6 Vilebrequin pour un moteur a 4 cylindres

I322 Eleacutements mobiles

I3221Vilebrequin

Le vilebrequin (figure I6) est un arbre manivelle il reccediloit les efforts des bielles

Les parties cylindriques par lesquelles il repose dans des

paliers-supports du bacircti sont les laquo tourillonsraquo

Les parties cylindriques qui reccediloivent les coussinets de tecirctes

de bielles sont les

laquo manetons raquo (Reacutef [2])

Manetons et tourillons sont relieacutes entre eux par des flasques

appeleacutes laquo bras de manivelle raquo Fig 6 bis Vilebrequin a 5 paliers avec ses bielles et pistons

Des canaux sont foreacutes dans la masse du vilebrequin pour amener lhuile de graissage

jusquaux coussinets de tecirctes de bielle (figure 7)

Figure 7 Graissage des paliers drsquoun vilebrequin

I2322 Bielles

Les bielles transmettent au vilebrequin les efforts quelles

reccediloivent des pistons pendant les temps moteurs et

entrainent les pistons pendant les temps reacutesistants

Elles sont en acier allieacute

Leurs formes sont conccedilues de maniegravere agrave concilier au mieux la

leacutegegravereteacute et la reacutesistance aux efforts de

- compression

- extension Fig7a Ensemble bielles-pistons

- flexion

Les trois principales parties dune bielle sont

- le pied qui srsquoarticule sur laxe de piston

- le corps

- la tecircte qui sarticule sur un maneton du

vilebrequin

Figure I8 Bielle utiliseacutee dans le moteur F4L912

Le pied est un eacutepanouissement aleacuteseacute du corps dans lequel une

bague en bronze phosphoreux ou un roulement agrave aiguilles est

emmancheacute avec serrage

Le corps est alleacutegeacute par des eacutevidements sa section est souvent en

I parfois tubulaire

La tecircte est en deux parties assembleacutees par boulons pour en

permettre le montage sur le vilebrequin

La partie rapporteacutee est le laquo chapeau raquo

Deux demi-coussinets en bronze ou en acier sencastrent dans

la tecircte ils sont garnis dune couche de meacutetal antifriction

Le garnissage est parfois en laquo meacutetal roseraquo (alliage agrave base de

plomb et de cuivre qui fond agrave 1 000degC) pour les moteurs soumis

agrave de tregraves gros efforts

Quelquefois les coussinets sont deacutepourvus de garnissage ils

sont alors en bronze speacutecial

Fig8a Description de lrsquoensemble bielles-pistons

Dans les moteurs modernes les coussinets sont des laquo coquillesraquo tregraves minces en acier

eacutegalement garnies drsquoalliage antifriction

I3223Piston

Le piston (figure I9) peut ecirctre deacutecomposeacute en quatre parties

principales

- La tecircte ou fond qui reccediloit les efforts dus aux gaz

- le porte-segments qui par lrsquointermeacutediaire des segments assure

lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz et agrave lrsquohuile et dissipe une partie des calories

reccedilues vers le fluide de refroidissement Fig 8b Vue drsquoun piston

- le logement de lrsquoaxe de piston ou trou drsquoaxe

- la jupe ou partie frottant dont le rocircle est de guider le porte-segments et de dissiper une partie des

calories

- Fonctions du piston

Le piston doit transmettre au vilebrequin par lrsquointermeacutediaire de la

bielle les efforts dus aux gaz

- jusqursquoagrave 75 MPa pour les moteurs agrave essence non

suralimenteacutes

- jusqursquoagrave 14 agrave 18 MPa pour les moteurs diesels

Figure I9 Piston

Ils doivent ecirctre suffisamment isolants pour ne pas fournir trop de

calories au fluide de refroidissement

Tout en eacutevitant la formation de points chauds et de grippage

Il faut que le piston soit aussi leacuteger que possible et le moins

encombrant possible (distance entre le trou drsquoaxe et la tecircte la plus

reacuteduite pour avoir un moteur compact)

La dilatation du piston doit ecirctre telle que le jeu pistonchemise varie

peu car trop de jeu agrave froid provoque des claquements et pas assez de

jeu agrave froid un grippage

Le piston doit avoir une bonne reacutesistance meacutecanique en fatigue

Fig 9a Piston pour moteur Diesel

Formes de la tecircte du piston

La forme des chambres de combustion est deacutetermineacutee par

lempreinte reacutealiseacutee dans la culasse si bien que la tecircte du

piston est habituellement plate

Parfois il savegravere au contraire que le piston soit creuseacute et

forme totalement ou partie la chambre de combustion

Neacuteanmoins la tecircte du piston est creuseacutee notamment sur les

automobiles de course pour une toute autre raison

Il sagit en effet de reacutealiser une forme particuliegravere permettant

de reacutepartir et de diriger au mieux le meacutelange airessence

injecteacute dans la chambre

Fig 9c Illustration des diffeacuterentes formes de tecirctes de piston et de la

position de linjecteur selon la technique dinjection

On distingue geacuteneacuteralement 02 grandes techniques dinjection

Dans le cas dune injection dite laquo tumble raquo le jet de fluide produit par

linjecteur est deacutevieacute (par la forme de la tecircte du piston) vers la bougie

dallumage permettant de produire une explosion plus laquo performantes

raquo et stratifieacutee

Dans le cas dune injection dite laquo swirl raquo le carburant agit comme un

tourbillon permettant ainsi dhomogeacuteneacuteiser le meacutelange dans toute la

chambre

Il est eacutegalement possible de combiner les deux types dinjection

Fig9b Illustration des mouvements

tourbillonnaire swirl et tumble

I3224Segmentation

Ce sont des piegraveces composeacutees dun cercle incomplet en acier eacutelastique preacutevues pour semboicircter dans

les gorges du piston

Le diamegravetre exteacuterieur au repos est leacutegegraverement

supeacuterieur agrave celui du cylindre

En partant de la tecircte du piston on a (figue I10)

- le segment ndeg3 segment coup de feu

(ou segment de feu)

- le segment ndeg2 segment drsquoeacutetancheacuteiteacute

- le segment ndeg1 segment racleur ou refouleur

Fig9b Vue drsquoun ensemble piston-segments

Les deux derniers segments sont eacutegalement appeleacutes segments de compression

Les rocircles de la segmentation sont les suivants

- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz

ce rocircle est surtout assureacute par le segment coup de feu

Il est essentiel pour diminuer le Blow-by (gaz de combustion

passant dans le carter-cylindres) et la tempeacuterature des

segments inteacuterieurs

Figure I10 Segments de piston

- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute agrave lrsquohuile de lubrification

crsquoest surtout le rocircle du segment racleur mais le segment

drsquoeacutetancheacuteiteacute a aussi une grande importance

- Eacutevacuer la chaleur du piston vers le cylindre

Elles sont fabriqueacutees agrave partir dun ressort dacier eacutelastique

coupeacute ensuite en rondelles constituant les segments Fig10a Collier pou segments a piston

Elles sont geacuteneacuteralement asymeacutetriques il faut faire attention au sens de montage lors de

lassemblage du moteur (fig10b)

Lespace entre les deux extreacutemiteacutes du segment lorsquil est

de serrage introduit dans le cylindre sappelle le jeu agrave la coupe

Sa mesure permet deacutevaluer lusure du segment

Fig10b Tierccedilages des segments

I3225Axe de piston

Les axes de pistons en acier au nickel ceacutementeacute sont tubulaires leur

surface cylindrique exteacuterieure est rectifieacutee

Trois types de montage sont couramment utiliseacutes

- laxe est maintenu solidaire de la bielle par une vis pointeau il est

libre dons le piston

- laxe est maintenu solidaire du piston par une vis pointeau placeacutee dans

lun des bossages il est libre dans laleacutesage de la bielle Fig10c Axe piston

- laxe est monteacute laquoflottantraquo dans le piston et la bielle son deacuteplacement lateacuteral est limiteacute par

des freins extensibles en anneau (figure I11) logeacutes dans des rainures circulaires

Lajustement de laxe est agrave

- frottement doux dans la bielle

- frottement dur dans le piston

Pour le montage le piston est porteacute agrave la tempeacuterature de 100degc dans un bain dhuile afin de

faciliter la mise en place de laxe

Figure I11 Axe de piston monteacute flottant

52 La distribution

Mais cest quoi dont la distribution

Ce sont les diffeacuterents systegravemes permettant la reacutegulation des eacutechanges gazeux cest agrave dire les eacutetapes

dadmission et deacutechappement

Dans un moteur 2 temps cette fonction est assureacutee par le piston

Sur un moteur quatre temps la distribution se fait au niveau de la culasse par les soupapes et tous les

systegravemes qui permettent leurs ouvertures et fermetures

Chaque cylindre dun moteur possegravede au moins deux soupapes une dadmission et une

deacutechappement

Sur certains moteurs il Y a trois ou quatre soupapes par culasse elles sont commandeacutees simultaneacutement

deux agrave deux

(a) 02 soupapes (b) 03 soupapes (c) 04 soupapes

Fig11a Culasses a 02 03 et 04 soupapes par cylindre

Les soupapes sont normalement appuyeacutees sur leurs siegraveges par des

ressorts en heacutelice

Leur ouverture agrave un instant preacutecis de chaque cycle sobtient gracircce agrave

la pousseacutee exerceacutee par une came (figure12)

La came tourne entraicircneacutee par le vilebrequin sa pousseacutee est

communiqueacutee agrave la soupape par lintermeacutediaire dun poussoir dune

tige et dun culbuteur

Fig12 Distribution

331 Soupapes

Une soupape est un organe meacutecanique de la distribution des moteurs thermiques agrave quatre

temps permettant ladmission des gaz frais et leacutevacuation des gaz brucircleacutes

Les soupapes sont actionneacutees par un arbre agrave cames et maintenues par un ou plusieurs ressorts

de rappel

Les soupapes sont constitueacutees de quatre parties

a) Tecircte de la soupape

Lorsque la soupape est en position fermeacutee elle vient sappuyer sur le siegravege de

soupape dessineacute dans la culasse pour assurer leacutetancheacuteiteacute de la chambre

La partie de la soupape en contact avec le siegravege de forme tronconique est

deacutenommeacutee laquo porteacutee raquo langle varie entre 30deg et 45deg

b) Collet

Elle relie la tecircte agrave la tige est formeacute par un congeacute de grand rayon de faccedilon agrave

faciliter la dissipation de la chaleur provenant de la chambre et eacuteviter leffet

dentaille ducirc au changement de section

c) Tige

Crsquoest une piegravece cylindrique dont le diamegravetre est de lordre du quart de celui de la tecircte assure

le guidage vertical de la soupape

La tige coulisse ainsi dans le guide de soupape ouverture cylindrique pratiqueacutee dans la

culasse

d) Queue

Partie terminale de la soupape supporte laction du poussoir actionneacute par larbre agrave cames

Elle comporte une ou plusieurs gorges le plus souvent de section semi-circulaire pour loger

les clavettes qui transmettent agrave la soupape la tension du ressort de rappel6

Les soupapes sont en acier allieacute tregraves reacutesistant

Les principaux meacutetaux dalliage sont le chrome le

silicium le tungstegravene le nickel

Figure I13 Soupape avec tecircte bombeacutee

332 Culbuteurs et poussoirs

Les culbuteurs (figure I14) sont des leviers oscillants articuleacutes sur un axe solidaire de la

culasse

Leur rocircle est de transmettre de haut en bas aux queues de soupape les pousseacutees quils

reccediloivent de bas en haut agrave intervalles reacuteguliers des poussoirs et tiges de culbuteurs

Figure I14 Culbuteurs Renault 21 TD

Les poussoirs sont des cylindres en acier tregraves reacutesistant qui prennent contact avec les cames

soit

- par lintermeacutediaire dun galet

- par intermeacutediaire dun plateau

Suivant le cas le profil de la came est diffeacuterent

Fig14a Poussoirs et arbre agrave cames en tegravete pour leur entrainement (VW Toureg)

521 Le diagramme de distribution

Le point le plus haut quil peut atteindre quon appelle point mort haut (PMH) et inversement le point

le plus bas quon appelle point mort bas (PMB)

Enfin on appelle la course la longueur du parcours entre le PMH et le PMB

Laleacutesage est le diamegravetre du cylindre

Ces donneacutees et le volume de la chambre de combustion permettent de calculer le taux de compression

ou rapport volumeacutetrique

Figure V1 Point Mort Haut et Point Mort Bas dans un moteur

522 Les systegravemes de controcircle des soupapes

Au vue de la complexiteacute dun diagramme de distribution il faut que les soupapes dadmission et

deacutechappement soient parfaitement synchroniseacutees pour que le cycle sexeacutecute dans de bonnes

conditions

Moteurs culbuteacutes

Dans un moteur agrave combustion interne les culbuteurs servent agrave

transmettre la pousseacutee des tiges de culbuteurs vers les soupapes (les

soupapes se trouvant au-dessus des cylindres les tiges de culbuteurs

le long des cylindres et actionneacutees par un arbre agrave cames lateacuteral ou

central situeacute vers le bas des cylindres proche du vilebrequin)

Ces moteurs sont dits culbuteacutes

Ils ont eacuteteacute tregraves utiliseacutes en automobile de tourisme jusquaux anneacutees

1970-80

Fig 2 Ensemble de distribution culbuteacute

Tout dabord quest ce quune came

La came est lobjet qui permet la commande dune ou de plusieurs soupape Son profil est calculeacutee tregraves

preacuteciseacutement afin de

-fixer la hauteur de la leveacutee de soupape

-amortir le choc entre la came et le poussoir ducirc au jeu initial

-reposer doucement la soupape dans son siegravege lors de la fermeture par ressort

Figure V4 Ensemble soupape-came et arbre agrave cames

La came peut commander la soupape directement avec un poussoir comme repreacutesenteacute ci-agrave gauche

mais elle peut eacutegalement utiliser des basculeurs tels que le linget (ci contre en bas) ou le culbuteur (ci

contre en haut)

Ainsi larbre agrave came contient plusieurs cames permettant de commander les soupapes de tous les

cylindres afin de les synchroniser

Larbre agrave cames est geacuteneacuteralement entraicircneacute au moyen dengrenages

Son pignon denteacute est soit directement en prise avec un pignon caleacute agrave lextreacutemiteacute du vilebrequin soit

relieacute agrave ce dernier par un pignon intermeacutediaire

Les soupapes peuvent ecirctre commandeacutees par simple arbre agrave cames en tecircte

Cela signifie que larbre agrave cames est placeacute au dessus de la culasse et quil actionne les soupapes

dadmission et deacutechappement par lintermeacutediaire de culbuteur

Il existe aussi le systegraveme de double arbre agrave cames en tecircte ougrave dans ce cas il y a deux arbres agrave came

lun commande les soupapes dadmission et lautre les soupapes deacutechappement Ici les soupapes

peuvent ecirctre actionneacutees par tous les systegravemes possibles poussoir ou basculeurs

Moteurs agrave simple arbre agrave cames en tecircte

Si lon souhaite un reacutegime de rotation plus eacuteleveacute il est dusage de

placer le ou les arbres agrave cames juste au-dessus des soupapes

directement dans la ou les culasse(s) (arbre agrave cames en tecircte)

et donc il ny a plus besoin de tiges de culbuteurs (moins de piegraveces

en mouvement de jeux donc moins de risque daffolement de

soupapes)

Lorsque les soupapes sont toutes aligneacutees (soupapes dites droites) elles sont coiffeacutees dun poussoir

cylindrique et ouvertes par laction directe de la came sur le dessus

du poussoir

Si elles ne sont pas toutes aligneacutees (soupapes en V) et que lon

souhaite nutiliser quun seul arbre agrave cames en tecircte on dispose des

culbuteurs pour transmettre la pousseacutee des cames aux soupapes

Moteurs agrave double arbre agrave cames en tecircte

Bien que le montage agrave double arbre agrave cames en tecircte permette de

saffranchir des culbuteurs il arrive dutiliser de petits culbuteurs

dits alors linguets parfois appeleacutes basculeurs

Un culbuteur transmet agrave la soupape la pousseacutee de la came en

inversant le sens de la pousseacutee quil reccediloit Laxe de pivot dun

culbuteur est situeacute entre ses deux extreacutemiteacutes comme une balanccediloire

agrave bascule Figure V4 Entraicircnement des arbres de distribution dun systegraveme agrave 16 soupapes

La question qui vient apregraves cest ben comment il tourne larbre agrave cames

Ce sont les vilebrequins qui en tournant transmettent leur position au(x) arbre(s) agrave cames

Il faut bien comprendre que les vilebrequins sont deacutependant les uns des autres lun ne peut pas tourner

sans lautre car ils sont relieacutes entre eux

Ceci est souvent appeleacute larbre moteur

Cette commande se fait le plus souvent par chaicircne comme preacutesenteacute dans la figure des deux arbres agrave

cames en tecircte (sur la droite)

Cest ce quon appelle la chaine de distribution

On trouve eacutegalement la commande par courroie cranteacutee

Enfin on trouve la commande par pignon qui est tregraves reacutesistant mais cher agrave mettre en place

a) chaine b) pignon c) courroie cranteacutee

Figure V4 commande par chaine non 16032016

323 Nombre de soupapes par cylindre

Bien sur laugmentation nombre de soupapes vous vous en doutez favorise le rendement de

distribution Mais ceci nest pas la seule raison

Commenccedilons simplement par le nombre de soupapes le plus reacutepandu dans les anneacutees 80 cest agrave dire 2

soupapes par cylindre

Les culasses ont une chambre de combustion hemispheacuterique pour favoriser le flux des gaz un angle

entre la soupape dadmission et deacutechappement tregraves eleveacute (proche de 90deg) et enfin un taux de

compression eacuteleveacute

Cependant malgreacute tous ces efforts pour favoriser la distribution il est devenu difficile daccroitre les

performances du moteur

Pour cela il y avait une solution augmenter le diamegravetre des soupapes mais cela est devenu vite

impossible ducirc agrave lencombrement les soupapes auraient fini par se toucher

Par ailleurs lutilisation du double arbre agrave cames en tecircte devenait difficile

En effet imaginez la distance des arbres agrave cames pour commander des soupapes donc lencombrement

moteur eacutetait important et surtout lentrainement des 2 arbres agrave cames eacutetait difficile

Il a donc eacuteteacute utiliseacute des cascades de pignons mais cela rendait la distribution tregraves bruyante et les

contraintes dues agrave leacutechauffement eacutetaient difficiles agrave geacuterer

En revanche cette disposition agrave deux soupapes est meacutecaniquement simple et on peut facilement placer

dune part les vis de fixation de la culasse et dautre part la bougie

Figure 6 Culasse a 2 4 et 5 soupapes

Au milieu des anneacutees 80 Yamaha invente une culasse agrave 5 soupapes sur le FZ750 Genesis encore

utiliseacutee aujourdhui sur les sportives de la gamme

Ainsi ce moteur comptant

- 3 soupapes dadmission

- 2 soupapes deacutechappement

permet un meilleur remplissage de la chambre de combustion

La difficulteacute rencontreacutee est le logement des 5 soupapes

Les trois soupapes dadmission ont eacuteteacute placeacutees sur des plans diffeacuterents

mais de faccedilon agrave converger vers larbre agrave cames eacutevitant le montage de

culbuteurs

Cette architecture meacutecanique provoque une difficulteacute daccessibiliteacute meacutecanique

53 Refroidissement

Les combustions reacutepeacuteteacutees surchauffent les piegraveces en contact (piston cylindre soupape) et se diffusent

sur lensemble des piegraveces meacutecaniques du moteur

Il faut donc les refroidir sous peine de destruction

Pour un bon fonctionnement les moteurs agrave explosion ont besoin drsquoune tempeacuterature reacuteguliegravere et

adapteacutee

531 Refroidissement agrave air

En 1875 le franccedilais Alexis de Bischop utilise lair pour le refroidissement

Son moteur sans compression preacutealable de type mixte comportait un

cylindre entoureacute dailettes meacutetalliques augmentant ainsi la surface en

contact avec lair

Ce type de refroidissement est surtout utiliseacute pour les moteurs eacutequipant les

veacutelomoteurs et motocyclettes de faible cylindreacutee mais aussi sur des

automobiles comme certaines Porsche GS la 2CV ou la Coccinelle

Le refroidissement par air est aussi majoritaire pour les moteurs agrave pistons eacutequipant les avions

Moteur de la VW Coccinelle

Le refroidissement agrave air a longtemps eacuteteacute la reacutefeacuterence pour les moteurs de motocyclette (mecircme sil a

toujours existeacute des moteurs de motocyclette agrave refroidissement liquide) mais les problegravemes entraicircneacutes

par le haut rendement de ces moteurs (casses usure preacutematureacutee) ont conduit agrave la quasi geacuteneacuteralisation

du refroidissement liquide malgreacute les avantages speacutecifiques pour la motocyclette du refroidissement agrave

air (encombrement poids simpliciteacute prix)

Il peut ecirctre optimiseacute par lutilisation dun ventilateur dont la preacutesence ne reacutevegravele toutefois pas toujours

un refroidissement agrave air car il dissipe parfois la chaleur du radiateur dun systegraveme de refroidissement

liquide

532 Refroidissement liquide

Cest langlais Samuel Brown qui inventa le refroidissement du moteur par de leau afin dameacuteliorer les

performances du refroidissement

Dans son moteur leau entraicircneacutee par une pompe circule autour des

cylindres entoureacutes dune chemise leau est refroidie par contact direct

avec lair ambiant

Plus tard on ajouta agrave leau diffeacuterents adjuvants qui devint alors le

liquide de refroidissement

Radiateur moderne en aluminium

Le radiateur fut inventeacute en 1897 par lingeacutenieur allemand Wilhelm Maybach

Apregraves de nombreux tacirctonnements il mit au point le radiateur dit laquo nid dabeille raquo qui permet le

refroidissement tregraves efficace dun liquide

Il est composeacute dun faisceau de conduits courts et eacutetroits entre lesquels circule lair

Lair peut ecirctre acceacuteleacutereacute par un ventilateur placeacute devant ou derriegravere lui

Ce radiateur est situeacute dans un circuit fermeacute ou semi-fermeacute emplit dun liquide (agrave base deau) assurant le

refroidissement du moteur

Dans les moteurs les plus anciens la circulation deau est assureacutee par thermosiphon leau chauffeacutee par

le moteur monte vers le radiateur placeacute en hauteur Une fois refroidie elle redescend vers le moteur

Dans les moteurs modernes on utilise une pompe agrave eau

Un controcircle permanent de la tempeacuterature vise agrave maintenir leau et lhuile dans des conditions

permettant une lubrification optimale

Ideacutealement la tempeacuterature du liquide de refroidissement est denviron 75deg-95degCelsius deacutetermineacutee par

plusieurs facteurs tels que toleacuterances dusinage et reacutesistance au frottement des piegraveces meacutecaniques

lubrifiants utiliseacutes

La reacutegulation de cette tempeacuterature est geacuteneacuteralement obtenue par une vanne thermostatique calorstat

situeacutee dans le circuit de refroidissement associeacutee agrave un ou plusieurs ventilateurs asservi par une sonde

thermocontact agrave la tempeacuterature du liquide dans le radiateur

Dans les moteurs marins le radiateur est remplaceacute par un eacutechangeur de tempeacuterature Leau de mer

assurant le refroidissement du circuit deau douce du moteur

533 Refroidissement par huile

Tous les moteurs agrave combustion interne utilisent deacutejagrave un liquide pour la lubrification des piegraveces en

mouvement lhuile qui circule propulseacutee par une pompe il suffit donc de faire circuler ce liquide dans

les zones les plus chaudes et surtout den assurer le refroidissement correct

Tous utilisent plus ou moins le refroidissement par huile carter dhuile bas moteur ventileacute parfois

muni dailettes un petit radiateur dhuile

Exemple

Certaines motos agrave 4 cylindres de marque Suzuki utilisent un refroidissement mixte air-huile avec un

gros radiateur dhuile

Avantages

Les canalisations pompe radiateur indeacutependant et liquide speacutecifiques au refroidissement deviennent

inutiles

Cela permet un net gain de poids et une plus grande simpliciteacute de conception

Inconveacutenients

Lhuile transporte moins bien la chaleur que leau et les speacutecificiteacutes de ces huiles les rendent plus

coucircteuses pour lutilisateur

De plus le graissage du moteur est moins performant (agrave isopeacuterimegravetre) car il y a des pertes de charges

dues agrave la circulation dans le radiateur dhuile

54 Architecture des moteurs agrave explosion

Figure V3 Moteur en double eacutetoile agrave 14 cylindres

bull Cylindres en ligne

bull Cylindres en V

bull Cylindres en W

bull Cylindres opposeacutes horizontalement (Boxer) (flat)

bull Cylindres en H

bull Cylindres en eacutetoile

bull Moteurs complexes (moteurs en carreacute etc)

541 Monocylindre

Historique

Le premier brevet concernant un moteur agrave explosion a eacuteteacute deacuteposeacute par le Suisse Franccedilois Isaac de Rivaz

le 30 janvier 1807

Le premier moteur agrave deux temps fut imagineacute et reacutealiseacute par Jean-Joseph Eacutetienne Lenoir en 1860 Il

fonctionne selon le cycle de Lenoir

Vers 1862 les Allemands Otto et Langen constatant le faible rendement du moteur agrave deux temps de

Lenoir (1860) entreprirent une seacuterie dameacuteliorations la plus deacutecisive consista agrave synchroniser les

mouvements dans la phase de compression

542 Quatre cylindres

Panhard et Levassor degraves 1896 engagent un laquo quatre cylindres en ligne raquo sur leacutepreuve Paris-Marseille-

Paris

Deux ans plus tard les multicylindres (agrave quatre cylindres) gagnent les

grosses voitures et progressivement se geacuteneacuteralisent agrave lensemble de la

gamme devenant en quelque sorte larcheacutetype mondial pour les

voitures courantes de moyennes et basses gammes

Scheacutema dun moteur 4 cylindres vers 1900

04 cylindres en V

Il fait son apparition en course agrave la charniegravere des deux siegravecles sur des modegraveles Mors et Ader

Quelques anneacutees plus tard cette solution seacuteduit Peugeot et Ariegraves pour leurs modegraveles courants davant

1914

Beaucoup plus tard agrave partir de 1962 Ford en fera une large utilisation mais aussi Matra et SAAB

04 cylindres (en ligne) coucheacute

Que lon trouve en compeacutetition chez Ameacutedeacutee Bolleacutee (189899) (premier moteur agrave quatre cylindre

monobloc (les autres moteurs quatre cylindres agrave leacutepoque eacutetaient des bicylindres ou des monocylindres

accoupleacutes)) et chez Wolseley et Winton (1903 voir Wolseley Motor Company et Winton Motor

Carriage Company))

On la trouveacutee sur les motocyclettes BMW seacuterie K et sur les Peugeot 104 - 205 mais aussi sur les

veacutehicules utilitaires ou monospace optant pour la solution laquo moteur sous le plancher raquo

04 cylindres agrave plat boxer

Cest un quatre cylindres en V ouvert agrave 180deg

Embleacutematique dans sa version refroidissement agrave air des laquo coccinelles raquo de Volkswagen

Cette architecture a le grand avantage de faire beacuteneacuteficier le veacutehicule quil motorise dun centre de

graviteacute assez bas

Une version muscleacutee et turbocompresseacutee eacutequipe actuellement les Subaru Impreza qui sont de

redoutables concurrentes du championnat du monde des rallyes WRC

En 2009U Subaru compte particuliegraverement sur le 20 D pour faire deacutecoller les ventes de sa berline

compacte en Europe

Une grande premiegravere eacutegalement puisque aucun constructeur navait jusquagrave aujourdhui exploreacute la voie

du diesel Boxer (4 cylindres agrave plat opposeacutees deux agrave deux) et ses grands avantages que sont la vivaciteacute

un centre de graviteacute abaisseacute et surtout un grand silence de fonctionnement

Subaru aura mis sept ans agrave deacutevelopper son ineacutedit moteur mais le reacutesultat est particuliegraverement

convaincant

- Pas de claquement agrave froid

- une quasi absence de vibration

- il est bien difficile de faire la diffeacuterence entre un moteur essence et cet eacutetonnant diesel

Si les 350 Nm de couple disponibles degraves 1 800 trmn et les 150 Cv offrent un reacuteel dynamisme agrave la

premiegravere acceacuteleacuteration venue cela seffectue de maniegravere lineacuteaire

Subaru 20 Diesel 150 Cv (2009)

543 Six cylindres

Mais la course mdash ougrave lon recherche la vitesse mdash est exigeante en matiegravere de puissance surtout quand

il sagit de courses de cocircte Dougrave la tentation daugmenter le nombre de cylindres

Figure V5 Moteur V6 moderne (Mercedes)

La marque neacuteerlandaise Spyker avait preacutesenteacute un modegravele 6 cylindres en 19032

Un modegravele Chadwick aux Eacutetats-Unis franchit le pas en 1907 pour la course de cocircte de Fairmont

Lanneacutee suivante cette fois en Europe Rolls-Royce fait de mecircme pour la course Londres-Eacutedimbourg

en faisant appel agrave des six cylindres

La transposition aux modegraveles courants est quasi-immeacutediate pour les voitures de sport et de luxe

En Europe cest le cas pour Delaunay-Belleville Napier Mercedes aux Eacutetats-Unis pour Marmon

Plus tard agrave partir de 1927 on trouvera des six cylindres (presque toujours en ligne) sur un grand

nombre de modegraveles non sportifs mecircme pour des cylindreacutees modestes

Latout principal de cette solution eacutetant la souplesse de fonctionnement du moteur

Dans le monde de la motocyclette le 6 cylindres restera rare

On le trouve en compeacutetition en particulier chez Honda dans les anneacutees 1960 (moteur en ligne) ou chez

Laverda en endurance (moteur en V)

Les moteurs de plus de 4 cylindres seront interdits en compeacutetition

Sur les veacutehicules de tourisme on trouvera essentiellement

- Honda 1000 CBX (moteur agrave 24 soupapes refroidi par air)

- Kawasaki Z 1300 (moteur agrave 12 soupapes refroidi par eau)

- Benelli avec une 750 puis une 900

En 2006 Honda propose toujours agrave son catalogue un modegravele 6 cylindres agrave plat la GoldWing

544 Huit cylindres et plus

Figure V6 Moteur W16 de la Bugatti Veyron

Une nouvelle eacutetape est franchie quand on passe au laquo huit cylindres raquo

Ader (France) ouvre la voie en 1903 pour le Paris-Madrid avec une uniteacute agrave huit cylindres en V

La mecircme anneacutee apparaissent toujours pour la compeacutetition des huit cylindres en ligne

Les moteurs davion des anneacutees 1930 et 1940 reacutepondent agrave la demande sans cesse croissante de

puissance

Les moteurs courants sont des V12 ou des moteurs en eacutetoile de une agrave quatre rangeacutees de 7 agrave 9 cylindres

soit 28 cylindres agrave la fin de la guerre pour les Whright deacuteveloppant 3 500 ch remplaceacutes par les

reacuteacteurs

Les ameacutericains amateurs de grandes automobiles et sans souci du prix de lessence deacutemocratisegraverent

les gros V8 au couple tregraves eacuteleveacute et aux vitesses de rotation assez lentes

Les constructeurs des monoplaces de Formule 1 utilisegraverent pendant longtemps des V8 de 3 litres de

cylindreacutee dont le fameux Ford Cosworth

Dans les anneacutees 1990 cest la structure V10 qui aura la faveur des motoristes de F1

Mecircme leacutecurie Ferrari tregraves attacheacutee aux 12 cylindres en V se pliera aux lois de cette formule

Depuis lanneacutee 2004 les instances sportives (FIA) ont imposeacute un retour au V8 avec des contraintes de

fiabiliteacute plus importantes que par le passeacute

En 2006 les structures en V de 10 ou 12 cylindres et W16 sont reacuteserveacutees aux veacutehicules agrave tendance

sportive

Puissance drsquoun

veacutehicule

1 Calculs de la pesanteur

11 Deacutecliviteacute

Calculons la deacutecliviteacute drsquoune route longue L pour un deacuteniveleacute H

α = H L

α deacutecliviteacute grandeur sans dimension

H deacuteniveleacute exprimeacute en m

L longueur de la route exprimeacutee en m coheacuterence des uniteacutes

12 Poids du veacutehicule

Calculons le poids drsquoun veacutehicule

P = M g

P poids exprimeacute en N

M masse exprimeacutee en kg

g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms2 ( g = 981 ms2)

13 Composante du poids

Calculons la composante du poids parallegravele agrave la route de la voiture

F = M g α

Avec

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-

2

α deacutecliviteacute grandeur sans dimension

14 Travail de la force de traction

Calculons le travail drsquoune force de traction qui srsquoest deacuteplaceacutee sur une distance D

E = F D

E travail exprimeacute en J

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

D distance parcourue exprimeacutee en m

15 Energie

Calculons lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour lever une voiture de masse M agrave une hauteur H

E = M g H

Avec

E eacutenergie absorbeacutee (monteacutee) ou accumuleacutee (descente) exprimeacutee en J

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms-2

H deacuteniveleacute exprimeacute en m

15 Puissance absorbeacutee

Calculons la puissance absorbeacutee par une ascension effectueacutee agrave la vitesse V

B = F V

Avec

B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

V vitesse exprimeacutee en ms

En reacutealiteacute une puissance bien supeacuterieure est neacutecessaire agrave cause de la reacutesistance au roulement

et de la reacutesistance de lrsquoair cette derniegravere eacutetant proportionnelle au carreacute de la vitesse

16 puissance absorbeacutee par une ascension

Lrsquoascension drsquoune masse M agrave une hauteur H en un temps T

B = M g H T

Avec

B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-

2 H deacuteniveleacute exprimeacute en m

T temps exprimeacute en s

2 Calculs Aeacuterodynamiques

21 Surface frontale

Surface drsquoune coupe transversale perpendiculaire agrave lrsquoaxe de symeacutetrie du veacutehicule (effectueacutee agrave

lrsquoendroit le plus large et le plus haut) la surface frontale est approximativement eacutegale au

produit de la largeur par la hauteur

camion maxi-code 26 m x 39 m = 10 m2

autocar 25 m x 32 m = 8 m2

voiture 18 m x 14 m = 25 m 2

motocyclette 1 m x 15 m = 15 m2

22 Coefficient de peacuteneacutetration dans lrsquoair

Le Cx est calculeacute agrave partir

Cx = 2 F (S Mair Vsup2)

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

F force exerceacutee par le flux drsquoair exprimeacutee en N

S surface frontale exprimeacutee en m2

Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)

V vitesse air exprimeacutee en ms

23 Reacutesistance de lrsquoair

R = frac12 S Cx Mair Vsup2

R reacutesistance de lrsquoair exprimeacutee en N

S surface frontale exprimeacutee en m2

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)

V vitesse exprimeacutee en ms

24 SCx

Le SCx Grandeur essentiellement destineacutee agrave comparer diffeacuterents modegraveles de voitures le SCx

est le produit de la surface frontale par le Cx

SCx = S Cx

Le Cx eacutetant une grandeur sans dimension le SCx srsquoexprime en megravetre carreacute

25 Constante aeacuterodynamique

La constante aeacuterodynamique est une caracteacuteristique aeacuterodynamique des veacutehicules

A = S Cx M

Avec

A constante aeacuterodynamique [kgm]

S surface frontale [m2]

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

Mair masse volumique de lrsquoair [kgm3]

26 Puissance absorbeacutee

Calculons la puissance absorbeacutee pour vaincre la reacutesistance de lrsquoair

B = F x V

F force aeacuterodynamique reacutesistante [N]

V vitesse du veacutehicule [ms]

3 Calculs thermiques

31 Calcul de la cylindreacutee

D2

V = π L N

4

Avec

D aleacutesage du cylindre

L course du piston

N nombre de cylindre

32 Calcul du PCI des combustibles

Le pouvoir calorifique ou chaleur de combustion (en anglais Heating value ou Heat of

combustion) dune matiegravere combustible noteacute ΔcH0

Crsquoest lenthalpie de reacuteaction de combustion par uniteacute de masse dans les conditions normales

de tempeacuterature et de pression

Cest leacutenergie deacutegageacutee sous forme de chaleur par la reacuteaction de combustion par le dioxygegravene

(autrement dit la quantiteacute de chaleur)

Le plus souvent on considegravere un hydrocarbure reacuteagissant avec le dioxygegravene de lair pour

donner du dioxyde de carbone de leau et de la chaleur

321 Calculer le PCI du gas-oil (Mazout)

Le gazole est un alcane en C16 appeleacute ceacutetane soit une formule brute moyenne de

C16H34

Soit une masse molaire moyenne de 219 gmole

Combustion

Une combustion est la reacuteaction chimique complegravete ou partielle du carbone et de lhydrogegravene

des combustibles usuels par oxydation de loxygegravene

La combustion vive donne naissance agrave une flamme par reacuteaction en chaicircne entretenue dune

maniegravere plus ou moins limiteacutee par lapport de combustible ou de comburant

Cette reacuteaction produit une combustion exothermique cest-agrave-dire

- qui deacutegage de la chaleur

- elle produit du CO2

- de leau

- dautres composeacutes plus ou moins agressif

La stœchiomeacutetrie (du grec lsquolsquostoikheionrsquorsquo eacuteleacutement et lsquolsquometronrsquorsquo mesure) deacutesigne lrsquoeacutetude des

proportions ideacuteales drsquoeacuteleacutements qui autorisent une reacuteaction chimique complegravete lsquolsquoproprersquorsquo et

sans gaspillage

Equations stœchiomeacutetriques des combustions complegravetes

Pour le gazole

C16H34 + 24 O2 rarr 16 CO2 + 17 H2O + Q

- 219 gr de gazole consomment 532 litres drsquooxygegravene

- agrave 21 drsquoO2 dans lrsquoair donc 2533 litres drsquoair

- Donc 1 kg de gazole consomme 116 m3 drsquoair agrave 29 kg au m3

- La masse du meacutelange est donc de 3374 kg

Le carburant le plus utiliseacute est du gasoil drsquoindice de ceacutetane

La composition eacuteleacutementaire de 1 kg de gas-oil est

Carbone C = 087

Hydrogegravene H = 0126

Oxygegravene O = 0004

Azote N Soufre S vapeur drsquoeau W en faible quantiteacute

Pouvoir calorifique infeacuterieur PCI

PCI = 8140C + 30 000H + 2600(S - O) - 600(9H + W) [kcalkg]

PCI = 3391C + 1256H - 1089(S-O) ndash 251(9H+W) [MJkg]

33 Quantiteacute theacuteorique drsquoair a la combustion du gas-oil

Les lois de la stœchiomeacutetrie appliqueacutees agrave la combustion des hydrocarbures nous montrent

que pour bruler

1 kg de gazole il faut disposer drsquoenviron 146 kg drsquoair soit environ

- 112 kg drsquoN2

- 34 kg drsquoO2

La reacuteaction produit environ

- 112 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 32 kg CO2

- 12 kg drsquoH2O

1 kg drsquoessence il faut disposer drsquoenviron 153 kg drsquoair soit environ

- 118 kg drsquoN2

- 035 kg drsquoO2

La reacuteaction produit environ

- 118 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 31 kg de CO2

- 14 kg drsquoH2O

1 kg de GPL il faut disposer drsquoenviron 156 kilogrammes drsquoair soit environ

- 12 kg drsquoN2

- 036 kg drsquoO2)

La reacuteaction produit environ

- 12 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 3 kg de CO2

- 16 kg drsquoH2O

La quantiteacute theacuteorique drsquoair neacutecessaire pour assurer la combustion complegravete du gasoil il faut

avoir

[kg drsquoairkg]

minus+

= OHCL 8

3

8

230

10

[kmol drsquoairkg]

minus

+

=

32412210

10

OHCL

34 Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil

Une stœchiomeacutetrie parfaite est toujours difficile agrave garantir mecircme en laboratoire notamment agrave

cause de la contamination de lrsquoair ou des composants utiliseacutes dans les expeacuteriences mais on

peut srsquoen approcher

Il en va tout autrement srsquoagissant de la combustion des carburants dans le cadre du

fonctionnement drsquoun moteur

En effet non seulement le carburant peut preacutesenter des diffeacuterences de composition selon les

pays et les distributeurs mais en plus la masse drsquoair introduite dans le moteur varie en

permanence en fonction de la tempeacuterature ambiante et de la pression atmospheacuterique

Agrave cela il faut ajouter le fait que les moteurs ne fonctionnent jamais agrave des reacutegimes

tempeacuteratures et charges de travail constants et ideacuteals ce qui signifie qursquoil faut modifier en

temps reacuteel la quantiteacute de carburant injecteacutee dans les cylindres

Pour y remeacutedier on modifie la richesse ou lrsquoexcegraves drsquoair

Pour les moteurs Diesels lrsquoexcegraves drsquoair du meacutelange combustible doit ecirctre toujours supeacuterieur agrave

la limite drsquoapparition des fumeacutees deacutetermineacutee par λ cong 18 soit r = 055

Lr = λ Lo [kmole drsquoairkg combustible]

35 Quantiteacute des produits produit de combustion

Les produits de combustion sont les produits issus de la reacuteaction chimique entre un

carburant et un comburant ils srsquoappellent aussi gaz brucircleacutes ou fumeacutees

Lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie sont respecteacutees les gaz drsquoeacutechappement ne contiennent

que de lrsquoazote gazeux (N2) du dioxyde de carbone (CO2) et de lrsquoeau agrave lrsquoeacutetat de vapeur (H2O)

Ces corps existent en grandes quantiteacutes dans la nature ils sont chimiquement stables et sont

indispensables au maintien des eacutequilibres naturels ce ne sont donc pas des polluants

Mais que se passe-t-il lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie ne sont plus respecteacutees Pour

simplifier le problegraveme consideacuterons deux configurations opposeacutees

meacutelange riche (trop de carburant pas assez drsquoair) dans cette configuration certains

atomes qui constituent la moleacutecule drsquohydrocarbure ne trouvent pas de lsquolsquopartenaire

oxygegravenersquorsquo en nombre suffisant puisque lrsquoair manque ils ne sont donc pas oxydeacutes

complegravetement et se retrouvent dans les gaz drsquoeacutechappement sous forme de particules

carboneacutees drsquohydrocarbures imbrucircleacutes (symbole chimique HC) ou de monoxyde de

carbone (symbole chimique CO) gaz qursquoil ne faut surtout pas confondre avec le CO2

lrsquoun est tregraves toxique lrsquoautre pas du tout

meacutelange pauvre (peu de carburant trop drsquoair) dans cette configuration un excegraves

drsquoair (crsquoest toujours le cas lorsque le moteur est suralimenteacute) fortement comprimeacute agrave

haute tempeacuterature (crsquoest particuliegraverement le cas des moteurs diesel) peut entraicircner la

formation de monoxyde drsquoazote (symbole chimique NO) suite agrave une reacuteaction entre

lrsquooxygegravene (O2) et lrsquoazote (N2) Une fois expulseacute le monoxyde drsquoazote preacutesente la

particulariteacute de se transformer spontaneacutement en dioxyde drsquoazote (symbole chimique

NO2) au contact de lrsquoair geacuteneacuterant au passage une mutation de lrsquooxygegravene

atmospheacuterique en ozone (symbole chimique O3) Ces deux gaz sont tregraves toxiques pour

les organismes vivants

C

nCO2 = [kmolekg]

12

H

nHO2 = [kmolekg]

2

nO2 = 021 x (λ-1) x Lo [kmolekg]

nN2 = 079 x λ x Lo [kmolekg]

36 Quantiteacute totale des produits de combustion

nTotal = nCO2 + nHO2 + nO2 + nN2 [kmolekg]

37 Puissance nominale

Vous avez surement deacutejagrave feuilleteacute le catalogue drsquoun grand constructeur automobile

Chaque modegravele y est deacuteclineacute en plusieurs versions les diffeacuterences portant essentiellement sur

la puissance du moteur

Le choix est vaste et on srsquoy perd

80 ch 100 ch 120 ch 150 chhellip

Que signifient reacuteellement ces chiffres

Agrave quoi sert la puissance

Comment la mesure-t-on

Quelle est la relation entre la puissance et la vitesse

Voici quelques eacuteleacutements de reacuteponses

Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale la puissance deacutesigne la production la consommation ou la

transformation drsquoeacutenergie par uniteacute de temps

Pour une automobile cette eacutenergie est drsquoabord de nature chimique (combustion du carburant)

puis de nature cineacutetique (acceacuteleacuteration et vitesse sur route horizontale) ou gravitationnelle

(route en deacutecliviteacute)

La puissance drsquoun moteur thermique se rapporte donc agrave lrsquoeacutenergie deacutelivreacutee par uniteacute de temps

mais aussi agrave lrsquoeacutenergie consommeacutee sous forme de carburant dans le mecircme temps

On ne peut jamais mesurer la puissance on ne peut que la calculer en combinant les valeurs

de la charge moteur et de la vitesse de rotation releveacutees sur un banc de puissance

Banc drsquoessai moteur

Passer un moteur au banc consiste drsquoabord agrave lrsquoaccoupler agrave un disque eacutequipeacute drsquoun

- frein

- compte-tours

Une fois le moteur lanceacute agrave plein reacutegime lrsquoopeacuteration consiste agrave actionner progressivement le

frein jusqursquoagrave ce que la vitesse de rotation du moteur soit stabiliseacutee la commande des gaz

restant grande ouverte

En effet une vitesse stabiliseacutee signifie que le couple moteur est alors exactement eacutegal au

couple de freinage

il suffit donc de mesurer lrsquointensiteacute de la force de freinage pour en deacuteduire la valeur du couple

moteur

Autrement dit ce qursquoon appelle agrave tort un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo ne sert qursquoagrave mesurer le couple

moteur et la maniegravere dont il eacutevolue en fonction de la vitesse de rotation

In fine la puissance reacutesulte drsquoun calcul crsquoest le produit de ces deux grandeurs

F N

Pf =

10 000

Ougrave

F charge [N]

N = reacutegime de rotation [trmn]

38 Puissance corrigeacutee

Pfc = Pf f

Avec

f Facteur de correction tenant compte de la tempeacuterature et de la pression ambiante f

= 1085

Tamb = 27 [degC] Diagramme de conversion

f = 1085

Pamb = 719 [mmHg]

39 Consommation speacutecifique

La consommation speacutecifique du moteur est la quantiteacute de carburant (Cs) utiliseacutee pour produire

un travail T donneacute

(3600 v Ps )

Cs = [gkWh]

(t Pf)

Ou

v volume du gas-oil agrave consommer [cm3]

Ps poids speacutecifique du gasoil [grcm3]

t temps de consommation [s]

Pf puissance au frein [kW]

310 Consommation speacutecifique corrigeacutee

Csc = (3600 v Ps ) (t Pfc)

Ou

Pfc puissance corrigeacutee

311 Couple moteur

Quelles sont les caracteacuteristiques essentielles drsquoun veacutehicule agrave moteur

Les services marketing le savent crsquoest la puissance et la vitesse maximale qui au premier

abord focalisent lrsquoattention du public car ce sont les donneacutees les plus valorisantes pour

lrsquoacheteur

Mais pour le technicien comme pour le conducteur aviseacute crsquoest

- la masse de la voiture

- son couple moteur

- le reacutegime auquel il est disponible

qui sont les donneacutees essentielles car elles conditionnent le comportement du veacutehicule en

situation reacuteelle le service qursquoil peut rendre et son prix de revient

Le terme de lsquolsquocouplersquorsquo vient de ce qursquoil associe deux grandeurs

- une force crsquoest la pression que les gaz exercent sur les pistons

- un bras de levier crsquoest la longueur des manetons du vilebrequin

On utilise pour cela un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo qui est un appareil eacutequipeacute drsquoun compte-tours et

drsquoun frein

La valeur du couple moteur deacutepend de lrsquoaptitude drsquoun moteur agrave introduire dans les cylindres

un meacutelange air-carburant parfaitement homogegravene et surtout de sa capaciteacute agrave en tirer le

maximum drsquoeacutenergie au moment de la combustion

Le couple moteur est toujours relativement modeste agrave bas reacutegime il atteint sa valeur

maximale aux reacutegimes intermeacutediaires pour deacutecroicirctre ensuite inexorablement au fur et agrave

mesure que la vitesse de rotation augmente comme si le moteur finissait par srsquoasphyxierhellip

Tant que le moteur fonctionne dans sa plage de reacutegime de couple maximum la consommation

de carburant la pollution de lrsquoenvironnement et donc le prix de revient du kilomegravetre parcouru

se maintiennent aux valeurs les plus basses dont le veacutehicule est capable

Pour toutes ces raisons il est preacutefeacuterable que le couple maximum soit deacutelivreacute agrave un reacutegime pas

trop eacuteleveacutehellip

30PN 1000

CN = [Nm]

N π

Ou

PN Puissance nominale [kW]

N Vitesse de rotation [trmn]

312 Couple corrigeacutee

30Pfc 1000

Cc = [Nm]

N π

Ou

Pf Puissance corrigeacutee [kW]

4 Bilan thermique des moteurs

Que devient lrsquoeacutenergie libeacutereacutee par la combustion

Elle apparaicirct sous deux formes distinctes

Chaleur crsquoest la mecircme que celle qursquoon peut ressentir devant nrsquoimporte quel

brasier Lrsquoeacutechauffement drsquoun moteur dit lsquolsquothermiquersquorsquo est donc un pheacutenomegravene

normal Heacutelas cette chaleur ne sert agrave rien sinon agrave chauffer lrsquohabitacle elle est

donc voueacutee agrave se disperser dans lrsquoenvironnement

Mouvement crsquoest ce dont on a besoin pour faire avancer la voiture Dans le

cas drsquoun moteur drsquoautomobile la pression des gaz dans la chambre de

combustion provoque le mouvement des pistons et la rotation du vilebrequin

signe tangible qursquoune autre partie de lrsquoeacutenergie libeacutereacutee srsquoest manifesteacutee sous

forme de mouvement (4)

Comment distinguer ces deux formes drsquoeacutenergie

En calculant le rendement du moteur ou plus exactement son bilan thermique

En effet le rendement se deacutefinit comme

eacutenergie reacutecupeacutereacutee

Rendement =

eacutenergie consommeacutee

Dans le cas drsquoun moteur

lrsquoeacutenergie reacutecupeacutereacutee est celle mesureacutee en bout de vilebrequin sur un banc de puissance

exprimeacutee en kilowattheure [kW]

lrsquoeacutenergie consommeacutee correspond agrave la masse de carburant brucircleacutee (exprimeacutee drsquoabord en

kilogrammes puis convertie en joules)

Le reacutesultat est une grandeur sans dimension

Si on fait un bilan thermique dans un moteur de combustion interne

QT = Qe + Qr + Qra + Qa + Qres + Qge

- QT Flux de chaleur deacutegageacute si on brucircle tout le combustible

- Qe Flux de chaleur transformeacutee en puissance effective

- Qr Flux de chaleur eacutevacueacute au liquide de refroidissement

- Qge Flux de chaleur perdu avec les gaz deacutechappement

- QP Flux de chaleur perdu (par rayonnement vers lrsquohuile agrave cause de la combustion

incomplegravete frottements etc)

Scheacutema de la conversion et des pertes thermique dans un moteur

Si on fait un bilan des pertes de chaleur pour prendre en compte ougrave elles se produisent on

trouve

41 Chaleur totale introduite dans le moteur par la combustion

Eacutenergie brute libeacutereacutee par la combustion du carburant

Gazole 443 MJkg-1 (374 MJl-1 )

Essence 469 MJkg-1 (356 MJl-1 )

GPL 487 MJkg-1 (268 MJl-1 )

Eacutenergie nette libeacutereacutee par la combustion du carburant

Gazole 417 MJkg-1 (352 MJl-1 )

Essence 437 MJkg-1 (332 MJl-1 )

GPL 451 MJkg-1 (248 MJl-1 )

(PCI Csh)

QT =

36

Calcul de la consommation horaire

- PCI pouvoir calorifique inferieur [kJkg]

- Csh consommation speacutecifique horaire [kgh]

42 Chaleur eacutequivalente au travail effectif par uniteacute de temps

Qe = 1000 Pf [Js]

Sachant que

- Pf puissance au frein [W]

43 Chaleur transmise au systegraveme de refroidissement

Cette chaleur est donneacutee par la formule suivante

C i D(1+2m ) Nm

Qr = [Js]

λ Avec

- C Coefficient de proportionnaliteacute dont la valeur pour les moteurs agrave 4 temps varie

dans la plage [045 divide 0 53]

- i Nombre de cylindres

- D Aleacutesage du cylindre

- N freacutequence de rotation du vilebrequin

- m Exposant empirique dont la valeur pour les moteur agrave 4 temps est limiteacutee par

lrsquointervalle [06 divide 07 ]

- λ Coefficient drsquoexcegraves drsquoair

44 Chaleur emporteacutee par les gaz drsquoeacutechappement

Csh

Qge = [nt(mcp)tr (Tr-273 ) - Lr(mcp)t2 (T2- 273)]

36 Avec

- L Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil [kmole drsquoairkg de

combustible]

- nt Quantiteacute totale des produits de combustion [kmolekg]

- Tr Tempeacuterature des gaz drsquoeacutechappement [K]

- T2 Tempeacuterature de lrsquoair a lrsquoentreacutee du moteur [K]

- Csh Consommation massique de gas-oil horaire [kgh]

- (mcp)tr ( mcp)t2 sont respectivement la capaciteacute calorifique molaire moyenne agrave

pression constante des gaz reacutesiduels et de lrsquoair admis

45 Autres pertes de chaleur

QP = QT - (Qe + Qr + Qge)

Chapitre 8

Identification du

veacutehicule

Vehicle Identification Number

Le code VIN - Vehicle Identification Number - est un code alphanumeacuterique unique qui est

donneacute agrave chaque veacutehicule automobile depuis 1950

Il apparaicirct sur le chacircssis du veacutehicule

ainsi que sur le moteur et dans

lordinateur de bord

Lanceacute dans une forme simplifieacutee en

1950 par les constructeurs ameacutericains

ce code passera aux 17 caractegraveres

actuels en 1980

Le numeacutero inscrit sur la carte grise

dans la zone laquo numeacutero dans la seacuterie

du type raquo correspond bien agrave celui

figurant sur la voiture Passat IV B ndash 2000 (=B55 ou =Typ 3BG ou = VI) Dapregraves le VIN cest une 3B et le E correpond agrave la version Sport 212130 serait le numeacutero de seacuterie du cassis

Ce numeacutero dans la seacuterie du type est parfois appeleacute numeacutero de seacuterie ou numeacutero de chacircssis

mais son appellation officielle est

Numeacutero drsquoIdentification du Veacutehicule

(NIV ou Vehicle Identification Number VIN en anglais) et regroupe

laquo Type raquo et laquo N dans la seacuterie du type raquo

Cette normalisation preacutevoit entre autres que le NIV doit avoir une

Longueur de 17 caractegraveres

et peut ecirctre diviseacute en 3 sections

bull Les 3 premiers caractegraveres sont reacuteserveacutes agrave

Identification Mondiale du Constructeur

WMI World Manufacturer Identification (anglais)

Suivant cette codification chaque constructeur est identifieacute mondialement avec parfois des

variations suivant le pays ougrave se trouve lrsquousine de fabrication

A titre drsquoexemple la codification de - Renault est VF1

- Peugeot est VF3

- Citroeumln est VF7

Les 03 premiers caractegraveres didentification du constructeur

(WMI)

On distingue les constructeurs qui fabriquent plus de 500 exemplaires par an des autres

Un constructeur dont la production est infeacuterieure agrave 500 veacutehicules par an utilise 9

caractegraveres les autres 14

Certains constructeurs utilisent le 3egraveme caractegravere pour une cateacutegorie de veacutehicules comme les

bus ou les camions comme par exemple

bull le code Ameacuterique du Nord 1G attribueacute agrave General Motors se deacutecompose en

- 1G1 pour Chevrolet

- 1G2 pour Pontiac et

- 1GC pour Chevrolet camions

bull le code Italie F attribueacute agrave Fiat se deacutecompose en

- FA pour Fiat Auto et

- FC pour Fiat VI

Le premier caractegravere WMI correspond au code du pays dans lequel lusine du constructeur est

implanteacutee Exemple

- ZFA Fiat Auto Italie

- SUF Fiat Auto Pologne

- 8AF Fiat Auto Argentine

- NRT Tofas-Fiat Auto Turquie

- 9BD Fiat Automoveicircs Breacutesil

bull Les 6 caractegraveres suivants sont consacreacutes agrave la

Section de Description du Veacutehicule

VDS Vehicle Description Section (anglais)

ougrave lrsquoon va trouver une codification du type eacutelaboreacutee par le constructeur PSA et Renault

utilisent dans cette zone ce que lrsquoon appelait autrefois le type mines

bull Enfin les 8 derniers caractegraveres constituent la

Section drsquoIdentification du Veacutehicule

VIS Vehicle Identification Section en anglais

Il srsquoagit drsquoun numeacutero seacutequentiel attribueacute au veacutehicule et ce dans le type et pour le constructeur

concerneacute

Emplacement du VIN

Afin de veacuterifier la concordance entre ce numeacutero se trouvant sur la carte grise et celui

figurant sur la voiture

il faut savoir que ce numeacutero peut ecirctre trouveacute agrave 2 ou 3 endroits du veacutehicule suivant les cas sur

chacircssis du veacutehicule plaque constructeur derriegravere le pare brise

Cette derniegravere option nrsquoest pas obligatoire mais de plus en plus les constructeurs europeacuteens

en eacutequipent leurs modegraveles les plus reacutecents Pour connaicirctre lendroit ougrave se trouve ce numeacutero

reportez-vous au manuel dutilisation du veacutehicule ou adressez-vous agrave un concessionnaire de la

marque

Le NIV se trouvant sur le chacircssis doit ecirctre

- frappeacute agrave lrsquoaide de poinccedilons ou

- graveacute sur une piegravece essentielle de la voiture

En geacuteneacuteral faisant partie de la caisse ou du chacircssis de maniegravere agrave ce quil ne puisse seffacer

accidentellement ou salteacuterer

Il doit ecirctre placeacute de maniegravere visible sans qursquoun deacutemontage ne soit neacutecessaire

Pour ce qui est de sa localisation il doit impeacuterativement se situer dans la partie droite du

veacutehicule et lrsquoexpeacuterience montre que dans 80 agrave 85 des cas ce NIV se trouve

- dans la partie droite ou centrale du compartiment moteur

- aux environs immeacutediats du siegravege passager avant droit

La plaque constructeur sur laquelle figure eacutegalement le NIV est

- soit une plaque aluminium de couleur argenteacutee ou noire

- soit une eacutetiquette adheacutesive qui peut ecirctre noire blanche ou translucide

Cette plaque constructeur se trouve en geacuteneacuteral

- dans le compartiment moteur

- sur le pied de porte avant droit

- dans le coffre

Enfin le NIV optionnel qui peut se trouver derriegravere le pare-brise est visible agrave travers une

petite fenecirctre en bas agrave gauche et donc coteacute conducteur

Evolution du code VIN en fonction des types

Mercedes W201

Mercedes W202

Mercedes W203

Mercedes W204

Composition du code

Les veacutehicules modernes qui sont reacutefeacuterenceacutes avec des codes VIN sont identifiables par un

systegraveme baseacute sur la norme ISO Organisation internationale de normalisation

- ISO 3779 de 1979 et

- ISO 3780 de 1980

Avant-propos

LISO (Organisation internationale de normalisation) est une feacutedeacuteration mondiale

dorganismes nationaux de normalisation (comiteacutes membres de lISO)

1 Domaine dapplication

La preacutesente Norme internationale speacutecifie le contenu et la structure dun numeacutero

didentification des veacutehicules (VIN) permettant dassurer agrave leacutechelle mondiale un systegraveme

uniforme de numeacuterotation pour lidentification des veacutehicules routiers

La preacutesente Norme internationale sapplique aux veacutehicules agrave moteur aux veacutehicules tracteacutes

aux motocycles et aux cyclomoteurs deacutefinis dans lISO 3833

3 Termes et deacutefinitions

31 Numeacutero didentification dun veacutehicule VIN

Combinaison structureacutee de caractegraveres attribueacutee agrave un veacutehicule par son constructeur en vue de

son identification

32 Code didentification mondiale du constructeur WMI

Premiegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui deacutesigne le constructeur du

veacutehicule et qui est assigneacutee agrave un constructeur de veacutehicules afin de permettre lidentification

dudit constructeur

33 Descripteur VDS

Deuxiegraveme section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui donne une information sur les

caracteacuteristiques geacuteneacuterales du veacutehicule

34 Indicateur VIS

Troisiegraveme et derniegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui constitue une

combinaison de caractegraveres attribueacutes par le constructeur pour distinguer un veacutehicule dun autre

veacutehicule

35 Constructeur

Personne entreprise ou socieacuteteacute qui deacutelivre le certificat de conformiteacute ou qui deacutemontre la

conformiteacute et assume la responsabiliteacute du produit pour un veacutehicule precirct agrave ecirctre mis en service

indeacutependante de lemplacement de lusine de montage

36 Anneacutee

Anneacutee calendaire pendant laquelle le veacutehicule est produit ou anneacutee du modegravele du veacutehicule

deacutetermineacutee par le constructeur

37 Seacuteparation

Symbole caractegravere ou bordure mateacuterielle qui peut ecirctre utiliseacute pour seacuteparer les sections du

numeacutero didentification dun veacutehicule ou pour deacutefinir ses limites

Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee

Code

1971 1 1980 A 1992 N 2001 1 2010 A

1972 2 1981 B 1993 P 2002 2 2011 B

1973 3 1982 C 1994 R 2003 3 2012 C

1974 4 1983 D 1995 S 2004 4 2013 D

1975 5 1984 E 1996 T 2005 5 2014 E

1976 6 1985 F 1997 V 2006 6 2015 F

1977 7 1986 G 1998 W 2007 7 2016 G

1978 8 1987 H 1999 X 2008 8 2017 H

1979 9 1988 J 2000 Y 2009 9 2018 J

1989 K 2019 K

1990 L 2020 L

1991 M 2021 M

Quelques diffeacuterences existent pour la codification des tregraves petites seacuteries

Standard 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1

5

1

6

1

7

ISO 3779

Code

constructeu

r-WMI

Composition du

veacutehicule Code veacutehicule-VIS

Union

Europeacuteen

ne

amp

Ameacuterique

du Nord

plus de 500

veacutehiculesan

Code

constructeu

r-WMI

Compositio

n du

veacutehicule

Code

eacutequipeme

nt du

veacutehicule

Code

Anneacutee

Modegravel

e

Code

Veacutehicul

e

Numeacutero progressif

seacuterie

Union

Europeacuteen

ne

amp

Ameacuterique

du Nord

moins de 500

veacutehiculesan

WMI

Compositio

n du

veacutehicule

Code

eacutequipeme

nt du

veacutehicule

Code

Anneacutee

Modegravel

e

Code

Veacutehicul

e

Code

constructeu

r-WMI

Numeacutero

progressi

f seacuterie

Exemple de code VIN

Poinccedilon Peugeot VF3 741 A4 7F535G815 Poinccedilon Peugeot

- Poinccedilon Peugeot - Code constructeur WMI (03)

1 VF (Europe S-Z France VF-VR)

3 3 (Peugeot)

- Type au mines (06)

4-6 741 (Composition du veacutehicule)

7 (306)

4 (04 portes)

1 ou A (Moteur D1768 cc)

7-8 A4 (type de veacutehicule coupe cabriolet etc)

9 7 (Code eacutequipement du veacutehicule)

- Anneacutee modegravele (01)

10 F (1985)

- Code VIS (07)

11 5 (code usine chiffre ou lettre selon les constructeur)

12-17 35G815 (numeacutero dans la seacuterie du type)

Poinccedilon Peugeot

WAUZZZ8GZPA001181

Codes pays

AndashH = Afrique JndashR = Asie SndashZ = Europe

1ndash5 =

Ameacuterique

du Nord

6ndash7 =

Oceacuteanie

8ndash9 =

Ameacuterique

du Sud

AA-AH Afrique

du Sud

AJ-AN Cocircte

dIvoire

AP-A0 non

attribueacute

BA-BE Angola

BF-BK Kenya

BL-BR Tanzanie

BR Algeacuterie

BS-B0 non

attribueacute

CA-CE Benin

CF-CK

Madagascar

CL-CR Tunisie

CS-C0 non

attribueacute

DA-DE Egypte

DF-DK Maroc

DL-DR Zambie

DS-D0 non

attribueacute

(probable

Algerie)

EA-EE Ethiopie

EF-EK

Mozambique

EL-E0 non

attribueacute

FA-FE Ghana

FF-FK Nigeria

FF-FK

Madagascar

FL-F0 non

attribueacute

GA-G0 non

attribueacute

HA-H0 non

attribueacute

JA-J0 Japon

KA-KE Sri

Lanka

KF-KK

Israel

KL-KR

Coreacutee du Sud

KS-K0 non

attribueacute

LA-L0 Chine

MA-ME Inde

MF-MK

Indoneacutesie

ML-MR

Thaiumllande

MS-M0 non

attribueacute

NF-NK

Pakistan

NL-NR

Turquie

NS-N0 non

attribueacute

PA-PE

Philippines

PF-PK

Singapour

PL-PR

Malaysie

PS-P0 non

attribueacute

RA-RE

Emirat

Arabes Unis

RF-RK

Taiwan

RL-RR

Vietnam

RS-R0 non

attribueacute

SA-SM

Grande

Bretagne

SN-ST

Allemagne

SU-SZ

Pologne

S1-S0 non

attribueacute

TA-TH Suisse

TJ-TP

Reacutepublique

Tchegraveque

TR-TV

Hongrie

TW-T1

Portugal

T2-T0 non

attribueacute

UA-UG non

attribueacute

UH-UM

Danemark

UN-UT Irlande

UU-UZ

Roumanie

U1-U4 non

attribueacute

U5-U7

Slovaquie

U8-U0 non

attribueacute

VA-VE

Autriche

VF-VR France

VS-VW

Espagne

VX-V2

Yougoslavie

V3-V5 Croatie

V6-V0 Estonie

WA-W0

1A-10 Etats

Unis

2A-20

Canada

3A-3W

Mexique

3X-37 Costa

Rica

38-30 non

attribueacute

4A-40 Etats

Unis

5A-50 Etats

Unis

6A-6W

Australie

6X-60 non

attribueacute

7A-7E

Nouvelle

Zeacutelande

7F-70 non

attribueacute

8A-8E

Argentine

8F-8K Chili

8L-8R

Equateur

8S-8W

Peacuterou

8X-82

Veacuteneacutezueacutela

83-80 non

attribueacute

9A-9E Breacutesil

9F-9K

Colombie

9L-9R

Paraguay

9S-9W

Uruguay

9X-92

Trinidad amp

Tobago

93-99 Breacutesil

90 non

attribueacute

Allemagne

XA-XE

Bulgarie

XF-XK Gregravece

XL-XR Pays

Bas

XS-XW Russie

XX-X2

Luxembourg

X3-X0 Russie

YA-YE

Belgique

YF-YK

Finlande

YL-YR Malte

YS-YW Suegravede

YX-Y2

Norvegravege

Y3-Y5

Bielorussie

Y6-Y0 Ukraine

ZA-ZR Italie

ZS-ZW non

attribueacute

ZX-Z2

Sloveacutenie

Z3-Z5 Lituanie

Z6-Z0 non

attribueacute

Chapitre 9

Organisation du

garage

1 Introduction

Un atelier de reacuteparation automobile plus communeacutement

appeleacute

garage

est une structure speacutecialiseacutee dans lentretien courant et la

reacuteparation des veacutehicules automobile

Un petit atelier de garagiste en

Nouvelle-Galles du Sud (Australie)

laquo Garagiste raquo est un terme geacuteneacuterique deacutesignant une personne travaillant dans un garage et

peut sappliquer agrave tous les meacutetiers de lentretien automobile

- meacutecanicien

- carrossier

- peintre en carrosserie

- vendeur etchellip

Un garage peut faire office de station-service tandis que

bon nombre de ces derniegraveres principalement deacutedieacutees agrave la

distribution de carburant proposent un service basique

de laquo garage raquo permettant lentretien courant du veacutehicule

et les reacuteparations mineures

Certains garages en outre proposent un service de vente

de veacutehicules Garage Citroeumln agrave Constantine

au debut du XX siegravecle (Algeacuterie)

Il existe des concessionnaires et des garagistes indeacutependants

2 Histoire

Les ateliers de reacuteparation ont fait leur apparition et se sont multiplieacutes de par le monde en

mecircme temps que lautomobile a commenceacute agrave se banaliser agrave compter du deacutebut du XXe siegravecle

passant du statut de curiositeacute tregraves oneacutereuse agrave celui de bien de grande consommation -

progressivement accessible au plus grand nombre ( FORD T)

Laugmentation du parc installeacute a constitueacute lopportuniteacute de creacuteer un nouveau modegravele

eacuteconomique axeacute sur ce nouveau mode de transport

Tandis que les pays industrialiseacutes sadaptaient agrave lautomobile en

- seacutecurisant et regraveglementant son emploi

- deacuteveloppant un reacuteseau de routes adapteacute

le besoin en points dentretien deacutedieacutes est alleacute croissant et les laquo garages raquo ont commenceacute agrave se

multiplier au bord des routes et dans les agglomeacuterations

3 CHOIX DE LIMPLANTATION

Limplantation dun garage en centre-ville ou en bordure de ville implique avantages et

inconveacutenients quelque soit le cas Critegraveres de choix

- Trafic

- Publiciteacute

- Faciliteacute daccegraves

- Coucirct du terrain

- Superficies possibles

- Frais fixes

4 REacutePARTITION DES SURFACES

La reacutepartition ideacuteale des surfaces est de

- 13 bacircti

- 23 non-bacircti

a) SURFACES NON-BATIES Elles sont essentiellement constitueacutees

- Aires de stationnement Clients magasin de PR

- veacutehicules en attente de reacuteparation

- veacutehicules clients reacutepareacutes

- veacutehicules neufs et occasions

- veacutehicules du personnel

- veacutehicules visiteurs ex repreacutesentants deacutepanneuse bennes agrave deacutechets

b) SURFACES BATIES Les locaux doivent ecirctre

- spacieux

- bien eacuteclaireacutes

- ventileacutes

- chauffeacutes

- daccegraves facile

Il faut preacutevoir

Piegraveces agrave usage de bureau

- 6msup2 par personne

Reacuteception et daccueil des clients

- sa localisation doit ecirctre eacutevidente

Salle dattente clients

- spacieuse

- confortable

- agreacutementeacutee

- documenteacutee

- eacutequipeacutee

- eacuteclaireacutee

- peinte toujours en blanc mat

Magasin de Piegraveces de Rechange plusieurs accegraves seacutepareacutes

- clients

- meacutecaniciens

- agents

Atelier de reacuteparation plusieurs zones

- reacuteparations rapides

- interventions longues

- carrosserie

- peinture

- eacutelectriciteacute

- mise au point etc

Piegraveces annexes

- deacutechets

- aire de lavage

- compresseurs

- vestiaires personnels

- sanitaires etc

5 LES MATEacuteRIELS

a) GROS MATEacuteRIELS

Stations de lavage Stations de vidange graissage Station de controcircle de geacuteomeacutetrie

des trains roulants

Montage et eacutequilibrage de pneumatiques Station de diagnostic Station de controcircles

Electriciteacute

Mateacuteriels de manutention (grues crics) ponts eacuteleacutevateurs

b) PETITS MATEacuteRIELS

Outillages speacutecialiseacutes Outillages individuels

6 LES PERSONNELS

La hieacuterarchie se compose de 2 cateacutegories

a) ENCADREMENT

Directeur geacuteneacuteral Directeur commercial Directeur technique

Directeur financier

b) EXEacuteCUTION

Secreacutetaires de direction Secreacutetaires dadministration de commerce et de gestion-finance

Chef deacutequipe Reacuteceptionnaire Preacuteparateurs

Meacutecaniciens Magasiniers Vendeurs

a EXEMPLE DAMEacuteNAGEMENT DUN GARAGE AUTOMOBILE

a) RDC

b) Etage Bureaux et administration

b ORGANISATION DUNE ENTREPRISE DE REacutePARATION

AUTOMOBILE

a) OBJECTIF DE LENTREPRISE

Accroicirctre la productiviteacute

- en structurant les ateliers

- en deacutefinissant avec preacutecision les tacircches de chacun des personnels afin quelles

ne se chevauchent pas

b) ORGANIGRAMME DUNE ENTREPRISE STRUCTUREacuteE

- Un responsable par secteur assure la liaison avec le chef dentreprise qui controcircle tous

les secteurs

- Chaque secteur est autonome

- Limportance des activiteacutes de reacuteparation permet de subdiviser le travail sous la

responsabiliteacute de plusieurs reacuteceptionnaires ainsi que plusieurs chefs deacutequipe

c FONCTIONS DES DIFFEacuteRENTS PERSONNELS AU SEIN DE

LENTREPRISE

a) LE CHEF DENTREPRISE

Il deacutefinit les objectifs et les prioriteacutes de lentreprise en assurant le controcircle de tous

les secteurs

b) LE CHEF DATELIER

- Il est responsable du fonctionnement des ateliers et de la formation des

employeacutes

- Il coordonne tous les services

c) LE REacuteCEPTIONNAIRE

- accueil le client

- deacutefinie la nature des travaux agrave effectuer

- eacutetablie eacuteventuellement un devis

- preacutecise les deacutelais de reacuteparation

Si le client est daccord

- reacutedige et fait signer LOR quil remplit avec rigueur (ex eacutetat du veacutehicule

carburant accessoires)

- charge le planning de latelier

Apregraves les travaux

- rend le veacutehicule apregraves paiement de la facture

d) LE CHEF DEacuteQUIPE

Il reacutepartit le travail et prend les deacutecisions au niveau de la reacuteparation

e) LES COMPAGNONS

Ce sont les exeacutecutants des reacuteparations

f) LE MAGASINIER

Il approvisionne latelier en piegraveces de rechange et assure le service clientegravele

g) SERVICE FACTURATION

Reacutedaction des factures dapregraves lOR pointeacute par le chef deacutequipe

h) SERVICE COMPTABILITEacute

Il gegravere et reacutealise les bilans dexploitation

Chapitre 10

Devis

1 ORGANIGRAMME DrsquoUNE INTERVENTION

2 Deacutefinition

Un devis est une estimation des prix reacutealiseacutee avant lexeacutecution de travaux ou avant lachat

dun bien

Le DEVIS est une eacutevaluation la plus preacutecise possible du coucirct dune reacuteparation

Dans le cadre de son DEVOIR dinformation et dans le souci permanent de conserver des

relations claires avec le client le devis est devenu une deacutemarche indispensable

3 Enjeux dun devis

Lorsquun particulier ou une socieacuteteacute demande des devis aupregraves de plusieurs entreprises cela

permet de comparer les prix et les prestations fournies

Les Destinataires

- un client

- une compagnie dassurance ou cabinet dexpertise

bull Le Client Le devis permet dinformer le client Il est geacuteneacuteralement eacutetabli sans

deacutemontage meacutecanique Par conseacutequent le devis reste approximatif sachant quune

erreur supeacuterieure agrave 10 nest pas toleacuterable

bull Assurances ndash Experts Le devis est eacutetabli de maniegravere preacutecise pour permettre agrave

lassureur de prendre une deacutecision sur lopportuniteacute de la reacuteparation remise en eacutetat

ou mise en eacutepave lorsque la reacuteparation deacutepasse la valeur veacutenale du veacutehicule

Geacuteneacuteralement les devis sont gratuits

4 Deacutemarche dutilisation des devis

a) Ce que doit comporter un devis

Identification du prestataire qui reacutedige le devis

bull nom et raison sociale

bull adresse complegravete

bull teacuteleacutephone

bull teacuteleacutecopie

bull email et site internet

Identification de la personne qui a demandeacute le devis

bull nom preacutenom

bull adresse

bull teacuteleacutephone

Le mot devis doit ecirctre eacutecrit en gros

La date du devis

La liste des prix et le total

b) Ce quil faut preacuteciser dans un devis

bull La dureacutee de la validiteacute de loffre par exemple ce devis est valable entre 1 et 3 mois

selon le projet

5) Estimation

bull Lestimation consiste agrave eacutevaluer par preacutediction les coucircts et deacutelais des tacircches qui

constituent un projet agrave partir destimations dautres grandeurs comme la taille la

puissance ou la capaciteacute Le terme estimation deacutecrit aussi bien la fonction lopeacuteration

que le reacutesultat

6) Quelles sont les regravegles dun bon devis

- Un prix ferme

- une trace eacutecrite en cas de litigehellip

Tel est linteacuterecirct de disposer dun bon devis avant le deacutebut des travaux

Le bon devis doit comporter un certain nombre de mentions obligatoires notamment

- la somme globale agrave payer

- le deacutecompte deacutetailleacute des prestations et des produits utiliseacutes

- le nom et ladresse de lentreprise

- la dureacutee de validiteacute de loffre et lindication du caractegravere gratuit ou payant du

devis

Ces regravegles protegravegent de faccedilon satisfaisante le client

Des mentions suppleacutementaires

Pour autant rien ne lempecircche de demander au professionnel dajouter sur le devis dautres

mentions non obligatoires comme par exemple

- les modaliteacutes de regraveglement avec un eacutecheacuteancier preacutecis des paiements

- la date limite preacutevue pour la fin des travaux

- une peacutenaliteacute de retard par jour deacutepasseacute

Le client disposera ainsi de moyens de pression suppleacutementaires en cas de complicationhellip

Si la facture est plus eacuteleveacutee

Il arrive que le montant de la facture soit supeacuterieur agrave celui du devis alors que le client navait

pas donneacute son accord preacutealablehellip

Que faire

Commencer par veacuterifier si le devis ne comporte pas une clause de reacutevision du prix dans

certains cas expresseacutement preacutevus (ex hausse du coucirct de la main-dœuvre ou des matiegraveres

premiegraveres)

si cest le cas le professionnel a le droit de reacutepercuter cette hausse sur la facture

Agrave deacutefaut le client peut refuser de payer la diffeacuterence

Une simple lettre de reacuteclamation adresseacutee au professionnel en recommandeacute avec accuseacute de

reacuteception devrait suffire En cas deacutechec le client doit saisir la direction de la concurrence de

la consommation et de la reacutepression des fraudes du deacutepartement du professionnel

Chapitre 11

Bon de commande

Commande

Dans le commerce une commande est une intention soit

- verbale

- eacutecrite

dengager une transaction commerciale pour des produits ou services particuliers

Du point de vue de lacheteur elle exprime lintention dacheter et est appeleacutee une commande

dachat

Du point de vue du vendeur elle exprime lintention de vendre et elle se reacutefegravere agrave une

commande de vente

Dans beaucoup dentreprises les commandes sont utiliseacutees pour rassembler et rendre compte

des coucircts et des revenus selon des objectifs bien deacutefinis

Ensuite il est possible de montrer pour quels objectifs les deacutepenses ont eacuteteacute engageacutees

Eacutetapes dans les commandes commerciales

Commerce Action de lacheteur Action du vendeur

Acheteur qui deacutesire le

produit et vendeur qui

vend le produit

Recherche des vendeurs du produit Marketing et publiciteacute

Veacuterification du pricing

du produit disponibiliteacute

speacutecifications coucircts de

livraison

Demande de devis ou demande doffre Devis ou offre creacuteeacutes

Accord de transaction

entre acheteur et vendeur Enregistrement de la commande dachat

Enregistrement de la commande

de vente

Le produit est expeacutedieacute du

vendeur agrave lacheteur

Fiche demballage facture pro

forma pour certaines

expeacuteditions internationales

Lacheteur reccediloit le

produit du vendeur

La fiche demballage et le produit sont

compareacutes avec la commande dachat on

veacuterifie le bon conditionnement du

produit

Le vendeur envoie la

facture (comptabiliteacute) agrave

lacheteur

On fait correspondre la fiche demballage

avec la commande dachat et la facture

on enregistre lachat dans les comptes

financiers dans la comptabiliteacute

fournisseurs

On enregistre la vente dans les

comptes financiers dans la

comptabiliteacute clients

Lacheteur paie le

vendeur

Paiement en espegraveces par chegraveque ou

paiement eacutelectronique enregistrement

du paiement sur la commande dachat

Reacuteception des espegraveces du

chegraveque ou du paiement

eacutelectronique enregistrement du

paiement sur la commande de

vente

Page 5: Maintenance des parcs roulants Partie 2/3

Exemple drsquoexploitation drsquoune Revue Technique Automobile

- Preacutesentation drsquoune revue technique

- Page de garde

- Identification du veacutehicule

- Chapitre moteur

Chapitre 7

Moteurs

agrave combustion interne

Moteurs agrave allumage commandeacute (essence)

Introduction

Cest une deacuteflagration (explosion) qui se produit au sein de ces moteurs

Les moteurs agrave allumage commandeacute

neacutecessitent une eacutetincelle pour le

deacuteclenchement de la combustion du meacutelange

carburantair

Tous les moteurs utilisant comme carburant

de lessence ou de lalcool voire un gaz

(GPL) ou autre dont le deacuteclenchement de la

combustion est deacutependant dune source

deacutenergie externe (bougie trembleur)sont

appelles

Moteur Renault Energy 14 de la Symbol

laquo moteur agrave allumage commandeacute raquo

Le moteur agrave allumage commandeacute est eacutequipeacute dun systegraveme complet dallumage composeacute de

Bougies Bobine Rupteur Faisceau

Une bougie qui fait des eacutetincelles

Une bobine qui sert agrave geacuteneacuterer une haute tension neacutecessaire agrave la creacuteation de leacutetincelle

Un systegraveme de commande de lallumage (rupteur ou systegraveme eacutelectronique)

Un faisceau eacutelectrique

21 Constitution

Ces moteurs transforment leacutenergie potentielle chimique stockeacutee dans un

carburant en travail (eacutenergie meacutecanique) gracircce agrave des combustions tregraves

rapides dougrave le terme dexplosions

Ils sont constitueacutes dun ou plusieurs cylindres

confinant les combustions

Dans chaque cylindre un piston coulisse en un mouvement

rectiligne alternatif

Mouvement transformeacute en rotation par lintermeacutediaire dune bielle

reliant le piston au vilebrequin (assemblage de manivelles sur un axe)

Chaque cylindre est fermeacute par une culasse munie dau moins deux soupapes

- La premiegravere permet lalimentation en meacutelange airessence du cylindre par le Collecteur

dadmission

- Lautre leacutevacuation des gaz bruleacutes vers leacutechappement

Soupapes drsquoeacutechappement Soupapes dans leurs logement

22 Fonctionnement

Figure II1 Cycle quatre temps agrave allumage commandeacute

Son cycle (de fonctionnement) se deacutecompose analytiquement en quatre temps (ou phases)

Le mouvement du piston est initieacute par la combustion (augmentation rapide du volume des gaz) dun

meacutelange de carburant et dair (comburant) qui a lieu durant le temps moteur

Le moteur fonctionne degraves lors seul et produit un couple sur son arbre de sortie

1 admission dun meacutelange air et de carburant vaporiseacute preacutesent dans le conduit dadmission

meacutelange preacutepareacute par divers composants (carburateur ou systegraveme dinjection) ouverture de la

soupape dadmission et descente du piston ce dernier aspire ainsi ce meacutelange dans le cylindre

agrave une pression de -01 agrave -03 bar

2 compression du meacutelange fermeture de la soupape dadmission puis remonteacutee du piston qui

comprime le meacutelange jusquagrave 12 agrave 18 bars et 400 agrave 500 degC dans la chambre de combustion

3 combustion (deacutetente aux environs du point mort haut) moment ougrave le piston atteint son point

culminant et ou la compression est au maximum la bougie dallumage (connecteacutee agrave un

geacuteneacuterateur deacutelectriciteacute haute tension) produit une eacutetincelle la combustion rapide qui sensuit

constitue le temps moteur les gaz chauds agrave une pression moyenne de 40 bars repoussent le

piston initiant le mouvement

4 eacutechappement ouverture de la soupape deacutechappement et remonteacutee du piston qui chasse les

gaz brucircleacutes deacutetendus dans le collecteur deacutechappement laissant la place agrave une nouvelle charge

de meacutelange Un nouveau cycle recommence

23 Allumage eacutelectronique

Un allumage eacutelectronique est une eacutevolution de lallumage classique par batteriebobine des moteurs agrave

explosion

Il a consisteacute agrave remplacer aussi le meacutecanisme davance agrave lallumage par un systegraveme eacutelectronique (en

reacutealiteacute dans ce cas le systegraveme est reacutegleacute sur

pleine avance) et un retardateur eacutelectronique

introduit le retard neacutecessaire agrave la situation du

moteur

Introduit dans les anneacutees 1970 lallumage

eacutelectronique sest geacuteneacuteraliseacute sur de nombreuses

cateacutegories de moteurs (automobiles motos etc)

agrave partir des anneacutees 1980

Allumage eacutelectronique

24 Avantages et inconveacutenients du moteur agrave allumage commandeacute

bull Plus leacuteger

bull Plus vif

bull Plus silencieux

bull Cout moindre

25 Les pannes

Les pannes dallumage sont une des grandes causes dimmobilisation involontaire des veacutehicules agrave

moteur

bull Usure des rupteurs

bull Deacutereacuteglage du point davance

bull Usure ou grippage du systegraveme davance

26 Combustion

La combustion du meacutelange est une transformation chimique (oxydation vive) du carburant et de

loxygegravene

On utilise geacuteneacuteralement loctane comme moleacutecule permettant de deacutecrire une combustion de ce type

Eacutequation de la combustion de loctane

2 C8H18 + 25 O2 16 CO2 + 18 H2O + Q

2 Moteur Diesel

Principe

Fruit des travaux meneacutes par lingeacutenieur allemand Rudolf Diesel entre 1893 et 1897 le moteur Diesel

est un moteur agrave combustion interne dont lallumage nest pas commandeacute mais spontaneacute par

pheacutenomegravene dauto-inflammation

Il na donc pas besoin de bougies dallumage

Cela est possible gracircce agrave un tregraves fort taux de compression (rapport volumeacutetrique) denviron 141 agrave

251 permettant dobtenir une tempeacuterature de 700 agrave 900 degC

Des bougies de preacutechauffage sont souvent utiliseacutees pour permettre le deacutemarrage du moteur agrave froid en

augmentant la tempeacuterature de la chambre de combustion mais leur preacutesence nest pas systeacutematique

Ce type de moteur agrave taux de compression eacuteleveacute a connu une expansion rapide en automobile agrave partir

de la fin des anneacutees 1980 lorsque la suralimentation par turbocompresseur en a notablement ameacutelioreacute

les performances

Comme le moteur thermique agrave allumage commandeacute le moteur Diesel est constitueacute de pistons

coulissants dans des cylindres fermeacutes par une culasse reliant les cylindres aux collecteurs dadmission

et deacutechappement culasse eacutequipeacutee de soupapes commandeacutees par un ou plusieurs arbres agrave cames

Moteur VW TDI

Le fonctionnement repose sur lauto-inflammation du gazole dans de lair comprimeacute agrave plus de 120

du volume du cylindre a environ

- 35 bar de pression

- 600 degC de tempeacuterature

En brucirclant le meacutelange augmente fortement dans le cylindre

- la pression entre 60 agrave 100 bars

- la tempeacuterature a 1500 degC

Le cycle Diesel agrave quatre temps comporte

- Admission Contrairement au moteur agrave essence crsquoest de lrsquoair pur et non un meacutelange carbureacute qui est

introduit dans le cylindre lors de cette phase

- Compression Lrsquoair fortement comprimeacute est porteacute agrave une pression de 30 agrave 40 bars pour une

tempeacuterature de 500 agrave 600 degC environ

Admission Compression Combustion Echappement

Figure I1 les quatre temps drsquoun moteur Diesel

- combustion A la fin de la compression le gas-oil est alors injecteacute sous forme de fines gouttelettes

soit directement dans la chambre de combustion (injection directe) soit dans une preacute-chambre

turbulente destineacutee agrave favoriser sa combustion au contact de lrsquoair chaud (injection indirecte) La

pression drsquoinjection varie de 80 agrave 250 bars suivant le type de moteur Au contact de lrsquoair agrave tempeacuterature

eacuteleveacutee le combustible srsquoenflamme de lui-mecircme sa tempeacuterature drsquoinflammation eacutetant voisine de 300

degC Il srsquoenflamme spontaneacutement agrave mesure qursquoil est introduit Cependant un certain temps mesurable

srsquoeacutecoule entre le deacutebut drsquoinjection et le deacutebut de la combustion Crsquoest le deacutelai drsquoallumage Les gaz

augmentent tregraves rapidement de volume et chassent le piston vers le bas Crsquoest la deacutetente ou temps

moteur La pression des gaz est de lrsquoordre de 50 agrave 120 bars et la tempeacuterature de 1800 agrave 2000 degC

- Echappement Les gaz brucircleacutes sont chasseacutes par le piston qui remonte gracircce agrave la soupape

drsquoeacutechappement qui srsquoouvre

Les seules bougies preacutesentes sur un moteur diesel sont les bougies de preacutechauffage qui comme leur

nom lindique preacutechauffent les chambres de combustion (ou les preacutechambres suivant le type de diesel)

afin dobtenir lorsque le moteur est froid une tempeacuterature suffisante pour lauto-inflammation du

carburant

332 Vitesse et puissance

Les vitesses de rotation des moteurs diesel sont tregraves diffeacuterentes dun moteur agrave un autre

En effet plus le moteur est gros plus la course du piston est grande et plus le moteur est lent

Trois classes de moteurs sont ainsi deacutefinies

bull moteur lent moins de 200 trmin

bull moteur semi-rapide entre 400 et 1 000 trmin

bull moteur rapide 1 000 trmin et plus

Scheacutematiquement plus le piston est gros plus sa course

est importante

Pour exemplethinsp moteur DW10 ATED de PSA cylindreacutee

1 997 cmsup3 aleacutesage 85 mm course 88 mm reacutegime de

puissance maximale 4 000 trmin

Pour ce moteur la vitesse lineacuteaire du piston dans le

cylindre agrave 4 000 trmin est de 88 x 2 (deux courses par

tour moteur) = 176 mm ou en megravetres 0176 times 4 000

soit 704 mmin ou 70460thinspms = 117 ms

Moteur Diesel PSA

Certains moteurs Diesel lents de type agrave 2 temps atteignent 100 000 ch (voir le porte- conteneurs

Emma Maeligrsk) comme le Waumlrtsilauml RT-flex96C 14 cylindres moteur agrave 2 temps lent

(92102 toursmin)

Les cylindres ont un aleacutesage de 96 cm et le piston une course de

25 m2

Ce moteur a une hauteur denviron 13 megravetres et une longueur de 26

megravetres pour un poids de 2 300 tonnes

333 Combustion

Reacuteaction chimique dans laquelle la combustion du carburant (oxydation vive de lhexadeacutecane) par le

dioxygegravene preacutesent dans lair deacutegage de la chaleur plus des reacutesidus de combustion dioxyde de carbone

et eau

Eacutequation parfaite de la combustion du gazole

hexadeacutecane + dioxygegravene = dioxyde de carbone + eauthinsp

2 C16H34 + 49 O2 rarr 32 CO2 + 34 H2O + Q

En pratique on considegravere quil faut preacutevoir 30 g dair pour brucircler 1 g de combustible

334 Usage

On utilise le moteur Diesel lorsque lon a un besoin dun couple

important ou dun bon rendement

- locomotives

- bateaux

- camions

- Bus et car Diesel-alternateur sur un peacutetrolier

- tracteurs agricoles

- groupes eacutelectrogegravenes

- engins de travaux publics

- automobiles

335 Circuit drsquoalimentation

Le circuit drsquoalimentation (figure I16) du moteur en carburant (gas-oil) dans un moteur diesel

comprend les eacuteleacutements suivants

- Le reacuteservoir qui est souvent muni drsquoun tamis qui arrecircte les plus grosses impureteacutes du combustible

Le bouchon comporte un trou de mise agrave lrsquoair libre

- La pompe drsquoalimentation aspire le combustible dans le reacuteservoir agrave travers une creacutepine Elle est

proteacutegeacutee par un preacute-filtre

- Le filtre complegravete le nettoyage du combustible qui est refouleacute par la pompe drsquoalimentation La

pression fournie par cette pompe est limiteacutee par le clapet de deacutecharge placeacute dans le filtre

- La pompe drsquoinjection distribue sous une forte pression au moment voulu le combustible vers les

cylindres Dans certains cas un clapet de balayage tareacute plus faible que celui du filtre permet une

circulation du combustible qui assure le refroidissement de la pompe

Figure I16 Circuit drsquoalimentation avec pompe en ligne

- Lrsquoinjecteur pulveacuterise tregraves finement le combustible dans la chambre de combustion

- Les canalisations de retour relient la pompe le filtre et les injecteurs au reacuteservoir Elles assurent

lrsquoeacutevacuation de lrsquoexcegraves de deacutebit ou la reacutecupeacuteration des fuites

Une pompe dalimentation solidaire de la pompe dinjection aspire le combustible du reacuteservoir au

travers drsquoun preacute-filtre deacutecanteur et le refoule vers le filtre principal

Le combustible filtreacute est envoyeacute sous pression dans la chambre daspiration de la pompe dinjection

dougrave les eacuteleacutements pistons-cylindre le refoulent sous haute

pression vers les injecteurs

Des soupapes de balayage (ou de deacutegazage) placeacutees sur le filtre et

la chambre daspiration de la pompe agrave injection facilitent

leacutevacuation des bulles dair ou de vapeur et assurent par ailleurs

le refroidissement de la pompe par le deacutebit de combustible ainsi

produit

Pompe agrave injection diesel rotative

Les fuites de combustible sont reacutecupeacutereacutees au niveau des injecteurs et renvoyeacutees au reacuteservoir en mecircme

temps que les divers deacutebits de deacutegazage

335 Deacutelai drsquoallumage

Le temps mis par les premiegraveres gouttelettes injecteacutees pour atteindre la tempeacuterature drsquoinflammation est

deacutefini sous le nom de deacutelai drsquoallumage

Ce deacutelai doit ecirctre aussi court que possible pour que le fonctionnement du moteur soit doux Il sera

drsquoautant plus faible que

- La tempeacuterature de lrsquoair est plus eacuteleveacutee

- La tempeacuterature drsquoinflammation du combustible est

plus basse

- Le combustible est plus finement pulveacuteriseacute

- La tempeacuterature du combustible est plus eacuteleveacutee

- Lrsquoindice de ceacutetane du combustible est eacuteleveacute

336 Moteur agrave injection directe

Moteur agrave combustion interne alimenteacute en air pur le carburant eacutetant injecteacute

sous forte pression directement dans la chambre de combustion (figure

I17)

La pression drsquoair est de 175 agrave 200 bars Ce moteur a besoin drsquoun excegraves drsquoair

important pour favoriser le brassage du meacutelange

Les pressions sont importantes en fin de compression (Reacutef [2])

Injection directe

Avantages

- Le rendement thermique est supeacuterieur drsquoenviron 10 agrave un moteur agrave chambre de preacutecombustion

- Les deacutemarrages sont plus faciles

- La construction est plus simple que pour les autres types de moteurs

Inconveacutenients

Le moteur est assez bruyant et les organes sont soumis agrave de fortes charges

Lrsquoencrassement des injecteurs est plus rapide

336 Avantages du moteur Diesel

Les raisons du succegraves du moteur Diesel dans lautomobile au-delagrave davantages fiscaux qui relegravevent de

choix politiques et non techniques tiennent essentiellement agrave son rendement supeacuterieur agrave celui du

moteur agrave essence

Ce rendement peut ecirctre encore ameacutelioreacute par lutilisation dun

turbocompresseur

Les plus reacutecents modegraveles sont laquo agrave geacuteomeacutetrie variable raquo (TGV)

technologie qui leur permet decirctre plus performants agrave bas reacutegime)

Turbocompresseur

Ainsi que lrsquoutilisation du Common rail (injection directe agrave haute

p r e s s i o n ) i n v e n t eacute p a r F i a t e t M a g n e t i - M a r e l l i

Systegraveme drsquoinjection a rampe commune

Avec les nouveaux injecteurs-pompe rampe commune et pieacutezo-eacutelectrique la pression atteint

jusquagrave

2thinsp500 bars

Contre

- 1thinsp400 pour la premiegravere rampe commune

- moins de 1thinsp000 pour un moteur agrave injection indirecte)

Ce qui assure une pulveacuterisation du gazole

- turbulente

- continue

- constante et

- bien reacutepartie

parametres essentielles pour une bonne combustion

Cette technologie porte le nom de

bull JTD Fiat Alfa Romeo Lancia - inventeur du systegraveme common rail 1re geacuteneacuteration

bull Mjt Fiat Alfa Romeo Lancia Iveco - inventeur et distributeur du systegraveme common rail 2e et

3e geacuteneacuteration

bull HDi Peugeot Citroeumln

bull dCi (Direct Common rail Injection) Renault Nissan Dacia

bull CDI (Common rail Direct Injection) Mercedes-Benz Smart

bull CRD Jeep

bull Td(x) TDV(x) Land Rover (ex Td4 ou TDV8)

bull d BMW (ex 530d)

bull TDI (Turbo Direct Injection) Audi Seat Skoda Volkswagen

bull D-4D ou D-CAT Toyota (CAT signifie Clean Advanced Technologie)

bull d Lexus (exIS 220 d)

bull CDTI (Common rail Turbo Direct Injection) Opel (les DTI sont des moteurs agrave injection

directe sans rampe commune)

bull VDi deacutenomination anciennement utiliseacutee par Nissan aujourdhui remplaceacutee par dCi

bull DI-D Mitsubishi

bull D Volvo (ex 24D ou D5) Jaguar (ex 27D)

bull TDCi Ford (les moteurs TDdi sont agrave injection directe mais ne comportent pas de rampe

commune)

bull MZR-CD Mazda

bull i-CTDi Honda

bull CRDi Hyundai

bull CRDI Kia

bull TCDi VCDi Chevrolet

bull TID Saab

34 Architectures moteurs

341 Introduction

Les deacutefauts du moteur agrave combustion interne classique sont

- meacutediocre rendement

- vibrations

- difficulteacute de reacuteduire son niveau de pollution

De nombreuses architectures alternatives sont neacutees au cours de lhistoire beaucoup sont resteacutees agrave leacutetat

de dessins ou de maquettes certaines ont donneacutees des prototypes fonctionnels et quelques rares

architectures ont eu droit agrave la production industrielle

342 Caracteacuterisation

La cylindreacutee dun moteur est le volume total (tous cylindres) deacuteplaceacute durant un cycle

Elle est calculeacutee agrave partir

- du diamegravetre dun cylindre (laleacutesage)

- de la distance parcourue par un piston (la course) et

- du nombre de cylindres

La puissance deacuteveloppeacutee souvent exprimeacutee par une courbe de puissance moteur doit ecirctre mesureacutee

selon certaines normes deacutefinissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de

tempeacuterature et de pression

Courbes caracteristiques du moteur CMT F4L912

Elle est toujours supeacuterieure agrave la puissance reacuteellement disponible aux roues pour un veacutehicule du fait des

pertes dans la transmission

Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le kiloWatt (kW) mais souvent accoleacute au cheval-vapeur (CV)

1 cheval-vapeur = 736 Watt

Le couple maximal est exerceacute sur laxe

Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le Newton-megravetre (Ntimesm) bien que le kgtimesm reste courant

La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation

Pour obtenir des Watt il faut multiplier le couple en Ntimesm par la vitesse de rotation en radians par

seconde

La vitesse maximale de rotation geacuteneacuteralement exprimeacutee en tours par minute

- La puissance speacutecifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindreacutee (volume de gaz

contenus apregraves le cycle dadmission)

Elle est souvent exprimeacutee en la rapportant au litre de cylindreacutee

- Le taux de compression dun moteur exprime le rapport entre le volume laisseacute dans lun de ses

cylindres au point mort bas et au point mort haut

Plus il est eacuteleveacute plus le meacutelange est comprimeacute donc plus lexplosion sera forte donc difficile agrave geacuterer

(choc meacutecanique tempeacuteraturehellip) mais plus le rendement du moteur sera eacuteleveacute

343 Eleacutements constitutifs drsquoun moteur

3431 Eleacutements fixes

34311 Bloc-moteur

Le bloc-moteur appeleacute eacutegalement carter-cylindres est la

piegravece maicirctresse du moteur (figure I2)

Ses fonctions principales sont les suivantes

- contenir les cylindres

- supporter le vilebrequin la culasse les

accessoires

- servir de support agrave lrsquohuile de lubrification

Scheacutema drsquoun bloc moteur

- servir de support agrave lrsquoeau de refroidissement (si un tel systegraveme de

refroidissement est utiliseacute)

Bloc a 04 cylindres

34312 Chemises

Pour le moteur F4L912 refroidi agrave air les chemises sont munies drsquoailettes (figure I3)

a) b) c)

Figure3 Chemises pour moteurs a) humides b) segraveches c) agrave ailettes du moteur F4L912

34313 Culasse

La culasse obture la partie supeacuterieure du cylindre

Cest une piegravece assez massive obtenue par moulage de fonte dacier ou

drsquoaluminium

Sa forme est tregraves variable suivant le type de moteur

La circulation de leau de refroidissement se fait dans des eacutevidements

ameacutenageacutes dans leacutepaisseur des parois Culasse drsquoun moteur

refroidi agrave eau

Les culasses portent

- les injecteurs

- les soupapes

- les culbuteurs

- les conduits dentreacutee dair et de sortie des gaz brucircleacutes Culasse Renault Kangoo

Pour le moteur refroidi agrave air (F4L912) leur culasse porte des ailettes comme montre la figure

Figure I5 Culasse du moteur F4L912 Figure I6 Vilebrequin pour un moteur a 4 cylindres

I322 Eleacutements mobiles

I3221Vilebrequin

Le vilebrequin (figure I6) est un arbre manivelle il reccediloit les efforts des bielles

Les parties cylindriques par lesquelles il repose dans des

paliers-supports du bacircti sont les laquo tourillonsraquo

Les parties cylindriques qui reccediloivent les coussinets de tecirctes

de bielles sont les

laquo manetons raquo (Reacutef [2])

Manetons et tourillons sont relieacutes entre eux par des flasques

appeleacutes laquo bras de manivelle raquo Fig 6 bis Vilebrequin a 5 paliers avec ses bielles et pistons

Des canaux sont foreacutes dans la masse du vilebrequin pour amener lhuile de graissage

jusquaux coussinets de tecirctes de bielle (figure 7)

Figure 7 Graissage des paliers drsquoun vilebrequin

I2322 Bielles

Les bielles transmettent au vilebrequin les efforts quelles

reccediloivent des pistons pendant les temps moteurs et

entrainent les pistons pendant les temps reacutesistants

Elles sont en acier allieacute

Leurs formes sont conccedilues de maniegravere agrave concilier au mieux la

leacutegegravereteacute et la reacutesistance aux efforts de

- compression

- extension Fig7a Ensemble bielles-pistons

- flexion

Les trois principales parties dune bielle sont

- le pied qui srsquoarticule sur laxe de piston

- le corps

- la tecircte qui sarticule sur un maneton du

vilebrequin

Figure I8 Bielle utiliseacutee dans le moteur F4L912

Le pied est un eacutepanouissement aleacuteseacute du corps dans lequel une

bague en bronze phosphoreux ou un roulement agrave aiguilles est

emmancheacute avec serrage

Le corps est alleacutegeacute par des eacutevidements sa section est souvent en

I parfois tubulaire

La tecircte est en deux parties assembleacutees par boulons pour en

permettre le montage sur le vilebrequin

La partie rapporteacutee est le laquo chapeau raquo

Deux demi-coussinets en bronze ou en acier sencastrent dans

la tecircte ils sont garnis dune couche de meacutetal antifriction

Le garnissage est parfois en laquo meacutetal roseraquo (alliage agrave base de

plomb et de cuivre qui fond agrave 1 000degC) pour les moteurs soumis

agrave de tregraves gros efforts

Quelquefois les coussinets sont deacutepourvus de garnissage ils

sont alors en bronze speacutecial

Fig8a Description de lrsquoensemble bielles-pistons

Dans les moteurs modernes les coussinets sont des laquo coquillesraquo tregraves minces en acier

eacutegalement garnies drsquoalliage antifriction

I3223Piston

Le piston (figure I9) peut ecirctre deacutecomposeacute en quatre parties

principales

- La tecircte ou fond qui reccediloit les efforts dus aux gaz

- le porte-segments qui par lrsquointermeacutediaire des segments assure

lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz et agrave lrsquohuile et dissipe une partie des calories

reccedilues vers le fluide de refroidissement Fig 8b Vue drsquoun piston

- le logement de lrsquoaxe de piston ou trou drsquoaxe

- la jupe ou partie frottant dont le rocircle est de guider le porte-segments et de dissiper une partie des

calories

- Fonctions du piston

Le piston doit transmettre au vilebrequin par lrsquointermeacutediaire de la

bielle les efforts dus aux gaz

- jusqursquoagrave 75 MPa pour les moteurs agrave essence non

suralimenteacutes

- jusqursquoagrave 14 agrave 18 MPa pour les moteurs diesels

Figure I9 Piston

Ils doivent ecirctre suffisamment isolants pour ne pas fournir trop de

calories au fluide de refroidissement

Tout en eacutevitant la formation de points chauds et de grippage

Il faut que le piston soit aussi leacuteger que possible et le moins

encombrant possible (distance entre le trou drsquoaxe et la tecircte la plus

reacuteduite pour avoir un moteur compact)

La dilatation du piston doit ecirctre telle que le jeu pistonchemise varie

peu car trop de jeu agrave froid provoque des claquements et pas assez de

jeu agrave froid un grippage

Le piston doit avoir une bonne reacutesistance meacutecanique en fatigue

Fig 9a Piston pour moteur Diesel

Formes de la tecircte du piston

La forme des chambres de combustion est deacutetermineacutee par

lempreinte reacutealiseacutee dans la culasse si bien que la tecircte du

piston est habituellement plate

Parfois il savegravere au contraire que le piston soit creuseacute et

forme totalement ou partie la chambre de combustion

Neacuteanmoins la tecircte du piston est creuseacutee notamment sur les

automobiles de course pour une toute autre raison

Il sagit en effet de reacutealiser une forme particuliegravere permettant

de reacutepartir et de diriger au mieux le meacutelange airessence

injecteacute dans la chambre

Fig 9c Illustration des diffeacuterentes formes de tecirctes de piston et de la

position de linjecteur selon la technique dinjection

On distingue geacuteneacuteralement 02 grandes techniques dinjection

Dans le cas dune injection dite laquo tumble raquo le jet de fluide produit par

linjecteur est deacutevieacute (par la forme de la tecircte du piston) vers la bougie

dallumage permettant de produire une explosion plus laquo performantes

raquo et stratifieacutee

Dans le cas dune injection dite laquo swirl raquo le carburant agit comme un

tourbillon permettant ainsi dhomogeacuteneacuteiser le meacutelange dans toute la

chambre

Il est eacutegalement possible de combiner les deux types dinjection

Fig9b Illustration des mouvements

tourbillonnaire swirl et tumble

I3224Segmentation

Ce sont des piegraveces composeacutees dun cercle incomplet en acier eacutelastique preacutevues pour semboicircter dans

les gorges du piston

Le diamegravetre exteacuterieur au repos est leacutegegraverement

supeacuterieur agrave celui du cylindre

En partant de la tecircte du piston on a (figue I10)

- le segment ndeg3 segment coup de feu

(ou segment de feu)

- le segment ndeg2 segment drsquoeacutetancheacuteiteacute

- le segment ndeg1 segment racleur ou refouleur

Fig9b Vue drsquoun ensemble piston-segments

Les deux derniers segments sont eacutegalement appeleacutes segments de compression

Les rocircles de la segmentation sont les suivants

- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz

ce rocircle est surtout assureacute par le segment coup de feu

Il est essentiel pour diminuer le Blow-by (gaz de combustion

passant dans le carter-cylindres) et la tempeacuterature des

segments inteacuterieurs

Figure I10 Segments de piston

- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute agrave lrsquohuile de lubrification

crsquoest surtout le rocircle du segment racleur mais le segment

drsquoeacutetancheacuteiteacute a aussi une grande importance

- Eacutevacuer la chaleur du piston vers le cylindre

Elles sont fabriqueacutees agrave partir dun ressort dacier eacutelastique

coupeacute ensuite en rondelles constituant les segments Fig10a Collier pou segments a piston

Elles sont geacuteneacuteralement asymeacutetriques il faut faire attention au sens de montage lors de

lassemblage du moteur (fig10b)

Lespace entre les deux extreacutemiteacutes du segment lorsquil est

de serrage introduit dans le cylindre sappelle le jeu agrave la coupe

Sa mesure permet deacutevaluer lusure du segment

Fig10b Tierccedilages des segments

I3225Axe de piston

Les axes de pistons en acier au nickel ceacutementeacute sont tubulaires leur

surface cylindrique exteacuterieure est rectifieacutee

Trois types de montage sont couramment utiliseacutes

- laxe est maintenu solidaire de la bielle par une vis pointeau il est

libre dons le piston

- laxe est maintenu solidaire du piston par une vis pointeau placeacutee dans

lun des bossages il est libre dans laleacutesage de la bielle Fig10c Axe piston

- laxe est monteacute laquoflottantraquo dans le piston et la bielle son deacuteplacement lateacuteral est limiteacute par

des freins extensibles en anneau (figure I11) logeacutes dans des rainures circulaires

Lajustement de laxe est agrave

- frottement doux dans la bielle

- frottement dur dans le piston

Pour le montage le piston est porteacute agrave la tempeacuterature de 100degc dans un bain dhuile afin de

faciliter la mise en place de laxe

Figure I11 Axe de piston monteacute flottant

52 La distribution

Mais cest quoi dont la distribution

Ce sont les diffeacuterents systegravemes permettant la reacutegulation des eacutechanges gazeux cest agrave dire les eacutetapes

dadmission et deacutechappement

Dans un moteur 2 temps cette fonction est assureacutee par le piston

Sur un moteur quatre temps la distribution se fait au niveau de la culasse par les soupapes et tous les

systegravemes qui permettent leurs ouvertures et fermetures

Chaque cylindre dun moteur possegravede au moins deux soupapes une dadmission et une

deacutechappement

Sur certains moteurs il Y a trois ou quatre soupapes par culasse elles sont commandeacutees simultaneacutement

deux agrave deux

(a) 02 soupapes (b) 03 soupapes (c) 04 soupapes

Fig11a Culasses a 02 03 et 04 soupapes par cylindre

Les soupapes sont normalement appuyeacutees sur leurs siegraveges par des

ressorts en heacutelice

Leur ouverture agrave un instant preacutecis de chaque cycle sobtient gracircce agrave

la pousseacutee exerceacutee par une came (figure12)

La came tourne entraicircneacutee par le vilebrequin sa pousseacutee est

communiqueacutee agrave la soupape par lintermeacutediaire dun poussoir dune

tige et dun culbuteur

Fig12 Distribution

331 Soupapes

Une soupape est un organe meacutecanique de la distribution des moteurs thermiques agrave quatre

temps permettant ladmission des gaz frais et leacutevacuation des gaz brucircleacutes

Les soupapes sont actionneacutees par un arbre agrave cames et maintenues par un ou plusieurs ressorts

de rappel

Les soupapes sont constitueacutees de quatre parties

a) Tecircte de la soupape

Lorsque la soupape est en position fermeacutee elle vient sappuyer sur le siegravege de

soupape dessineacute dans la culasse pour assurer leacutetancheacuteiteacute de la chambre

La partie de la soupape en contact avec le siegravege de forme tronconique est

deacutenommeacutee laquo porteacutee raquo langle varie entre 30deg et 45deg

b) Collet

Elle relie la tecircte agrave la tige est formeacute par un congeacute de grand rayon de faccedilon agrave

faciliter la dissipation de la chaleur provenant de la chambre et eacuteviter leffet

dentaille ducirc au changement de section

c) Tige

Crsquoest une piegravece cylindrique dont le diamegravetre est de lordre du quart de celui de la tecircte assure

le guidage vertical de la soupape

La tige coulisse ainsi dans le guide de soupape ouverture cylindrique pratiqueacutee dans la

culasse

d) Queue

Partie terminale de la soupape supporte laction du poussoir actionneacute par larbre agrave cames

Elle comporte une ou plusieurs gorges le plus souvent de section semi-circulaire pour loger

les clavettes qui transmettent agrave la soupape la tension du ressort de rappel6

Les soupapes sont en acier allieacute tregraves reacutesistant

Les principaux meacutetaux dalliage sont le chrome le

silicium le tungstegravene le nickel

Figure I13 Soupape avec tecircte bombeacutee

332 Culbuteurs et poussoirs

Les culbuteurs (figure I14) sont des leviers oscillants articuleacutes sur un axe solidaire de la

culasse

Leur rocircle est de transmettre de haut en bas aux queues de soupape les pousseacutees quils

reccediloivent de bas en haut agrave intervalles reacuteguliers des poussoirs et tiges de culbuteurs

Figure I14 Culbuteurs Renault 21 TD

Les poussoirs sont des cylindres en acier tregraves reacutesistant qui prennent contact avec les cames

soit

- par lintermeacutediaire dun galet

- par intermeacutediaire dun plateau

Suivant le cas le profil de la came est diffeacuterent

Fig14a Poussoirs et arbre agrave cames en tegravete pour leur entrainement (VW Toureg)

521 Le diagramme de distribution

Le point le plus haut quil peut atteindre quon appelle point mort haut (PMH) et inversement le point

le plus bas quon appelle point mort bas (PMB)

Enfin on appelle la course la longueur du parcours entre le PMH et le PMB

Laleacutesage est le diamegravetre du cylindre

Ces donneacutees et le volume de la chambre de combustion permettent de calculer le taux de compression

ou rapport volumeacutetrique

Figure V1 Point Mort Haut et Point Mort Bas dans un moteur

522 Les systegravemes de controcircle des soupapes

Au vue de la complexiteacute dun diagramme de distribution il faut que les soupapes dadmission et

deacutechappement soient parfaitement synchroniseacutees pour que le cycle sexeacutecute dans de bonnes

conditions

Moteurs culbuteacutes

Dans un moteur agrave combustion interne les culbuteurs servent agrave

transmettre la pousseacutee des tiges de culbuteurs vers les soupapes (les

soupapes se trouvant au-dessus des cylindres les tiges de culbuteurs

le long des cylindres et actionneacutees par un arbre agrave cames lateacuteral ou

central situeacute vers le bas des cylindres proche du vilebrequin)

Ces moteurs sont dits culbuteacutes

Ils ont eacuteteacute tregraves utiliseacutes en automobile de tourisme jusquaux anneacutees

1970-80

Fig 2 Ensemble de distribution culbuteacute

Tout dabord quest ce quune came

La came est lobjet qui permet la commande dune ou de plusieurs soupape Son profil est calculeacutee tregraves

preacuteciseacutement afin de

-fixer la hauteur de la leveacutee de soupape

-amortir le choc entre la came et le poussoir ducirc au jeu initial

-reposer doucement la soupape dans son siegravege lors de la fermeture par ressort

Figure V4 Ensemble soupape-came et arbre agrave cames

La came peut commander la soupape directement avec un poussoir comme repreacutesenteacute ci-agrave gauche

mais elle peut eacutegalement utiliser des basculeurs tels que le linget (ci contre en bas) ou le culbuteur (ci

contre en haut)

Ainsi larbre agrave came contient plusieurs cames permettant de commander les soupapes de tous les

cylindres afin de les synchroniser

Larbre agrave cames est geacuteneacuteralement entraicircneacute au moyen dengrenages

Son pignon denteacute est soit directement en prise avec un pignon caleacute agrave lextreacutemiteacute du vilebrequin soit

relieacute agrave ce dernier par un pignon intermeacutediaire

Les soupapes peuvent ecirctre commandeacutees par simple arbre agrave cames en tecircte

Cela signifie que larbre agrave cames est placeacute au dessus de la culasse et quil actionne les soupapes

dadmission et deacutechappement par lintermeacutediaire de culbuteur

Il existe aussi le systegraveme de double arbre agrave cames en tecircte ougrave dans ce cas il y a deux arbres agrave came

lun commande les soupapes dadmission et lautre les soupapes deacutechappement Ici les soupapes

peuvent ecirctre actionneacutees par tous les systegravemes possibles poussoir ou basculeurs

Moteurs agrave simple arbre agrave cames en tecircte

Si lon souhaite un reacutegime de rotation plus eacuteleveacute il est dusage de

placer le ou les arbres agrave cames juste au-dessus des soupapes

directement dans la ou les culasse(s) (arbre agrave cames en tecircte)

et donc il ny a plus besoin de tiges de culbuteurs (moins de piegraveces

en mouvement de jeux donc moins de risque daffolement de

soupapes)

Lorsque les soupapes sont toutes aligneacutees (soupapes dites droites) elles sont coiffeacutees dun poussoir

cylindrique et ouvertes par laction directe de la came sur le dessus

du poussoir

Si elles ne sont pas toutes aligneacutees (soupapes en V) et que lon

souhaite nutiliser quun seul arbre agrave cames en tecircte on dispose des

culbuteurs pour transmettre la pousseacutee des cames aux soupapes

Moteurs agrave double arbre agrave cames en tecircte

Bien que le montage agrave double arbre agrave cames en tecircte permette de

saffranchir des culbuteurs il arrive dutiliser de petits culbuteurs

dits alors linguets parfois appeleacutes basculeurs

Un culbuteur transmet agrave la soupape la pousseacutee de la came en

inversant le sens de la pousseacutee quil reccediloit Laxe de pivot dun

culbuteur est situeacute entre ses deux extreacutemiteacutes comme une balanccediloire

agrave bascule Figure V4 Entraicircnement des arbres de distribution dun systegraveme agrave 16 soupapes

La question qui vient apregraves cest ben comment il tourne larbre agrave cames

Ce sont les vilebrequins qui en tournant transmettent leur position au(x) arbre(s) agrave cames

Il faut bien comprendre que les vilebrequins sont deacutependant les uns des autres lun ne peut pas tourner

sans lautre car ils sont relieacutes entre eux

Ceci est souvent appeleacute larbre moteur

Cette commande se fait le plus souvent par chaicircne comme preacutesenteacute dans la figure des deux arbres agrave

cames en tecircte (sur la droite)

Cest ce quon appelle la chaine de distribution

On trouve eacutegalement la commande par courroie cranteacutee

Enfin on trouve la commande par pignon qui est tregraves reacutesistant mais cher agrave mettre en place

a) chaine b) pignon c) courroie cranteacutee

Figure V4 commande par chaine non 16032016

323 Nombre de soupapes par cylindre

Bien sur laugmentation nombre de soupapes vous vous en doutez favorise le rendement de

distribution Mais ceci nest pas la seule raison

Commenccedilons simplement par le nombre de soupapes le plus reacutepandu dans les anneacutees 80 cest agrave dire 2

soupapes par cylindre

Les culasses ont une chambre de combustion hemispheacuterique pour favoriser le flux des gaz un angle

entre la soupape dadmission et deacutechappement tregraves eleveacute (proche de 90deg) et enfin un taux de

compression eacuteleveacute

Cependant malgreacute tous ces efforts pour favoriser la distribution il est devenu difficile daccroitre les

performances du moteur

Pour cela il y avait une solution augmenter le diamegravetre des soupapes mais cela est devenu vite

impossible ducirc agrave lencombrement les soupapes auraient fini par se toucher

Par ailleurs lutilisation du double arbre agrave cames en tecircte devenait difficile

En effet imaginez la distance des arbres agrave cames pour commander des soupapes donc lencombrement

moteur eacutetait important et surtout lentrainement des 2 arbres agrave cames eacutetait difficile

Il a donc eacuteteacute utiliseacute des cascades de pignons mais cela rendait la distribution tregraves bruyante et les

contraintes dues agrave leacutechauffement eacutetaient difficiles agrave geacuterer

En revanche cette disposition agrave deux soupapes est meacutecaniquement simple et on peut facilement placer

dune part les vis de fixation de la culasse et dautre part la bougie

Figure 6 Culasse a 2 4 et 5 soupapes

Au milieu des anneacutees 80 Yamaha invente une culasse agrave 5 soupapes sur le FZ750 Genesis encore

utiliseacutee aujourdhui sur les sportives de la gamme

Ainsi ce moteur comptant

- 3 soupapes dadmission

- 2 soupapes deacutechappement

permet un meilleur remplissage de la chambre de combustion

La difficulteacute rencontreacutee est le logement des 5 soupapes

Les trois soupapes dadmission ont eacuteteacute placeacutees sur des plans diffeacuterents

mais de faccedilon agrave converger vers larbre agrave cames eacutevitant le montage de

culbuteurs

Cette architecture meacutecanique provoque une difficulteacute daccessibiliteacute meacutecanique

53 Refroidissement

Les combustions reacutepeacuteteacutees surchauffent les piegraveces en contact (piston cylindre soupape) et se diffusent

sur lensemble des piegraveces meacutecaniques du moteur

Il faut donc les refroidir sous peine de destruction

Pour un bon fonctionnement les moteurs agrave explosion ont besoin drsquoune tempeacuterature reacuteguliegravere et

adapteacutee

531 Refroidissement agrave air

En 1875 le franccedilais Alexis de Bischop utilise lair pour le refroidissement

Son moteur sans compression preacutealable de type mixte comportait un

cylindre entoureacute dailettes meacutetalliques augmentant ainsi la surface en

contact avec lair

Ce type de refroidissement est surtout utiliseacute pour les moteurs eacutequipant les

veacutelomoteurs et motocyclettes de faible cylindreacutee mais aussi sur des

automobiles comme certaines Porsche GS la 2CV ou la Coccinelle

Le refroidissement par air est aussi majoritaire pour les moteurs agrave pistons eacutequipant les avions

Moteur de la VW Coccinelle

Le refroidissement agrave air a longtemps eacuteteacute la reacutefeacuterence pour les moteurs de motocyclette (mecircme sil a

toujours existeacute des moteurs de motocyclette agrave refroidissement liquide) mais les problegravemes entraicircneacutes

par le haut rendement de ces moteurs (casses usure preacutematureacutee) ont conduit agrave la quasi geacuteneacuteralisation

du refroidissement liquide malgreacute les avantages speacutecifiques pour la motocyclette du refroidissement agrave

air (encombrement poids simpliciteacute prix)

Il peut ecirctre optimiseacute par lutilisation dun ventilateur dont la preacutesence ne reacutevegravele toutefois pas toujours

un refroidissement agrave air car il dissipe parfois la chaleur du radiateur dun systegraveme de refroidissement

liquide

532 Refroidissement liquide

Cest langlais Samuel Brown qui inventa le refroidissement du moteur par de leau afin dameacuteliorer les

performances du refroidissement

Dans son moteur leau entraicircneacutee par une pompe circule autour des

cylindres entoureacutes dune chemise leau est refroidie par contact direct

avec lair ambiant

Plus tard on ajouta agrave leau diffeacuterents adjuvants qui devint alors le

liquide de refroidissement

Radiateur moderne en aluminium

Le radiateur fut inventeacute en 1897 par lingeacutenieur allemand Wilhelm Maybach

Apregraves de nombreux tacirctonnements il mit au point le radiateur dit laquo nid dabeille raquo qui permet le

refroidissement tregraves efficace dun liquide

Il est composeacute dun faisceau de conduits courts et eacutetroits entre lesquels circule lair

Lair peut ecirctre acceacuteleacutereacute par un ventilateur placeacute devant ou derriegravere lui

Ce radiateur est situeacute dans un circuit fermeacute ou semi-fermeacute emplit dun liquide (agrave base deau) assurant le

refroidissement du moteur

Dans les moteurs les plus anciens la circulation deau est assureacutee par thermosiphon leau chauffeacutee par

le moteur monte vers le radiateur placeacute en hauteur Une fois refroidie elle redescend vers le moteur

Dans les moteurs modernes on utilise une pompe agrave eau

Un controcircle permanent de la tempeacuterature vise agrave maintenir leau et lhuile dans des conditions

permettant une lubrification optimale

Ideacutealement la tempeacuterature du liquide de refroidissement est denviron 75deg-95degCelsius deacutetermineacutee par

plusieurs facteurs tels que toleacuterances dusinage et reacutesistance au frottement des piegraveces meacutecaniques

lubrifiants utiliseacutes

La reacutegulation de cette tempeacuterature est geacuteneacuteralement obtenue par une vanne thermostatique calorstat

situeacutee dans le circuit de refroidissement associeacutee agrave un ou plusieurs ventilateurs asservi par une sonde

thermocontact agrave la tempeacuterature du liquide dans le radiateur

Dans les moteurs marins le radiateur est remplaceacute par un eacutechangeur de tempeacuterature Leau de mer

assurant le refroidissement du circuit deau douce du moteur

533 Refroidissement par huile

Tous les moteurs agrave combustion interne utilisent deacutejagrave un liquide pour la lubrification des piegraveces en

mouvement lhuile qui circule propulseacutee par une pompe il suffit donc de faire circuler ce liquide dans

les zones les plus chaudes et surtout den assurer le refroidissement correct

Tous utilisent plus ou moins le refroidissement par huile carter dhuile bas moteur ventileacute parfois

muni dailettes un petit radiateur dhuile

Exemple

Certaines motos agrave 4 cylindres de marque Suzuki utilisent un refroidissement mixte air-huile avec un

gros radiateur dhuile

Avantages

Les canalisations pompe radiateur indeacutependant et liquide speacutecifiques au refroidissement deviennent

inutiles

Cela permet un net gain de poids et une plus grande simpliciteacute de conception

Inconveacutenients

Lhuile transporte moins bien la chaleur que leau et les speacutecificiteacutes de ces huiles les rendent plus

coucircteuses pour lutilisateur

De plus le graissage du moteur est moins performant (agrave isopeacuterimegravetre) car il y a des pertes de charges

dues agrave la circulation dans le radiateur dhuile

54 Architecture des moteurs agrave explosion

Figure V3 Moteur en double eacutetoile agrave 14 cylindres

bull Cylindres en ligne

bull Cylindres en V

bull Cylindres en W

bull Cylindres opposeacutes horizontalement (Boxer) (flat)

bull Cylindres en H

bull Cylindres en eacutetoile

bull Moteurs complexes (moteurs en carreacute etc)

541 Monocylindre

Historique

Le premier brevet concernant un moteur agrave explosion a eacuteteacute deacuteposeacute par le Suisse Franccedilois Isaac de Rivaz

le 30 janvier 1807

Le premier moteur agrave deux temps fut imagineacute et reacutealiseacute par Jean-Joseph Eacutetienne Lenoir en 1860 Il

fonctionne selon le cycle de Lenoir

Vers 1862 les Allemands Otto et Langen constatant le faible rendement du moteur agrave deux temps de

Lenoir (1860) entreprirent une seacuterie dameacuteliorations la plus deacutecisive consista agrave synchroniser les

mouvements dans la phase de compression

542 Quatre cylindres

Panhard et Levassor degraves 1896 engagent un laquo quatre cylindres en ligne raquo sur leacutepreuve Paris-Marseille-

Paris

Deux ans plus tard les multicylindres (agrave quatre cylindres) gagnent les

grosses voitures et progressivement se geacuteneacuteralisent agrave lensemble de la

gamme devenant en quelque sorte larcheacutetype mondial pour les

voitures courantes de moyennes et basses gammes

Scheacutema dun moteur 4 cylindres vers 1900

04 cylindres en V

Il fait son apparition en course agrave la charniegravere des deux siegravecles sur des modegraveles Mors et Ader

Quelques anneacutees plus tard cette solution seacuteduit Peugeot et Ariegraves pour leurs modegraveles courants davant

1914

Beaucoup plus tard agrave partir de 1962 Ford en fera une large utilisation mais aussi Matra et SAAB

04 cylindres (en ligne) coucheacute

Que lon trouve en compeacutetition chez Ameacutedeacutee Bolleacutee (189899) (premier moteur agrave quatre cylindre

monobloc (les autres moteurs quatre cylindres agrave leacutepoque eacutetaient des bicylindres ou des monocylindres

accoupleacutes)) et chez Wolseley et Winton (1903 voir Wolseley Motor Company et Winton Motor

Carriage Company))

On la trouveacutee sur les motocyclettes BMW seacuterie K et sur les Peugeot 104 - 205 mais aussi sur les

veacutehicules utilitaires ou monospace optant pour la solution laquo moteur sous le plancher raquo

04 cylindres agrave plat boxer

Cest un quatre cylindres en V ouvert agrave 180deg

Embleacutematique dans sa version refroidissement agrave air des laquo coccinelles raquo de Volkswagen

Cette architecture a le grand avantage de faire beacuteneacuteficier le veacutehicule quil motorise dun centre de

graviteacute assez bas

Une version muscleacutee et turbocompresseacutee eacutequipe actuellement les Subaru Impreza qui sont de

redoutables concurrentes du championnat du monde des rallyes WRC

En 2009U Subaru compte particuliegraverement sur le 20 D pour faire deacutecoller les ventes de sa berline

compacte en Europe

Une grande premiegravere eacutegalement puisque aucun constructeur navait jusquagrave aujourdhui exploreacute la voie

du diesel Boxer (4 cylindres agrave plat opposeacutees deux agrave deux) et ses grands avantages que sont la vivaciteacute

un centre de graviteacute abaisseacute et surtout un grand silence de fonctionnement

Subaru aura mis sept ans agrave deacutevelopper son ineacutedit moteur mais le reacutesultat est particuliegraverement

convaincant

- Pas de claquement agrave froid

- une quasi absence de vibration

- il est bien difficile de faire la diffeacuterence entre un moteur essence et cet eacutetonnant diesel

Si les 350 Nm de couple disponibles degraves 1 800 trmn et les 150 Cv offrent un reacuteel dynamisme agrave la

premiegravere acceacuteleacuteration venue cela seffectue de maniegravere lineacuteaire

Subaru 20 Diesel 150 Cv (2009)

543 Six cylindres

Mais la course mdash ougrave lon recherche la vitesse mdash est exigeante en matiegravere de puissance surtout quand

il sagit de courses de cocircte Dougrave la tentation daugmenter le nombre de cylindres

Figure V5 Moteur V6 moderne (Mercedes)

La marque neacuteerlandaise Spyker avait preacutesenteacute un modegravele 6 cylindres en 19032

Un modegravele Chadwick aux Eacutetats-Unis franchit le pas en 1907 pour la course de cocircte de Fairmont

Lanneacutee suivante cette fois en Europe Rolls-Royce fait de mecircme pour la course Londres-Eacutedimbourg

en faisant appel agrave des six cylindres

La transposition aux modegraveles courants est quasi-immeacutediate pour les voitures de sport et de luxe

En Europe cest le cas pour Delaunay-Belleville Napier Mercedes aux Eacutetats-Unis pour Marmon

Plus tard agrave partir de 1927 on trouvera des six cylindres (presque toujours en ligne) sur un grand

nombre de modegraveles non sportifs mecircme pour des cylindreacutees modestes

Latout principal de cette solution eacutetant la souplesse de fonctionnement du moteur

Dans le monde de la motocyclette le 6 cylindres restera rare

On le trouve en compeacutetition en particulier chez Honda dans les anneacutees 1960 (moteur en ligne) ou chez

Laverda en endurance (moteur en V)

Les moteurs de plus de 4 cylindres seront interdits en compeacutetition

Sur les veacutehicules de tourisme on trouvera essentiellement

- Honda 1000 CBX (moteur agrave 24 soupapes refroidi par air)

- Kawasaki Z 1300 (moteur agrave 12 soupapes refroidi par eau)

- Benelli avec une 750 puis une 900

En 2006 Honda propose toujours agrave son catalogue un modegravele 6 cylindres agrave plat la GoldWing

544 Huit cylindres et plus

Figure V6 Moteur W16 de la Bugatti Veyron

Une nouvelle eacutetape est franchie quand on passe au laquo huit cylindres raquo

Ader (France) ouvre la voie en 1903 pour le Paris-Madrid avec une uniteacute agrave huit cylindres en V

La mecircme anneacutee apparaissent toujours pour la compeacutetition des huit cylindres en ligne

Les moteurs davion des anneacutees 1930 et 1940 reacutepondent agrave la demande sans cesse croissante de

puissance

Les moteurs courants sont des V12 ou des moteurs en eacutetoile de une agrave quatre rangeacutees de 7 agrave 9 cylindres

soit 28 cylindres agrave la fin de la guerre pour les Whright deacuteveloppant 3 500 ch remplaceacutes par les

reacuteacteurs

Les ameacutericains amateurs de grandes automobiles et sans souci du prix de lessence deacutemocratisegraverent

les gros V8 au couple tregraves eacuteleveacute et aux vitesses de rotation assez lentes

Les constructeurs des monoplaces de Formule 1 utilisegraverent pendant longtemps des V8 de 3 litres de

cylindreacutee dont le fameux Ford Cosworth

Dans les anneacutees 1990 cest la structure V10 qui aura la faveur des motoristes de F1

Mecircme leacutecurie Ferrari tregraves attacheacutee aux 12 cylindres en V se pliera aux lois de cette formule

Depuis lanneacutee 2004 les instances sportives (FIA) ont imposeacute un retour au V8 avec des contraintes de

fiabiliteacute plus importantes que par le passeacute

En 2006 les structures en V de 10 ou 12 cylindres et W16 sont reacuteserveacutees aux veacutehicules agrave tendance

sportive

Puissance drsquoun

veacutehicule

1 Calculs de la pesanteur

11 Deacutecliviteacute

Calculons la deacutecliviteacute drsquoune route longue L pour un deacuteniveleacute H

α = H L

α deacutecliviteacute grandeur sans dimension

H deacuteniveleacute exprimeacute en m

L longueur de la route exprimeacutee en m coheacuterence des uniteacutes

12 Poids du veacutehicule

Calculons le poids drsquoun veacutehicule

P = M g

P poids exprimeacute en N

M masse exprimeacutee en kg

g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms2 ( g = 981 ms2)

13 Composante du poids

Calculons la composante du poids parallegravele agrave la route de la voiture

F = M g α

Avec

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-

2

α deacutecliviteacute grandeur sans dimension

14 Travail de la force de traction

Calculons le travail drsquoune force de traction qui srsquoest deacuteplaceacutee sur une distance D

E = F D

E travail exprimeacute en J

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

D distance parcourue exprimeacutee en m

15 Energie

Calculons lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour lever une voiture de masse M agrave une hauteur H

E = M g H

Avec

E eacutenergie absorbeacutee (monteacutee) ou accumuleacutee (descente) exprimeacutee en J

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms-2

H deacuteniveleacute exprimeacute en m

15 Puissance absorbeacutee

Calculons la puissance absorbeacutee par une ascension effectueacutee agrave la vitesse V

B = F V

Avec

B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

V vitesse exprimeacutee en ms

En reacutealiteacute une puissance bien supeacuterieure est neacutecessaire agrave cause de la reacutesistance au roulement

et de la reacutesistance de lrsquoair cette derniegravere eacutetant proportionnelle au carreacute de la vitesse

16 puissance absorbeacutee par une ascension

Lrsquoascension drsquoune masse M agrave une hauteur H en un temps T

B = M g H T

Avec

B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-

2 H deacuteniveleacute exprimeacute en m

T temps exprimeacute en s

2 Calculs Aeacuterodynamiques

21 Surface frontale

Surface drsquoune coupe transversale perpendiculaire agrave lrsquoaxe de symeacutetrie du veacutehicule (effectueacutee agrave

lrsquoendroit le plus large et le plus haut) la surface frontale est approximativement eacutegale au

produit de la largeur par la hauteur

camion maxi-code 26 m x 39 m = 10 m2

autocar 25 m x 32 m = 8 m2

voiture 18 m x 14 m = 25 m 2

motocyclette 1 m x 15 m = 15 m2

22 Coefficient de peacuteneacutetration dans lrsquoair

Le Cx est calculeacute agrave partir

Cx = 2 F (S Mair Vsup2)

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

F force exerceacutee par le flux drsquoair exprimeacutee en N

S surface frontale exprimeacutee en m2

Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)

V vitesse air exprimeacutee en ms

23 Reacutesistance de lrsquoair

R = frac12 S Cx Mair Vsup2

R reacutesistance de lrsquoair exprimeacutee en N

S surface frontale exprimeacutee en m2

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)

V vitesse exprimeacutee en ms

24 SCx

Le SCx Grandeur essentiellement destineacutee agrave comparer diffeacuterents modegraveles de voitures le SCx

est le produit de la surface frontale par le Cx

SCx = S Cx

Le Cx eacutetant une grandeur sans dimension le SCx srsquoexprime en megravetre carreacute

25 Constante aeacuterodynamique

La constante aeacuterodynamique est une caracteacuteristique aeacuterodynamique des veacutehicules

A = S Cx M

Avec

A constante aeacuterodynamique [kgm]

S surface frontale [m2]

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

Mair masse volumique de lrsquoair [kgm3]

26 Puissance absorbeacutee

Calculons la puissance absorbeacutee pour vaincre la reacutesistance de lrsquoair

B = F x V

F force aeacuterodynamique reacutesistante [N]

V vitesse du veacutehicule [ms]

3 Calculs thermiques

31 Calcul de la cylindreacutee

D2

V = π L N

4

Avec

D aleacutesage du cylindre

L course du piston

N nombre de cylindre

32 Calcul du PCI des combustibles

Le pouvoir calorifique ou chaleur de combustion (en anglais Heating value ou Heat of

combustion) dune matiegravere combustible noteacute ΔcH0

Crsquoest lenthalpie de reacuteaction de combustion par uniteacute de masse dans les conditions normales

de tempeacuterature et de pression

Cest leacutenergie deacutegageacutee sous forme de chaleur par la reacuteaction de combustion par le dioxygegravene

(autrement dit la quantiteacute de chaleur)

Le plus souvent on considegravere un hydrocarbure reacuteagissant avec le dioxygegravene de lair pour

donner du dioxyde de carbone de leau et de la chaleur

321 Calculer le PCI du gas-oil (Mazout)

Le gazole est un alcane en C16 appeleacute ceacutetane soit une formule brute moyenne de

C16H34

Soit une masse molaire moyenne de 219 gmole

Combustion

Une combustion est la reacuteaction chimique complegravete ou partielle du carbone et de lhydrogegravene

des combustibles usuels par oxydation de loxygegravene

La combustion vive donne naissance agrave une flamme par reacuteaction en chaicircne entretenue dune

maniegravere plus ou moins limiteacutee par lapport de combustible ou de comburant

Cette reacuteaction produit une combustion exothermique cest-agrave-dire

- qui deacutegage de la chaleur

- elle produit du CO2

- de leau

- dautres composeacutes plus ou moins agressif

La stœchiomeacutetrie (du grec lsquolsquostoikheionrsquorsquo eacuteleacutement et lsquolsquometronrsquorsquo mesure) deacutesigne lrsquoeacutetude des

proportions ideacuteales drsquoeacuteleacutements qui autorisent une reacuteaction chimique complegravete lsquolsquoproprersquorsquo et

sans gaspillage

Equations stœchiomeacutetriques des combustions complegravetes

Pour le gazole

C16H34 + 24 O2 rarr 16 CO2 + 17 H2O + Q

- 219 gr de gazole consomment 532 litres drsquooxygegravene

- agrave 21 drsquoO2 dans lrsquoair donc 2533 litres drsquoair

- Donc 1 kg de gazole consomme 116 m3 drsquoair agrave 29 kg au m3

- La masse du meacutelange est donc de 3374 kg

Le carburant le plus utiliseacute est du gasoil drsquoindice de ceacutetane

La composition eacuteleacutementaire de 1 kg de gas-oil est

Carbone C = 087

Hydrogegravene H = 0126

Oxygegravene O = 0004

Azote N Soufre S vapeur drsquoeau W en faible quantiteacute

Pouvoir calorifique infeacuterieur PCI

PCI = 8140C + 30 000H + 2600(S - O) - 600(9H + W) [kcalkg]

PCI = 3391C + 1256H - 1089(S-O) ndash 251(9H+W) [MJkg]

33 Quantiteacute theacuteorique drsquoair a la combustion du gas-oil

Les lois de la stœchiomeacutetrie appliqueacutees agrave la combustion des hydrocarbures nous montrent

que pour bruler

1 kg de gazole il faut disposer drsquoenviron 146 kg drsquoair soit environ

- 112 kg drsquoN2

- 34 kg drsquoO2

La reacuteaction produit environ

- 112 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 32 kg CO2

- 12 kg drsquoH2O

1 kg drsquoessence il faut disposer drsquoenviron 153 kg drsquoair soit environ

- 118 kg drsquoN2

- 035 kg drsquoO2

La reacuteaction produit environ

- 118 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 31 kg de CO2

- 14 kg drsquoH2O

1 kg de GPL il faut disposer drsquoenviron 156 kilogrammes drsquoair soit environ

- 12 kg drsquoN2

- 036 kg drsquoO2)

La reacuteaction produit environ

- 12 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 3 kg de CO2

- 16 kg drsquoH2O

La quantiteacute theacuteorique drsquoair neacutecessaire pour assurer la combustion complegravete du gasoil il faut

avoir

[kg drsquoairkg]

minus+

= OHCL 8

3

8

230

10

[kmol drsquoairkg]

minus

+

=

32412210

10

OHCL

34 Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil

Une stœchiomeacutetrie parfaite est toujours difficile agrave garantir mecircme en laboratoire notamment agrave

cause de la contamination de lrsquoair ou des composants utiliseacutes dans les expeacuteriences mais on

peut srsquoen approcher

Il en va tout autrement srsquoagissant de la combustion des carburants dans le cadre du

fonctionnement drsquoun moteur

En effet non seulement le carburant peut preacutesenter des diffeacuterences de composition selon les

pays et les distributeurs mais en plus la masse drsquoair introduite dans le moteur varie en

permanence en fonction de la tempeacuterature ambiante et de la pression atmospheacuterique

Agrave cela il faut ajouter le fait que les moteurs ne fonctionnent jamais agrave des reacutegimes

tempeacuteratures et charges de travail constants et ideacuteals ce qui signifie qursquoil faut modifier en

temps reacuteel la quantiteacute de carburant injecteacutee dans les cylindres

Pour y remeacutedier on modifie la richesse ou lrsquoexcegraves drsquoair

Pour les moteurs Diesels lrsquoexcegraves drsquoair du meacutelange combustible doit ecirctre toujours supeacuterieur agrave

la limite drsquoapparition des fumeacutees deacutetermineacutee par λ cong 18 soit r = 055

Lr = λ Lo [kmole drsquoairkg combustible]

35 Quantiteacute des produits produit de combustion

Les produits de combustion sont les produits issus de la reacuteaction chimique entre un

carburant et un comburant ils srsquoappellent aussi gaz brucircleacutes ou fumeacutees

Lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie sont respecteacutees les gaz drsquoeacutechappement ne contiennent

que de lrsquoazote gazeux (N2) du dioxyde de carbone (CO2) et de lrsquoeau agrave lrsquoeacutetat de vapeur (H2O)

Ces corps existent en grandes quantiteacutes dans la nature ils sont chimiquement stables et sont

indispensables au maintien des eacutequilibres naturels ce ne sont donc pas des polluants

Mais que se passe-t-il lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie ne sont plus respecteacutees Pour

simplifier le problegraveme consideacuterons deux configurations opposeacutees

meacutelange riche (trop de carburant pas assez drsquoair) dans cette configuration certains

atomes qui constituent la moleacutecule drsquohydrocarbure ne trouvent pas de lsquolsquopartenaire

oxygegravenersquorsquo en nombre suffisant puisque lrsquoair manque ils ne sont donc pas oxydeacutes

complegravetement et se retrouvent dans les gaz drsquoeacutechappement sous forme de particules

carboneacutees drsquohydrocarbures imbrucircleacutes (symbole chimique HC) ou de monoxyde de

carbone (symbole chimique CO) gaz qursquoil ne faut surtout pas confondre avec le CO2

lrsquoun est tregraves toxique lrsquoautre pas du tout

meacutelange pauvre (peu de carburant trop drsquoair) dans cette configuration un excegraves

drsquoair (crsquoest toujours le cas lorsque le moteur est suralimenteacute) fortement comprimeacute agrave

haute tempeacuterature (crsquoest particuliegraverement le cas des moteurs diesel) peut entraicircner la

formation de monoxyde drsquoazote (symbole chimique NO) suite agrave une reacuteaction entre

lrsquooxygegravene (O2) et lrsquoazote (N2) Une fois expulseacute le monoxyde drsquoazote preacutesente la

particulariteacute de se transformer spontaneacutement en dioxyde drsquoazote (symbole chimique

NO2) au contact de lrsquoair geacuteneacuterant au passage une mutation de lrsquooxygegravene

atmospheacuterique en ozone (symbole chimique O3) Ces deux gaz sont tregraves toxiques pour

les organismes vivants

C

nCO2 = [kmolekg]

12

H

nHO2 = [kmolekg]

2

nO2 = 021 x (λ-1) x Lo [kmolekg]

nN2 = 079 x λ x Lo [kmolekg]

36 Quantiteacute totale des produits de combustion

nTotal = nCO2 + nHO2 + nO2 + nN2 [kmolekg]

37 Puissance nominale

Vous avez surement deacutejagrave feuilleteacute le catalogue drsquoun grand constructeur automobile

Chaque modegravele y est deacuteclineacute en plusieurs versions les diffeacuterences portant essentiellement sur

la puissance du moteur

Le choix est vaste et on srsquoy perd

80 ch 100 ch 120 ch 150 chhellip

Que signifient reacuteellement ces chiffres

Agrave quoi sert la puissance

Comment la mesure-t-on

Quelle est la relation entre la puissance et la vitesse

Voici quelques eacuteleacutements de reacuteponses

Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale la puissance deacutesigne la production la consommation ou la

transformation drsquoeacutenergie par uniteacute de temps

Pour une automobile cette eacutenergie est drsquoabord de nature chimique (combustion du carburant)

puis de nature cineacutetique (acceacuteleacuteration et vitesse sur route horizontale) ou gravitationnelle

(route en deacutecliviteacute)

La puissance drsquoun moteur thermique se rapporte donc agrave lrsquoeacutenergie deacutelivreacutee par uniteacute de temps

mais aussi agrave lrsquoeacutenergie consommeacutee sous forme de carburant dans le mecircme temps

On ne peut jamais mesurer la puissance on ne peut que la calculer en combinant les valeurs

de la charge moteur et de la vitesse de rotation releveacutees sur un banc de puissance

Banc drsquoessai moteur

Passer un moteur au banc consiste drsquoabord agrave lrsquoaccoupler agrave un disque eacutequipeacute drsquoun

- frein

- compte-tours

Une fois le moteur lanceacute agrave plein reacutegime lrsquoopeacuteration consiste agrave actionner progressivement le

frein jusqursquoagrave ce que la vitesse de rotation du moteur soit stabiliseacutee la commande des gaz

restant grande ouverte

En effet une vitesse stabiliseacutee signifie que le couple moteur est alors exactement eacutegal au

couple de freinage

il suffit donc de mesurer lrsquointensiteacute de la force de freinage pour en deacuteduire la valeur du couple

moteur

Autrement dit ce qursquoon appelle agrave tort un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo ne sert qursquoagrave mesurer le couple

moteur et la maniegravere dont il eacutevolue en fonction de la vitesse de rotation

In fine la puissance reacutesulte drsquoun calcul crsquoest le produit de ces deux grandeurs

F N

Pf =

10 000

Ougrave

F charge [N]

N = reacutegime de rotation [trmn]

38 Puissance corrigeacutee

Pfc = Pf f

Avec

f Facteur de correction tenant compte de la tempeacuterature et de la pression ambiante f

= 1085

Tamb = 27 [degC] Diagramme de conversion

f = 1085

Pamb = 719 [mmHg]

39 Consommation speacutecifique

La consommation speacutecifique du moteur est la quantiteacute de carburant (Cs) utiliseacutee pour produire

un travail T donneacute

(3600 v Ps )

Cs = [gkWh]

(t Pf)

Ou

v volume du gas-oil agrave consommer [cm3]

Ps poids speacutecifique du gasoil [grcm3]

t temps de consommation [s]

Pf puissance au frein [kW]

310 Consommation speacutecifique corrigeacutee

Csc = (3600 v Ps ) (t Pfc)

Ou

Pfc puissance corrigeacutee

311 Couple moteur

Quelles sont les caracteacuteristiques essentielles drsquoun veacutehicule agrave moteur

Les services marketing le savent crsquoest la puissance et la vitesse maximale qui au premier

abord focalisent lrsquoattention du public car ce sont les donneacutees les plus valorisantes pour

lrsquoacheteur

Mais pour le technicien comme pour le conducteur aviseacute crsquoest

- la masse de la voiture

- son couple moteur

- le reacutegime auquel il est disponible

qui sont les donneacutees essentielles car elles conditionnent le comportement du veacutehicule en

situation reacuteelle le service qursquoil peut rendre et son prix de revient

Le terme de lsquolsquocouplersquorsquo vient de ce qursquoil associe deux grandeurs

- une force crsquoest la pression que les gaz exercent sur les pistons

- un bras de levier crsquoest la longueur des manetons du vilebrequin

On utilise pour cela un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo qui est un appareil eacutequipeacute drsquoun compte-tours et

drsquoun frein

La valeur du couple moteur deacutepend de lrsquoaptitude drsquoun moteur agrave introduire dans les cylindres

un meacutelange air-carburant parfaitement homogegravene et surtout de sa capaciteacute agrave en tirer le

maximum drsquoeacutenergie au moment de la combustion

Le couple moteur est toujours relativement modeste agrave bas reacutegime il atteint sa valeur

maximale aux reacutegimes intermeacutediaires pour deacutecroicirctre ensuite inexorablement au fur et agrave

mesure que la vitesse de rotation augmente comme si le moteur finissait par srsquoasphyxierhellip

Tant que le moteur fonctionne dans sa plage de reacutegime de couple maximum la consommation

de carburant la pollution de lrsquoenvironnement et donc le prix de revient du kilomegravetre parcouru

se maintiennent aux valeurs les plus basses dont le veacutehicule est capable

Pour toutes ces raisons il est preacutefeacuterable que le couple maximum soit deacutelivreacute agrave un reacutegime pas

trop eacuteleveacutehellip

30PN 1000

CN = [Nm]

N π

Ou

PN Puissance nominale [kW]

N Vitesse de rotation [trmn]

312 Couple corrigeacutee

30Pfc 1000

Cc = [Nm]

N π

Ou

Pf Puissance corrigeacutee [kW]

4 Bilan thermique des moteurs

Que devient lrsquoeacutenergie libeacutereacutee par la combustion

Elle apparaicirct sous deux formes distinctes

Chaleur crsquoest la mecircme que celle qursquoon peut ressentir devant nrsquoimporte quel

brasier Lrsquoeacutechauffement drsquoun moteur dit lsquolsquothermiquersquorsquo est donc un pheacutenomegravene

normal Heacutelas cette chaleur ne sert agrave rien sinon agrave chauffer lrsquohabitacle elle est

donc voueacutee agrave se disperser dans lrsquoenvironnement

Mouvement crsquoest ce dont on a besoin pour faire avancer la voiture Dans le

cas drsquoun moteur drsquoautomobile la pression des gaz dans la chambre de

combustion provoque le mouvement des pistons et la rotation du vilebrequin

signe tangible qursquoune autre partie de lrsquoeacutenergie libeacutereacutee srsquoest manifesteacutee sous

forme de mouvement (4)

Comment distinguer ces deux formes drsquoeacutenergie

En calculant le rendement du moteur ou plus exactement son bilan thermique

En effet le rendement se deacutefinit comme

eacutenergie reacutecupeacutereacutee

Rendement =

eacutenergie consommeacutee

Dans le cas drsquoun moteur

lrsquoeacutenergie reacutecupeacutereacutee est celle mesureacutee en bout de vilebrequin sur un banc de puissance

exprimeacutee en kilowattheure [kW]

lrsquoeacutenergie consommeacutee correspond agrave la masse de carburant brucircleacutee (exprimeacutee drsquoabord en

kilogrammes puis convertie en joules)

Le reacutesultat est une grandeur sans dimension

Si on fait un bilan thermique dans un moteur de combustion interne

QT = Qe + Qr + Qra + Qa + Qres + Qge

- QT Flux de chaleur deacutegageacute si on brucircle tout le combustible

- Qe Flux de chaleur transformeacutee en puissance effective

- Qr Flux de chaleur eacutevacueacute au liquide de refroidissement

- Qge Flux de chaleur perdu avec les gaz deacutechappement

- QP Flux de chaleur perdu (par rayonnement vers lrsquohuile agrave cause de la combustion

incomplegravete frottements etc)

Scheacutema de la conversion et des pertes thermique dans un moteur

Si on fait un bilan des pertes de chaleur pour prendre en compte ougrave elles se produisent on

trouve

41 Chaleur totale introduite dans le moteur par la combustion

Eacutenergie brute libeacutereacutee par la combustion du carburant

Gazole 443 MJkg-1 (374 MJl-1 )

Essence 469 MJkg-1 (356 MJl-1 )

GPL 487 MJkg-1 (268 MJl-1 )

Eacutenergie nette libeacutereacutee par la combustion du carburant

Gazole 417 MJkg-1 (352 MJl-1 )

Essence 437 MJkg-1 (332 MJl-1 )

GPL 451 MJkg-1 (248 MJl-1 )

(PCI Csh)

QT =

36

Calcul de la consommation horaire

- PCI pouvoir calorifique inferieur [kJkg]

- Csh consommation speacutecifique horaire [kgh]

42 Chaleur eacutequivalente au travail effectif par uniteacute de temps

Qe = 1000 Pf [Js]

Sachant que

- Pf puissance au frein [W]

43 Chaleur transmise au systegraveme de refroidissement

Cette chaleur est donneacutee par la formule suivante

C i D(1+2m ) Nm

Qr = [Js]

λ Avec

- C Coefficient de proportionnaliteacute dont la valeur pour les moteurs agrave 4 temps varie

dans la plage [045 divide 0 53]

- i Nombre de cylindres

- D Aleacutesage du cylindre

- N freacutequence de rotation du vilebrequin

- m Exposant empirique dont la valeur pour les moteur agrave 4 temps est limiteacutee par

lrsquointervalle [06 divide 07 ]

- λ Coefficient drsquoexcegraves drsquoair

44 Chaleur emporteacutee par les gaz drsquoeacutechappement

Csh

Qge = [nt(mcp)tr (Tr-273 ) - Lr(mcp)t2 (T2- 273)]

36 Avec

- L Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil [kmole drsquoairkg de

combustible]

- nt Quantiteacute totale des produits de combustion [kmolekg]

- Tr Tempeacuterature des gaz drsquoeacutechappement [K]

- T2 Tempeacuterature de lrsquoair a lrsquoentreacutee du moteur [K]

- Csh Consommation massique de gas-oil horaire [kgh]

- (mcp)tr ( mcp)t2 sont respectivement la capaciteacute calorifique molaire moyenne agrave

pression constante des gaz reacutesiduels et de lrsquoair admis

45 Autres pertes de chaleur

QP = QT - (Qe + Qr + Qge)

Chapitre 8

Identification du

veacutehicule

Vehicle Identification Number

Le code VIN - Vehicle Identification Number - est un code alphanumeacuterique unique qui est

donneacute agrave chaque veacutehicule automobile depuis 1950

Il apparaicirct sur le chacircssis du veacutehicule

ainsi que sur le moteur et dans

lordinateur de bord

Lanceacute dans une forme simplifieacutee en

1950 par les constructeurs ameacutericains

ce code passera aux 17 caractegraveres

actuels en 1980

Le numeacutero inscrit sur la carte grise

dans la zone laquo numeacutero dans la seacuterie

du type raquo correspond bien agrave celui

figurant sur la voiture Passat IV B ndash 2000 (=B55 ou =Typ 3BG ou = VI) Dapregraves le VIN cest une 3B et le E correpond agrave la version Sport 212130 serait le numeacutero de seacuterie du cassis

Ce numeacutero dans la seacuterie du type est parfois appeleacute numeacutero de seacuterie ou numeacutero de chacircssis

mais son appellation officielle est

Numeacutero drsquoIdentification du Veacutehicule

(NIV ou Vehicle Identification Number VIN en anglais) et regroupe

laquo Type raquo et laquo N dans la seacuterie du type raquo

Cette normalisation preacutevoit entre autres que le NIV doit avoir une

Longueur de 17 caractegraveres

et peut ecirctre diviseacute en 3 sections

bull Les 3 premiers caractegraveres sont reacuteserveacutes agrave

Identification Mondiale du Constructeur

WMI World Manufacturer Identification (anglais)

Suivant cette codification chaque constructeur est identifieacute mondialement avec parfois des

variations suivant le pays ougrave se trouve lrsquousine de fabrication

A titre drsquoexemple la codification de - Renault est VF1

- Peugeot est VF3

- Citroeumln est VF7

Les 03 premiers caractegraveres didentification du constructeur

(WMI)

On distingue les constructeurs qui fabriquent plus de 500 exemplaires par an des autres

Un constructeur dont la production est infeacuterieure agrave 500 veacutehicules par an utilise 9

caractegraveres les autres 14

Certains constructeurs utilisent le 3egraveme caractegravere pour une cateacutegorie de veacutehicules comme les

bus ou les camions comme par exemple

bull le code Ameacuterique du Nord 1G attribueacute agrave General Motors se deacutecompose en

- 1G1 pour Chevrolet

- 1G2 pour Pontiac et

- 1GC pour Chevrolet camions

bull le code Italie F attribueacute agrave Fiat se deacutecompose en

- FA pour Fiat Auto et

- FC pour Fiat VI

Le premier caractegravere WMI correspond au code du pays dans lequel lusine du constructeur est

implanteacutee Exemple

- ZFA Fiat Auto Italie

- SUF Fiat Auto Pologne

- 8AF Fiat Auto Argentine

- NRT Tofas-Fiat Auto Turquie

- 9BD Fiat Automoveicircs Breacutesil

bull Les 6 caractegraveres suivants sont consacreacutes agrave la

Section de Description du Veacutehicule

VDS Vehicle Description Section (anglais)

ougrave lrsquoon va trouver une codification du type eacutelaboreacutee par le constructeur PSA et Renault

utilisent dans cette zone ce que lrsquoon appelait autrefois le type mines

bull Enfin les 8 derniers caractegraveres constituent la

Section drsquoIdentification du Veacutehicule

VIS Vehicle Identification Section en anglais

Il srsquoagit drsquoun numeacutero seacutequentiel attribueacute au veacutehicule et ce dans le type et pour le constructeur

concerneacute

Emplacement du VIN

Afin de veacuterifier la concordance entre ce numeacutero se trouvant sur la carte grise et celui

figurant sur la voiture

il faut savoir que ce numeacutero peut ecirctre trouveacute agrave 2 ou 3 endroits du veacutehicule suivant les cas sur

chacircssis du veacutehicule plaque constructeur derriegravere le pare brise

Cette derniegravere option nrsquoest pas obligatoire mais de plus en plus les constructeurs europeacuteens

en eacutequipent leurs modegraveles les plus reacutecents Pour connaicirctre lendroit ougrave se trouve ce numeacutero

reportez-vous au manuel dutilisation du veacutehicule ou adressez-vous agrave un concessionnaire de la

marque

Le NIV se trouvant sur le chacircssis doit ecirctre

- frappeacute agrave lrsquoaide de poinccedilons ou

- graveacute sur une piegravece essentielle de la voiture

En geacuteneacuteral faisant partie de la caisse ou du chacircssis de maniegravere agrave ce quil ne puisse seffacer

accidentellement ou salteacuterer

Il doit ecirctre placeacute de maniegravere visible sans qursquoun deacutemontage ne soit neacutecessaire

Pour ce qui est de sa localisation il doit impeacuterativement se situer dans la partie droite du

veacutehicule et lrsquoexpeacuterience montre que dans 80 agrave 85 des cas ce NIV se trouve

- dans la partie droite ou centrale du compartiment moteur

- aux environs immeacutediats du siegravege passager avant droit

La plaque constructeur sur laquelle figure eacutegalement le NIV est

- soit une plaque aluminium de couleur argenteacutee ou noire

- soit une eacutetiquette adheacutesive qui peut ecirctre noire blanche ou translucide

Cette plaque constructeur se trouve en geacuteneacuteral

- dans le compartiment moteur

- sur le pied de porte avant droit

- dans le coffre

Enfin le NIV optionnel qui peut se trouver derriegravere le pare-brise est visible agrave travers une

petite fenecirctre en bas agrave gauche et donc coteacute conducteur

Evolution du code VIN en fonction des types

Mercedes W201

Mercedes W202

Mercedes W203

Mercedes W204

Composition du code

Les veacutehicules modernes qui sont reacutefeacuterenceacutes avec des codes VIN sont identifiables par un

systegraveme baseacute sur la norme ISO Organisation internationale de normalisation

- ISO 3779 de 1979 et

- ISO 3780 de 1980

Avant-propos

LISO (Organisation internationale de normalisation) est une feacutedeacuteration mondiale

dorganismes nationaux de normalisation (comiteacutes membres de lISO)

1 Domaine dapplication

La preacutesente Norme internationale speacutecifie le contenu et la structure dun numeacutero

didentification des veacutehicules (VIN) permettant dassurer agrave leacutechelle mondiale un systegraveme

uniforme de numeacuterotation pour lidentification des veacutehicules routiers

La preacutesente Norme internationale sapplique aux veacutehicules agrave moteur aux veacutehicules tracteacutes

aux motocycles et aux cyclomoteurs deacutefinis dans lISO 3833

3 Termes et deacutefinitions

31 Numeacutero didentification dun veacutehicule VIN

Combinaison structureacutee de caractegraveres attribueacutee agrave un veacutehicule par son constructeur en vue de

son identification

32 Code didentification mondiale du constructeur WMI

Premiegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui deacutesigne le constructeur du

veacutehicule et qui est assigneacutee agrave un constructeur de veacutehicules afin de permettre lidentification

dudit constructeur

33 Descripteur VDS

Deuxiegraveme section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui donne une information sur les

caracteacuteristiques geacuteneacuterales du veacutehicule

34 Indicateur VIS

Troisiegraveme et derniegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui constitue une

combinaison de caractegraveres attribueacutes par le constructeur pour distinguer un veacutehicule dun autre

veacutehicule

35 Constructeur

Personne entreprise ou socieacuteteacute qui deacutelivre le certificat de conformiteacute ou qui deacutemontre la

conformiteacute et assume la responsabiliteacute du produit pour un veacutehicule precirct agrave ecirctre mis en service

indeacutependante de lemplacement de lusine de montage

36 Anneacutee

Anneacutee calendaire pendant laquelle le veacutehicule est produit ou anneacutee du modegravele du veacutehicule

deacutetermineacutee par le constructeur

37 Seacuteparation

Symbole caractegravere ou bordure mateacuterielle qui peut ecirctre utiliseacute pour seacuteparer les sections du

numeacutero didentification dun veacutehicule ou pour deacutefinir ses limites

Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee

Code

1971 1 1980 A 1992 N 2001 1 2010 A

1972 2 1981 B 1993 P 2002 2 2011 B

1973 3 1982 C 1994 R 2003 3 2012 C

1974 4 1983 D 1995 S 2004 4 2013 D

1975 5 1984 E 1996 T 2005 5 2014 E

1976 6 1985 F 1997 V 2006 6 2015 F

1977 7 1986 G 1998 W 2007 7 2016 G

1978 8 1987 H 1999 X 2008 8 2017 H

1979 9 1988 J 2000 Y 2009 9 2018 J

1989 K 2019 K

1990 L 2020 L

1991 M 2021 M

Quelques diffeacuterences existent pour la codification des tregraves petites seacuteries

Standard 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1

5

1

6

1

7

ISO 3779

Code

constructeu

r-WMI

Composition du

veacutehicule Code veacutehicule-VIS

Union

Europeacuteen

ne

amp

Ameacuterique

du Nord

plus de 500

veacutehiculesan

Code

constructeu

r-WMI

Compositio

n du

veacutehicule

Code

eacutequipeme

nt du

veacutehicule

Code

Anneacutee

Modegravel

e

Code

Veacutehicul

e

Numeacutero progressif

seacuterie

Union

Europeacuteen

ne

amp

Ameacuterique

du Nord

moins de 500

veacutehiculesan

WMI

Compositio

n du

veacutehicule

Code

eacutequipeme

nt du

veacutehicule

Code

Anneacutee

Modegravel

e

Code

Veacutehicul

e

Code

constructeu

r-WMI

Numeacutero

progressi

f seacuterie

Exemple de code VIN

Poinccedilon Peugeot VF3 741 A4 7F535G815 Poinccedilon Peugeot

- Poinccedilon Peugeot - Code constructeur WMI (03)

1 VF (Europe S-Z France VF-VR)

3 3 (Peugeot)

- Type au mines (06)

4-6 741 (Composition du veacutehicule)

7 (306)

4 (04 portes)

1 ou A (Moteur D1768 cc)

7-8 A4 (type de veacutehicule coupe cabriolet etc)

9 7 (Code eacutequipement du veacutehicule)

- Anneacutee modegravele (01)

10 F (1985)

- Code VIS (07)

11 5 (code usine chiffre ou lettre selon les constructeur)

12-17 35G815 (numeacutero dans la seacuterie du type)

Poinccedilon Peugeot

WAUZZZ8GZPA001181

Codes pays

AndashH = Afrique JndashR = Asie SndashZ = Europe

1ndash5 =

Ameacuterique

du Nord

6ndash7 =

Oceacuteanie

8ndash9 =

Ameacuterique

du Sud

AA-AH Afrique

du Sud

AJ-AN Cocircte

dIvoire

AP-A0 non

attribueacute

BA-BE Angola

BF-BK Kenya

BL-BR Tanzanie

BR Algeacuterie

BS-B0 non

attribueacute

CA-CE Benin

CF-CK

Madagascar

CL-CR Tunisie

CS-C0 non

attribueacute

DA-DE Egypte

DF-DK Maroc

DL-DR Zambie

DS-D0 non

attribueacute

(probable

Algerie)

EA-EE Ethiopie

EF-EK

Mozambique

EL-E0 non

attribueacute

FA-FE Ghana

FF-FK Nigeria

FF-FK

Madagascar

FL-F0 non

attribueacute

GA-G0 non

attribueacute

HA-H0 non

attribueacute

JA-J0 Japon

KA-KE Sri

Lanka

KF-KK

Israel

KL-KR

Coreacutee du Sud

KS-K0 non

attribueacute

LA-L0 Chine

MA-ME Inde

MF-MK

Indoneacutesie

ML-MR

Thaiumllande

MS-M0 non

attribueacute

NF-NK

Pakistan

NL-NR

Turquie

NS-N0 non

attribueacute

PA-PE

Philippines

PF-PK

Singapour

PL-PR

Malaysie

PS-P0 non

attribueacute

RA-RE

Emirat

Arabes Unis

RF-RK

Taiwan

RL-RR

Vietnam

RS-R0 non

attribueacute

SA-SM

Grande

Bretagne

SN-ST

Allemagne

SU-SZ

Pologne

S1-S0 non

attribueacute

TA-TH Suisse

TJ-TP

Reacutepublique

Tchegraveque

TR-TV

Hongrie

TW-T1

Portugal

T2-T0 non

attribueacute

UA-UG non

attribueacute

UH-UM

Danemark

UN-UT Irlande

UU-UZ

Roumanie

U1-U4 non

attribueacute

U5-U7

Slovaquie

U8-U0 non

attribueacute

VA-VE

Autriche

VF-VR France

VS-VW

Espagne

VX-V2

Yougoslavie

V3-V5 Croatie

V6-V0 Estonie

WA-W0

1A-10 Etats

Unis

2A-20

Canada

3A-3W

Mexique

3X-37 Costa

Rica

38-30 non

attribueacute

4A-40 Etats

Unis

5A-50 Etats

Unis

6A-6W

Australie

6X-60 non

attribueacute

7A-7E

Nouvelle

Zeacutelande

7F-70 non

attribueacute

8A-8E

Argentine

8F-8K Chili

8L-8R

Equateur

8S-8W

Peacuterou

8X-82

Veacuteneacutezueacutela

83-80 non

attribueacute

9A-9E Breacutesil

9F-9K

Colombie

9L-9R

Paraguay

9S-9W

Uruguay

9X-92

Trinidad amp

Tobago

93-99 Breacutesil

90 non

attribueacute

Allemagne

XA-XE

Bulgarie

XF-XK Gregravece

XL-XR Pays

Bas

XS-XW Russie

XX-X2

Luxembourg

X3-X0 Russie

YA-YE

Belgique

YF-YK

Finlande

YL-YR Malte

YS-YW Suegravede

YX-Y2

Norvegravege

Y3-Y5

Bielorussie

Y6-Y0 Ukraine

ZA-ZR Italie

ZS-ZW non

attribueacute

ZX-Z2

Sloveacutenie

Z3-Z5 Lituanie

Z6-Z0 non

attribueacute

Chapitre 9

Organisation du

garage

1 Introduction

Un atelier de reacuteparation automobile plus communeacutement

appeleacute

garage

est une structure speacutecialiseacutee dans lentretien courant et la

reacuteparation des veacutehicules automobile

Un petit atelier de garagiste en

Nouvelle-Galles du Sud (Australie)

laquo Garagiste raquo est un terme geacuteneacuterique deacutesignant une personne travaillant dans un garage et

peut sappliquer agrave tous les meacutetiers de lentretien automobile

- meacutecanicien

- carrossier

- peintre en carrosserie

- vendeur etchellip

Un garage peut faire office de station-service tandis que

bon nombre de ces derniegraveres principalement deacutedieacutees agrave la

distribution de carburant proposent un service basique

de laquo garage raquo permettant lentretien courant du veacutehicule

et les reacuteparations mineures

Certains garages en outre proposent un service de vente

de veacutehicules Garage Citroeumln agrave Constantine

au debut du XX siegravecle (Algeacuterie)

Il existe des concessionnaires et des garagistes indeacutependants

2 Histoire

Les ateliers de reacuteparation ont fait leur apparition et se sont multiplieacutes de par le monde en

mecircme temps que lautomobile a commenceacute agrave se banaliser agrave compter du deacutebut du XXe siegravecle

passant du statut de curiositeacute tregraves oneacutereuse agrave celui de bien de grande consommation -

progressivement accessible au plus grand nombre ( FORD T)

Laugmentation du parc installeacute a constitueacute lopportuniteacute de creacuteer un nouveau modegravele

eacuteconomique axeacute sur ce nouveau mode de transport

Tandis que les pays industrialiseacutes sadaptaient agrave lautomobile en

- seacutecurisant et regraveglementant son emploi

- deacuteveloppant un reacuteseau de routes adapteacute

le besoin en points dentretien deacutedieacutes est alleacute croissant et les laquo garages raquo ont commenceacute agrave se

multiplier au bord des routes et dans les agglomeacuterations

3 CHOIX DE LIMPLANTATION

Limplantation dun garage en centre-ville ou en bordure de ville implique avantages et

inconveacutenients quelque soit le cas Critegraveres de choix

- Trafic

- Publiciteacute

- Faciliteacute daccegraves

- Coucirct du terrain

- Superficies possibles

- Frais fixes

4 REacutePARTITION DES SURFACES

La reacutepartition ideacuteale des surfaces est de

- 13 bacircti

- 23 non-bacircti

a) SURFACES NON-BATIES Elles sont essentiellement constitueacutees

- Aires de stationnement Clients magasin de PR

- veacutehicules en attente de reacuteparation

- veacutehicules clients reacutepareacutes

- veacutehicules neufs et occasions

- veacutehicules du personnel

- veacutehicules visiteurs ex repreacutesentants deacutepanneuse bennes agrave deacutechets

b) SURFACES BATIES Les locaux doivent ecirctre

- spacieux

- bien eacuteclaireacutes

- ventileacutes

- chauffeacutes

- daccegraves facile

Il faut preacutevoir

Piegraveces agrave usage de bureau

- 6msup2 par personne

Reacuteception et daccueil des clients

- sa localisation doit ecirctre eacutevidente

Salle dattente clients

- spacieuse

- confortable

- agreacutementeacutee

- documenteacutee

- eacutequipeacutee

- eacuteclaireacutee

- peinte toujours en blanc mat

Magasin de Piegraveces de Rechange plusieurs accegraves seacutepareacutes

- clients

- meacutecaniciens

- agents

Atelier de reacuteparation plusieurs zones

- reacuteparations rapides

- interventions longues

- carrosserie

- peinture

- eacutelectriciteacute

- mise au point etc

Piegraveces annexes

- deacutechets

- aire de lavage

- compresseurs

- vestiaires personnels

- sanitaires etc

5 LES MATEacuteRIELS

a) GROS MATEacuteRIELS

Stations de lavage Stations de vidange graissage Station de controcircle de geacuteomeacutetrie

des trains roulants

Montage et eacutequilibrage de pneumatiques Station de diagnostic Station de controcircles

Electriciteacute

Mateacuteriels de manutention (grues crics) ponts eacuteleacutevateurs

b) PETITS MATEacuteRIELS

Outillages speacutecialiseacutes Outillages individuels

6 LES PERSONNELS

La hieacuterarchie se compose de 2 cateacutegories

a) ENCADREMENT

Directeur geacuteneacuteral Directeur commercial Directeur technique

Directeur financier

b) EXEacuteCUTION

Secreacutetaires de direction Secreacutetaires dadministration de commerce et de gestion-finance

Chef deacutequipe Reacuteceptionnaire Preacuteparateurs

Meacutecaniciens Magasiniers Vendeurs

a EXEMPLE DAMEacuteNAGEMENT DUN GARAGE AUTOMOBILE

a) RDC

b) Etage Bureaux et administration

b ORGANISATION DUNE ENTREPRISE DE REacutePARATION

AUTOMOBILE

a) OBJECTIF DE LENTREPRISE

Accroicirctre la productiviteacute

- en structurant les ateliers

- en deacutefinissant avec preacutecision les tacircches de chacun des personnels afin quelles

ne se chevauchent pas

b) ORGANIGRAMME DUNE ENTREPRISE STRUCTUREacuteE

- Un responsable par secteur assure la liaison avec le chef dentreprise qui controcircle tous

les secteurs

- Chaque secteur est autonome

- Limportance des activiteacutes de reacuteparation permet de subdiviser le travail sous la

responsabiliteacute de plusieurs reacuteceptionnaires ainsi que plusieurs chefs deacutequipe

c FONCTIONS DES DIFFEacuteRENTS PERSONNELS AU SEIN DE

LENTREPRISE

a) LE CHEF DENTREPRISE

Il deacutefinit les objectifs et les prioriteacutes de lentreprise en assurant le controcircle de tous

les secteurs

b) LE CHEF DATELIER

- Il est responsable du fonctionnement des ateliers et de la formation des

employeacutes

- Il coordonne tous les services

c) LE REacuteCEPTIONNAIRE

- accueil le client

- deacutefinie la nature des travaux agrave effectuer

- eacutetablie eacuteventuellement un devis

- preacutecise les deacutelais de reacuteparation

Si le client est daccord

- reacutedige et fait signer LOR quil remplit avec rigueur (ex eacutetat du veacutehicule

carburant accessoires)

- charge le planning de latelier

Apregraves les travaux

- rend le veacutehicule apregraves paiement de la facture

d) LE CHEF DEacuteQUIPE

Il reacutepartit le travail et prend les deacutecisions au niveau de la reacuteparation

e) LES COMPAGNONS

Ce sont les exeacutecutants des reacuteparations

f) LE MAGASINIER

Il approvisionne latelier en piegraveces de rechange et assure le service clientegravele

g) SERVICE FACTURATION

Reacutedaction des factures dapregraves lOR pointeacute par le chef deacutequipe

h) SERVICE COMPTABILITEacute

Il gegravere et reacutealise les bilans dexploitation

Chapitre 10

Devis

1 ORGANIGRAMME DrsquoUNE INTERVENTION

2 Deacutefinition

Un devis est une estimation des prix reacutealiseacutee avant lexeacutecution de travaux ou avant lachat

dun bien

Le DEVIS est une eacutevaluation la plus preacutecise possible du coucirct dune reacuteparation

Dans le cadre de son DEVOIR dinformation et dans le souci permanent de conserver des

relations claires avec le client le devis est devenu une deacutemarche indispensable

3 Enjeux dun devis

Lorsquun particulier ou une socieacuteteacute demande des devis aupregraves de plusieurs entreprises cela

permet de comparer les prix et les prestations fournies

Les Destinataires

- un client

- une compagnie dassurance ou cabinet dexpertise

bull Le Client Le devis permet dinformer le client Il est geacuteneacuteralement eacutetabli sans

deacutemontage meacutecanique Par conseacutequent le devis reste approximatif sachant quune

erreur supeacuterieure agrave 10 nest pas toleacuterable

bull Assurances ndash Experts Le devis est eacutetabli de maniegravere preacutecise pour permettre agrave

lassureur de prendre une deacutecision sur lopportuniteacute de la reacuteparation remise en eacutetat

ou mise en eacutepave lorsque la reacuteparation deacutepasse la valeur veacutenale du veacutehicule

Geacuteneacuteralement les devis sont gratuits

4 Deacutemarche dutilisation des devis

a) Ce que doit comporter un devis

Identification du prestataire qui reacutedige le devis

bull nom et raison sociale

bull adresse complegravete

bull teacuteleacutephone

bull teacuteleacutecopie

bull email et site internet

Identification de la personne qui a demandeacute le devis

bull nom preacutenom

bull adresse

bull teacuteleacutephone

Le mot devis doit ecirctre eacutecrit en gros

La date du devis

La liste des prix et le total

b) Ce quil faut preacuteciser dans un devis

bull La dureacutee de la validiteacute de loffre par exemple ce devis est valable entre 1 et 3 mois

selon le projet

5) Estimation

bull Lestimation consiste agrave eacutevaluer par preacutediction les coucircts et deacutelais des tacircches qui

constituent un projet agrave partir destimations dautres grandeurs comme la taille la

puissance ou la capaciteacute Le terme estimation deacutecrit aussi bien la fonction lopeacuteration

que le reacutesultat

6) Quelles sont les regravegles dun bon devis

- Un prix ferme

- une trace eacutecrite en cas de litigehellip

Tel est linteacuterecirct de disposer dun bon devis avant le deacutebut des travaux

Le bon devis doit comporter un certain nombre de mentions obligatoires notamment

- la somme globale agrave payer

- le deacutecompte deacutetailleacute des prestations et des produits utiliseacutes

- le nom et ladresse de lentreprise

- la dureacutee de validiteacute de loffre et lindication du caractegravere gratuit ou payant du

devis

Ces regravegles protegravegent de faccedilon satisfaisante le client

Des mentions suppleacutementaires

Pour autant rien ne lempecircche de demander au professionnel dajouter sur le devis dautres

mentions non obligatoires comme par exemple

- les modaliteacutes de regraveglement avec un eacutecheacuteancier preacutecis des paiements

- la date limite preacutevue pour la fin des travaux

- une peacutenaliteacute de retard par jour deacutepasseacute

Le client disposera ainsi de moyens de pression suppleacutementaires en cas de complicationhellip

Si la facture est plus eacuteleveacutee

Il arrive que le montant de la facture soit supeacuterieur agrave celui du devis alors que le client navait

pas donneacute son accord preacutealablehellip

Que faire

Commencer par veacuterifier si le devis ne comporte pas une clause de reacutevision du prix dans

certains cas expresseacutement preacutevus (ex hausse du coucirct de la main-dœuvre ou des matiegraveres

premiegraveres)

si cest le cas le professionnel a le droit de reacutepercuter cette hausse sur la facture

Agrave deacutefaut le client peut refuser de payer la diffeacuterence

Une simple lettre de reacuteclamation adresseacutee au professionnel en recommandeacute avec accuseacute de

reacuteception devrait suffire En cas deacutechec le client doit saisir la direction de la concurrence de

la consommation et de la reacutepression des fraudes du deacutepartement du professionnel

Chapitre 11

Bon de commande

Commande

Dans le commerce une commande est une intention soit

- verbale

- eacutecrite

dengager une transaction commerciale pour des produits ou services particuliers

Du point de vue de lacheteur elle exprime lintention dacheter et est appeleacutee une commande

dachat

Du point de vue du vendeur elle exprime lintention de vendre et elle se reacutefegravere agrave une

commande de vente

Dans beaucoup dentreprises les commandes sont utiliseacutees pour rassembler et rendre compte

des coucircts et des revenus selon des objectifs bien deacutefinis

Ensuite il est possible de montrer pour quels objectifs les deacutepenses ont eacuteteacute engageacutees

Eacutetapes dans les commandes commerciales

Commerce Action de lacheteur Action du vendeur

Acheteur qui deacutesire le

produit et vendeur qui

vend le produit

Recherche des vendeurs du produit Marketing et publiciteacute

Veacuterification du pricing

du produit disponibiliteacute

speacutecifications coucircts de

livraison

Demande de devis ou demande doffre Devis ou offre creacuteeacutes

Accord de transaction

entre acheteur et vendeur Enregistrement de la commande dachat

Enregistrement de la commande

de vente

Le produit est expeacutedieacute du

vendeur agrave lacheteur

Fiche demballage facture pro

forma pour certaines

expeacuteditions internationales

Lacheteur reccediloit le

produit du vendeur

La fiche demballage et le produit sont

compareacutes avec la commande dachat on

veacuterifie le bon conditionnement du

produit

Le vendeur envoie la

facture (comptabiliteacute) agrave

lacheteur

On fait correspondre la fiche demballage

avec la commande dachat et la facture

on enregistre lachat dans les comptes

financiers dans la comptabiliteacute

fournisseurs

On enregistre la vente dans les

comptes financiers dans la

comptabiliteacute clients

Lacheteur paie le

vendeur

Paiement en espegraveces par chegraveque ou

paiement eacutelectronique enregistrement

du paiement sur la commande dachat

Reacuteception des espegraveces du

chegraveque ou du paiement

eacutelectronique enregistrement du

paiement sur la commande de

vente

Page 6: Maintenance des parcs roulants Partie 2/3

- Identification du veacutehicule

- Chapitre moteur

Chapitre 7

Moteurs

agrave combustion interne

Moteurs agrave allumage commandeacute (essence)

Introduction

Cest une deacuteflagration (explosion) qui se produit au sein de ces moteurs

Les moteurs agrave allumage commandeacute

neacutecessitent une eacutetincelle pour le

deacuteclenchement de la combustion du meacutelange

carburantair

Tous les moteurs utilisant comme carburant

de lessence ou de lalcool voire un gaz

(GPL) ou autre dont le deacuteclenchement de la

combustion est deacutependant dune source

deacutenergie externe (bougie trembleur)sont

appelles

Moteur Renault Energy 14 de la Symbol

laquo moteur agrave allumage commandeacute raquo

Le moteur agrave allumage commandeacute est eacutequipeacute dun systegraveme complet dallumage composeacute de

Bougies Bobine Rupteur Faisceau

Une bougie qui fait des eacutetincelles

Une bobine qui sert agrave geacuteneacuterer une haute tension neacutecessaire agrave la creacuteation de leacutetincelle

Un systegraveme de commande de lallumage (rupteur ou systegraveme eacutelectronique)

Un faisceau eacutelectrique

21 Constitution

Ces moteurs transforment leacutenergie potentielle chimique stockeacutee dans un

carburant en travail (eacutenergie meacutecanique) gracircce agrave des combustions tregraves

rapides dougrave le terme dexplosions

Ils sont constitueacutes dun ou plusieurs cylindres

confinant les combustions

Dans chaque cylindre un piston coulisse en un mouvement

rectiligne alternatif

Mouvement transformeacute en rotation par lintermeacutediaire dune bielle

reliant le piston au vilebrequin (assemblage de manivelles sur un axe)

Chaque cylindre est fermeacute par une culasse munie dau moins deux soupapes

- La premiegravere permet lalimentation en meacutelange airessence du cylindre par le Collecteur

dadmission

- Lautre leacutevacuation des gaz bruleacutes vers leacutechappement

Soupapes drsquoeacutechappement Soupapes dans leurs logement

22 Fonctionnement

Figure II1 Cycle quatre temps agrave allumage commandeacute

Son cycle (de fonctionnement) se deacutecompose analytiquement en quatre temps (ou phases)

Le mouvement du piston est initieacute par la combustion (augmentation rapide du volume des gaz) dun

meacutelange de carburant et dair (comburant) qui a lieu durant le temps moteur

Le moteur fonctionne degraves lors seul et produit un couple sur son arbre de sortie

1 admission dun meacutelange air et de carburant vaporiseacute preacutesent dans le conduit dadmission

meacutelange preacutepareacute par divers composants (carburateur ou systegraveme dinjection) ouverture de la

soupape dadmission et descente du piston ce dernier aspire ainsi ce meacutelange dans le cylindre

agrave une pression de -01 agrave -03 bar

2 compression du meacutelange fermeture de la soupape dadmission puis remonteacutee du piston qui

comprime le meacutelange jusquagrave 12 agrave 18 bars et 400 agrave 500 degC dans la chambre de combustion

3 combustion (deacutetente aux environs du point mort haut) moment ougrave le piston atteint son point

culminant et ou la compression est au maximum la bougie dallumage (connecteacutee agrave un

geacuteneacuterateur deacutelectriciteacute haute tension) produit une eacutetincelle la combustion rapide qui sensuit

constitue le temps moteur les gaz chauds agrave une pression moyenne de 40 bars repoussent le

piston initiant le mouvement

4 eacutechappement ouverture de la soupape deacutechappement et remonteacutee du piston qui chasse les

gaz brucircleacutes deacutetendus dans le collecteur deacutechappement laissant la place agrave une nouvelle charge

de meacutelange Un nouveau cycle recommence

23 Allumage eacutelectronique

Un allumage eacutelectronique est une eacutevolution de lallumage classique par batteriebobine des moteurs agrave

explosion

Il a consisteacute agrave remplacer aussi le meacutecanisme davance agrave lallumage par un systegraveme eacutelectronique (en

reacutealiteacute dans ce cas le systegraveme est reacutegleacute sur

pleine avance) et un retardateur eacutelectronique

introduit le retard neacutecessaire agrave la situation du

moteur

Introduit dans les anneacutees 1970 lallumage

eacutelectronique sest geacuteneacuteraliseacute sur de nombreuses

cateacutegories de moteurs (automobiles motos etc)

agrave partir des anneacutees 1980

Allumage eacutelectronique

24 Avantages et inconveacutenients du moteur agrave allumage commandeacute

bull Plus leacuteger

bull Plus vif

bull Plus silencieux

bull Cout moindre

25 Les pannes

Les pannes dallumage sont une des grandes causes dimmobilisation involontaire des veacutehicules agrave

moteur

bull Usure des rupteurs

bull Deacutereacuteglage du point davance

bull Usure ou grippage du systegraveme davance

26 Combustion

La combustion du meacutelange est une transformation chimique (oxydation vive) du carburant et de

loxygegravene

On utilise geacuteneacuteralement loctane comme moleacutecule permettant de deacutecrire une combustion de ce type

Eacutequation de la combustion de loctane

2 C8H18 + 25 O2 16 CO2 + 18 H2O + Q

2 Moteur Diesel

Principe

Fruit des travaux meneacutes par lingeacutenieur allemand Rudolf Diesel entre 1893 et 1897 le moteur Diesel

est un moteur agrave combustion interne dont lallumage nest pas commandeacute mais spontaneacute par

pheacutenomegravene dauto-inflammation

Il na donc pas besoin de bougies dallumage

Cela est possible gracircce agrave un tregraves fort taux de compression (rapport volumeacutetrique) denviron 141 agrave

251 permettant dobtenir une tempeacuterature de 700 agrave 900 degC

Des bougies de preacutechauffage sont souvent utiliseacutees pour permettre le deacutemarrage du moteur agrave froid en

augmentant la tempeacuterature de la chambre de combustion mais leur preacutesence nest pas systeacutematique

Ce type de moteur agrave taux de compression eacuteleveacute a connu une expansion rapide en automobile agrave partir

de la fin des anneacutees 1980 lorsque la suralimentation par turbocompresseur en a notablement ameacutelioreacute

les performances

Comme le moteur thermique agrave allumage commandeacute le moteur Diesel est constitueacute de pistons

coulissants dans des cylindres fermeacutes par une culasse reliant les cylindres aux collecteurs dadmission

et deacutechappement culasse eacutequipeacutee de soupapes commandeacutees par un ou plusieurs arbres agrave cames

Moteur VW TDI

Le fonctionnement repose sur lauto-inflammation du gazole dans de lair comprimeacute agrave plus de 120

du volume du cylindre a environ

- 35 bar de pression

- 600 degC de tempeacuterature

En brucirclant le meacutelange augmente fortement dans le cylindre

- la pression entre 60 agrave 100 bars

- la tempeacuterature a 1500 degC

Le cycle Diesel agrave quatre temps comporte

- Admission Contrairement au moteur agrave essence crsquoest de lrsquoair pur et non un meacutelange carbureacute qui est

introduit dans le cylindre lors de cette phase

- Compression Lrsquoair fortement comprimeacute est porteacute agrave une pression de 30 agrave 40 bars pour une

tempeacuterature de 500 agrave 600 degC environ

Admission Compression Combustion Echappement

Figure I1 les quatre temps drsquoun moteur Diesel

- combustion A la fin de la compression le gas-oil est alors injecteacute sous forme de fines gouttelettes

soit directement dans la chambre de combustion (injection directe) soit dans une preacute-chambre

turbulente destineacutee agrave favoriser sa combustion au contact de lrsquoair chaud (injection indirecte) La

pression drsquoinjection varie de 80 agrave 250 bars suivant le type de moteur Au contact de lrsquoair agrave tempeacuterature

eacuteleveacutee le combustible srsquoenflamme de lui-mecircme sa tempeacuterature drsquoinflammation eacutetant voisine de 300

degC Il srsquoenflamme spontaneacutement agrave mesure qursquoil est introduit Cependant un certain temps mesurable

srsquoeacutecoule entre le deacutebut drsquoinjection et le deacutebut de la combustion Crsquoest le deacutelai drsquoallumage Les gaz

augmentent tregraves rapidement de volume et chassent le piston vers le bas Crsquoest la deacutetente ou temps

moteur La pression des gaz est de lrsquoordre de 50 agrave 120 bars et la tempeacuterature de 1800 agrave 2000 degC

- Echappement Les gaz brucircleacutes sont chasseacutes par le piston qui remonte gracircce agrave la soupape

drsquoeacutechappement qui srsquoouvre

Les seules bougies preacutesentes sur un moteur diesel sont les bougies de preacutechauffage qui comme leur

nom lindique preacutechauffent les chambres de combustion (ou les preacutechambres suivant le type de diesel)

afin dobtenir lorsque le moteur est froid une tempeacuterature suffisante pour lauto-inflammation du

carburant

332 Vitesse et puissance

Les vitesses de rotation des moteurs diesel sont tregraves diffeacuterentes dun moteur agrave un autre

En effet plus le moteur est gros plus la course du piston est grande et plus le moteur est lent

Trois classes de moteurs sont ainsi deacutefinies

bull moteur lent moins de 200 trmin

bull moteur semi-rapide entre 400 et 1 000 trmin

bull moteur rapide 1 000 trmin et plus

Scheacutematiquement plus le piston est gros plus sa course

est importante

Pour exemplethinsp moteur DW10 ATED de PSA cylindreacutee

1 997 cmsup3 aleacutesage 85 mm course 88 mm reacutegime de

puissance maximale 4 000 trmin

Pour ce moteur la vitesse lineacuteaire du piston dans le

cylindre agrave 4 000 trmin est de 88 x 2 (deux courses par

tour moteur) = 176 mm ou en megravetres 0176 times 4 000

soit 704 mmin ou 70460thinspms = 117 ms

Moteur Diesel PSA

Certains moteurs Diesel lents de type agrave 2 temps atteignent 100 000 ch (voir le porte- conteneurs

Emma Maeligrsk) comme le Waumlrtsilauml RT-flex96C 14 cylindres moteur agrave 2 temps lent

(92102 toursmin)

Les cylindres ont un aleacutesage de 96 cm et le piston une course de

25 m2

Ce moteur a une hauteur denviron 13 megravetres et une longueur de 26

megravetres pour un poids de 2 300 tonnes

333 Combustion

Reacuteaction chimique dans laquelle la combustion du carburant (oxydation vive de lhexadeacutecane) par le

dioxygegravene preacutesent dans lair deacutegage de la chaleur plus des reacutesidus de combustion dioxyde de carbone

et eau

Eacutequation parfaite de la combustion du gazole

hexadeacutecane + dioxygegravene = dioxyde de carbone + eauthinsp

2 C16H34 + 49 O2 rarr 32 CO2 + 34 H2O + Q

En pratique on considegravere quil faut preacutevoir 30 g dair pour brucircler 1 g de combustible

334 Usage

On utilise le moteur Diesel lorsque lon a un besoin dun couple

important ou dun bon rendement

- locomotives

- bateaux

- camions

- Bus et car Diesel-alternateur sur un peacutetrolier

- tracteurs agricoles

- groupes eacutelectrogegravenes

- engins de travaux publics

- automobiles

335 Circuit drsquoalimentation

Le circuit drsquoalimentation (figure I16) du moteur en carburant (gas-oil) dans un moteur diesel

comprend les eacuteleacutements suivants

- Le reacuteservoir qui est souvent muni drsquoun tamis qui arrecircte les plus grosses impureteacutes du combustible

Le bouchon comporte un trou de mise agrave lrsquoair libre

- La pompe drsquoalimentation aspire le combustible dans le reacuteservoir agrave travers une creacutepine Elle est

proteacutegeacutee par un preacute-filtre

- Le filtre complegravete le nettoyage du combustible qui est refouleacute par la pompe drsquoalimentation La

pression fournie par cette pompe est limiteacutee par le clapet de deacutecharge placeacute dans le filtre

- La pompe drsquoinjection distribue sous une forte pression au moment voulu le combustible vers les

cylindres Dans certains cas un clapet de balayage tareacute plus faible que celui du filtre permet une

circulation du combustible qui assure le refroidissement de la pompe

Figure I16 Circuit drsquoalimentation avec pompe en ligne

- Lrsquoinjecteur pulveacuterise tregraves finement le combustible dans la chambre de combustion

- Les canalisations de retour relient la pompe le filtre et les injecteurs au reacuteservoir Elles assurent

lrsquoeacutevacuation de lrsquoexcegraves de deacutebit ou la reacutecupeacuteration des fuites

Une pompe dalimentation solidaire de la pompe dinjection aspire le combustible du reacuteservoir au

travers drsquoun preacute-filtre deacutecanteur et le refoule vers le filtre principal

Le combustible filtreacute est envoyeacute sous pression dans la chambre daspiration de la pompe dinjection

dougrave les eacuteleacutements pistons-cylindre le refoulent sous haute

pression vers les injecteurs

Des soupapes de balayage (ou de deacutegazage) placeacutees sur le filtre et

la chambre daspiration de la pompe agrave injection facilitent

leacutevacuation des bulles dair ou de vapeur et assurent par ailleurs

le refroidissement de la pompe par le deacutebit de combustible ainsi

produit

Pompe agrave injection diesel rotative

Les fuites de combustible sont reacutecupeacutereacutees au niveau des injecteurs et renvoyeacutees au reacuteservoir en mecircme

temps que les divers deacutebits de deacutegazage

335 Deacutelai drsquoallumage

Le temps mis par les premiegraveres gouttelettes injecteacutees pour atteindre la tempeacuterature drsquoinflammation est

deacutefini sous le nom de deacutelai drsquoallumage

Ce deacutelai doit ecirctre aussi court que possible pour que le fonctionnement du moteur soit doux Il sera

drsquoautant plus faible que

- La tempeacuterature de lrsquoair est plus eacuteleveacutee

- La tempeacuterature drsquoinflammation du combustible est

plus basse

- Le combustible est plus finement pulveacuteriseacute

- La tempeacuterature du combustible est plus eacuteleveacutee

- Lrsquoindice de ceacutetane du combustible est eacuteleveacute

336 Moteur agrave injection directe

Moteur agrave combustion interne alimenteacute en air pur le carburant eacutetant injecteacute

sous forte pression directement dans la chambre de combustion (figure

I17)

La pression drsquoair est de 175 agrave 200 bars Ce moteur a besoin drsquoun excegraves drsquoair

important pour favoriser le brassage du meacutelange

Les pressions sont importantes en fin de compression (Reacutef [2])

Injection directe

Avantages

- Le rendement thermique est supeacuterieur drsquoenviron 10 agrave un moteur agrave chambre de preacutecombustion

- Les deacutemarrages sont plus faciles

- La construction est plus simple que pour les autres types de moteurs

Inconveacutenients

Le moteur est assez bruyant et les organes sont soumis agrave de fortes charges

Lrsquoencrassement des injecteurs est plus rapide

336 Avantages du moteur Diesel

Les raisons du succegraves du moteur Diesel dans lautomobile au-delagrave davantages fiscaux qui relegravevent de

choix politiques et non techniques tiennent essentiellement agrave son rendement supeacuterieur agrave celui du

moteur agrave essence

Ce rendement peut ecirctre encore ameacutelioreacute par lutilisation dun

turbocompresseur

Les plus reacutecents modegraveles sont laquo agrave geacuteomeacutetrie variable raquo (TGV)

technologie qui leur permet decirctre plus performants agrave bas reacutegime)

Turbocompresseur

Ainsi que lrsquoutilisation du Common rail (injection directe agrave haute

p r e s s i o n ) i n v e n t eacute p a r F i a t e t M a g n e t i - M a r e l l i

Systegraveme drsquoinjection a rampe commune

Avec les nouveaux injecteurs-pompe rampe commune et pieacutezo-eacutelectrique la pression atteint

jusquagrave

2thinsp500 bars

Contre

- 1thinsp400 pour la premiegravere rampe commune

- moins de 1thinsp000 pour un moteur agrave injection indirecte)

Ce qui assure une pulveacuterisation du gazole

- turbulente

- continue

- constante et

- bien reacutepartie

parametres essentielles pour une bonne combustion

Cette technologie porte le nom de

bull JTD Fiat Alfa Romeo Lancia - inventeur du systegraveme common rail 1re geacuteneacuteration

bull Mjt Fiat Alfa Romeo Lancia Iveco - inventeur et distributeur du systegraveme common rail 2e et

3e geacuteneacuteration

bull HDi Peugeot Citroeumln

bull dCi (Direct Common rail Injection) Renault Nissan Dacia

bull CDI (Common rail Direct Injection) Mercedes-Benz Smart

bull CRD Jeep

bull Td(x) TDV(x) Land Rover (ex Td4 ou TDV8)

bull d BMW (ex 530d)

bull TDI (Turbo Direct Injection) Audi Seat Skoda Volkswagen

bull D-4D ou D-CAT Toyota (CAT signifie Clean Advanced Technologie)

bull d Lexus (exIS 220 d)

bull CDTI (Common rail Turbo Direct Injection) Opel (les DTI sont des moteurs agrave injection

directe sans rampe commune)

bull VDi deacutenomination anciennement utiliseacutee par Nissan aujourdhui remplaceacutee par dCi

bull DI-D Mitsubishi

bull D Volvo (ex 24D ou D5) Jaguar (ex 27D)

bull TDCi Ford (les moteurs TDdi sont agrave injection directe mais ne comportent pas de rampe

commune)

bull MZR-CD Mazda

bull i-CTDi Honda

bull CRDi Hyundai

bull CRDI Kia

bull TCDi VCDi Chevrolet

bull TID Saab

34 Architectures moteurs

341 Introduction

Les deacutefauts du moteur agrave combustion interne classique sont

- meacutediocre rendement

- vibrations

- difficulteacute de reacuteduire son niveau de pollution

De nombreuses architectures alternatives sont neacutees au cours de lhistoire beaucoup sont resteacutees agrave leacutetat

de dessins ou de maquettes certaines ont donneacutees des prototypes fonctionnels et quelques rares

architectures ont eu droit agrave la production industrielle

342 Caracteacuterisation

La cylindreacutee dun moteur est le volume total (tous cylindres) deacuteplaceacute durant un cycle

Elle est calculeacutee agrave partir

- du diamegravetre dun cylindre (laleacutesage)

- de la distance parcourue par un piston (la course) et

- du nombre de cylindres

La puissance deacuteveloppeacutee souvent exprimeacutee par une courbe de puissance moteur doit ecirctre mesureacutee

selon certaines normes deacutefinissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de

tempeacuterature et de pression

Courbes caracteristiques du moteur CMT F4L912

Elle est toujours supeacuterieure agrave la puissance reacuteellement disponible aux roues pour un veacutehicule du fait des

pertes dans la transmission

Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le kiloWatt (kW) mais souvent accoleacute au cheval-vapeur (CV)

1 cheval-vapeur = 736 Watt

Le couple maximal est exerceacute sur laxe

Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le Newton-megravetre (Ntimesm) bien que le kgtimesm reste courant

La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation

Pour obtenir des Watt il faut multiplier le couple en Ntimesm par la vitesse de rotation en radians par

seconde

La vitesse maximale de rotation geacuteneacuteralement exprimeacutee en tours par minute

- La puissance speacutecifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindreacutee (volume de gaz

contenus apregraves le cycle dadmission)

Elle est souvent exprimeacutee en la rapportant au litre de cylindreacutee

- Le taux de compression dun moteur exprime le rapport entre le volume laisseacute dans lun de ses

cylindres au point mort bas et au point mort haut

Plus il est eacuteleveacute plus le meacutelange est comprimeacute donc plus lexplosion sera forte donc difficile agrave geacuterer

(choc meacutecanique tempeacuteraturehellip) mais plus le rendement du moteur sera eacuteleveacute

343 Eleacutements constitutifs drsquoun moteur

3431 Eleacutements fixes

34311 Bloc-moteur

Le bloc-moteur appeleacute eacutegalement carter-cylindres est la

piegravece maicirctresse du moteur (figure I2)

Ses fonctions principales sont les suivantes

- contenir les cylindres

- supporter le vilebrequin la culasse les

accessoires

- servir de support agrave lrsquohuile de lubrification

Scheacutema drsquoun bloc moteur

- servir de support agrave lrsquoeau de refroidissement (si un tel systegraveme de

refroidissement est utiliseacute)

Bloc a 04 cylindres

34312 Chemises

Pour le moteur F4L912 refroidi agrave air les chemises sont munies drsquoailettes (figure I3)

a) b) c)

Figure3 Chemises pour moteurs a) humides b) segraveches c) agrave ailettes du moteur F4L912

34313 Culasse

La culasse obture la partie supeacuterieure du cylindre

Cest une piegravece assez massive obtenue par moulage de fonte dacier ou

drsquoaluminium

Sa forme est tregraves variable suivant le type de moteur

La circulation de leau de refroidissement se fait dans des eacutevidements

ameacutenageacutes dans leacutepaisseur des parois Culasse drsquoun moteur

refroidi agrave eau

Les culasses portent

- les injecteurs

- les soupapes

- les culbuteurs

- les conduits dentreacutee dair et de sortie des gaz brucircleacutes Culasse Renault Kangoo

Pour le moteur refroidi agrave air (F4L912) leur culasse porte des ailettes comme montre la figure

Figure I5 Culasse du moteur F4L912 Figure I6 Vilebrequin pour un moteur a 4 cylindres

I322 Eleacutements mobiles

I3221Vilebrequin

Le vilebrequin (figure I6) est un arbre manivelle il reccediloit les efforts des bielles

Les parties cylindriques par lesquelles il repose dans des

paliers-supports du bacircti sont les laquo tourillonsraquo

Les parties cylindriques qui reccediloivent les coussinets de tecirctes

de bielles sont les

laquo manetons raquo (Reacutef [2])

Manetons et tourillons sont relieacutes entre eux par des flasques

appeleacutes laquo bras de manivelle raquo Fig 6 bis Vilebrequin a 5 paliers avec ses bielles et pistons

Des canaux sont foreacutes dans la masse du vilebrequin pour amener lhuile de graissage

jusquaux coussinets de tecirctes de bielle (figure 7)

Figure 7 Graissage des paliers drsquoun vilebrequin

I2322 Bielles

Les bielles transmettent au vilebrequin les efforts quelles

reccediloivent des pistons pendant les temps moteurs et

entrainent les pistons pendant les temps reacutesistants

Elles sont en acier allieacute

Leurs formes sont conccedilues de maniegravere agrave concilier au mieux la

leacutegegravereteacute et la reacutesistance aux efforts de

- compression

- extension Fig7a Ensemble bielles-pistons

- flexion

Les trois principales parties dune bielle sont

- le pied qui srsquoarticule sur laxe de piston

- le corps

- la tecircte qui sarticule sur un maneton du

vilebrequin

Figure I8 Bielle utiliseacutee dans le moteur F4L912

Le pied est un eacutepanouissement aleacuteseacute du corps dans lequel une

bague en bronze phosphoreux ou un roulement agrave aiguilles est

emmancheacute avec serrage

Le corps est alleacutegeacute par des eacutevidements sa section est souvent en

I parfois tubulaire

La tecircte est en deux parties assembleacutees par boulons pour en

permettre le montage sur le vilebrequin

La partie rapporteacutee est le laquo chapeau raquo

Deux demi-coussinets en bronze ou en acier sencastrent dans

la tecircte ils sont garnis dune couche de meacutetal antifriction

Le garnissage est parfois en laquo meacutetal roseraquo (alliage agrave base de

plomb et de cuivre qui fond agrave 1 000degC) pour les moteurs soumis

agrave de tregraves gros efforts

Quelquefois les coussinets sont deacutepourvus de garnissage ils

sont alors en bronze speacutecial

Fig8a Description de lrsquoensemble bielles-pistons

Dans les moteurs modernes les coussinets sont des laquo coquillesraquo tregraves minces en acier

eacutegalement garnies drsquoalliage antifriction

I3223Piston

Le piston (figure I9) peut ecirctre deacutecomposeacute en quatre parties

principales

- La tecircte ou fond qui reccediloit les efforts dus aux gaz

- le porte-segments qui par lrsquointermeacutediaire des segments assure

lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz et agrave lrsquohuile et dissipe une partie des calories

reccedilues vers le fluide de refroidissement Fig 8b Vue drsquoun piston

- le logement de lrsquoaxe de piston ou trou drsquoaxe

- la jupe ou partie frottant dont le rocircle est de guider le porte-segments et de dissiper une partie des

calories

- Fonctions du piston

Le piston doit transmettre au vilebrequin par lrsquointermeacutediaire de la

bielle les efforts dus aux gaz

- jusqursquoagrave 75 MPa pour les moteurs agrave essence non

suralimenteacutes

- jusqursquoagrave 14 agrave 18 MPa pour les moteurs diesels

Figure I9 Piston

Ils doivent ecirctre suffisamment isolants pour ne pas fournir trop de

calories au fluide de refroidissement

Tout en eacutevitant la formation de points chauds et de grippage

Il faut que le piston soit aussi leacuteger que possible et le moins

encombrant possible (distance entre le trou drsquoaxe et la tecircte la plus

reacuteduite pour avoir un moteur compact)

La dilatation du piston doit ecirctre telle que le jeu pistonchemise varie

peu car trop de jeu agrave froid provoque des claquements et pas assez de

jeu agrave froid un grippage

Le piston doit avoir une bonne reacutesistance meacutecanique en fatigue

Fig 9a Piston pour moteur Diesel

Formes de la tecircte du piston

La forme des chambres de combustion est deacutetermineacutee par

lempreinte reacutealiseacutee dans la culasse si bien que la tecircte du

piston est habituellement plate

Parfois il savegravere au contraire que le piston soit creuseacute et

forme totalement ou partie la chambre de combustion

Neacuteanmoins la tecircte du piston est creuseacutee notamment sur les

automobiles de course pour une toute autre raison

Il sagit en effet de reacutealiser une forme particuliegravere permettant

de reacutepartir et de diriger au mieux le meacutelange airessence

injecteacute dans la chambre

Fig 9c Illustration des diffeacuterentes formes de tecirctes de piston et de la

position de linjecteur selon la technique dinjection

On distingue geacuteneacuteralement 02 grandes techniques dinjection

Dans le cas dune injection dite laquo tumble raquo le jet de fluide produit par

linjecteur est deacutevieacute (par la forme de la tecircte du piston) vers la bougie

dallumage permettant de produire une explosion plus laquo performantes

raquo et stratifieacutee

Dans le cas dune injection dite laquo swirl raquo le carburant agit comme un

tourbillon permettant ainsi dhomogeacuteneacuteiser le meacutelange dans toute la

chambre

Il est eacutegalement possible de combiner les deux types dinjection

Fig9b Illustration des mouvements

tourbillonnaire swirl et tumble

I3224Segmentation

Ce sont des piegraveces composeacutees dun cercle incomplet en acier eacutelastique preacutevues pour semboicircter dans

les gorges du piston

Le diamegravetre exteacuterieur au repos est leacutegegraverement

supeacuterieur agrave celui du cylindre

En partant de la tecircte du piston on a (figue I10)

- le segment ndeg3 segment coup de feu

(ou segment de feu)

- le segment ndeg2 segment drsquoeacutetancheacuteiteacute

- le segment ndeg1 segment racleur ou refouleur

Fig9b Vue drsquoun ensemble piston-segments

Les deux derniers segments sont eacutegalement appeleacutes segments de compression

Les rocircles de la segmentation sont les suivants

- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz

ce rocircle est surtout assureacute par le segment coup de feu

Il est essentiel pour diminuer le Blow-by (gaz de combustion

passant dans le carter-cylindres) et la tempeacuterature des

segments inteacuterieurs

Figure I10 Segments de piston

- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute agrave lrsquohuile de lubrification

crsquoest surtout le rocircle du segment racleur mais le segment

drsquoeacutetancheacuteiteacute a aussi une grande importance

- Eacutevacuer la chaleur du piston vers le cylindre

Elles sont fabriqueacutees agrave partir dun ressort dacier eacutelastique

coupeacute ensuite en rondelles constituant les segments Fig10a Collier pou segments a piston

Elles sont geacuteneacuteralement asymeacutetriques il faut faire attention au sens de montage lors de

lassemblage du moteur (fig10b)

Lespace entre les deux extreacutemiteacutes du segment lorsquil est

de serrage introduit dans le cylindre sappelle le jeu agrave la coupe

Sa mesure permet deacutevaluer lusure du segment

Fig10b Tierccedilages des segments

I3225Axe de piston

Les axes de pistons en acier au nickel ceacutementeacute sont tubulaires leur

surface cylindrique exteacuterieure est rectifieacutee

Trois types de montage sont couramment utiliseacutes

- laxe est maintenu solidaire de la bielle par une vis pointeau il est

libre dons le piston

- laxe est maintenu solidaire du piston par une vis pointeau placeacutee dans

lun des bossages il est libre dans laleacutesage de la bielle Fig10c Axe piston

- laxe est monteacute laquoflottantraquo dans le piston et la bielle son deacuteplacement lateacuteral est limiteacute par

des freins extensibles en anneau (figure I11) logeacutes dans des rainures circulaires

Lajustement de laxe est agrave

- frottement doux dans la bielle

- frottement dur dans le piston

Pour le montage le piston est porteacute agrave la tempeacuterature de 100degc dans un bain dhuile afin de

faciliter la mise en place de laxe

Figure I11 Axe de piston monteacute flottant

52 La distribution

Mais cest quoi dont la distribution

Ce sont les diffeacuterents systegravemes permettant la reacutegulation des eacutechanges gazeux cest agrave dire les eacutetapes

dadmission et deacutechappement

Dans un moteur 2 temps cette fonction est assureacutee par le piston

Sur un moteur quatre temps la distribution se fait au niveau de la culasse par les soupapes et tous les

systegravemes qui permettent leurs ouvertures et fermetures

Chaque cylindre dun moteur possegravede au moins deux soupapes une dadmission et une

deacutechappement

Sur certains moteurs il Y a trois ou quatre soupapes par culasse elles sont commandeacutees simultaneacutement

deux agrave deux

(a) 02 soupapes (b) 03 soupapes (c) 04 soupapes

Fig11a Culasses a 02 03 et 04 soupapes par cylindre

Les soupapes sont normalement appuyeacutees sur leurs siegraveges par des

ressorts en heacutelice

Leur ouverture agrave un instant preacutecis de chaque cycle sobtient gracircce agrave

la pousseacutee exerceacutee par une came (figure12)

La came tourne entraicircneacutee par le vilebrequin sa pousseacutee est

communiqueacutee agrave la soupape par lintermeacutediaire dun poussoir dune

tige et dun culbuteur

Fig12 Distribution

331 Soupapes

Une soupape est un organe meacutecanique de la distribution des moteurs thermiques agrave quatre

temps permettant ladmission des gaz frais et leacutevacuation des gaz brucircleacutes

Les soupapes sont actionneacutees par un arbre agrave cames et maintenues par un ou plusieurs ressorts

de rappel

Les soupapes sont constitueacutees de quatre parties

a) Tecircte de la soupape

Lorsque la soupape est en position fermeacutee elle vient sappuyer sur le siegravege de

soupape dessineacute dans la culasse pour assurer leacutetancheacuteiteacute de la chambre

La partie de la soupape en contact avec le siegravege de forme tronconique est

deacutenommeacutee laquo porteacutee raquo langle varie entre 30deg et 45deg

b) Collet

Elle relie la tecircte agrave la tige est formeacute par un congeacute de grand rayon de faccedilon agrave

faciliter la dissipation de la chaleur provenant de la chambre et eacuteviter leffet

dentaille ducirc au changement de section

c) Tige

Crsquoest une piegravece cylindrique dont le diamegravetre est de lordre du quart de celui de la tecircte assure

le guidage vertical de la soupape

La tige coulisse ainsi dans le guide de soupape ouverture cylindrique pratiqueacutee dans la

culasse

d) Queue

Partie terminale de la soupape supporte laction du poussoir actionneacute par larbre agrave cames

Elle comporte une ou plusieurs gorges le plus souvent de section semi-circulaire pour loger

les clavettes qui transmettent agrave la soupape la tension du ressort de rappel6

Les soupapes sont en acier allieacute tregraves reacutesistant

Les principaux meacutetaux dalliage sont le chrome le

silicium le tungstegravene le nickel

Figure I13 Soupape avec tecircte bombeacutee

332 Culbuteurs et poussoirs

Les culbuteurs (figure I14) sont des leviers oscillants articuleacutes sur un axe solidaire de la

culasse

Leur rocircle est de transmettre de haut en bas aux queues de soupape les pousseacutees quils

reccediloivent de bas en haut agrave intervalles reacuteguliers des poussoirs et tiges de culbuteurs

Figure I14 Culbuteurs Renault 21 TD

Les poussoirs sont des cylindres en acier tregraves reacutesistant qui prennent contact avec les cames

soit

- par lintermeacutediaire dun galet

- par intermeacutediaire dun plateau

Suivant le cas le profil de la came est diffeacuterent

Fig14a Poussoirs et arbre agrave cames en tegravete pour leur entrainement (VW Toureg)

521 Le diagramme de distribution

Le point le plus haut quil peut atteindre quon appelle point mort haut (PMH) et inversement le point

le plus bas quon appelle point mort bas (PMB)

Enfin on appelle la course la longueur du parcours entre le PMH et le PMB

Laleacutesage est le diamegravetre du cylindre

Ces donneacutees et le volume de la chambre de combustion permettent de calculer le taux de compression

ou rapport volumeacutetrique

Figure V1 Point Mort Haut et Point Mort Bas dans un moteur

522 Les systegravemes de controcircle des soupapes

Au vue de la complexiteacute dun diagramme de distribution il faut que les soupapes dadmission et

deacutechappement soient parfaitement synchroniseacutees pour que le cycle sexeacutecute dans de bonnes

conditions

Moteurs culbuteacutes

Dans un moteur agrave combustion interne les culbuteurs servent agrave

transmettre la pousseacutee des tiges de culbuteurs vers les soupapes (les

soupapes se trouvant au-dessus des cylindres les tiges de culbuteurs

le long des cylindres et actionneacutees par un arbre agrave cames lateacuteral ou

central situeacute vers le bas des cylindres proche du vilebrequin)

Ces moteurs sont dits culbuteacutes

Ils ont eacuteteacute tregraves utiliseacutes en automobile de tourisme jusquaux anneacutees

1970-80

Fig 2 Ensemble de distribution culbuteacute

Tout dabord quest ce quune came

La came est lobjet qui permet la commande dune ou de plusieurs soupape Son profil est calculeacutee tregraves

preacuteciseacutement afin de

-fixer la hauteur de la leveacutee de soupape

-amortir le choc entre la came et le poussoir ducirc au jeu initial

-reposer doucement la soupape dans son siegravege lors de la fermeture par ressort

Figure V4 Ensemble soupape-came et arbre agrave cames

La came peut commander la soupape directement avec un poussoir comme repreacutesenteacute ci-agrave gauche

mais elle peut eacutegalement utiliser des basculeurs tels que le linget (ci contre en bas) ou le culbuteur (ci

contre en haut)

Ainsi larbre agrave came contient plusieurs cames permettant de commander les soupapes de tous les

cylindres afin de les synchroniser

Larbre agrave cames est geacuteneacuteralement entraicircneacute au moyen dengrenages

Son pignon denteacute est soit directement en prise avec un pignon caleacute agrave lextreacutemiteacute du vilebrequin soit

relieacute agrave ce dernier par un pignon intermeacutediaire

Les soupapes peuvent ecirctre commandeacutees par simple arbre agrave cames en tecircte

Cela signifie que larbre agrave cames est placeacute au dessus de la culasse et quil actionne les soupapes

dadmission et deacutechappement par lintermeacutediaire de culbuteur

Il existe aussi le systegraveme de double arbre agrave cames en tecircte ougrave dans ce cas il y a deux arbres agrave came

lun commande les soupapes dadmission et lautre les soupapes deacutechappement Ici les soupapes

peuvent ecirctre actionneacutees par tous les systegravemes possibles poussoir ou basculeurs

Moteurs agrave simple arbre agrave cames en tecircte

Si lon souhaite un reacutegime de rotation plus eacuteleveacute il est dusage de

placer le ou les arbres agrave cames juste au-dessus des soupapes

directement dans la ou les culasse(s) (arbre agrave cames en tecircte)

et donc il ny a plus besoin de tiges de culbuteurs (moins de piegraveces

en mouvement de jeux donc moins de risque daffolement de

soupapes)

Lorsque les soupapes sont toutes aligneacutees (soupapes dites droites) elles sont coiffeacutees dun poussoir

cylindrique et ouvertes par laction directe de la came sur le dessus

du poussoir

Si elles ne sont pas toutes aligneacutees (soupapes en V) et que lon

souhaite nutiliser quun seul arbre agrave cames en tecircte on dispose des

culbuteurs pour transmettre la pousseacutee des cames aux soupapes

Moteurs agrave double arbre agrave cames en tecircte

Bien que le montage agrave double arbre agrave cames en tecircte permette de

saffranchir des culbuteurs il arrive dutiliser de petits culbuteurs

dits alors linguets parfois appeleacutes basculeurs

Un culbuteur transmet agrave la soupape la pousseacutee de la came en

inversant le sens de la pousseacutee quil reccediloit Laxe de pivot dun

culbuteur est situeacute entre ses deux extreacutemiteacutes comme une balanccediloire

agrave bascule Figure V4 Entraicircnement des arbres de distribution dun systegraveme agrave 16 soupapes

La question qui vient apregraves cest ben comment il tourne larbre agrave cames

Ce sont les vilebrequins qui en tournant transmettent leur position au(x) arbre(s) agrave cames

Il faut bien comprendre que les vilebrequins sont deacutependant les uns des autres lun ne peut pas tourner

sans lautre car ils sont relieacutes entre eux

Ceci est souvent appeleacute larbre moteur

Cette commande se fait le plus souvent par chaicircne comme preacutesenteacute dans la figure des deux arbres agrave

cames en tecircte (sur la droite)

Cest ce quon appelle la chaine de distribution

On trouve eacutegalement la commande par courroie cranteacutee

Enfin on trouve la commande par pignon qui est tregraves reacutesistant mais cher agrave mettre en place

a) chaine b) pignon c) courroie cranteacutee

Figure V4 commande par chaine non 16032016

323 Nombre de soupapes par cylindre

Bien sur laugmentation nombre de soupapes vous vous en doutez favorise le rendement de

distribution Mais ceci nest pas la seule raison

Commenccedilons simplement par le nombre de soupapes le plus reacutepandu dans les anneacutees 80 cest agrave dire 2

soupapes par cylindre

Les culasses ont une chambre de combustion hemispheacuterique pour favoriser le flux des gaz un angle

entre la soupape dadmission et deacutechappement tregraves eleveacute (proche de 90deg) et enfin un taux de

compression eacuteleveacute

Cependant malgreacute tous ces efforts pour favoriser la distribution il est devenu difficile daccroitre les

performances du moteur

Pour cela il y avait une solution augmenter le diamegravetre des soupapes mais cela est devenu vite

impossible ducirc agrave lencombrement les soupapes auraient fini par se toucher

Par ailleurs lutilisation du double arbre agrave cames en tecircte devenait difficile

En effet imaginez la distance des arbres agrave cames pour commander des soupapes donc lencombrement

moteur eacutetait important et surtout lentrainement des 2 arbres agrave cames eacutetait difficile

Il a donc eacuteteacute utiliseacute des cascades de pignons mais cela rendait la distribution tregraves bruyante et les

contraintes dues agrave leacutechauffement eacutetaient difficiles agrave geacuterer

En revanche cette disposition agrave deux soupapes est meacutecaniquement simple et on peut facilement placer

dune part les vis de fixation de la culasse et dautre part la bougie

Figure 6 Culasse a 2 4 et 5 soupapes

Au milieu des anneacutees 80 Yamaha invente une culasse agrave 5 soupapes sur le FZ750 Genesis encore

utiliseacutee aujourdhui sur les sportives de la gamme

Ainsi ce moteur comptant

- 3 soupapes dadmission

- 2 soupapes deacutechappement

permet un meilleur remplissage de la chambre de combustion

La difficulteacute rencontreacutee est le logement des 5 soupapes

Les trois soupapes dadmission ont eacuteteacute placeacutees sur des plans diffeacuterents

mais de faccedilon agrave converger vers larbre agrave cames eacutevitant le montage de

culbuteurs

Cette architecture meacutecanique provoque une difficulteacute daccessibiliteacute meacutecanique

53 Refroidissement

Les combustions reacutepeacuteteacutees surchauffent les piegraveces en contact (piston cylindre soupape) et se diffusent

sur lensemble des piegraveces meacutecaniques du moteur

Il faut donc les refroidir sous peine de destruction

Pour un bon fonctionnement les moteurs agrave explosion ont besoin drsquoune tempeacuterature reacuteguliegravere et

adapteacutee

531 Refroidissement agrave air

En 1875 le franccedilais Alexis de Bischop utilise lair pour le refroidissement

Son moteur sans compression preacutealable de type mixte comportait un

cylindre entoureacute dailettes meacutetalliques augmentant ainsi la surface en

contact avec lair

Ce type de refroidissement est surtout utiliseacute pour les moteurs eacutequipant les

veacutelomoteurs et motocyclettes de faible cylindreacutee mais aussi sur des

automobiles comme certaines Porsche GS la 2CV ou la Coccinelle

Le refroidissement par air est aussi majoritaire pour les moteurs agrave pistons eacutequipant les avions

Moteur de la VW Coccinelle

Le refroidissement agrave air a longtemps eacuteteacute la reacutefeacuterence pour les moteurs de motocyclette (mecircme sil a

toujours existeacute des moteurs de motocyclette agrave refroidissement liquide) mais les problegravemes entraicircneacutes

par le haut rendement de ces moteurs (casses usure preacutematureacutee) ont conduit agrave la quasi geacuteneacuteralisation

du refroidissement liquide malgreacute les avantages speacutecifiques pour la motocyclette du refroidissement agrave

air (encombrement poids simpliciteacute prix)

Il peut ecirctre optimiseacute par lutilisation dun ventilateur dont la preacutesence ne reacutevegravele toutefois pas toujours

un refroidissement agrave air car il dissipe parfois la chaleur du radiateur dun systegraveme de refroidissement

liquide

532 Refroidissement liquide

Cest langlais Samuel Brown qui inventa le refroidissement du moteur par de leau afin dameacuteliorer les

performances du refroidissement

Dans son moteur leau entraicircneacutee par une pompe circule autour des

cylindres entoureacutes dune chemise leau est refroidie par contact direct

avec lair ambiant

Plus tard on ajouta agrave leau diffeacuterents adjuvants qui devint alors le

liquide de refroidissement

Radiateur moderne en aluminium

Le radiateur fut inventeacute en 1897 par lingeacutenieur allemand Wilhelm Maybach

Apregraves de nombreux tacirctonnements il mit au point le radiateur dit laquo nid dabeille raquo qui permet le

refroidissement tregraves efficace dun liquide

Il est composeacute dun faisceau de conduits courts et eacutetroits entre lesquels circule lair

Lair peut ecirctre acceacuteleacutereacute par un ventilateur placeacute devant ou derriegravere lui

Ce radiateur est situeacute dans un circuit fermeacute ou semi-fermeacute emplit dun liquide (agrave base deau) assurant le

refroidissement du moteur

Dans les moteurs les plus anciens la circulation deau est assureacutee par thermosiphon leau chauffeacutee par

le moteur monte vers le radiateur placeacute en hauteur Une fois refroidie elle redescend vers le moteur

Dans les moteurs modernes on utilise une pompe agrave eau

Un controcircle permanent de la tempeacuterature vise agrave maintenir leau et lhuile dans des conditions

permettant une lubrification optimale

Ideacutealement la tempeacuterature du liquide de refroidissement est denviron 75deg-95degCelsius deacutetermineacutee par

plusieurs facteurs tels que toleacuterances dusinage et reacutesistance au frottement des piegraveces meacutecaniques

lubrifiants utiliseacutes

La reacutegulation de cette tempeacuterature est geacuteneacuteralement obtenue par une vanne thermostatique calorstat

situeacutee dans le circuit de refroidissement associeacutee agrave un ou plusieurs ventilateurs asservi par une sonde

thermocontact agrave la tempeacuterature du liquide dans le radiateur

Dans les moteurs marins le radiateur est remplaceacute par un eacutechangeur de tempeacuterature Leau de mer

assurant le refroidissement du circuit deau douce du moteur

533 Refroidissement par huile

Tous les moteurs agrave combustion interne utilisent deacutejagrave un liquide pour la lubrification des piegraveces en

mouvement lhuile qui circule propulseacutee par une pompe il suffit donc de faire circuler ce liquide dans

les zones les plus chaudes et surtout den assurer le refroidissement correct

Tous utilisent plus ou moins le refroidissement par huile carter dhuile bas moteur ventileacute parfois

muni dailettes un petit radiateur dhuile

Exemple

Certaines motos agrave 4 cylindres de marque Suzuki utilisent un refroidissement mixte air-huile avec un

gros radiateur dhuile

Avantages

Les canalisations pompe radiateur indeacutependant et liquide speacutecifiques au refroidissement deviennent

inutiles

Cela permet un net gain de poids et une plus grande simpliciteacute de conception

Inconveacutenients

Lhuile transporte moins bien la chaleur que leau et les speacutecificiteacutes de ces huiles les rendent plus

coucircteuses pour lutilisateur

De plus le graissage du moteur est moins performant (agrave isopeacuterimegravetre) car il y a des pertes de charges

dues agrave la circulation dans le radiateur dhuile

54 Architecture des moteurs agrave explosion

Figure V3 Moteur en double eacutetoile agrave 14 cylindres

bull Cylindres en ligne

bull Cylindres en V

bull Cylindres en W

bull Cylindres opposeacutes horizontalement (Boxer) (flat)

bull Cylindres en H

bull Cylindres en eacutetoile

bull Moteurs complexes (moteurs en carreacute etc)

541 Monocylindre

Historique

Le premier brevet concernant un moteur agrave explosion a eacuteteacute deacuteposeacute par le Suisse Franccedilois Isaac de Rivaz

le 30 janvier 1807

Le premier moteur agrave deux temps fut imagineacute et reacutealiseacute par Jean-Joseph Eacutetienne Lenoir en 1860 Il

fonctionne selon le cycle de Lenoir

Vers 1862 les Allemands Otto et Langen constatant le faible rendement du moteur agrave deux temps de

Lenoir (1860) entreprirent une seacuterie dameacuteliorations la plus deacutecisive consista agrave synchroniser les

mouvements dans la phase de compression

542 Quatre cylindres

Panhard et Levassor degraves 1896 engagent un laquo quatre cylindres en ligne raquo sur leacutepreuve Paris-Marseille-

Paris

Deux ans plus tard les multicylindres (agrave quatre cylindres) gagnent les

grosses voitures et progressivement se geacuteneacuteralisent agrave lensemble de la

gamme devenant en quelque sorte larcheacutetype mondial pour les

voitures courantes de moyennes et basses gammes

Scheacutema dun moteur 4 cylindres vers 1900

04 cylindres en V

Il fait son apparition en course agrave la charniegravere des deux siegravecles sur des modegraveles Mors et Ader

Quelques anneacutees plus tard cette solution seacuteduit Peugeot et Ariegraves pour leurs modegraveles courants davant

1914

Beaucoup plus tard agrave partir de 1962 Ford en fera une large utilisation mais aussi Matra et SAAB

04 cylindres (en ligne) coucheacute

Que lon trouve en compeacutetition chez Ameacutedeacutee Bolleacutee (189899) (premier moteur agrave quatre cylindre

monobloc (les autres moteurs quatre cylindres agrave leacutepoque eacutetaient des bicylindres ou des monocylindres

accoupleacutes)) et chez Wolseley et Winton (1903 voir Wolseley Motor Company et Winton Motor

Carriage Company))

On la trouveacutee sur les motocyclettes BMW seacuterie K et sur les Peugeot 104 - 205 mais aussi sur les

veacutehicules utilitaires ou monospace optant pour la solution laquo moteur sous le plancher raquo

04 cylindres agrave plat boxer

Cest un quatre cylindres en V ouvert agrave 180deg

Embleacutematique dans sa version refroidissement agrave air des laquo coccinelles raquo de Volkswagen

Cette architecture a le grand avantage de faire beacuteneacuteficier le veacutehicule quil motorise dun centre de

graviteacute assez bas

Une version muscleacutee et turbocompresseacutee eacutequipe actuellement les Subaru Impreza qui sont de

redoutables concurrentes du championnat du monde des rallyes WRC

En 2009U Subaru compte particuliegraverement sur le 20 D pour faire deacutecoller les ventes de sa berline

compacte en Europe

Une grande premiegravere eacutegalement puisque aucun constructeur navait jusquagrave aujourdhui exploreacute la voie

du diesel Boxer (4 cylindres agrave plat opposeacutees deux agrave deux) et ses grands avantages que sont la vivaciteacute

un centre de graviteacute abaisseacute et surtout un grand silence de fonctionnement

Subaru aura mis sept ans agrave deacutevelopper son ineacutedit moteur mais le reacutesultat est particuliegraverement

convaincant

- Pas de claquement agrave froid

- une quasi absence de vibration

- il est bien difficile de faire la diffeacuterence entre un moteur essence et cet eacutetonnant diesel

Si les 350 Nm de couple disponibles degraves 1 800 trmn et les 150 Cv offrent un reacuteel dynamisme agrave la

premiegravere acceacuteleacuteration venue cela seffectue de maniegravere lineacuteaire

Subaru 20 Diesel 150 Cv (2009)

543 Six cylindres

Mais la course mdash ougrave lon recherche la vitesse mdash est exigeante en matiegravere de puissance surtout quand

il sagit de courses de cocircte Dougrave la tentation daugmenter le nombre de cylindres

Figure V5 Moteur V6 moderne (Mercedes)

La marque neacuteerlandaise Spyker avait preacutesenteacute un modegravele 6 cylindres en 19032

Un modegravele Chadwick aux Eacutetats-Unis franchit le pas en 1907 pour la course de cocircte de Fairmont

Lanneacutee suivante cette fois en Europe Rolls-Royce fait de mecircme pour la course Londres-Eacutedimbourg

en faisant appel agrave des six cylindres

La transposition aux modegraveles courants est quasi-immeacutediate pour les voitures de sport et de luxe

En Europe cest le cas pour Delaunay-Belleville Napier Mercedes aux Eacutetats-Unis pour Marmon

Plus tard agrave partir de 1927 on trouvera des six cylindres (presque toujours en ligne) sur un grand

nombre de modegraveles non sportifs mecircme pour des cylindreacutees modestes

Latout principal de cette solution eacutetant la souplesse de fonctionnement du moteur

Dans le monde de la motocyclette le 6 cylindres restera rare

On le trouve en compeacutetition en particulier chez Honda dans les anneacutees 1960 (moteur en ligne) ou chez

Laverda en endurance (moteur en V)

Les moteurs de plus de 4 cylindres seront interdits en compeacutetition

Sur les veacutehicules de tourisme on trouvera essentiellement

- Honda 1000 CBX (moteur agrave 24 soupapes refroidi par air)

- Kawasaki Z 1300 (moteur agrave 12 soupapes refroidi par eau)

- Benelli avec une 750 puis une 900

En 2006 Honda propose toujours agrave son catalogue un modegravele 6 cylindres agrave plat la GoldWing

544 Huit cylindres et plus

Figure V6 Moteur W16 de la Bugatti Veyron

Une nouvelle eacutetape est franchie quand on passe au laquo huit cylindres raquo

Ader (France) ouvre la voie en 1903 pour le Paris-Madrid avec une uniteacute agrave huit cylindres en V

La mecircme anneacutee apparaissent toujours pour la compeacutetition des huit cylindres en ligne

Les moteurs davion des anneacutees 1930 et 1940 reacutepondent agrave la demande sans cesse croissante de

puissance

Les moteurs courants sont des V12 ou des moteurs en eacutetoile de une agrave quatre rangeacutees de 7 agrave 9 cylindres

soit 28 cylindres agrave la fin de la guerre pour les Whright deacuteveloppant 3 500 ch remplaceacutes par les

reacuteacteurs

Les ameacutericains amateurs de grandes automobiles et sans souci du prix de lessence deacutemocratisegraverent

les gros V8 au couple tregraves eacuteleveacute et aux vitesses de rotation assez lentes

Les constructeurs des monoplaces de Formule 1 utilisegraverent pendant longtemps des V8 de 3 litres de

cylindreacutee dont le fameux Ford Cosworth

Dans les anneacutees 1990 cest la structure V10 qui aura la faveur des motoristes de F1

Mecircme leacutecurie Ferrari tregraves attacheacutee aux 12 cylindres en V se pliera aux lois de cette formule

Depuis lanneacutee 2004 les instances sportives (FIA) ont imposeacute un retour au V8 avec des contraintes de

fiabiliteacute plus importantes que par le passeacute

En 2006 les structures en V de 10 ou 12 cylindres et W16 sont reacuteserveacutees aux veacutehicules agrave tendance

sportive

Puissance drsquoun

veacutehicule

1 Calculs de la pesanteur

11 Deacutecliviteacute

Calculons la deacutecliviteacute drsquoune route longue L pour un deacuteniveleacute H

α = H L

α deacutecliviteacute grandeur sans dimension

H deacuteniveleacute exprimeacute en m

L longueur de la route exprimeacutee en m coheacuterence des uniteacutes

12 Poids du veacutehicule

Calculons le poids drsquoun veacutehicule

P = M g

P poids exprimeacute en N

M masse exprimeacutee en kg

g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms2 ( g = 981 ms2)

13 Composante du poids

Calculons la composante du poids parallegravele agrave la route de la voiture

F = M g α

Avec

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-

2

α deacutecliviteacute grandeur sans dimension

14 Travail de la force de traction

Calculons le travail drsquoune force de traction qui srsquoest deacuteplaceacutee sur une distance D

E = F D

E travail exprimeacute en J

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

D distance parcourue exprimeacutee en m

15 Energie

Calculons lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour lever une voiture de masse M agrave une hauteur H

E = M g H

Avec

E eacutenergie absorbeacutee (monteacutee) ou accumuleacutee (descente) exprimeacutee en J

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms-2

H deacuteniveleacute exprimeacute en m

15 Puissance absorbeacutee

Calculons la puissance absorbeacutee par une ascension effectueacutee agrave la vitesse V

B = F V

Avec

B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

V vitesse exprimeacutee en ms

En reacutealiteacute une puissance bien supeacuterieure est neacutecessaire agrave cause de la reacutesistance au roulement

et de la reacutesistance de lrsquoair cette derniegravere eacutetant proportionnelle au carreacute de la vitesse

16 puissance absorbeacutee par une ascension

Lrsquoascension drsquoune masse M agrave une hauteur H en un temps T

B = M g H T

Avec

B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-

2 H deacuteniveleacute exprimeacute en m

T temps exprimeacute en s

2 Calculs Aeacuterodynamiques

21 Surface frontale

Surface drsquoune coupe transversale perpendiculaire agrave lrsquoaxe de symeacutetrie du veacutehicule (effectueacutee agrave

lrsquoendroit le plus large et le plus haut) la surface frontale est approximativement eacutegale au

produit de la largeur par la hauteur

camion maxi-code 26 m x 39 m = 10 m2

autocar 25 m x 32 m = 8 m2

voiture 18 m x 14 m = 25 m 2

motocyclette 1 m x 15 m = 15 m2

22 Coefficient de peacuteneacutetration dans lrsquoair

Le Cx est calculeacute agrave partir

Cx = 2 F (S Mair Vsup2)

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

F force exerceacutee par le flux drsquoair exprimeacutee en N

S surface frontale exprimeacutee en m2

Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)

V vitesse air exprimeacutee en ms

23 Reacutesistance de lrsquoair

R = frac12 S Cx Mair Vsup2

R reacutesistance de lrsquoair exprimeacutee en N

S surface frontale exprimeacutee en m2

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)

V vitesse exprimeacutee en ms

24 SCx

Le SCx Grandeur essentiellement destineacutee agrave comparer diffeacuterents modegraveles de voitures le SCx

est le produit de la surface frontale par le Cx

SCx = S Cx

Le Cx eacutetant une grandeur sans dimension le SCx srsquoexprime en megravetre carreacute

25 Constante aeacuterodynamique

La constante aeacuterodynamique est une caracteacuteristique aeacuterodynamique des veacutehicules

A = S Cx M

Avec

A constante aeacuterodynamique [kgm]

S surface frontale [m2]

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

Mair masse volumique de lrsquoair [kgm3]

26 Puissance absorbeacutee

Calculons la puissance absorbeacutee pour vaincre la reacutesistance de lrsquoair

B = F x V

F force aeacuterodynamique reacutesistante [N]

V vitesse du veacutehicule [ms]

3 Calculs thermiques

31 Calcul de la cylindreacutee

D2

V = π L N

4

Avec

D aleacutesage du cylindre

L course du piston

N nombre de cylindre

32 Calcul du PCI des combustibles

Le pouvoir calorifique ou chaleur de combustion (en anglais Heating value ou Heat of

combustion) dune matiegravere combustible noteacute ΔcH0

Crsquoest lenthalpie de reacuteaction de combustion par uniteacute de masse dans les conditions normales

de tempeacuterature et de pression

Cest leacutenergie deacutegageacutee sous forme de chaleur par la reacuteaction de combustion par le dioxygegravene

(autrement dit la quantiteacute de chaleur)

Le plus souvent on considegravere un hydrocarbure reacuteagissant avec le dioxygegravene de lair pour

donner du dioxyde de carbone de leau et de la chaleur

321 Calculer le PCI du gas-oil (Mazout)

Le gazole est un alcane en C16 appeleacute ceacutetane soit une formule brute moyenne de

C16H34

Soit une masse molaire moyenne de 219 gmole

Combustion

Une combustion est la reacuteaction chimique complegravete ou partielle du carbone et de lhydrogegravene

des combustibles usuels par oxydation de loxygegravene

La combustion vive donne naissance agrave une flamme par reacuteaction en chaicircne entretenue dune

maniegravere plus ou moins limiteacutee par lapport de combustible ou de comburant

Cette reacuteaction produit une combustion exothermique cest-agrave-dire

- qui deacutegage de la chaleur

- elle produit du CO2

- de leau

- dautres composeacutes plus ou moins agressif

La stœchiomeacutetrie (du grec lsquolsquostoikheionrsquorsquo eacuteleacutement et lsquolsquometronrsquorsquo mesure) deacutesigne lrsquoeacutetude des

proportions ideacuteales drsquoeacuteleacutements qui autorisent une reacuteaction chimique complegravete lsquolsquoproprersquorsquo et

sans gaspillage

Equations stœchiomeacutetriques des combustions complegravetes

Pour le gazole

C16H34 + 24 O2 rarr 16 CO2 + 17 H2O + Q

- 219 gr de gazole consomment 532 litres drsquooxygegravene

- agrave 21 drsquoO2 dans lrsquoair donc 2533 litres drsquoair

- Donc 1 kg de gazole consomme 116 m3 drsquoair agrave 29 kg au m3

- La masse du meacutelange est donc de 3374 kg

Le carburant le plus utiliseacute est du gasoil drsquoindice de ceacutetane

La composition eacuteleacutementaire de 1 kg de gas-oil est

Carbone C = 087

Hydrogegravene H = 0126

Oxygegravene O = 0004

Azote N Soufre S vapeur drsquoeau W en faible quantiteacute

Pouvoir calorifique infeacuterieur PCI

PCI = 8140C + 30 000H + 2600(S - O) - 600(9H + W) [kcalkg]

PCI = 3391C + 1256H - 1089(S-O) ndash 251(9H+W) [MJkg]

33 Quantiteacute theacuteorique drsquoair a la combustion du gas-oil

Les lois de la stœchiomeacutetrie appliqueacutees agrave la combustion des hydrocarbures nous montrent

que pour bruler

1 kg de gazole il faut disposer drsquoenviron 146 kg drsquoair soit environ

- 112 kg drsquoN2

- 34 kg drsquoO2

La reacuteaction produit environ

- 112 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 32 kg CO2

- 12 kg drsquoH2O

1 kg drsquoessence il faut disposer drsquoenviron 153 kg drsquoair soit environ

- 118 kg drsquoN2

- 035 kg drsquoO2

La reacuteaction produit environ

- 118 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 31 kg de CO2

- 14 kg drsquoH2O

1 kg de GPL il faut disposer drsquoenviron 156 kilogrammes drsquoair soit environ

- 12 kg drsquoN2

- 036 kg drsquoO2)

La reacuteaction produit environ

- 12 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 3 kg de CO2

- 16 kg drsquoH2O

La quantiteacute theacuteorique drsquoair neacutecessaire pour assurer la combustion complegravete du gasoil il faut

avoir

[kg drsquoairkg]

minus+

= OHCL 8

3

8

230

10

[kmol drsquoairkg]

minus

+

=

32412210

10

OHCL

34 Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil

Une stœchiomeacutetrie parfaite est toujours difficile agrave garantir mecircme en laboratoire notamment agrave

cause de la contamination de lrsquoair ou des composants utiliseacutes dans les expeacuteriences mais on

peut srsquoen approcher

Il en va tout autrement srsquoagissant de la combustion des carburants dans le cadre du

fonctionnement drsquoun moteur

En effet non seulement le carburant peut preacutesenter des diffeacuterences de composition selon les

pays et les distributeurs mais en plus la masse drsquoair introduite dans le moteur varie en

permanence en fonction de la tempeacuterature ambiante et de la pression atmospheacuterique

Agrave cela il faut ajouter le fait que les moteurs ne fonctionnent jamais agrave des reacutegimes

tempeacuteratures et charges de travail constants et ideacuteals ce qui signifie qursquoil faut modifier en

temps reacuteel la quantiteacute de carburant injecteacutee dans les cylindres

Pour y remeacutedier on modifie la richesse ou lrsquoexcegraves drsquoair

Pour les moteurs Diesels lrsquoexcegraves drsquoair du meacutelange combustible doit ecirctre toujours supeacuterieur agrave

la limite drsquoapparition des fumeacutees deacutetermineacutee par λ cong 18 soit r = 055

Lr = λ Lo [kmole drsquoairkg combustible]

35 Quantiteacute des produits produit de combustion

Les produits de combustion sont les produits issus de la reacuteaction chimique entre un

carburant et un comburant ils srsquoappellent aussi gaz brucircleacutes ou fumeacutees

Lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie sont respecteacutees les gaz drsquoeacutechappement ne contiennent

que de lrsquoazote gazeux (N2) du dioxyde de carbone (CO2) et de lrsquoeau agrave lrsquoeacutetat de vapeur (H2O)

Ces corps existent en grandes quantiteacutes dans la nature ils sont chimiquement stables et sont

indispensables au maintien des eacutequilibres naturels ce ne sont donc pas des polluants

Mais que se passe-t-il lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie ne sont plus respecteacutees Pour

simplifier le problegraveme consideacuterons deux configurations opposeacutees

meacutelange riche (trop de carburant pas assez drsquoair) dans cette configuration certains

atomes qui constituent la moleacutecule drsquohydrocarbure ne trouvent pas de lsquolsquopartenaire

oxygegravenersquorsquo en nombre suffisant puisque lrsquoair manque ils ne sont donc pas oxydeacutes

complegravetement et se retrouvent dans les gaz drsquoeacutechappement sous forme de particules

carboneacutees drsquohydrocarbures imbrucircleacutes (symbole chimique HC) ou de monoxyde de

carbone (symbole chimique CO) gaz qursquoil ne faut surtout pas confondre avec le CO2

lrsquoun est tregraves toxique lrsquoautre pas du tout

meacutelange pauvre (peu de carburant trop drsquoair) dans cette configuration un excegraves

drsquoair (crsquoest toujours le cas lorsque le moteur est suralimenteacute) fortement comprimeacute agrave

haute tempeacuterature (crsquoest particuliegraverement le cas des moteurs diesel) peut entraicircner la

formation de monoxyde drsquoazote (symbole chimique NO) suite agrave une reacuteaction entre

lrsquooxygegravene (O2) et lrsquoazote (N2) Une fois expulseacute le monoxyde drsquoazote preacutesente la

particulariteacute de se transformer spontaneacutement en dioxyde drsquoazote (symbole chimique

NO2) au contact de lrsquoair geacuteneacuterant au passage une mutation de lrsquooxygegravene

atmospheacuterique en ozone (symbole chimique O3) Ces deux gaz sont tregraves toxiques pour

les organismes vivants

C

nCO2 = [kmolekg]

12

H

nHO2 = [kmolekg]

2

nO2 = 021 x (λ-1) x Lo [kmolekg]

nN2 = 079 x λ x Lo [kmolekg]

36 Quantiteacute totale des produits de combustion

nTotal = nCO2 + nHO2 + nO2 + nN2 [kmolekg]

37 Puissance nominale

Vous avez surement deacutejagrave feuilleteacute le catalogue drsquoun grand constructeur automobile

Chaque modegravele y est deacuteclineacute en plusieurs versions les diffeacuterences portant essentiellement sur

la puissance du moteur

Le choix est vaste et on srsquoy perd

80 ch 100 ch 120 ch 150 chhellip

Que signifient reacuteellement ces chiffres

Agrave quoi sert la puissance

Comment la mesure-t-on

Quelle est la relation entre la puissance et la vitesse

Voici quelques eacuteleacutements de reacuteponses

Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale la puissance deacutesigne la production la consommation ou la

transformation drsquoeacutenergie par uniteacute de temps

Pour une automobile cette eacutenergie est drsquoabord de nature chimique (combustion du carburant)

puis de nature cineacutetique (acceacuteleacuteration et vitesse sur route horizontale) ou gravitationnelle

(route en deacutecliviteacute)

La puissance drsquoun moteur thermique se rapporte donc agrave lrsquoeacutenergie deacutelivreacutee par uniteacute de temps

mais aussi agrave lrsquoeacutenergie consommeacutee sous forme de carburant dans le mecircme temps

On ne peut jamais mesurer la puissance on ne peut que la calculer en combinant les valeurs

de la charge moteur et de la vitesse de rotation releveacutees sur un banc de puissance

Banc drsquoessai moteur

Passer un moteur au banc consiste drsquoabord agrave lrsquoaccoupler agrave un disque eacutequipeacute drsquoun

- frein

- compte-tours

Une fois le moteur lanceacute agrave plein reacutegime lrsquoopeacuteration consiste agrave actionner progressivement le

frein jusqursquoagrave ce que la vitesse de rotation du moteur soit stabiliseacutee la commande des gaz

restant grande ouverte

En effet une vitesse stabiliseacutee signifie que le couple moteur est alors exactement eacutegal au

couple de freinage

il suffit donc de mesurer lrsquointensiteacute de la force de freinage pour en deacuteduire la valeur du couple

moteur

Autrement dit ce qursquoon appelle agrave tort un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo ne sert qursquoagrave mesurer le couple

moteur et la maniegravere dont il eacutevolue en fonction de la vitesse de rotation

In fine la puissance reacutesulte drsquoun calcul crsquoest le produit de ces deux grandeurs

F N

Pf =

10 000

Ougrave

F charge [N]

N = reacutegime de rotation [trmn]

38 Puissance corrigeacutee

Pfc = Pf f

Avec

f Facteur de correction tenant compte de la tempeacuterature et de la pression ambiante f

= 1085

Tamb = 27 [degC] Diagramme de conversion

f = 1085

Pamb = 719 [mmHg]

39 Consommation speacutecifique

La consommation speacutecifique du moteur est la quantiteacute de carburant (Cs) utiliseacutee pour produire

un travail T donneacute

(3600 v Ps )

Cs = [gkWh]

(t Pf)

Ou

v volume du gas-oil agrave consommer [cm3]

Ps poids speacutecifique du gasoil [grcm3]

t temps de consommation [s]

Pf puissance au frein [kW]

310 Consommation speacutecifique corrigeacutee

Csc = (3600 v Ps ) (t Pfc)

Ou

Pfc puissance corrigeacutee

311 Couple moteur

Quelles sont les caracteacuteristiques essentielles drsquoun veacutehicule agrave moteur

Les services marketing le savent crsquoest la puissance et la vitesse maximale qui au premier

abord focalisent lrsquoattention du public car ce sont les donneacutees les plus valorisantes pour

lrsquoacheteur

Mais pour le technicien comme pour le conducteur aviseacute crsquoest

- la masse de la voiture

- son couple moteur

- le reacutegime auquel il est disponible

qui sont les donneacutees essentielles car elles conditionnent le comportement du veacutehicule en

situation reacuteelle le service qursquoil peut rendre et son prix de revient

Le terme de lsquolsquocouplersquorsquo vient de ce qursquoil associe deux grandeurs

- une force crsquoest la pression que les gaz exercent sur les pistons

- un bras de levier crsquoest la longueur des manetons du vilebrequin

On utilise pour cela un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo qui est un appareil eacutequipeacute drsquoun compte-tours et

drsquoun frein

La valeur du couple moteur deacutepend de lrsquoaptitude drsquoun moteur agrave introduire dans les cylindres

un meacutelange air-carburant parfaitement homogegravene et surtout de sa capaciteacute agrave en tirer le

maximum drsquoeacutenergie au moment de la combustion

Le couple moteur est toujours relativement modeste agrave bas reacutegime il atteint sa valeur

maximale aux reacutegimes intermeacutediaires pour deacutecroicirctre ensuite inexorablement au fur et agrave

mesure que la vitesse de rotation augmente comme si le moteur finissait par srsquoasphyxierhellip

Tant que le moteur fonctionne dans sa plage de reacutegime de couple maximum la consommation

de carburant la pollution de lrsquoenvironnement et donc le prix de revient du kilomegravetre parcouru

se maintiennent aux valeurs les plus basses dont le veacutehicule est capable

Pour toutes ces raisons il est preacutefeacuterable que le couple maximum soit deacutelivreacute agrave un reacutegime pas

trop eacuteleveacutehellip

30PN 1000

CN = [Nm]

N π

Ou

PN Puissance nominale [kW]

N Vitesse de rotation [trmn]

312 Couple corrigeacutee

30Pfc 1000

Cc = [Nm]

N π

Ou

Pf Puissance corrigeacutee [kW]

4 Bilan thermique des moteurs

Que devient lrsquoeacutenergie libeacutereacutee par la combustion

Elle apparaicirct sous deux formes distinctes

Chaleur crsquoest la mecircme que celle qursquoon peut ressentir devant nrsquoimporte quel

brasier Lrsquoeacutechauffement drsquoun moteur dit lsquolsquothermiquersquorsquo est donc un pheacutenomegravene

normal Heacutelas cette chaleur ne sert agrave rien sinon agrave chauffer lrsquohabitacle elle est

donc voueacutee agrave se disperser dans lrsquoenvironnement

Mouvement crsquoest ce dont on a besoin pour faire avancer la voiture Dans le

cas drsquoun moteur drsquoautomobile la pression des gaz dans la chambre de

combustion provoque le mouvement des pistons et la rotation du vilebrequin

signe tangible qursquoune autre partie de lrsquoeacutenergie libeacutereacutee srsquoest manifesteacutee sous

forme de mouvement (4)

Comment distinguer ces deux formes drsquoeacutenergie

En calculant le rendement du moteur ou plus exactement son bilan thermique

En effet le rendement se deacutefinit comme

eacutenergie reacutecupeacutereacutee

Rendement =

eacutenergie consommeacutee

Dans le cas drsquoun moteur

lrsquoeacutenergie reacutecupeacutereacutee est celle mesureacutee en bout de vilebrequin sur un banc de puissance

exprimeacutee en kilowattheure [kW]

lrsquoeacutenergie consommeacutee correspond agrave la masse de carburant brucircleacutee (exprimeacutee drsquoabord en

kilogrammes puis convertie en joules)

Le reacutesultat est une grandeur sans dimension

Si on fait un bilan thermique dans un moteur de combustion interne

QT = Qe + Qr + Qra + Qa + Qres + Qge

- QT Flux de chaleur deacutegageacute si on brucircle tout le combustible

- Qe Flux de chaleur transformeacutee en puissance effective

- Qr Flux de chaleur eacutevacueacute au liquide de refroidissement

- Qge Flux de chaleur perdu avec les gaz deacutechappement

- QP Flux de chaleur perdu (par rayonnement vers lrsquohuile agrave cause de la combustion

incomplegravete frottements etc)

Scheacutema de la conversion et des pertes thermique dans un moteur

Si on fait un bilan des pertes de chaleur pour prendre en compte ougrave elles se produisent on

trouve

41 Chaleur totale introduite dans le moteur par la combustion

Eacutenergie brute libeacutereacutee par la combustion du carburant

Gazole 443 MJkg-1 (374 MJl-1 )

Essence 469 MJkg-1 (356 MJl-1 )

GPL 487 MJkg-1 (268 MJl-1 )

Eacutenergie nette libeacutereacutee par la combustion du carburant

Gazole 417 MJkg-1 (352 MJl-1 )

Essence 437 MJkg-1 (332 MJl-1 )

GPL 451 MJkg-1 (248 MJl-1 )

(PCI Csh)

QT =

36

Calcul de la consommation horaire

- PCI pouvoir calorifique inferieur [kJkg]

- Csh consommation speacutecifique horaire [kgh]

42 Chaleur eacutequivalente au travail effectif par uniteacute de temps

Qe = 1000 Pf [Js]

Sachant que

- Pf puissance au frein [W]

43 Chaleur transmise au systegraveme de refroidissement

Cette chaleur est donneacutee par la formule suivante

C i D(1+2m ) Nm

Qr = [Js]

λ Avec

- C Coefficient de proportionnaliteacute dont la valeur pour les moteurs agrave 4 temps varie

dans la plage [045 divide 0 53]

- i Nombre de cylindres

- D Aleacutesage du cylindre

- N freacutequence de rotation du vilebrequin

- m Exposant empirique dont la valeur pour les moteur agrave 4 temps est limiteacutee par

lrsquointervalle [06 divide 07 ]

- λ Coefficient drsquoexcegraves drsquoair

44 Chaleur emporteacutee par les gaz drsquoeacutechappement

Csh

Qge = [nt(mcp)tr (Tr-273 ) - Lr(mcp)t2 (T2- 273)]

36 Avec

- L Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil [kmole drsquoairkg de

combustible]

- nt Quantiteacute totale des produits de combustion [kmolekg]

- Tr Tempeacuterature des gaz drsquoeacutechappement [K]

- T2 Tempeacuterature de lrsquoair a lrsquoentreacutee du moteur [K]

- Csh Consommation massique de gas-oil horaire [kgh]

- (mcp)tr ( mcp)t2 sont respectivement la capaciteacute calorifique molaire moyenne agrave

pression constante des gaz reacutesiduels et de lrsquoair admis

45 Autres pertes de chaleur

QP = QT - (Qe + Qr + Qge)

Chapitre 8

Identification du

veacutehicule

Vehicle Identification Number

Le code VIN - Vehicle Identification Number - est un code alphanumeacuterique unique qui est

donneacute agrave chaque veacutehicule automobile depuis 1950

Il apparaicirct sur le chacircssis du veacutehicule

ainsi que sur le moteur et dans

lordinateur de bord

Lanceacute dans une forme simplifieacutee en

1950 par les constructeurs ameacutericains

ce code passera aux 17 caractegraveres

actuels en 1980

Le numeacutero inscrit sur la carte grise

dans la zone laquo numeacutero dans la seacuterie

du type raquo correspond bien agrave celui

figurant sur la voiture Passat IV B ndash 2000 (=B55 ou =Typ 3BG ou = VI) Dapregraves le VIN cest une 3B et le E correpond agrave la version Sport 212130 serait le numeacutero de seacuterie du cassis

Ce numeacutero dans la seacuterie du type est parfois appeleacute numeacutero de seacuterie ou numeacutero de chacircssis

mais son appellation officielle est

Numeacutero drsquoIdentification du Veacutehicule

(NIV ou Vehicle Identification Number VIN en anglais) et regroupe

laquo Type raquo et laquo N dans la seacuterie du type raquo

Cette normalisation preacutevoit entre autres que le NIV doit avoir une

Longueur de 17 caractegraveres

et peut ecirctre diviseacute en 3 sections

bull Les 3 premiers caractegraveres sont reacuteserveacutes agrave

Identification Mondiale du Constructeur

WMI World Manufacturer Identification (anglais)

Suivant cette codification chaque constructeur est identifieacute mondialement avec parfois des

variations suivant le pays ougrave se trouve lrsquousine de fabrication

A titre drsquoexemple la codification de - Renault est VF1

- Peugeot est VF3

- Citroeumln est VF7

Les 03 premiers caractegraveres didentification du constructeur

(WMI)

On distingue les constructeurs qui fabriquent plus de 500 exemplaires par an des autres

Un constructeur dont la production est infeacuterieure agrave 500 veacutehicules par an utilise 9

caractegraveres les autres 14

Certains constructeurs utilisent le 3egraveme caractegravere pour une cateacutegorie de veacutehicules comme les

bus ou les camions comme par exemple

bull le code Ameacuterique du Nord 1G attribueacute agrave General Motors se deacutecompose en

- 1G1 pour Chevrolet

- 1G2 pour Pontiac et

- 1GC pour Chevrolet camions

bull le code Italie F attribueacute agrave Fiat se deacutecompose en

- FA pour Fiat Auto et

- FC pour Fiat VI

Le premier caractegravere WMI correspond au code du pays dans lequel lusine du constructeur est

implanteacutee Exemple

- ZFA Fiat Auto Italie

- SUF Fiat Auto Pologne

- 8AF Fiat Auto Argentine

- NRT Tofas-Fiat Auto Turquie

- 9BD Fiat Automoveicircs Breacutesil

bull Les 6 caractegraveres suivants sont consacreacutes agrave la

Section de Description du Veacutehicule

VDS Vehicle Description Section (anglais)

ougrave lrsquoon va trouver une codification du type eacutelaboreacutee par le constructeur PSA et Renault

utilisent dans cette zone ce que lrsquoon appelait autrefois le type mines

bull Enfin les 8 derniers caractegraveres constituent la

Section drsquoIdentification du Veacutehicule

VIS Vehicle Identification Section en anglais

Il srsquoagit drsquoun numeacutero seacutequentiel attribueacute au veacutehicule et ce dans le type et pour le constructeur

concerneacute

Emplacement du VIN

Afin de veacuterifier la concordance entre ce numeacutero se trouvant sur la carte grise et celui

figurant sur la voiture

il faut savoir que ce numeacutero peut ecirctre trouveacute agrave 2 ou 3 endroits du veacutehicule suivant les cas sur

chacircssis du veacutehicule plaque constructeur derriegravere le pare brise

Cette derniegravere option nrsquoest pas obligatoire mais de plus en plus les constructeurs europeacuteens

en eacutequipent leurs modegraveles les plus reacutecents Pour connaicirctre lendroit ougrave se trouve ce numeacutero

reportez-vous au manuel dutilisation du veacutehicule ou adressez-vous agrave un concessionnaire de la

marque

Le NIV se trouvant sur le chacircssis doit ecirctre

- frappeacute agrave lrsquoaide de poinccedilons ou

- graveacute sur une piegravece essentielle de la voiture

En geacuteneacuteral faisant partie de la caisse ou du chacircssis de maniegravere agrave ce quil ne puisse seffacer

accidentellement ou salteacuterer

Il doit ecirctre placeacute de maniegravere visible sans qursquoun deacutemontage ne soit neacutecessaire

Pour ce qui est de sa localisation il doit impeacuterativement se situer dans la partie droite du

veacutehicule et lrsquoexpeacuterience montre que dans 80 agrave 85 des cas ce NIV se trouve

- dans la partie droite ou centrale du compartiment moteur

- aux environs immeacutediats du siegravege passager avant droit

La plaque constructeur sur laquelle figure eacutegalement le NIV est

- soit une plaque aluminium de couleur argenteacutee ou noire

- soit une eacutetiquette adheacutesive qui peut ecirctre noire blanche ou translucide

Cette plaque constructeur se trouve en geacuteneacuteral

- dans le compartiment moteur

- sur le pied de porte avant droit

- dans le coffre

Enfin le NIV optionnel qui peut se trouver derriegravere le pare-brise est visible agrave travers une

petite fenecirctre en bas agrave gauche et donc coteacute conducteur

Evolution du code VIN en fonction des types

Mercedes W201

Mercedes W202

Mercedes W203

Mercedes W204

Composition du code

Les veacutehicules modernes qui sont reacutefeacuterenceacutes avec des codes VIN sont identifiables par un

systegraveme baseacute sur la norme ISO Organisation internationale de normalisation

- ISO 3779 de 1979 et

- ISO 3780 de 1980

Avant-propos

LISO (Organisation internationale de normalisation) est une feacutedeacuteration mondiale

dorganismes nationaux de normalisation (comiteacutes membres de lISO)

1 Domaine dapplication

La preacutesente Norme internationale speacutecifie le contenu et la structure dun numeacutero

didentification des veacutehicules (VIN) permettant dassurer agrave leacutechelle mondiale un systegraveme

uniforme de numeacuterotation pour lidentification des veacutehicules routiers

La preacutesente Norme internationale sapplique aux veacutehicules agrave moteur aux veacutehicules tracteacutes

aux motocycles et aux cyclomoteurs deacutefinis dans lISO 3833

3 Termes et deacutefinitions

31 Numeacutero didentification dun veacutehicule VIN

Combinaison structureacutee de caractegraveres attribueacutee agrave un veacutehicule par son constructeur en vue de

son identification

32 Code didentification mondiale du constructeur WMI

Premiegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui deacutesigne le constructeur du

veacutehicule et qui est assigneacutee agrave un constructeur de veacutehicules afin de permettre lidentification

dudit constructeur

33 Descripteur VDS

Deuxiegraveme section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui donne une information sur les

caracteacuteristiques geacuteneacuterales du veacutehicule

34 Indicateur VIS

Troisiegraveme et derniegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui constitue une

combinaison de caractegraveres attribueacutes par le constructeur pour distinguer un veacutehicule dun autre

veacutehicule

35 Constructeur

Personne entreprise ou socieacuteteacute qui deacutelivre le certificat de conformiteacute ou qui deacutemontre la

conformiteacute et assume la responsabiliteacute du produit pour un veacutehicule precirct agrave ecirctre mis en service

indeacutependante de lemplacement de lusine de montage

36 Anneacutee

Anneacutee calendaire pendant laquelle le veacutehicule est produit ou anneacutee du modegravele du veacutehicule

deacutetermineacutee par le constructeur

37 Seacuteparation

Symbole caractegravere ou bordure mateacuterielle qui peut ecirctre utiliseacute pour seacuteparer les sections du

numeacutero didentification dun veacutehicule ou pour deacutefinir ses limites

Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee

Code

1971 1 1980 A 1992 N 2001 1 2010 A

1972 2 1981 B 1993 P 2002 2 2011 B

1973 3 1982 C 1994 R 2003 3 2012 C

1974 4 1983 D 1995 S 2004 4 2013 D

1975 5 1984 E 1996 T 2005 5 2014 E

1976 6 1985 F 1997 V 2006 6 2015 F

1977 7 1986 G 1998 W 2007 7 2016 G

1978 8 1987 H 1999 X 2008 8 2017 H

1979 9 1988 J 2000 Y 2009 9 2018 J

1989 K 2019 K

1990 L 2020 L

1991 M 2021 M

Quelques diffeacuterences existent pour la codification des tregraves petites seacuteries

Standard 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1

5

1

6

1

7

ISO 3779

Code

constructeu

r-WMI

Composition du

veacutehicule Code veacutehicule-VIS

Union

Europeacuteen

ne

amp

Ameacuterique

du Nord

plus de 500

veacutehiculesan

Code

constructeu

r-WMI

Compositio

n du

veacutehicule

Code

eacutequipeme

nt du

veacutehicule

Code

Anneacutee

Modegravel

e

Code

Veacutehicul

e

Numeacutero progressif

seacuterie

Union

Europeacuteen

ne

amp

Ameacuterique

du Nord

moins de 500

veacutehiculesan

WMI

Compositio

n du

veacutehicule

Code

eacutequipeme

nt du

veacutehicule

Code

Anneacutee

Modegravel

e

Code

Veacutehicul

e

Code

constructeu

r-WMI

Numeacutero

progressi

f seacuterie

Exemple de code VIN

Poinccedilon Peugeot VF3 741 A4 7F535G815 Poinccedilon Peugeot

- Poinccedilon Peugeot - Code constructeur WMI (03)

1 VF (Europe S-Z France VF-VR)

3 3 (Peugeot)

- Type au mines (06)

4-6 741 (Composition du veacutehicule)

7 (306)

4 (04 portes)

1 ou A (Moteur D1768 cc)

7-8 A4 (type de veacutehicule coupe cabriolet etc)

9 7 (Code eacutequipement du veacutehicule)

- Anneacutee modegravele (01)

10 F (1985)

- Code VIS (07)

11 5 (code usine chiffre ou lettre selon les constructeur)

12-17 35G815 (numeacutero dans la seacuterie du type)

Poinccedilon Peugeot

WAUZZZ8GZPA001181

Codes pays

AndashH = Afrique JndashR = Asie SndashZ = Europe

1ndash5 =

Ameacuterique

du Nord

6ndash7 =

Oceacuteanie

8ndash9 =

Ameacuterique

du Sud

AA-AH Afrique

du Sud

AJ-AN Cocircte

dIvoire

AP-A0 non

attribueacute

BA-BE Angola

BF-BK Kenya

BL-BR Tanzanie

BR Algeacuterie

BS-B0 non

attribueacute

CA-CE Benin

CF-CK

Madagascar

CL-CR Tunisie

CS-C0 non

attribueacute

DA-DE Egypte

DF-DK Maroc

DL-DR Zambie

DS-D0 non

attribueacute

(probable

Algerie)

EA-EE Ethiopie

EF-EK

Mozambique

EL-E0 non

attribueacute

FA-FE Ghana

FF-FK Nigeria

FF-FK

Madagascar

FL-F0 non

attribueacute

GA-G0 non

attribueacute

HA-H0 non

attribueacute

JA-J0 Japon

KA-KE Sri

Lanka

KF-KK

Israel

KL-KR

Coreacutee du Sud

KS-K0 non

attribueacute

LA-L0 Chine

MA-ME Inde

MF-MK

Indoneacutesie

ML-MR

Thaiumllande

MS-M0 non

attribueacute

NF-NK

Pakistan

NL-NR

Turquie

NS-N0 non

attribueacute

PA-PE

Philippines

PF-PK

Singapour

PL-PR

Malaysie

PS-P0 non

attribueacute

RA-RE

Emirat

Arabes Unis

RF-RK

Taiwan

RL-RR

Vietnam

RS-R0 non

attribueacute

SA-SM

Grande

Bretagne

SN-ST

Allemagne

SU-SZ

Pologne

S1-S0 non

attribueacute

TA-TH Suisse

TJ-TP

Reacutepublique

Tchegraveque

TR-TV

Hongrie

TW-T1

Portugal

T2-T0 non

attribueacute

UA-UG non

attribueacute

UH-UM

Danemark

UN-UT Irlande

UU-UZ

Roumanie

U1-U4 non

attribueacute

U5-U7

Slovaquie

U8-U0 non

attribueacute

VA-VE

Autriche

VF-VR France

VS-VW

Espagne

VX-V2

Yougoslavie

V3-V5 Croatie

V6-V0 Estonie

WA-W0

1A-10 Etats

Unis

2A-20

Canada

3A-3W

Mexique

3X-37 Costa

Rica

38-30 non

attribueacute

4A-40 Etats

Unis

5A-50 Etats

Unis

6A-6W

Australie

6X-60 non

attribueacute

7A-7E

Nouvelle

Zeacutelande

7F-70 non

attribueacute

8A-8E

Argentine

8F-8K Chili

8L-8R

Equateur

8S-8W

Peacuterou

8X-82

Veacuteneacutezueacutela

83-80 non

attribueacute

9A-9E Breacutesil

9F-9K

Colombie

9L-9R

Paraguay

9S-9W

Uruguay

9X-92

Trinidad amp

Tobago

93-99 Breacutesil

90 non

attribueacute

Allemagne

XA-XE

Bulgarie

XF-XK Gregravece

XL-XR Pays

Bas

XS-XW Russie

XX-X2

Luxembourg

X3-X0 Russie

YA-YE

Belgique

YF-YK

Finlande

YL-YR Malte

YS-YW Suegravede

YX-Y2

Norvegravege

Y3-Y5

Bielorussie

Y6-Y0 Ukraine

ZA-ZR Italie

ZS-ZW non

attribueacute

ZX-Z2

Sloveacutenie

Z3-Z5 Lituanie

Z6-Z0 non

attribueacute

Chapitre 9

Organisation du

garage

1 Introduction

Un atelier de reacuteparation automobile plus communeacutement

appeleacute

garage

est une structure speacutecialiseacutee dans lentretien courant et la

reacuteparation des veacutehicules automobile

Un petit atelier de garagiste en

Nouvelle-Galles du Sud (Australie)

laquo Garagiste raquo est un terme geacuteneacuterique deacutesignant une personne travaillant dans un garage et

peut sappliquer agrave tous les meacutetiers de lentretien automobile

- meacutecanicien

- carrossier

- peintre en carrosserie

- vendeur etchellip

Un garage peut faire office de station-service tandis que

bon nombre de ces derniegraveres principalement deacutedieacutees agrave la

distribution de carburant proposent un service basique

de laquo garage raquo permettant lentretien courant du veacutehicule

et les reacuteparations mineures

Certains garages en outre proposent un service de vente

de veacutehicules Garage Citroeumln agrave Constantine

au debut du XX siegravecle (Algeacuterie)

Il existe des concessionnaires et des garagistes indeacutependants

2 Histoire

Les ateliers de reacuteparation ont fait leur apparition et se sont multiplieacutes de par le monde en

mecircme temps que lautomobile a commenceacute agrave se banaliser agrave compter du deacutebut du XXe siegravecle

passant du statut de curiositeacute tregraves oneacutereuse agrave celui de bien de grande consommation -

progressivement accessible au plus grand nombre ( FORD T)

Laugmentation du parc installeacute a constitueacute lopportuniteacute de creacuteer un nouveau modegravele

eacuteconomique axeacute sur ce nouveau mode de transport

Tandis que les pays industrialiseacutes sadaptaient agrave lautomobile en

- seacutecurisant et regraveglementant son emploi

- deacuteveloppant un reacuteseau de routes adapteacute

le besoin en points dentretien deacutedieacutes est alleacute croissant et les laquo garages raquo ont commenceacute agrave se

multiplier au bord des routes et dans les agglomeacuterations

3 CHOIX DE LIMPLANTATION

Limplantation dun garage en centre-ville ou en bordure de ville implique avantages et

inconveacutenients quelque soit le cas Critegraveres de choix

- Trafic

- Publiciteacute

- Faciliteacute daccegraves

- Coucirct du terrain

- Superficies possibles

- Frais fixes

4 REacutePARTITION DES SURFACES

La reacutepartition ideacuteale des surfaces est de

- 13 bacircti

- 23 non-bacircti

a) SURFACES NON-BATIES Elles sont essentiellement constitueacutees

- Aires de stationnement Clients magasin de PR

- veacutehicules en attente de reacuteparation

- veacutehicules clients reacutepareacutes

- veacutehicules neufs et occasions

- veacutehicules du personnel

- veacutehicules visiteurs ex repreacutesentants deacutepanneuse bennes agrave deacutechets

b) SURFACES BATIES Les locaux doivent ecirctre

- spacieux

- bien eacuteclaireacutes

- ventileacutes

- chauffeacutes

- daccegraves facile

Il faut preacutevoir

Piegraveces agrave usage de bureau

- 6msup2 par personne

Reacuteception et daccueil des clients

- sa localisation doit ecirctre eacutevidente

Salle dattente clients

- spacieuse

- confortable

- agreacutementeacutee

- documenteacutee

- eacutequipeacutee

- eacuteclaireacutee

- peinte toujours en blanc mat

Magasin de Piegraveces de Rechange plusieurs accegraves seacutepareacutes

- clients

- meacutecaniciens

- agents

Atelier de reacuteparation plusieurs zones

- reacuteparations rapides

- interventions longues

- carrosserie

- peinture

- eacutelectriciteacute

- mise au point etc

Piegraveces annexes

- deacutechets

- aire de lavage

- compresseurs

- vestiaires personnels

- sanitaires etc

5 LES MATEacuteRIELS

a) GROS MATEacuteRIELS

Stations de lavage Stations de vidange graissage Station de controcircle de geacuteomeacutetrie

des trains roulants

Montage et eacutequilibrage de pneumatiques Station de diagnostic Station de controcircles

Electriciteacute

Mateacuteriels de manutention (grues crics) ponts eacuteleacutevateurs

b) PETITS MATEacuteRIELS

Outillages speacutecialiseacutes Outillages individuels

6 LES PERSONNELS

La hieacuterarchie se compose de 2 cateacutegories

a) ENCADREMENT

Directeur geacuteneacuteral Directeur commercial Directeur technique

Directeur financier

b) EXEacuteCUTION

Secreacutetaires de direction Secreacutetaires dadministration de commerce et de gestion-finance

Chef deacutequipe Reacuteceptionnaire Preacuteparateurs

Meacutecaniciens Magasiniers Vendeurs

a EXEMPLE DAMEacuteNAGEMENT DUN GARAGE AUTOMOBILE

a) RDC

b) Etage Bureaux et administration

b ORGANISATION DUNE ENTREPRISE DE REacutePARATION

AUTOMOBILE

a) OBJECTIF DE LENTREPRISE

Accroicirctre la productiviteacute

- en structurant les ateliers

- en deacutefinissant avec preacutecision les tacircches de chacun des personnels afin quelles

ne se chevauchent pas

b) ORGANIGRAMME DUNE ENTREPRISE STRUCTUREacuteE

- Un responsable par secteur assure la liaison avec le chef dentreprise qui controcircle tous

les secteurs

- Chaque secteur est autonome

- Limportance des activiteacutes de reacuteparation permet de subdiviser le travail sous la

responsabiliteacute de plusieurs reacuteceptionnaires ainsi que plusieurs chefs deacutequipe

c FONCTIONS DES DIFFEacuteRENTS PERSONNELS AU SEIN DE

LENTREPRISE

a) LE CHEF DENTREPRISE

Il deacutefinit les objectifs et les prioriteacutes de lentreprise en assurant le controcircle de tous

les secteurs

b) LE CHEF DATELIER

- Il est responsable du fonctionnement des ateliers et de la formation des

employeacutes

- Il coordonne tous les services

c) LE REacuteCEPTIONNAIRE

- accueil le client

- deacutefinie la nature des travaux agrave effectuer

- eacutetablie eacuteventuellement un devis

- preacutecise les deacutelais de reacuteparation

Si le client est daccord

- reacutedige et fait signer LOR quil remplit avec rigueur (ex eacutetat du veacutehicule

carburant accessoires)

- charge le planning de latelier

Apregraves les travaux

- rend le veacutehicule apregraves paiement de la facture

d) LE CHEF DEacuteQUIPE

Il reacutepartit le travail et prend les deacutecisions au niveau de la reacuteparation

e) LES COMPAGNONS

Ce sont les exeacutecutants des reacuteparations

f) LE MAGASINIER

Il approvisionne latelier en piegraveces de rechange et assure le service clientegravele

g) SERVICE FACTURATION

Reacutedaction des factures dapregraves lOR pointeacute par le chef deacutequipe

h) SERVICE COMPTABILITEacute

Il gegravere et reacutealise les bilans dexploitation

Chapitre 10

Devis

1 ORGANIGRAMME DrsquoUNE INTERVENTION

2 Deacutefinition

Un devis est une estimation des prix reacutealiseacutee avant lexeacutecution de travaux ou avant lachat

dun bien

Le DEVIS est une eacutevaluation la plus preacutecise possible du coucirct dune reacuteparation

Dans le cadre de son DEVOIR dinformation et dans le souci permanent de conserver des

relations claires avec le client le devis est devenu une deacutemarche indispensable

3 Enjeux dun devis

Lorsquun particulier ou une socieacuteteacute demande des devis aupregraves de plusieurs entreprises cela

permet de comparer les prix et les prestations fournies

Les Destinataires

- un client

- une compagnie dassurance ou cabinet dexpertise

bull Le Client Le devis permet dinformer le client Il est geacuteneacuteralement eacutetabli sans

deacutemontage meacutecanique Par conseacutequent le devis reste approximatif sachant quune

erreur supeacuterieure agrave 10 nest pas toleacuterable

bull Assurances ndash Experts Le devis est eacutetabli de maniegravere preacutecise pour permettre agrave

lassureur de prendre une deacutecision sur lopportuniteacute de la reacuteparation remise en eacutetat

ou mise en eacutepave lorsque la reacuteparation deacutepasse la valeur veacutenale du veacutehicule

Geacuteneacuteralement les devis sont gratuits

4 Deacutemarche dutilisation des devis

a) Ce que doit comporter un devis

Identification du prestataire qui reacutedige le devis

bull nom et raison sociale

bull adresse complegravete

bull teacuteleacutephone

bull teacuteleacutecopie

bull email et site internet

Identification de la personne qui a demandeacute le devis

bull nom preacutenom

bull adresse

bull teacuteleacutephone

Le mot devis doit ecirctre eacutecrit en gros

La date du devis

La liste des prix et le total

b) Ce quil faut preacuteciser dans un devis

bull La dureacutee de la validiteacute de loffre par exemple ce devis est valable entre 1 et 3 mois

selon le projet

5) Estimation

bull Lestimation consiste agrave eacutevaluer par preacutediction les coucircts et deacutelais des tacircches qui

constituent un projet agrave partir destimations dautres grandeurs comme la taille la

puissance ou la capaciteacute Le terme estimation deacutecrit aussi bien la fonction lopeacuteration

que le reacutesultat

6) Quelles sont les regravegles dun bon devis

- Un prix ferme

- une trace eacutecrite en cas de litigehellip

Tel est linteacuterecirct de disposer dun bon devis avant le deacutebut des travaux

Le bon devis doit comporter un certain nombre de mentions obligatoires notamment

- la somme globale agrave payer

- le deacutecompte deacutetailleacute des prestations et des produits utiliseacutes

- le nom et ladresse de lentreprise

- la dureacutee de validiteacute de loffre et lindication du caractegravere gratuit ou payant du

devis

Ces regravegles protegravegent de faccedilon satisfaisante le client

Des mentions suppleacutementaires

Pour autant rien ne lempecircche de demander au professionnel dajouter sur le devis dautres

mentions non obligatoires comme par exemple

- les modaliteacutes de regraveglement avec un eacutecheacuteancier preacutecis des paiements

- la date limite preacutevue pour la fin des travaux

- une peacutenaliteacute de retard par jour deacutepasseacute

Le client disposera ainsi de moyens de pression suppleacutementaires en cas de complicationhellip

Si la facture est plus eacuteleveacutee

Il arrive que le montant de la facture soit supeacuterieur agrave celui du devis alors que le client navait

pas donneacute son accord preacutealablehellip

Que faire

Commencer par veacuterifier si le devis ne comporte pas une clause de reacutevision du prix dans

certains cas expresseacutement preacutevus (ex hausse du coucirct de la main-dœuvre ou des matiegraveres

premiegraveres)

si cest le cas le professionnel a le droit de reacutepercuter cette hausse sur la facture

Agrave deacutefaut le client peut refuser de payer la diffeacuterence

Une simple lettre de reacuteclamation adresseacutee au professionnel en recommandeacute avec accuseacute de

reacuteception devrait suffire En cas deacutechec le client doit saisir la direction de la concurrence de

la consommation et de la reacutepression des fraudes du deacutepartement du professionnel

Chapitre 11

Bon de commande

Commande

Dans le commerce une commande est une intention soit

- verbale

- eacutecrite

dengager une transaction commerciale pour des produits ou services particuliers

Du point de vue de lacheteur elle exprime lintention dacheter et est appeleacutee une commande

dachat

Du point de vue du vendeur elle exprime lintention de vendre et elle se reacutefegravere agrave une

commande de vente

Dans beaucoup dentreprises les commandes sont utiliseacutees pour rassembler et rendre compte

des coucircts et des revenus selon des objectifs bien deacutefinis

Ensuite il est possible de montrer pour quels objectifs les deacutepenses ont eacuteteacute engageacutees

Eacutetapes dans les commandes commerciales

Commerce Action de lacheteur Action du vendeur

Acheteur qui deacutesire le

produit et vendeur qui

vend le produit

Recherche des vendeurs du produit Marketing et publiciteacute

Veacuterification du pricing

du produit disponibiliteacute

speacutecifications coucircts de

livraison

Demande de devis ou demande doffre Devis ou offre creacuteeacutes

Accord de transaction

entre acheteur et vendeur Enregistrement de la commande dachat

Enregistrement de la commande

de vente

Le produit est expeacutedieacute du

vendeur agrave lacheteur

Fiche demballage facture pro

forma pour certaines

expeacuteditions internationales

Lacheteur reccediloit le

produit du vendeur

La fiche demballage et le produit sont

compareacutes avec la commande dachat on

veacuterifie le bon conditionnement du

produit

Le vendeur envoie la

facture (comptabiliteacute) agrave

lacheteur

On fait correspondre la fiche demballage

avec la commande dachat et la facture

on enregistre lachat dans les comptes

financiers dans la comptabiliteacute

fournisseurs

On enregistre la vente dans les

comptes financiers dans la

comptabiliteacute clients

Lacheteur paie le

vendeur

Paiement en espegraveces par chegraveque ou

paiement eacutelectronique enregistrement

du paiement sur la commande dachat

Reacuteception des espegraveces du

chegraveque ou du paiement

eacutelectronique enregistrement du

paiement sur la commande de

vente

Page 7: Maintenance des parcs roulants Partie 2/3

- Chapitre moteur

Chapitre 7

Moteurs

agrave combustion interne

Moteurs agrave allumage commandeacute (essence)

Introduction

Cest une deacuteflagration (explosion) qui se produit au sein de ces moteurs

Les moteurs agrave allumage commandeacute

neacutecessitent une eacutetincelle pour le

deacuteclenchement de la combustion du meacutelange

carburantair

Tous les moteurs utilisant comme carburant

de lessence ou de lalcool voire un gaz

(GPL) ou autre dont le deacuteclenchement de la

combustion est deacutependant dune source

deacutenergie externe (bougie trembleur)sont

appelles

Moteur Renault Energy 14 de la Symbol

laquo moteur agrave allumage commandeacute raquo

Le moteur agrave allumage commandeacute est eacutequipeacute dun systegraveme complet dallumage composeacute de

Bougies Bobine Rupteur Faisceau

Une bougie qui fait des eacutetincelles

Une bobine qui sert agrave geacuteneacuterer une haute tension neacutecessaire agrave la creacuteation de leacutetincelle

Un systegraveme de commande de lallumage (rupteur ou systegraveme eacutelectronique)

Un faisceau eacutelectrique

21 Constitution

Ces moteurs transforment leacutenergie potentielle chimique stockeacutee dans un

carburant en travail (eacutenergie meacutecanique) gracircce agrave des combustions tregraves

rapides dougrave le terme dexplosions

Ils sont constitueacutes dun ou plusieurs cylindres

confinant les combustions

Dans chaque cylindre un piston coulisse en un mouvement

rectiligne alternatif

Mouvement transformeacute en rotation par lintermeacutediaire dune bielle

reliant le piston au vilebrequin (assemblage de manivelles sur un axe)

Chaque cylindre est fermeacute par une culasse munie dau moins deux soupapes

- La premiegravere permet lalimentation en meacutelange airessence du cylindre par le Collecteur

dadmission

- Lautre leacutevacuation des gaz bruleacutes vers leacutechappement

Soupapes drsquoeacutechappement Soupapes dans leurs logement

22 Fonctionnement

Figure II1 Cycle quatre temps agrave allumage commandeacute

Son cycle (de fonctionnement) se deacutecompose analytiquement en quatre temps (ou phases)

Le mouvement du piston est initieacute par la combustion (augmentation rapide du volume des gaz) dun

meacutelange de carburant et dair (comburant) qui a lieu durant le temps moteur

Le moteur fonctionne degraves lors seul et produit un couple sur son arbre de sortie

1 admission dun meacutelange air et de carburant vaporiseacute preacutesent dans le conduit dadmission

meacutelange preacutepareacute par divers composants (carburateur ou systegraveme dinjection) ouverture de la

soupape dadmission et descente du piston ce dernier aspire ainsi ce meacutelange dans le cylindre

agrave une pression de -01 agrave -03 bar

2 compression du meacutelange fermeture de la soupape dadmission puis remonteacutee du piston qui

comprime le meacutelange jusquagrave 12 agrave 18 bars et 400 agrave 500 degC dans la chambre de combustion

3 combustion (deacutetente aux environs du point mort haut) moment ougrave le piston atteint son point

culminant et ou la compression est au maximum la bougie dallumage (connecteacutee agrave un

geacuteneacuterateur deacutelectriciteacute haute tension) produit une eacutetincelle la combustion rapide qui sensuit

constitue le temps moteur les gaz chauds agrave une pression moyenne de 40 bars repoussent le

piston initiant le mouvement

4 eacutechappement ouverture de la soupape deacutechappement et remonteacutee du piston qui chasse les

gaz brucircleacutes deacutetendus dans le collecteur deacutechappement laissant la place agrave une nouvelle charge

de meacutelange Un nouveau cycle recommence

23 Allumage eacutelectronique

Un allumage eacutelectronique est une eacutevolution de lallumage classique par batteriebobine des moteurs agrave

explosion

Il a consisteacute agrave remplacer aussi le meacutecanisme davance agrave lallumage par un systegraveme eacutelectronique (en

reacutealiteacute dans ce cas le systegraveme est reacutegleacute sur

pleine avance) et un retardateur eacutelectronique

introduit le retard neacutecessaire agrave la situation du

moteur

Introduit dans les anneacutees 1970 lallumage

eacutelectronique sest geacuteneacuteraliseacute sur de nombreuses

cateacutegories de moteurs (automobiles motos etc)

agrave partir des anneacutees 1980

Allumage eacutelectronique

24 Avantages et inconveacutenients du moteur agrave allumage commandeacute

bull Plus leacuteger

bull Plus vif

bull Plus silencieux

bull Cout moindre

25 Les pannes

Les pannes dallumage sont une des grandes causes dimmobilisation involontaire des veacutehicules agrave

moteur

bull Usure des rupteurs

bull Deacutereacuteglage du point davance

bull Usure ou grippage du systegraveme davance

26 Combustion

La combustion du meacutelange est une transformation chimique (oxydation vive) du carburant et de

loxygegravene

On utilise geacuteneacuteralement loctane comme moleacutecule permettant de deacutecrire une combustion de ce type

Eacutequation de la combustion de loctane

2 C8H18 + 25 O2 16 CO2 + 18 H2O + Q

2 Moteur Diesel

Principe

Fruit des travaux meneacutes par lingeacutenieur allemand Rudolf Diesel entre 1893 et 1897 le moteur Diesel

est un moteur agrave combustion interne dont lallumage nest pas commandeacute mais spontaneacute par

pheacutenomegravene dauto-inflammation

Il na donc pas besoin de bougies dallumage

Cela est possible gracircce agrave un tregraves fort taux de compression (rapport volumeacutetrique) denviron 141 agrave

251 permettant dobtenir une tempeacuterature de 700 agrave 900 degC

Des bougies de preacutechauffage sont souvent utiliseacutees pour permettre le deacutemarrage du moteur agrave froid en

augmentant la tempeacuterature de la chambre de combustion mais leur preacutesence nest pas systeacutematique

Ce type de moteur agrave taux de compression eacuteleveacute a connu une expansion rapide en automobile agrave partir

de la fin des anneacutees 1980 lorsque la suralimentation par turbocompresseur en a notablement ameacutelioreacute

les performances

Comme le moteur thermique agrave allumage commandeacute le moteur Diesel est constitueacute de pistons

coulissants dans des cylindres fermeacutes par une culasse reliant les cylindres aux collecteurs dadmission

et deacutechappement culasse eacutequipeacutee de soupapes commandeacutees par un ou plusieurs arbres agrave cames

Moteur VW TDI

Le fonctionnement repose sur lauto-inflammation du gazole dans de lair comprimeacute agrave plus de 120

du volume du cylindre a environ

- 35 bar de pression

- 600 degC de tempeacuterature

En brucirclant le meacutelange augmente fortement dans le cylindre

- la pression entre 60 agrave 100 bars

- la tempeacuterature a 1500 degC

Le cycle Diesel agrave quatre temps comporte

- Admission Contrairement au moteur agrave essence crsquoest de lrsquoair pur et non un meacutelange carbureacute qui est

introduit dans le cylindre lors de cette phase

- Compression Lrsquoair fortement comprimeacute est porteacute agrave une pression de 30 agrave 40 bars pour une

tempeacuterature de 500 agrave 600 degC environ

Admission Compression Combustion Echappement

Figure I1 les quatre temps drsquoun moteur Diesel

- combustion A la fin de la compression le gas-oil est alors injecteacute sous forme de fines gouttelettes

soit directement dans la chambre de combustion (injection directe) soit dans une preacute-chambre

turbulente destineacutee agrave favoriser sa combustion au contact de lrsquoair chaud (injection indirecte) La

pression drsquoinjection varie de 80 agrave 250 bars suivant le type de moteur Au contact de lrsquoair agrave tempeacuterature

eacuteleveacutee le combustible srsquoenflamme de lui-mecircme sa tempeacuterature drsquoinflammation eacutetant voisine de 300

degC Il srsquoenflamme spontaneacutement agrave mesure qursquoil est introduit Cependant un certain temps mesurable

srsquoeacutecoule entre le deacutebut drsquoinjection et le deacutebut de la combustion Crsquoest le deacutelai drsquoallumage Les gaz

augmentent tregraves rapidement de volume et chassent le piston vers le bas Crsquoest la deacutetente ou temps

moteur La pression des gaz est de lrsquoordre de 50 agrave 120 bars et la tempeacuterature de 1800 agrave 2000 degC

- Echappement Les gaz brucircleacutes sont chasseacutes par le piston qui remonte gracircce agrave la soupape

drsquoeacutechappement qui srsquoouvre

Les seules bougies preacutesentes sur un moteur diesel sont les bougies de preacutechauffage qui comme leur

nom lindique preacutechauffent les chambres de combustion (ou les preacutechambres suivant le type de diesel)

afin dobtenir lorsque le moteur est froid une tempeacuterature suffisante pour lauto-inflammation du

carburant

332 Vitesse et puissance

Les vitesses de rotation des moteurs diesel sont tregraves diffeacuterentes dun moteur agrave un autre

En effet plus le moteur est gros plus la course du piston est grande et plus le moteur est lent

Trois classes de moteurs sont ainsi deacutefinies

bull moteur lent moins de 200 trmin

bull moteur semi-rapide entre 400 et 1 000 trmin

bull moteur rapide 1 000 trmin et plus

Scheacutematiquement plus le piston est gros plus sa course

est importante

Pour exemplethinsp moteur DW10 ATED de PSA cylindreacutee

1 997 cmsup3 aleacutesage 85 mm course 88 mm reacutegime de

puissance maximale 4 000 trmin

Pour ce moteur la vitesse lineacuteaire du piston dans le

cylindre agrave 4 000 trmin est de 88 x 2 (deux courses par

tour moteur) = 176 mm ou en megravetres 0176 times 4 000

soit 704 mmin ou 70460thinspms = 117 ms

Moteur Diesel PSA

Certains moteurs Diesel lents de type agrave 2 temps atteignent 100 000 ch (voir le porte- conteneurs

Emma Maeligrsk) comme le Waumlrtsilauml RT-flex96C 14 cylindres moteur agrave 2 temps lent

(92102 toursmin)

Les cylindres ont un aleacutesage de 96 cm et le piston une course de

25 m2

Ce moteur a une hauteur denviron 13 megravetres et une longueur de 26

megravetres pour un poids de 2 300 tonnes

333 Combustion

Reacuteaction chimique dans laquelle la combustion du carburant (oxydation vive de lhexadeacutecane) par le

dioxygegravene preacutesent dans lair deacutegage de la chaleur plus des reacutesidus de combustion dioxyde de carbone

et eau

Eacutequation parfaite de la combustion du gazole

hexadeacutecane + dioxygegravene = dioxyde de carbone + eauthinsp

2 C16H34 + 49 O2 rarr 32 CO2 + 34 H2O + Q

En pratique on considegravere quil faut preacutevoir 30 g dair pour brucircler 1 g de combustible

334 Usage

On utilise le moteur Diesel lorsque lon a un besoin dun couple

important ou dun bon rendement

- locomotives

- bateaux

- camions

- Bus et car Diesel-alternateur sur un peacutetrolier

- tracteurs agricoles

- groupes eacutelectrogegravenes

- engins de travaux publics

- automobiles

335 Circuit drsquoalimentation

Le circuit drsquoalimentation (figure I16) du moteur en carburant (gas-oil) dans un moteur diesel

comprend les eacuteleacutements suivants

- Le reacuteservoir qui est souvent muni drsquoun tamis qui arrecircte les plus grosses impureteacutes du combustible

Le bouchon comporte un trou de mise agrave lrsquoair libre

- La pompe drsquoalimentation aspire le combustible dans le reacuteservoir agrave travers une creacutepine Elle est

proteacutegeacutee par un preacute-filtre

- Le filtre complegravete le nettoyage du combustible qui est refouleacute par la pompe drsquoalimentation La

pression fournie par cette pompe est limiteacutee par le clapet de deacutecharge placeacute dans le filtre

- La pompe drsquoinjection distribue sous une forte pression au moment voulu le combustible vers les

cylindres Dans certains cas un clapet de balayage tareacute plus faible que celui du filtre permet une

circulation du combustible qui assure le refroidissement de la pompe

Figure I16 Circuit drsquoalimentation avec pompe en ligne

- Lrsquoinjecteur pulveacuterise tregraves finement le combustible dans la chambre de combustion

- Les canalisations de retour relient la pompe le filtre et les injecteurs au reacuteservoir Elles assurent

lrsquoeacutevacuation de lrsquoexcegraves de deacutebit ou la reacutecupeacuteration des fuites

Une pompe dalimentation solidaire de la pompe dinjection aspire le combustible du reacuteservoir au

travers drsquoun preacute-filtre deacutecanteur et le refoule vers le filtre principal

Le combustible filtreacute est envoyeacute sous pression dans la chambre daspiration de la pompe dinjection

dougrave les eacuteleacutements pistons-cylindre le refoulent sous haute

pression vers les injecteurs

Des soupapes de balayage (ou de deacutegazage) placeacutees sur le filtre et

la chambre daspiration de la pompe agrave injection facilitent

leacutevacuation des bulles dair ou de vapeur et assurent par ailleurs

le refroidissement de la pompe par le deacutebit de combustible ainsi

produit

Pompe agrave injection diesel rotative

Les fuites de combustible sont reacutecupeacutereacutees au niveau des injecteurs et renvoyeacutees au reacuteservoir en mecircme

temps que les divers deacutebits de deacutegazage

335 Deacutelai drsquoallumage

Le temps mis par les premiegraveres gouttelettes injecteacutees pour atteindre la tempeacuterature drsquoinflammation est

deacutefini sous le nom de deacutelai drsquoallumage

Ce deacutelai doit ecirctre aussi court que possible pour que le fonctionnement du moteur soit doux Il sera

drsquoautant plus faible que

- La tempeacuterature de lrsquoair est plus eacuteleveacutee

- La tempeacuterature drsquoinflammation du combustible est

plus basse

- Le combustible est plus finement pulveacuteriseacute

- La tempeacuterature du combustible est plus eacuteleveacutee

- Lrsquoindice de ceacutetane du combustible est eacuteleveacute

336 Moteur agrave injection directe

Moteur agrave combustion interne alimenteacute en air pur le carburant eacutetant injecteacute

sous forte pression directement dans la chambre de combustion (figure

I17)

La pression drsquoair est de 175 agrave 200 bars Ce moteur a besoin drsquoun excegraves drsquoair

important pour favoriser le brassage du meacutelange

Les pressions sont importantes en fin de compression (Reacutef [2])

Injection directe

Avantages

- Le rendement thermique est supeacuterieur drsquoenviron 10 agrave un moteur agrave chambre de preacutecombustion

- Les deacutemarrages sont plus faciles

- La construction est plus simple que pour les autres types de moteurs

Inconveacutenients

Le moteur est assez bruyant et les organes sont soumis agrave de fortes charges

Lrsquoencrassement des injecteurs est plus rapide

336 Avantages du moteur Diesel

Les raisons du succegraves du moteur Diesel dans lautomobile au-delagrave davantages fiscaux qui relegravevent de

choix politiques et non techniques tiennent essentiellement agrave son rendement supeacuterieur agrave celui du

moteur agrave essence

Ce rendement peut ecirctre encore ameacutelioreacute par lutilisation dun

turbocompresseur

Les plus reacutecents modegraveles sont laquo agrave geacuteomeacutetrie variable raquo (TGV)

technologie qui leur permet decirctre plus performants agrave bas reacutegime)

Turbocompresseur

Ainsi que lrsquoutilisation du Common rail (injection directe agrave haute

p r e s s i o n ) i n v e n t eacute p a r F i a t e t M a g n e t i - M a r e l l i

Systegraveme drsquoinjection a rampe commune

Avec les nouveaux injecteurs-pompe rampe commune et pieacutezo-eacutelectrique la pression atteint

jusquagrave

2thinsp500 bars

Contre

- 1thinsp400 pour la premiegravere rampe commune

- moins de 1thinsp000 pour un moteur agrave injection indirecte)

Ce qui assure une pulveacuterisation du gazole

- turbulente

- continue

- constante et

- bien reacutepartie

parametres essentielles pour une bonne combustion

Cette technologie porte le nom de

bull JTD Fiat Alfa Romeo Lancia - inventeur du systegraveme common rail 1re geacuteneacuteration

bull Mjt Fiat Alfa Romeo Lancia Iveco - inventeur et distributeur du systegraveme common rail 2e et

3e geacuteneacuteration

bull HDi Peugeot Citroeumln

bull dCi (Direct Common rail Injection) Renault Nissan Dacia

bull CDI (Common rail Direct Injection) Mercedes-Benz Smart

bull CRD Jeep

bull Td(x) TDV(x) Land Rover (ex Td4 ou TDV8)

bull d BMW (ex 530d)

bull TDI (Turbo Direct Injection) Audi Seat Skoda Volkswagen

bull D-4D ou D-CAT Toyota (CAT signifie Clean Advanced Technologie)

bull d Lexus (exIS 220 d)

bull CDTI (Common rail Turbo Direct Injection) Opel (les DTI sont des moteurs agrave injection

directe sans rampe commune)

bull VDi deacutenomination anciennement utiliseacutee par Nissan aujourdhui remplaceacutee par dCi

bull DI-D Mitsubishi

bull D Volvo (ex 24D ou D5) Jaguar (ex 27D)

bull TDCi Ford (les moteurs TDdi sont agrave injection directe mais ne comportent pas de rampe

commune)

bull MZR-CD Mazda

bull i-CTDi Honda

bull CRDi Hyundai

bull CRDI Kia

bull TCDi VCDi Chevrolet

bull TID Saab

34 Architectures moteurs

341 Introduction

Les deacutefauts du moteur agrave combustion interne classique sont

- meacutediocre rendement

- vibrations

- difficulteacute de reacuteduire son niveau de pollution

De nombreuses architectures alternatives sont neacutees au cours de lhistoire beaucoup sont resteacutees agrave leacutetat

de dessins ou de maquettes certaines ont donneacutees des prototypes fonctionnels et quelques rares

architectures ont eu droit agrave la production industrielle

342 Caracteacuterisation

La cylindreacutee dun moteur est le volume total (tous cylindres) deacuteplaceacute durant un cycle

Elle est calculeacutee agrave partir

- du diamegravetre dun cylindre (laleacutesage)

- de la distance parcourue par un piston (la course) et

- du nombre de cylindres

La puissance deacuteveloppeacutee souvent exprimeacutee par une courbe de puissance moteur doit ecirctre mesureacutee

selon certaines normes deacutefinissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de

tempeacuterature et de pression

Courbes caracteristiques du moteur CMT F4L912

Elle est toujours supeacuterieure agrave la puissance reacuteellement disponible aux roues pour un veacutehicule du fait des

pertes dans la transmission

Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le kiloWatt (kW) mais souvent accoleacute au cheval-vapeur (CV)

1 cheval-vapeur = 736 Watt

Le couple maximal est exerceacute sur laxe

Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le Newton-megravetre (Ntimesm) bien que le kgtimesm reste courant

La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation

Pour obtenir des Watt il faut multiplier le couple en Ntimesm par la vitesse de rotation en radians par

seconde

La vitesse maximale de rotation geacuteneacuteralement exprimeacutee en tours par minute

- La puissance speacutecifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindreacutee (volume de gaz

contenus apregraves le cycle dadmission)

Elle est souvent exprimeacutee en la rapportant au litre de cylindreacutee

- Le taux de compression dun moteur exprime le rapport entre le volume laisseacute dans lun de ses

cylindres au point mort bas et au point mort haut

Plus il est eacuteleveacute plus le meacutelange est comprimeacute donc plus lexplosion sera forte donc difficile agrave geacuterer

(choc meacutecanique tempeacuteraturehellip) mais plus le rendement du moteur sera eacuteleveacute

343 Eleacutements constitutifs drsquoun moteur

3431 Eleacutements fixes

34311 Bloc-moteur

Le bloc-moteur appeleacute eacutegalement carter-cylindres est la

piegravece maicirctresse du moteur (figure I2)

Ses fonctions principales sont les suivantes

- contenir les cylindres

- supporter le vilebrequin la culasse les

accessoires

- servir de support agrave lrsquohuile de lubrification

Scheacutema drsquoun bloc moteur

- servir de support agrave lrsquoeau de refroidissement (si un tel systegraveme de

refroidissement est utiliseacute)

Bloc a 04 cylindres

34312 Chemises

Pour le moteur F4L912 refroidi agrave air les chemises sont munies drsquoailettes (figure I3)

a) b) c)

Figure3 Chemises pour moteurs a) humides b) segraveches c) agrave ailettes du moteur F4L912

34313 Culasse

La culasse obture la partie supeacuterieure du cylindre

Cest une piegravece assez massive obtenue par moulage de fonte dacier ou

drsquoaluminium

Sa forme est tregraves variable suivant le type de moteur

La circulation de leau de refroidissement se fait dans des eacutevidements

ameacutenageacutes dans leacutepaisseur des parois Culasse drsquoun moteur

refroidi agrave eau

Les culasses portent

- les injecteurs

- les soupapes

- les culbuteurs

- les conduits dentreacutee dair et de sortie des gaz brucircleacutes Culasse Renault Kangoo

Pour le moteur refroidi agrave air (F4L912) leur culasse porte des ailettes comme montre la figure

Figure I5 Culasse du moteur F4L912 Figure I6 Vilebrequin pour un moteur a 4 cylindres

I322 Eleacutements mobiles

I3221Vilebrequin

Le vilebrequin (figure I6) est un arbre manivelle il reccediloit les efforts des bielles

Les parties cylindriques par lesquelles il repose dans des

paliers-supports du bacircti sont les laquo tourillonsraquo

Les parties cylindriques qui reccediloivent les coussinets de tecirctes

de bielles sont les

laquo manetons raquo (Reacutef [2])

Manetons et tourillons sont relieacutes entre eux par des flasques

appeleacutes laquo bras de manivelle raquo Fig 6 bis Vilebrequin a 5 paliers avec ses bielles et pistons

Des canaux sont foreacutes dans la masse du vilebrequin pour amener lhuile de graissage

jusquaux coussinets de tecirctes de bielle (figure 7)

Figure 7 Graissage des paliers drsquoun vilebrequin

I2322 Bielles

Les bielles transmettent au vilebrequin les efforts quelles

reccediloivent des pistons pendant les temps moteurs et

entrainent les pistons pendant les temps reacutesistants

Elles sont en acier allieacute

Leurs formes sont conccedilues de maniegravere agrave concilier au mieux la

leacutegegravereteacute et la reacutesistance aux efforts de

- compression

- extension Fig7a Ensemble bielles-pistons

- flexion

Les trois principales parties dune bielle sont

- le pied qui srsquoarticule sur laxe de piston

- le corps

- la tecircte qui sarticule sur un maneton du

vilebrequin

Figure I8 Bielle utiliseacutee dans le moteur F4L912

Le pied est un eacutepanouissement aleacuteseacute du corps dans lequel une

bague en bronze phosphoreux ou un roulement agrave aiguilles est

emmancheacute avec serrage

Le corps est alleacutegeacute par des eacutevidements sa section est souvent en

I parfois tubulaire

La tecircte est en deux parties assembleacutees par boulons pour en

permettre le montage sur le vilebrequin

La partie rapporteacutee est le laquo chapeau raquo

Deux demi-coussinets en bronze ou en acier sencastrent dans

la tecircte ils sont garnis dune couche de meacutetal antifriction

Le garnissage est parfois en laquo meacutetal roseraquo (alliage agrave base de

plomb et de cuivre qui fond agrave 1 000degC) pour les moteurs soumis

agrave de tregraves gros efforts

Quelquefois les coussinets sont deacutepourvus de garnissage ils

sont alors en bronze speacutecial

Fig8a Description de lrsquoensemble bielles-pistons

Dans les moteurs modernes les coussinets sont des laquo coquillesraquo tregraves minces en acier

eacutegalement garnies drsquoalliage antifriction

I3223Piston

Le piston (figure I9) peut ecirctre deacutecomposeacute en quatre parties

principales

- La tecircte ou fond qui reccediloit les efforts dus aux gaz

- le porte-segments qui par lrsquointermeacutediaire des segments assure

lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz et agrave lrsquohuile et dissipe une partie des calories

reccedilues vers le fluide de refroidissement Fig 8b Vue drsquoun piston

- le logement de lrsquoaxe de piston ou trou drsquoaxe

- la jupe ou partie frottant dont le rocircle est de guider le porte-segments et de dissiper une partie des

calories

- Fonctions du piston

Le piston doit transmettre au vilebrequin par lrsquointermeacutediaire de la

bielle les efforts dus aux gaz

- jusqursquoagrave 75 MPa pour les moteurs agrave essence non

suralimenteacutes

- jusqursquoagrave 14 agrave 18 MPa pour les moteurs diesels

Figure I9 Piston

Ils doivent ecirctre suffisamment isolants pour ne pas fournir trop de

calories au fluide de refroidissement

Tout en eacutevitant la formation de points chauds et de grippage

Il faut que le piston soit aussi leacuteger que possible et le moins

encombrant possible (distance entre le trou drsquoaxe et la tecircte la plus

reacuteduite pour avoir un moteur compact)

La dilatation du piston doit ecirctre telle que le jeu pistonchemise varie

peu car trop de jeu agrave froid provoque des claquements et pas assez de

jeu agrave froid un grippage

Le piston doit avoir une bonne reacutesistance meacutecanique en fatigue

Fig 9a Piston pour moteur Diesel

Formes de la tecircte du piston

La forme des chambres de combustion est deacutetermineacutee par

lempreinte reacutealiseacutee dans la culasse si bien que la tecircte du

piston est habituellement plate

Parfois il savegravere au contraire que le piston soit creuseacute et

forme totalement ou partie la chambre de combustion

Neacuteanmoins la tecircte du piston est creuseacutee notamment sur les

automobiles de course pour une toute autre raison

Il sagit en effet de reacutealiser une forme particuliegravere permettant

de reacutepartir et de diriger au mieux le meacutelange airessence

injecteacute dans la chambre

Fig 9c Illustration des diffeacuterentes formes de tecirctes de piston et de la

position de linjecteur selon la technique dinjection

On distingue geacuteneacuteralement 02 grandes techniques dinjection

Dans le cas dune injection dite laquo tumble raquo le jet de fluide produit par

linjecteur est deacutevieacute (par la forme de la tecircte du piston) vers la bougie

dallumage permettant de produire une explosion plus laquo performantes

raquo et stratifieacutee

Dans le cas dune injection dite laquo swirl raquo le carburant agit comme un

tourbillon permettant ainsi dhomogeacuteneacuteiser le meacutelange dans toute la

chambre

Il est eacutegalement possible de combiner les deux types dinjection

Fig9b Illustration des mouvements

tourbillonnaire swirl et tumble

I3224Segmentation

Ce sont des piegraveces composeacutees dun cercle incomplet en acier eacutelastique preacutevues pour semboicircter dans

les gorges du piston

Le diamegravetre exteacuterieur au repos est leacutegegraverement

supeacuterieur agrave celui du cylindre

En partant de la tecircte du piston on a (figue I10)

- le segment ndeg3 segment coup de feu

(ou segment de feu)

- le segment ndeg2 segment drsquoeacutetancheacuteiteacute

- le segment ndeg1 segment racleur ou refouleur

Fig9b Vue drsquoun ensemble piston-segments

Les deux derniers segments sont eacutegalement appeleacutes segments de compression

Les rocircles de la segmentation sont les suivants

- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz

ce rocircle est surtout assureacute par le segment coup de feu

Il est essentiel pour diminuer le Blow-by (gaz de combustion

passant dans le carter-cylindres) et la tempeacuterature des

segments inteacuterieurs

Figure I10 Segments de piston

- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute agrave lrsquohuile de lubrification

crsquoest surtout le rocircle du segment racleur mais le segment

drsquoeacutetancheacuteiteacute a aussi une grande importance

- Eacutevacuer la chaleur du piston vers le cylindre

Elles sont fabriqueacutees agrave partir dun ressort dacier eacutelastique

coupeacute ensuite en rondelles constituant les segments Fig10a Collier pou segments a piston

Elles sont geacuteneacuteralement asymeacutetriques il faut faire attention au sens de montage lors de

lassemblage du moteur (fig10b)

Lespace entre les deux extreacutemiteacutes du segment lorsquil est

de serrage introduit dans le cylindre sappelle le jeu agrave la coupe

Sa mesure permet deacutevaluer lusure du segment

Fig10b Tierccedilages des segments

I3225Axe de piston

Les axes de pistons en acier au nickel ceacutementeacute sont tubulaires leur

surface cylindrique exteacuterieure est rectifieacutee

Trois types de montage sont couramment utiliseacutes

- laxe est maintenu solidaire de la bielle par une vis pointeau il est

libre dons le piston

- laxe est maintenu solidaire du piston par une vis pointeau placeacutee dans

lun des bossages il est libre dans laleacutesage de la bielle Fig10c Axe piston

- laxe est monteacute laquoflottantraquo dans le piston et la bielle son deacuteplacement lateacuteral est limiteacute par

des freins extensibles en anneau (figure I11) logeacutes dans des rainures circulaires

Lajustement de laxe est agrave

- frottement doux dans la bielle

- frottement dur dans le piston

Pour le montage le piston est porteacute agrave la tempeacuterature de 100degc dans un bain dhuile afin de

faciliter la mise en place de laxe

Figure I11 Axe de piston monteacute flottant

52 La distribution

Mais cest quoi dont la distribution

Ce sont les diffeacuterents systegravemes permettant la reacutegulation des eacutechanges gazeux cest agrave dire les eacutetapes

dadmission et deacutechappement

Dans un moteur 2 temps cette fonction est assureacutee par le piston

Sur un moteur quatre temps la distribution se fait au niveau de la culasse par les soupapes et tous les

systegravemes qui permettent leurs ouvertures et fermetures

Chaque cylindre dun moteur possegravede au moins deux soupapes une dadmission et une

deacutechappement

Sur certains moteurs il Y a trois ou quatre soupapes par culasse elles sont commandeacutees simultaneacutement

deux agrave deux

(a) 02 soupapes (b) 03 soupapes (c) 04 soupapes

Fig11a Culasses a 02 03 et 04 soupapes par cylindre

Les soupapes sont normalement appuyeacutees sur leurs siegraveges par des

ressorts en heacutelice

Leur ouverture agrave un instant preacutecis de chaque cycle sobtient gracircce agrave

la pousseacutee exerceacutee par une came (figure12)

La came tourne entraicircneacutee par le vilebrequin sa pousseacutee est

communiqueacutee agrave la soupape par lintermeacutediaire dun poussoir dune

tige et dun culbuteur

Fig12 Distribution

331 Soupapes

Une soupape est un organe meacutecanique de la distribution des moteurs thermiques agrave quatre

temps permettant ladmission des gaz frais et leacutevacuation des gaz brucircleacutes

Les soupapes sont actionneacutees par un arbre agrave cames et maintenues par un ou plusieurs ressorts

de rappel

Les soupapes sont constitueacutees de quatre parties

a) Tecircte de la soupape

Lorsque la soupape est en position fermeacutee elle vient sappuyer sur le siegravege de

soupape dessineacute dans la culasse pour assurer leacutetancheacuteiteacute de la chambre

La partie de la soupape en contact avec le siegravege de forme tronconique est

deacutenommeacutee laquo porteacutee raquo langle varie entre 30deg et 45deg

b) Collet

Elle relie la tecircte agrave la tige est formeacute par un congeacute de grand rayon de faccedilon agrave

faciliter la dissipation de la chaleur provenant de la chambre et eacuteviter leffet

dentaille ducirc au changement de section

c) Tige

Crsquoest une piegravece cylindrique dont le diamegravetre est de lordre du quart de celui de la tecircte assure

le guidage vertical de la soupape

La tige coulisse ainsi dans le guide de soupape ouverture cylindrique pratiqueacutee dans la

culasse

d) Queue

Partie terminale de la soupape supporte laction du poussoir actionneacute par larbre agrave cames

Elle comporte une ou plusieurs gorges le plus souvent de section semi-circulaire pour loger

les clavettes qui transmettent agrave la soupape la tension du ressort de rappel6

Les soupapes sont en acier allieacute tregraves reacutesistant

Les principaux meacutetaux dalliage sont le chrome le

silicium le tungstegravene le nickel

Figure I13 Soupape avec tecircte bombeacutee

332 Culbuteurs et poussoirs

Les culbuteurs (figure I14) sont des leviers oscillants articuleacutes sur un axe solidaire de la

culasse

Leur rocircle est de transmettre de haut en bas aux queues de soupape les pousseacutees quils

reccediloivent de bas en haut agrave intervalles reacuteguliers des poussoirs et tiges de culbuteurs

Figure I14 Culbuteurs Renault 21 TD

Les poussoirs sont des cylindres en acier tregraves reacutesistant qui prennent contact avec les cames

soit

- par lintermeacutediaire dun galet

- par intermeacutediaire dun plateau

Suivant le cas le profil de la came est diffeacuterent

Fig14a Poussoirs et arbre agrave cames en tegravete pour leur entrainement (VW Toureg)

521 Le diagramme de distribution

Le point le plus haut quil peut atteindre quon appelle point mort haut (PMH) et inversement le point

le plus bas quon appelle point mort bas (PMB)

Enfin on appelle la course la longueur du parcours entre le PMH et le PMB

Laleacutesage est le diamegravetre du cylindre

Ces donneacutees et le volume de la chambre de combustion permettent de calculer le taux de compression

ou rapport volumeacutetrique

Figure V1 Point Mort Haut et Point Mort Bas dans un moteur

522 Les systegravemes de controcircle des soupapes

Au vue de la complexiteacute dun diagramme de distribution il faut que les soupapes dadmission et

deacutechappement soient parfaitement synchroniseacutees pour que le cycle sexeacutecute dans de bonnes

conditions

Moteurs culbuteacutes

Dans un moteur agrave combustion interne les culbuteurs servent agrave

transmettre la pousseacutee des tiges de culbuteurs vers les soupapes (les

soupapes se trouvant au-dessus des cylindres les tiges de culbuteurs

le long des cylindres et actionneacutees par un arbre agrave cames lateacuteral ou

central situeacute vers le bas des cylindres proche du vilebrequin)

Ces moteurs sont dits culbuteacutes

Ils ont eacuteteacute tregraves utiliseacutes en automobile de tourisme jusquaux anneacutees

1970-80

Fig 2 Ensemble de distribution culbuteacute

Tout dabord quest ce quune came

La came est lobjet qui permet la commande dune ou de plusieurs soupape Son profil est calculeacutee tregraves

preacuteciseacutement afin de

-fixer la hauteur de la leveacutee de soupape

-amortir le choc entre la came et le poussoir ducirc au jeu initial

-reposer doucement la soupape dans son siegravege lors de la fermeture par ressort

Figure V4 Ensemble soupape-came et arbre agrave cames

La came peut commander la soupape directement avec un poussoir comme repreacutesenteacute ci-agrave gauche

mais elle peut eacutegalement utiliser des basculeurs tels que le linget (ci contre en bas) ou le culbuteur (ci

contre en haut)

Ainsi larbre agrave came contient plusieurs cames permettant de commander les soupapes de tous les

cylindres afin de les synchroniser

Larbre agrave cames est geacuteneacuteralement entraicircneacute au moyen dengrenages

Son pignon denteacute est soit directement en prise avec un pignon caleacute agrave lextreacutemiteacute du vilebrequin soit

relieacute agrave ce dernier par un pignon intermeacutediaire

Les soupapes peuvent ecirctre commandeacutees par simple arbre agrave cames en tecircte

Cela signifie que larbre agrave cames est placeacute au dessus de la culasse et quil actionne les soupapes

dadmission et deacutechappement par lintermeacutediaire de culbuteur

Il existe aussi le systegraveme de double arbre agrave cames en tecircte ougrave dans ce cas il y a deux arbres agrave came

lun commande les soupapes dadmission et lautre les soupapes deacutechappement Ici les soupapes

peuvent ecirctre actionneacutees par tous les systegravemes possibles poussoir ou basculeurs

Moteurs agrave simple arbre agrave cames en tecircte

Si lon souhaite un reacutegime de rotation plus eacuteleveacute il est dusage de

placer le ou les arbres agrave cames juste au-dessus des soupapes

directement dans la ou les culasse(s) (arbre agrave cames en tecircte)

et donc il ny a plus besoin de tiges de culbuteurs (moins de piegraveces

en mouvement de jeux donc moins de risque daffolement de

soupapes)

Lorsque les soupapes sont toutes aligneacutees (soupapes dites droites) elles sont coiffeacutees dun poussoir

cylindrique et ouvertes par laction directe de la came sur le dessus

du poussoir

Si elles ne sont pas toutes aligneacutees (soupapes en V) et que lon

souhaite nutiliser quun seul arbre agrave cames en tecircte on dispose des

culbuteurs pour transmettre la pousseacutee des cames aux soupapes

Moteurs agrave double arbre agrave cames en tecircte

Bien que le montage agrave double arbre agrave cames en tecircte permette de

saffranchir des culbuteurs il arrive dutiliser de petits culbuteurs

dits alors linguets parfois appeleacutes basculeurs

Un culbuteur transmet agrave la soupape la pousseacutee de la came en

inversant le sens de la pousseacutee quil reccediloit Laxe de pivot dun

culbuteur est situeacute entre ses deux extreacutemiteacutes comme une balanccediloire

agrave bascule Figure V4 Entraicircnement des arbres de distribution dun systegraveme agrave 16 soupapes

La question qui vient apregraves cest ben comment il tourne larbre agrave cames

Ce sont les vilebrequins qui en tournant transmettent leur position au(x) arbre(s) agrave cames

Il faut bien comprendre que les vilebrequins sont deacutependant les uns des autres lun ne peut pas tourner

sans lautre car ils sont relieacutes entre eux

Ceci est souvent appeleacute larbre moteur

Cette commande se fait le plus souvent par chaicircne comme preacutesenteacute dans la figure des deux arbres agrave

cames en tecircte (sur la droite)

Cest ce quon appelle la chaine de distribution

On trouve eacutegalement la commande par courroie cranteacutee

Enfin on trouve la commande par pignon qui est tregraves reacutesistant mais cher agrave mettre en place

a) chaine b) pignon c) courroie cranteacutee

Figure V4 commande par chaine non 16032016

323 Nombre de soupapes par cylindre

Bien sur laugmentation nombre de soupapes vous vous en doutez favorise le rendement de

distribution Mais ceci nest pas la seule raison

Commenccedilons simplement par le nombre de soupapes le plus reacutepandu dans les anneacutees 80 cest agrave dire 2

soupapes par cylindre

Les culasses ont une chambre de combustion hemispheacuterique pour favoriser le flux des gaz un angle

entre la soupape dadmission et deacutechappement tregraves eleveacute (proche de 90deg) et enfin un taux de

compression eacuteleveacute

Cependant malgreacute tous ces efforts pour favoriser la distribution il est devenu difficile daccroitre les

performances du moteur

Pour cela il y avait une solution augmenter le diamegravetre des soupapes mais cela est devenu vite

impossible ducirc agrave lencombrement les soupapes auraient fini par se toucher

Par ailleurs lutilisation du double arbre agrave cames en tecircte devenait difficile

En effet imaginez la distance des arbres agrave cames pour commander des soupapes donc lencombrement

moteur eacutetait important et surtout lentrainement des 2 arbres agrave cames eacutetait difficile

Il a donc eacuteteacute utiliseacute des cascades de pignons mais cela rendait la distribution tregraves bruyante et les

contraintes dues agrave leacutechauffement eacutetaient difficiles agrave geacuterer

En revanche cette disposition agrave deux soupapes est meacutecaniquement simple et on peut facilement placer

dune part les vis de fixation de la culasse et dautre part la bougie

Figure 6 Culasse a 2 4 et 5 soupapes

Au milieu des anneacutees 80 Yamaha invente une culasse agrave 5 soupapes sur le FZ750 Genesis encore

utiliseacutee aujourdhui sur les sportives de la gamme

Ainsi ce moteur comptant

- 3 soupapes dadmission

- 2 soupapes deacutechappement

permet un meilleur remplissage de la chambre de combustion

La difficulteacute rencontreacutee est le logement des 5 soupapes

Les trois soupapes dadmission ont eacuteteacute placeacutees sur des plans diffeacuterents

mais de faccedilon agrave converger vers larbre agrave cames eacutevitant le montage de

culbuteurs

Cette architecture meacutecanique provoque une difficulteacute daccessibiliteacute meacutecanique

53 Refroidissement

Les combustions reacutepeacuteteacutees surchauffent les piegraveces en contact (piston cylindre soupape) et se diffusent

sur lensemble des piegraveces meacutecaniques du moteur

Il faut donc les refroidir sous peine de destruction

Pour un bon fonctionnement les moteurs agrave explosion ont besoin drsquoune tempeacuterature reacuteguliegravere et

adapteacutee

531 Refroidissement agrave air

En 1875 le franccedilais Alexis de Bischop utilise lair pour le refroidissement

Son moteur sans compression preacutealable de type mixte comportait un

cylindre entoureacute dailettes meacutetalliques augmentant ainsi la surface en

contact avec lair

Ce type de refroidissement est surtout utiliseacute pour les moteurs eacutequipant les

veacutelomoteurs et motocyclettes de faible cylindreacutee mais aussi sur des

automobiles comme certaines Porsche GS la 2CV ou la Coccinelle

Le refroidissement par air est aussi majoritaire pour les moteurs agrave pistons eacutequipant les avions

Moteur de la VW Coccinelle

Le refroidissement agrave air a longtemps eacuteteacute la reacutefeacuterence pour les moteurs de motocyclette (mecircme sil a

toujours existeacute des moteurs de motocyclette agrave refroidissement liquide) mais les problegravemes entraicircneacutes

par le haut rendement de ces moteurs (casses usure preacutematureacutee) ont conduit agrave la quasi geacuteneacuteralisation

du refroidissement liquide malgreacute les avantages speacutecifiques pour la motocyclette du refroidissement agrave

air (encombrement poids simpliciteacute prix)

Il peut ecirctre optimiseacute par lutilisation dun ventilateur dont la preacutesence ne reacutevegravele toutefois pas toujours

un refroidissement agrave air car il dissipe parfois la chaleur du radiateur dun systegraveme de refroidissement

liquide

532 Refroidissement liquide

Cest langlais Samuel Brown qui inventa le refroidissement du moteur par de leau afin dameacuteliorer les

performances du refroidissement

Dans son moteur leau entraicircneacutee par une pompe circule autour des

cylindres entoureacutes dune chemise leau est refroidie par contact direct

avec lair ambiant

Plus tard on ajouta agrave leau diffeacuterents adjuvants qui devint alors le

liquide de refroidissement

Radiateur moderne en aluminium

Le radiateur fut inventeacute en 1897 par lingeacutenieur allemand Wilhelm Maybach

Apregraves de nombreux tacirctonnements il mit au point le radiateur dit laquo nid dabeille raquo qui permet le

refroidissement tregraves efficace dun liquide

Il est composeacute dun faisceau de conduits courts et eacutetroits entre lesquels circule lair

Lair peut ecirctre acceacuteleacutereacute par un ventilateur placeacute devant ou derriegravere lui

Ce radiateur est situeacute dans un circuit fermeacute ou semi-fermeacute emplit dun liquide (agrave base deau) assurant le

refroidissement du moteur

Dans les moteurs les plus anciens la circulation deau est assureacutee par thermosiphon leau chauffeacutee par

le moteur monte vers le radiateur placeacute en hauteur Une fois refroidie elle redescend vers le moteur

Dans les moteurs modernes on utilise une pompe agrave eau

Un controcircle permanent de la tempeacuterature vise agrave maintenir leau et lhuile dans des conditions

permettant une lubrification optimale

Ideacutealement la tempeacuterature du liquide de refroidissement est denviron 75deg-95degCelsius deacutetermineacutee par

plusieurs facteurs tels que toleacuterances dusinage et reacutesistance au frottement des piegraveces meacutecaniques

lubrifiants utiliseacutes

La reacutegulation de cette tempeacuterature est geacuteneacuteralement obtenue par une vanne thermostatique calorstat

situeacutee dans le circuit de refroidissement associeacutee agrave un ou plusieurs ventilateurs asservi par une sonde

thermocontact agrave la tempeacuterature du liquide dans le radiateur

Dans les moteurs marins le radiateur est remplaceacute par un eacutechangeur de tempeacuterature Leau de mer

assurant le refroidissement du circuit deau douce du moteur

533 Refroidissement par huile

Tous les moteurs agrave combustion interne utilisent deacutejagrave un liquide pour la lubrification des piegraveces en

mouvement lhuile qui circule propulseacutee par une pompe il suffit donc de faire circuler ce liquide dans

les zones les plus chaudes et surtout den assurer le refroidissement correct

Tous utilisent plus ou moins le refroidissement par huile carter dhuile bas moteur ventileacute parfois

muni dailettes un petit radiateur dhuile

Exemple

Certaines motos agrave 4 cylindres de marque Suzuki utilisent un refroidissement mixte air-huile avec un

gros radiateur dhuile

Avantages

Les canalisations pompe radiateur indeacutependant et liquide speacutecifiques au refroidissement deviennent

inutiles

Cela permet un net gain de poids et une plus grande simpliciteacute de conception

Inconveacutenients

Lhuile transporte moins bien la chaleur que leau et les speacutecificiteacutes de ces huiles les rendent plus

coucircteuses pour lutilisateur

De plus le graissage du moteur est moins performant (agrave isopeacuterimegravetre) car il y a des pertes de charges

dues agrave la circulation dans le radiateur dhuile

54 Architecture des moteurs agrave explosion

Figure V3 Moteur en double eacutetoile agrave 14 cylindres

bull Cylindres en ligne

bull Cylindres en V

bull Cylindres en W

bull Cylindres opposeacutes horizontalement (Boxer) (flat)

bull Cylindres en H

bull Cylindres en eacutetoile

bull Moteurs complexes (moteurs en carreacute etc)

541 Monocylindre

Historique

Le premier brevet concernant un moteur agrave explosion a eacuteteacute deacuteposeacute par le Suisse Franccedilois Isaac de Rivaz

le 30 janvier 1807

Le premier moteur agrave deux temps fut imagineacute et reacutealiseacute par Jean-Joseph Eacutetienne Lenoir en 1860 Il

fonctionne selon le cycle de Lenoir

Vers 1862 les Allemands Otto et Langen constatant le faible rendement du moteur agrave deux temps de

Lenoir (1860) entreprirent une seacuterie dameacuteliorations la plus deacutecisive consista agrave synchroniser les

mouvements dans la phase de compression

542 Quatre cylindres

Panhard et Levassor degraves 1896 engagent un laquo quatre cylindres en ligne raquo sur leacutepreuve Paris-Marseille-

Paris

Deux ans plus tard les multicylindres (agrave quatre cylindres) gagnent les

grosses voitures et progressivement se geacuteneacuteralisent agrave lensemble de la

gamme devenant en quelque sorte larcheacutetype mondial pour les

voitures courantes de moyennes et basses gammes

Scheacutema dun moteur 4 cylindres vers 1900

04 cylindres en V

Il fait son apparition en course agrave la charniegravere des deux siegravecles sur des modegraveles Mors et Ader

Quelques anneacutees plus tard cette solution seacuteduit Peugeot et Ariegraves pour leurs modegraveles courants davant

1914

Beaucoup plus tard agrave partir de 1962 Ford en fera une large utilisation mais aussi Matra et SAAB

04 cylindres (en ligne) coucheacute

Que lon trouve en compeacutetition chez Ameacutedeacutee Bolleacutee (189899) (premier moteur agrave quatre cylindre

monobloc (les autres moteurs quatre cylindres agrave leacutepoque eacutetaient des bicylindres ou des monocylindres

accoupleacutes)) et chez Wolseley et Winton (1903 voir Wolseley Motor Company et Winton Motor

Carriage Company))

On la trouveacutee sur les motocyclettes BMW seacuterie K et sur les Peugeot 104 - 205 mais aussi sur les

veacutehicules utilitaires ou monospace optant pour la solution laquo moteur sous le plancher raquo

04 cylindres agrave plat boxer

Cest un quatre cylindres en V ouvert agrave 180deg

Embleacutematique dans sa version refroidissement agrave air des laquo coccinelles raquo de Volkswagen

Cette architecture a le grand avantage de faire beacuteneacuteficier le veacutehicule quil motorise dun centre de

graviteacute assez bas

Une version muscleacutee et turbocompresseacutee eacutequipe actuellement les Subaru Impreza qui sont de

redoutables concurrentes du championnat du monde des rallyes WRC

En 2009U Subaru compte particuliegraverement sur le 20 D pour faire deacutecoller les ventes de sa berline

compacte en Europe

Une grande premiegravere eacutegalement puisque aucun constructeur navait jusquagrave aujourdhui exploreacute la voie

du diesel Boxer (4 cylindres agrave plat opposeacutees deux agrave deux) et ses grands avantages que sont la vivaciteacute

un centre de graviteacute abaisseacute et surtout un grand silence de fonctionnement

Subaru aura mis sept ans agrave deacutevelopper son ineacutedit moteur mais le reacutesultat est particuliegraverement

convaincant

- Pas de claquement agrave froid

- une quasi absence de vibration

- il est bien difficile de faire la diffeacuterence entre un moteur essence et cet eacutetonnant diesel

Si les 350 Nm de couple disponibles degraves 1 800 trmn et les 150 Cv offrent un reacuteel dynamisme agrave la

premiegravere acceacuteleacuteration venue cela seffectue de maniegravere lineacuteaire

Subaru 20 Diesel 150 Cv (2009)

543 Six cylindres

Mais la course mdash ougrave lon recherche la vitesse mdash est exigeante en matiegravere de puissance surtout quand

il sagit de courses de cocircte Dougrave la tentation daugmenter le nombre de cylindres

Figure V5 Moteur V6 moderne (Mercedes)

La marque neacuteerlandaise Spyker avait preacutesenteacute un modegravele 6 cylindres en 19032

Un modegravele Chadwick aux Eacutetats-Unis franchit le pas en 1907 pour la course de cocircte de Fairmont

Lanneacutee suivante cette fois en Europe Rolls-Royce fait de mecircme pour la course Londres-Eacutedimbourg

en faisant appel agrave des six cylindres

La transposition aux modegraveles courants est quasi-immeacutediate pour les voitures de sport et de luxe

En Europe cest le cas pour Delaunay-Belleville Napier Mercedes aux Eacutetats-Unis pour Marmon

Plus tard agrave partir de 1927 on trouvera des six cylindres (presque toujours en ligne) sur un grand

nombre de modegraveles non sportifs mecircme pour des cylindreacutees modestes

Latout principal de cette solution eacutetant la souplesse de fonctionnement du moteur

Dans le monde de la motocyclette le 6 cylindres restera rare

On le trouve en compeacutetition en particulier chez Honda dans les anneacutees 1960 (moteur en ligne) ou chez

Laverda en endurance (moteur en V)

Les moteurs de plus de 4 cylindres seront interdits en compeacutetition

Sur les veacutehicules de tourisme on trouvera essentiellement

- Honda 1000 CBX (moteur agrave 24 soupapes refroidi par air)

- Kawasaki Z 1300 (moteur agrave 12 soupapes refroidi par eau)

- Benelli avec une 750 puis une 900

En 2006 Honda propose toujours agrave son catalogue un modegravele 6 cylindres agrave plat la GoldWing

544 Huit cylindres et plus

Figure V6 Moteur W16 de la Bugatti Veyron

Une nouvelle eacutetape est franchie quand on passe au laquo huit cylindres raquo

Ader (France) ouvre la voie en 1903 pour le Paris-Madrid avec une uniteacute agrave huit cylindres en V

La mecircme anneacutee apparaissent toujours pour la compeacutetition des huit cylindres en ligne

Les moteurs davion des anneacutees 1930 et 1940 reacutepondent agrave la demande sans cesse croissante de

puissance

Les moteurs courants sont des V12 ou des moteurs en eacutetoile de une agrave quatre rangeacutees de 7 agrave 9 cylindres

soit 28 cylindres agrave la fin de la guerre pour les Whright deacuteveloppant 3 500 ch remplaceacutes par les

reacuteacteurs

Les ameacutericains amateurs de grandes automobiles et sans souci du prix de lessence deacutemocratisegraverent

les gros V8 au couple tregraves eacuteleveacute et aux vitesses de rotation assez lentes

Les constructeurs des monoplaces de Formule 1 utilisegraverent pendant longtemps des V8 de 3 litres de

cylindreacutee dont le fameux Ford Cosworth

Dans les anneacutees 1990 cest la structure V10 qui aura la faveur des motoristes de F1

Mecircme leacutecurie Ferrari tregraves attacheacutee aux 12 cylindres en V se pliera aux lois de cette formule

Depuis lanneacutee 2004 les instances sportives (FIA) ont imposeacute un retour au V8 avec des contraintes de

fiabiliteacute plus importantes que par le passeacute

En 2006 les structures en V de 10 ou 12 cylindres et W16 sont reacuteserveacutees aux veacutehicules agrave tendance

sportive

Puissance drsquoun

veacutehicule

1 Calculs de la pesanteur

11 Deacutecliviteacute

Calculons la deacutecliviteacute drsquoune route longue L pour un deacuteniveleacute H

α = H L

α deacutecliviteacute grandeur sans dimension

H deacuteniveleacute exprimeacute en m

L longueur de la route exprimeacutee en m coheacuterence des uniteacutes

12 Poids du veacutehicule

Calculons le poids drsquoun veacutehicule

P = M g

P poids exprimeacute en N

M masse exprimeacutee en kg

g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms2 ( g = 981 ms2)

13 Composante du poids

Calculons la composante du poids parallegravele agrave la route de la voiture

F = M g α

Avec

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-

2

α deacutecliviteacute grandeur sans dimension

14 Travail de la force de traction

Calculons le travail drsquoune force de traction qui srsquoest deacuteplaceacutee sur une distance D

E = F D

E travail exprimeacute en J

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

D distance parcourue exprimeacutee en m

15 Energie

Calculons lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour lever une voiture de masse M agrave une hauteur H

E = M g H

Avec

E eacutenergie absorbeacutee (monteacutee) ou accumuleacutee (descente) exprimeacutee en J

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms-2

H deacuteniveleacute exprimeacute en m

15 Puissance absorbeacutee

Calculons la puissance absorbeacutee par une ascension effectueacutee agrave la vitesse V

B = F V

Avec

B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

V vitesse exprimeacutee en ms

En reacutealiteacute une puissance bien supeacuterieure est neacutecessaire agrave cause de la reacutesistance au roulement

et de la reacutesistance de lrsquoair cette derniegravere eacutetant proportionnelle au carreacute de la vitesse

16 puissance absorbeacutee par une ascension

Lrsquoascension drsquoune masse M agrave une hauteur H en un temps T

B = M g H T

Avec

B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-

2 H deacuteniveleacute exprimeacute en m

T temps exprimeacute en s

2 Calculs Aeacuterodynamiques

21 Surface frontale

Surface drsquoune coupe transversale perpendiculaire agrave lrsquoaxe de symeacutetrie du veacutehicule (effectueacutee agrave

lrsquoendroit le plus large et le plus haut) la surface frontale est approximativement eacutegale au

produit de la largeur par la hauteur

camion maxi-code 26 m x 39 m = 10 m2

autocar 25 m x 32 m = 8 m2

voiture 18 m x 14 m = 25 m 2

motocyclette 1 m x 15 m = 15 m2

22 Coefficient de peacuteneacutetration dans lrsquoair

Le Cx est calculeacute agrave partir

Cx = 2 F (S Mair Vsup2)

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

F force exerceacutee par le flux drsquoair exprimeacutee en N

S surface frontale exprimeacutee en m2

Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)

V vitesse air exprimeacutee en ms

23 Reacutesistance de lrsquoair

R = frac12 S Cx Mair Vsup2

R reacutesistance de lrsquoair exprimeacutee en N

S surface frontale exprimeacutee en m2

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)

V vitesse exprimeacutee en ms

24 SCx

Le SCx Grandeur essentiellement destineacutee agrave comparer diffeacuterents modegraveles de voitures le SCx

est le produit de la surface frontale par le Cx

SCx = S Cx

Le Cx eacutetant une grandeur sans dimension le SCx srsquoexprime en megravetre carreacute

25 Constante aeacuterodynamique

La constante aeacuterodynamique est une caracteacuteristique aeacuterodynamique des veacutehicules

A = S Cx M

Avec

A constante aeacuterodynamique [kgm]

S surface frontale [m2]

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

Mair masse volumique de lrsquoair [kgm3]

26 Puissance absorbeacutee

Calculons la puissance absorbeacutee pour vaincre la reacutesistance de lrsquoair

B = F x V

F force aeacuterodynamique reacutesistante [N]

V vitesse du veacutehicule [ms]

3 Calculs thermiques

31 Calcul de la cylindreacutee

D2

V = π L N

4

Avec

D aleacutesage du cylindre

L course du piston

N nombre de cylindre

32 Calcul du PCI des combustibles

Le pouvoir calorifique ou chaleur de combustion (en anglais Heating value ou Heat of

combustion) dune matiegravere combustible noteacute ΔcH0

Crsquoest lenthalpie de reacuteaction de combustion par uniteacute de masse dans les conditions normales

de tempeacuterature et de pression

Cest leacutenergie deacutegageacutee sous forme de chaleur par la reacuteaction de combustion par le dioxygegravene

(autrement dit la quantiteacute de chaleur)

Le plus souvent on considegravere un hydrocarbure reacuteagissant avec le dioxygegravene de lair pour

donner du dioxyde de carbone de leau et de la chaleur

321 Calculer le PCI du gas-oil (Mazout)

Le gazole est un alcane en C16 appeleacute ceacutetane soit une formule brute moyenne de

C16H34

Soit une masse molaire moyenne de 219 gmole

Combustion

Une combustion est la reacuteaction chimique complegravete ou partielle du carbone et de lhydrogegravene

des combustibles usuels par oxydation de loxygegravene

La combustion vive donne naissance agrave une flamme par reacuteaction en chaicircne entretenue dune

maniegravere plus ou moins limiteacutee par lapport de combustible ou de comburant

Cette reacuteaction produit une combustion exothermique cest-agrave-dire

- qui deacutegage de la chaleur

- elle produit du CO2

- de leau

- dautres composeacutes plus ou moins agressif

La stœchiomeacutetrie (du grec lsquolsquostoikheionrsquorsquo eacuteleacutement et lsquolsquometronrsquorsquo mesure) deacutesigne lrsquoeacutetude des

proportions ideacuteales drsquoeacuteleacutements qui autorisent une reacuteaction chimique complegravete lsquolsquoproprersquorsquo et

sans gaspillage

Equations stœchiomeacutetriques des combustions complegravetes

Pour le gazole

C16H34 + 24 O2 rarr 16 CO2 + 17 H2O + Q

- 219 gr de gazole consomment 532 litres drsquooxygegravene

- agrave 21 drsquoO2 dans lrsquoair donc 2533 litres drsquoair

- Donc 1 kg de gazole consomme 116 m3 drsquoair agrave 29 kg au m3

- La masse du meacutelange est donc de 3374 kg

Le carburant le plus utiliseacute est du gasoil drsquoindice de ceacutetane

La composition eacuteleacutementaire de 1 kg de gas-oil est

Carbone C = 087

Hydrogegravene H = 0126

Oxygegravene O = 0004

Azote N Soufre S vapeur drsquoeau W en faible quantiteacute

Pouvoir calorifique infeacuterieur PCI

PCI = 8140C + 30 000H + 2600(S - O) - 600(9H + W) [kcalkg]

PCI = 3391C + 1256H - 1089(S-O) ndash 251(9H+W) [MJkg]

33 Quantiteacute theacuteorique drsquoair a la combustion du gas-oil

Les lois de la stœchiomeacutetrie appliqueacutees agrave la combustion des hydrocarbures nous montrent

que pour bruler

1 kg de gazole il faut disposer drsquoenviron 146 kg drsquoair soit environ

- 112 kg drsquoN2

- 34 kg drsquoO2

La reacuteaction produit environ

- 112 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 32 kg CO2

- 12 kg drsquoH2O

1 kg drsquoessence il faut disposer drsquoenviron 153 kg drsquoair soit environ

- 118 kg drsquoN2

- 035 kg drsquoO2

La reacuteaction produit environ

- 118 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 31 kg de CO2

- 14 kg drsquoH2O

1 kg de GPL il faut disposer drsquoenviron 156 kilogrammes drsquoair soit environ

- 12 kg drsquoN2

- 036 kg drsquoO2)

La reacuteaction produit environ

- 12 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 3 kg de CO2

- 16 kg drsquoH2O

La quantiteacute theacuteorique drsquoair neacutecessaire pour assurer la combustion complegravete du gasoil il faut

avoir

[kg drsquoairkg]

minus+

= OHCL 8

3

8

230

10

[kmol drsquoairkg]

minus

+

=

32412210

10

OHCL

34 Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil

Une stœchiomeacutetrie parfaite est toujours difficile agrave garantir mecircme en laboratoire notamment agrave

cause de la contamination de lrsquoair ou des composants utiliseacutes dans les expeacuteriences mais on

peut srsquoen approcher

Il en va tout autrement srsquoagissant de la combustion des carburants dans le cadre du

fonctionnement drsquoun moteur

En effet non seulement le carburant peut preacutesenter des diffeacuterences de composition selon les

pays et les distributeurs mais en plus la masse drsquoair introduite dans le moteur varie en

permanence en fonction de la tempeacuterature ambiante et de la pression atmospheacuterique

Agrave cela il faut ajouter le fait que les moteurs ne fonctionnent jamais agrave des reacutegimes

tempeacuteratures et charges de travail constants et ideacuteals ce qui signifie qursquoil faut modifier en

temps reacuteel la quantiteacute de carburant injecteacutee dans les cylindres

Pour y remeacutedier on modifie la richesse ou lrsquoexcegraves drsquoair

Pour les moteurs Diesels lrsquoexcegraves drsquoair du meacutelange combustible doit ecirctre toujours supeacuterieur agrave

la limite drsquoapparition des fumeacutees deacutetermineacutee par λ cong 18 soit r = 055

Lr = λ Lo [kmole drsquoairkg combustible]

35 Quantiteacute des produits produit de combustion

Les produits de combustion sont les produits issus de la reacuteaction chimique entre un

carburant et un comburant ils srsquoappellent aussi gaz brucircleacutes ou fumeacutees

Lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie sont respecteacutees les gaz drsquoeacutechappement ne contiennent

que de lrsquoazote gazeux (N2) du dioxyde de carbone (CO2) et de lrsquoeau agrave lrsquoeacutetat de vapeur (H2O)

Ces corps existent en grandes quantiteacutes dans la nature ils sont chimiquement stables et sont

indispensables au maintien des eacutequilibres naturels ce ne sont donc pas des polluants

Mais que se passe-t-il lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie ne sont plus respecteacutees Pour

simplifier le problegraveme consideacuterons deux configurations opposeacutees

meacutelange riche (trop de carburant pas assez drsquoair) dans cette configuration certains

atomes qui constituent la moleacutecule drsquohydrocarbure ne trouvent pas de lsquolsquopartenaire

oxygegravenersquorsquo en nombre suffisant puisque lrsquoair manque ils ne sont donc pas oxydeacutes

complegravetement et se retrouvent dans les gaz drsquoeacutechappement sous forme de particules

carboneacutees drsquohydrocarbures imbrucircleacutes (symbole chimique HC) ou de monoxyde de

carbone (symbole chimique CO) gaz qursquoil ne faut surtout pas confondre avec le CO2

lrsquoun est tregraves toxique lrsquoautre pas du tout

meacutelange pauvre (peu de carburant trop drsquoair) dans cette configuration un excegraves

drsquoair (crsquoest toujours le cas lorsque le moteur est suralimenteacute) fortement comprimeacute agrave

haute tempeacuterature (crsquoest particuliegraverement le cas des moteurs diesel) peut entraicircner la

formation de monoxyde drsquoazote (symbole chimique NO) suite agrave une reacuteaction entre

lrsquooxygegravene (O2) et lrsquoazote (N2) Une fois expulseacute le monoxyde drsquoazote preacutesente la

particulariteacute de se transformer spontaneacutement en dioxyde drsquoazote (symbole chimique

NO2) au contact de lrsquoair geacuteneacuterant au passage une mutation de lrsquooxygegravene

atmospheacuterique en ozone (symbole chimique O3) Ces deux gaz sont tregraves toxiques pour

les organismes vivants

C

nCO2 = [kmolekg]

12

H

nHO2 = [kmolekg]

2

nO2 = 021 x (λ-1) x Lo [kmolekg]

nN2 = 079 x λ x Lo [kmolekg]

36 Quantiteacute totale des produits de combustion

nTotal = nCO2 + nHO2 + nO2 + nN2 [kmolekg]

37 Puissance nominale

Vous avez surement deacutejagrave feuilleteacute le catalogue drsquoun grand constructeur automobile

Chaque modegravele y est deacuteclineacute en plusieurs versions les diffeacuterences portant essentiellement sur

la puissance du moteur

Le choix est vaste et on srsquoy perd

80 ch 100 ch 120 ch 150 chhellip

Que signifient reacuteellement ces chiffres

Agrave quoi sert la puissance

Comment la mesure-t-on

Quelle est la relation entre la puissance et la vitesse

Voici quelques eacuteleacutements de reacuteponses

Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale la puissance deacutesigne la production la consommation ou la

transformation drsquoeacutenergie par uniteacute de temps

Pour une automobile cette eacutenergie est drsquoabord de nature chimique (combustion du carburant)

puis de nature cineacutetique (acceacuteleacuteration et vitesse sur route horizontale) ou gravitationnelle

(route en deacutecliviteacute)

La puissance drsquoun moteur thermique se rapporte donc agrave lrsquoeacutenergie deacutelivreacutee par uniteacute de temps

mais aussi agrave lrsquoeacutenergie consommeacutee sous forme de carburant dans le mecircme temps

On ne peut jamais mesurer la puissance on ne peut que la calculer en combinant les valeurs

de la charge moteur et de la vitesse de rotation releveacutees sur un banc de puissance

Banc drsquoessai moteur

Passer un moteur au banc consiste drsquoabord agrave lrsquoaccoupler agrave un disque eacutequipeacute drsquoun

- frein

- compte-tours

Une fois le moteur lanceacute agrave plein reacutegime lrsquoopeacuteration consiste agrave actionner progressivement le

frein jusqursquoagrave ce que la vitesse de rotation du moteur soit stabiliseacutee la commande des gaz

restant grande ouverte

En effet une vitesse stabiliseacutee signifie que le couple moteur est alors exactement eacutegal au

couple de freinage

il suffit donc de mesurer lrsquointensiteacute de la force de freinage pour en deacuteduire la valeur du couple

moteur

Autrement dit ce qursquoon appelle agrave tort un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo ne sert qursquoagrave mesurer le couple

moteur et la maniegravere dont il eacutevolue en fonction de la vitesse de rotation

In fine la puissance reacutesulte drsquoun calcul crsquoest le produit de ces deux grandeurs

F N

Pf =

10 000

Ougrave

F charge [N]

N = reacutegime de rotation [trmn]

38 Puissance corrigeacutee

Pfc = Pf f

Avec

f Facteur de correction tenant compte de la tempeacuterature et de la pression ambiante f

= 1085

Tamb = 27 [degC] Diagramme de conversion

f = 1085

Pamb = 719 [mmHg]

39 Consommation speacutecifique

La consommation speacutecifique du moteur est la quantiteacute de carburant (Cs) utiliseacutee pour produire

un travail T donneacute

(3600 v Ps )

Cs = [gkWh]

(t Pf)

Ou

v volume du gas-oil agrave consommer [cm3]

Ps poids speacutecifique du gasoil [grcm3]

t temps de consommation [s]

Pf puissance au frein [kW]

310 Consommation speacutecifique corrigeacutee

Csc = (3600 v Ps ) (t Pfc)

Ou

Pfc puissance corrigeacutee

311 Couple moteur

Quelles sont les caracteacuteristiques essentielles drsquoun veacutehicule agrave moteur

Les services marketing le savent crsquoest la puissance et la vitesse maximale qui au premier

abord focalisent lrsquoattention du public car ce sont les donneacutees les plus valorisantes pour

lrsquoacheteur

Mais pour le technicien comme pour le conducteur aviseacute crsquoest

- la masse de la voiture

- son couple moteur

- le reacutegime auquel il est disponible

qui sont les donneacutees essentielles car elles conditionnent le comportement du veacutehicule en

situation reacuteelle le service qursquoil peut rendre et son prix de revient

Le terme de lsquolsquocouplersquorsquo vient de ce qursquoil associe deux grandeurs

- une force crsquoest la pression que les gaz exercent sur les pistons

- un bras de levier crsquoest la longueur des manetons du vilebrequin

On utilise pour cela un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo qui est un appareil eacutequipeacute drsquoun compte-tours et

drsquoun frein

La valeur du couple moteur deacutepend de lrsquoaptitude drsquoun moteur agrave introduire dans les cylindres

un meacutelange air-carburant parfaitement homogegravene et surtout de sa capaciteacute agrave en tirer le

maximum drsquoeacutenergie au moment de la combustion

Le couple moteur est toujours relativement modeste agrave bas reacutegime il atteint sa valeur

maximale aux reacutegimes intermeacutediaires pour deacutecroicirctre ensuite inexorablement au fur et agrave

mesure que la vitesse de rotation augmente comme si le moteur finissait par srsquoasphyxierhellip

Tant que le moteur fonctionne dans sa plage de reacutegime de couple maximum la consommation

de carburant la pollution de lrsquoenvironnement et donc le prix de revient du kilomegravetre parcouru

se maintiennent aux valeurs les plus basses dont le veacutehicule est capable

Pour toutes ces raisons il est preacutefeacuterable que le couple maximum soit deacutelivreacute agrave un reacutegime pas

trop eacuteleveacutehellip

30PN 1000

CN = [Nm]

N π

Ou

PN Puissance nominale [kW]

N Vitesse de rotation [trmn]

312 Couple corrigeacutee

30Pfc 1000

Cc = [Nm]

N π

Ou

Pf Puissance corrigeacutee [kW]

4 Bilan thermique des moteurs

Que devient lrsquoeacutenergie libeacutereacutee par la combustion

Elle apparaicirct sous deux formes distinctes

Chaleur crsquoest la mecircme que celle qursquoon peut ressentir devant nrsquoimporte quel

brasier Lrsquoeacutechauffement drsquoun moteur dit lsquolsquothermiquersquorsquo est donc un pheacutenomegravene

normal Heacutelas cette chaleur ne sert agrave rien sinon agrave chauffer lrsquohabitacle elle est

donc voueacutee agrave se disperser dans lrsquoenvironnement

Mouvement crsquoest ce dont on a besoin pour faire avancer la voiture Dans le

cas drsquoun moteur drsquoautomobile la pression des gaz dans la chambre de

combustion provoque le mouvement des pistons et la rotation du vilebrequin

signe tangible qursquoune autre partie de lrsquoeacutenergie libeacutereacutee srsquoest manifesteacutee sous

forme de mouvement (4)

Comment distinguer ces deux formes drsquoeacutenergie

En calculant le rendement du moteur ou plus exactement son bilan thermique

En effet le rendement se deacutefinit comme

eacutenergie reacutecupeacutereacutee

Rendement =

eacutenergie consommeacutee

Dans le cas drsquoun moteur

lrsquoeacutenergie reacutecupeacutereacutee est celle mesureacutee en bout de vilebrequin sur un banc de puissance

exprimeacutee en kilowattheure [kW]

lrsquoeacutenergie consommeacutee correspond agrave la masse de carburant brucircleacutee (exprimeacutee drsquoabord en

kilogrammes puis convertie en joules)

Le reacutesultat est une grandeur sans dimension

Si on fait un bilan thermique dans un moteur de combustion interne

QT = Qe + Qr + Qra + Qa + Qres + Qge

- QT Flux de chaleur deacutegageacute si on brucircle tout le combustible

- Qe Flux de chaleur transformeacutee en puissance effective

- Qr Flux de chaleur eacutevacueacute au liquide de refroidissement

- Qge Flux de chaleur perdu avec les gaz deacutechappement

- QP Flux de chaleur perdu (par rayonnement vers lrsquohuile agrave cause de la combustion

incomplegravete frottements etc)

Scheacutema de la conversion et des pertes thermique dans un moteur

Si on fait un bilan des pertes de chaleur pour prendre en compte ougrave elles se produisent on

trouve

41 Chaleur totale introduite dans le moteur par la combustion

Eacutenergie brute libeacutereacutee par la combustion du carburant

Gazole 443 MJkg-1 (374 MJl-1 )

Essence 469 MJkg-1 (356 MJl-1 )

GPL 487 MJkg-1 (268 MJl-1 )

Eacutenergie nette libeacutereacutee par la combustion du carburant

Gazole 417 MJkg-1 (352 MJl-1 )

Essence 437 MJkg-1 (332 MJl-1 )

GPL 451 MJkg-1 (248 MJl-1 )

(PCI Csh)

QT =

36

Calcul de la consommation horaire

- PCI pouvoir calorifique inferieur [kJkg]

- Csh consommation speacutecifique horaire [kgh]

42 Chaleur eacutequivalente au travail effectif par uniteacute de temps

Qe = 1000 Pf [Js]

Sachant que

- Pf puissance au frein [W]

43 Chaleur transmise au systegraveme de refroidissement

Cette chaleur est donneacutee par la formule suivante

C i D(1+2m ) Nm

Qr = [Js]

λ Avec

- C Coefficient de proportionnaliteacute dont la valeur pour les moteurs agrave 4 temps varie

dans la plage [045 divide 0 53]

- i Nombre de cylindres

- D Aleacutesage du cylindre

- N freacutequence de rotation du vilebrequin

- m Exposant empirique dont la valeur pour les moteur agrave 4 temps est limiteacutee par

lrsquointervalle [06 divide 07 ]

- λ Coefficient drsquoexcegraves drsquoair

44 Chaleur emporteacutee par les gaz drsquoeacutechappement

Csh

Qge = [nt(mcp)tr (Tr-273 ) - Lr(mcp)t2 (T2- 273)]

36 Avec

- L Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil [kmole drsquoairkg de

combustible]

- nt Quantiteacute totale des produits de combustion [kmolekg]

- Tr Tempeacuterature des gaz drsquoeacutechappement [K]

- T2 Tempeacuterature de lrsquoair a lrsquoentreacutee du moteur [K]

- Csh Consommation massique de gas-oil horaire [kgh]

- (mcp)tr ( mcp)t2 sont respectivement la capaciteacute calorifique molaire moyenne agrave

pression constante des gaz reacutesiduels et de lrsquoair admis

45 Autres pertes de chaleur

QP = QT - (Qe + Qr + Qge)

Chapitre 8

Identification du

veacutehicule

Vehicle Identification Number

Le code VIN - Vehicle Identification Number - est un code alphanumeacuterique unique qui est

donneacute agrave chaque veacutehicule automobile depuis 1950

Il apparaicirct sur le chacircssis du veacutehicule

ainsi que sur le moteur et dans

lordinateur de bord

Lanceacute dans une forme simplifieacutee en

1950 par les constructeurs ameacutericains

ce code passera aux 17 caractegraveres

actuels en 1980

Le numeacutero inscrit sur la carte grise

dans la zone laquo numeacutero dans la seacuterie

du type raquo correspond bien agrave celui

figurant sur la voiture Passat IV B ndash 2000 (=B55 ou =Typ 3BG ou = VI) Dapregraves le VIN cest une 3B et le E correpond agrave la version Sport 212130 serait le numeacutero de seacuterie du cassis

Ce numeacutero dans la seacuterie du type est parfois appeleacute numeacutero de seacuterie ou numeacutero de chacircssis

mais son appellation officielle est

Numeacutero drsquoIdentification du Veacutehicule

(NIV ou Vehicle Identification Number VIN en anglais) et regroupe

laquo Type raquo et laquo N dans la seacuterie du type raquo

Cette normalisation preacutevoit entre autres que le NIV doit avoir une

Longueur de 17 caractegraveres

et peut ecirctre diviseacute en 3 sections

bull Les 3 premiers caractegraveres sont reacuteserveacutes agrave

Identification Mondiale du Constructeur

WMI World Manufacturer Identification (anglais)

Suivant cette codification chaque constructeur est identifieacute mondialement avec parfois des

variations suivant le pays ougrave se trouve lrsquousine de fabrication

A titre drsquoexemple la codification de - Renault est VF1

- Peugeot est VF3

- Citroeumln est VF7

Les 03 premiers caractegraveres didentification du constructeur

(WMI)

On distingue les constructeurs qui fabriquent plus de 500 exemplaires par an des autres

Un constructeur dont la production est infeacuterieure agrave 500 veacutehicules par an utilise 9

caractegraveres les autres 14

Certains constructeurs utilisent le 3egraveme caractegravere pour une cateacutegorie de veacutehicules comme les

bus ou les camions comme par exemple

bull le code Ameacuterique du Nord 1G attribueacute agrave General Motors se deacutecompose en

- 1G1 pour Chevrolet

- 1G2 pour Pontiac et

- 1GC pour Chevrolet camions

bull le code Italie F attribueacute agrave Fiat se deacutecompose en

- FA pour Fiat Auto et

- FC pour Fiat VI

Le premier caractegravere WMI correspond au code du pays dans lequel lusine du constructeur est

implanteacutee Exemple

- ZFA Fiat Auto Italie

- SUF Fiat Auto Pologne

- 8AF Fiat Auto Argentine

- NRT Tofas-Fiat Auto Turquie

- 9BD Fiat Automoveicircs Breacutesil

bull Les 6 caractegraveres suivants sont consacreacutes agrave la

Section de Description du Veacutehicule

VDS Vehicle Description Section (anglais)

ougrave lrsquoon va trouver une codification du type eacutelaboreacutee par le constructeur PSA et Renault

utilisent dans cette zone ce que lrsquoon appelait autrefois le type mines

bull Enfin les 8 derniers caractegraveres constituent la

Section drsquoIdentification du Veacutehicule

VIS Vehicle Identification Section en anglais

Il srsquoagit drsquoun numeacutero seacutequentiel attribueacute au veacutehicule et ce dans le type et pour le constructeur

concerneacute

Emplacement du VIN

Afin de veacuterifier la concordance entre ce numeacutero se trouvant sur la carte grise et celui

figurant sur la voiture

il faut savoir que ce numeacutero peut ecirctre trouveacute agrave 2 ou 3 endroits du veacutehicule suivant les cas sur

chacircssis du veacutehicule plaque constructeur derriegravere le pare brise

Cette derniegravere option nrsquoest pas obligatoire mais de plus en plus les constructeurs europeacuteens

en eacutequipent leurs modegraveles les plus reacutecents Pour connaicirctre lendroit ougrave se trouve ce numeacutero

reportez-vous au manuel dutilisation du veacutehicule ou adressez-vous agrave un concessionnaire de la

marque

Le NIV se trouvant sur le chacircssis doit ecirctre

- frappeacute agrave lrsquoaide de poinccedilons ou

- graveacute sur une piegravece essentielle de la voiture

En geacuteneacuteral faisant partie de la caisse ou du chacircssis de maniegravere agrave ce quil ne puisse seffacer

accidentellement ou salteacuterer

Il doit ecirctre placeacute de maniegravere visible sans qursquoun deacutemontage ne soit neacutecessaire

Pour ce qui est de sa localisation il doit impeacuterativement se situer dans la partie droite du

veacutehicule et lrsquoexpeacuterience montre que dans 80 agrave 85 des cas ce NIV se trouve

- dans la partie droite ou centrale du compartiment moteur

- aux environs immeacutediats du siegravege passager avant droit

La plaque constructeur sur laquelle figure eacutegalement le NIV est

- soit une plaque aluminium de couleur argenteacutee ou noire

- soit une eacutetiquette adheacutesive qui peut ecirctre noire blanche ou translucide

Cette plaque constructeur se trouve en geacuteneacuteral

- dans le compartiment moteur

- sur le pied de porte avant droit

- dans le coffre

Enfin le NIV optionnel qui peut se trouver derriegravere le pare-brise est visible agrave travers une

petite fenecirctre en bas agrave gauche et donc coteacute conducteur

Evolution du code VIN en fonction des types

Mercedes W201

Mercedes W202

Mercedes W203

Mercedes W204

Composition du code

Les veacutehicules modernes qui sont reacutefeacuterenceacutes avec des codes VIN sont identifiables par un

systegraveme baseacute sur la norme ISO Organisation internationale de normalisation

- ISO 3779 de 1979 et

- ISO 3780 de 1980

Avant-propos

LISO (Organisation internationale de normalisation) est une feacutedeacuteration mondiale

dorganismes nationaux de normalisation (comiteacutes membres de lISO)

1 Domaine dapplication

La preacutesente Norme internationale speacutecifie le contenu et la structure dun numeacutero

didentification des veacutehicules (VIN) permettant dassurer agrave leacutechelle mondiale un systegraveme

uniforme de numeacuterotation pour lidentification des veacutehicules routiers

La preacutesente Norme internationale sapplique aux veacutehicules agrave moteur aux veacutehicules tracteacutes

aux motocycles et aux cyclomoteurs deacutefinis dans lISO 3833

3 Termes et deacutefinitions

31 Numeacutero didentification dun veacutehicule VIN

Combinaison structureacutee de caractegraveres attribueacutee agrave un veacutehicule par son constructeur en vue de

son identification

32 Code didentification mondiale du constructeur WMI

Premiegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui deacutesigne le constructeur du

veacutehicule et qui est assigneacutee agrave un constructeur de veacutehicules afin de permettre lidentification

dudit constructeur

33 Descripteur VDS

Deuxiegraveme section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui donne une information sur les

caracteacuteristiques geacuteneacuterales du veacutehicule

34 Indicateur VIS

Troisiegraveme et derniegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui constitue une

combinaison de caractegraveres attribueacutes par le constructeur pour distinguer un veacutehicule dun autre

veacutehicule

35 Constructeur

Personne entreprise ou socieacuteteacute qui deacutelivre le certificat de conformiteacute ou qui deacutemontre la

conformiteacute et assume la responsabiliteacute du produit pour un veacutehicule precirct agrave ecirctre mis en service

indeacutependante de lemplacement de lusine de montage

36 Anneacutee

Anneacutee calendaire pendant laquelle le veacutehicule est produit ou anneacutee du modegravele du veacutehicule

deacutetermineacutee par le constructeur

37 Seacuteparation

Symbole caractegravere ou bordure mateacuterielle qui peut ecirctre utiliseacute pour seacuteparer les sections du

numeacutero didentification dun veacutehicule ou pour deacutefinir ses limites

Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee

Code

1971 1 1980 A 1992 N 2001 1 2010 A

1972 2 1981 B 1993 P 2002 2 2011 B

1973 3 1982 C 1994 R 2003 3 2012 C

1974 4 1983 D 1995 S 2004 4 2013 D

1975 5 1984 E 1996 T 2005 5 2014 E

1976 6 1985 F 1997 V 2006 6 2015 F

1977 7 1986 G 1998 W 2007 7 2016 G

1978 8 1987 H 1999 X 2008 8 2017 H

1979 9 1988 J 2000 Y 2009 9 2018 J

1989 K 2019 K

1990 L 2020 L

1991 M 2021 M

Quelques diffeacuterences existent pour la codification des tregraves petites seacuteries

Standard 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1

5

1

6

1

7

ISO 3779

Code

constructeu

r-WMI

Composition du

veacutehicule Code veacutehicule-VIS

Union

Europeacuteen

ne

amp

Ameacuterique

du Nord

plus de 500

veacutehiculesan

Code

constructeu

r-WMI

Compositio

n du

veacutehicule

Code

eacutequipeme

nt du

veacutehicule

Code

Anneacutee

Modegravel

e

Code

Veacutehicul

e

Numeacutero progressif

seacuterie

Union

Europeacuteen

ne

amp

Ameacuterique

du Nord

moins de 500

veacutehiculesan

WMI

Compositio

n du

veacutehicule

Code

eacutequipeme

nt du

veacutehicule

Code

Anneacutee

Modegravel

e

Code

Veacutehicul

e

Code

constructeu

r-WMI

Numeacutero

progressi

f seacuterie

Exemple de code VIN

Poinccedilon Peugeot VF3 741 A4 7F535G815 Poinccedilon Peugeot

- Poinccedilon Peugeot - Code constructeur WMI (03)

1 VF (Europe S-Z France VF-VR)

3 3 (Peugeot)

- Type au mines (06)

4-6 741 (Composition du veacutehicule)

7 (306)

4 (04 portes)

1 ou A (Moteur D1768 cc)

7-8 A4 (type de veacutehicule coupe cabriolet etc)

9 7 (Code eacutequipement du veacutehicule)

- Anneacutee modegravele (01)

10 F (1985)

- Code VIS (07)

11 5 (code usine chiffre ou lettre selon les constructeur)

12-17 35G815 (numeacutero dans la seacuterie du type)

Poinccedilon Peugeot

WAUZZZ8GZPA001181

Codes pays

AndashH = Afrique JndashR = Asie SndashZ = Europe

1ndash5 =

Ameacuterique

du Nord

6ndash7 =

Oceacuteanie

8ndash9 =

Ameacuterique

du Sud

AA-AH Afrique

du Sud

AJ-AN Cocircte

dIvoire

AP-A0 non

attribueacute

BA-BE Angola

BF-BK Kenya

BL-BR Tanzanie

BR Algeacuterie

BS-B0 non

attribueacute

CA-CE Benin

CF-CK

Madagascar

CL-CR Tunisie

CS-C0 non

attribueacute

DA-DE Egypte

DF-DK Maroc

DL-DR Zambie

DS-D0 non

attribueacute

(probable

Algerie)

EA-EE Ethiopie

EF-EK

Mozambique

EL-E0 non

attribueacute

FA-FE Ghana

FF-FK Nigeria

FF-FK

Madagascar

FL-F0 non

attribueacute

GA-G0 non

attribueacute

HA-H0 non

attribueacute

JA-J0 Japon

KA-KE Sri

Lanka

KF-KK

Israel

KL-KR

Coreacutee du Sud

KS-K0 non

attribueacute

LA-L0 Chine

MA-ME Inde

MF-MK

Indoneacutesie

ML-MR

Thaiumllande

MS-M0 non

attribueacute

NF-NK

Pakistan

NL-NR

Turquie

NS-N0 non

attribueacute

PA-PE

Philippines

PF-PK

Singapour

PL-PR

Malaysie

PS-P0 non

attribueacute

RA-RE

Emirat

Arabes Unis

RF-RK

Taiwan

RL-RR

Vietnam

RS-R0 non

attribueacute

SA-SM

Grande

Bretagne

SN-ST

Allemagne

SU-SZ

Pologne

S1-S0 non

attribueacute

TA-TH Suisse

TJ-TP

Reacutepublique

Tchegraveque

TR-TV

Hongrie

TW-T1

Portugal

T2-T0 non

attribueacute

UA-UG non

attribueacute

UH-UM

Danemark

UN-UT Irlande

UU-UZ

Roumanie

U1-U4 non

attribueacute

U5-U7

Slovaquie

U8-U0 non

attribueacute

VA-VE

Autriche

VF-VR France

VS-VW

Espagne

VX-V2

Yougoslavie

V3-V5 Croatie

V6-V0 Estonie

WA-W0

1A-10 Etats

Unis

2A-20

Canada

3A-3W

Mexique

3X-37 Costa

Rica

38-30 non

attribueacute

4A-40 Etats

Unis

5A-50 Etats

Unis

6A-6W

Australie

6X-60 non

attribueacute

7A-7E

Nouvelle

Zeacutelande

7F-70 non

attribueacute

8A-8E

Argentine

8F-8K Chili

8L-8R

Equateur

8S-8W

Peacuterou

8X-82

Veacuteneacutezueacutela

83-80 non

attribueacute

9A-9E Breacutesil

9F-9K

Colombie

9L-9R

Paraguay

9S-9W

Uruguay

9X-92

Trinidad amp

Tobago

93-99 Breacutesil

90 non

attribueacute

Allemagne

XA-XE

Bulgarie

XF-XK Gregravece

XL-XR Pays

Bas

XS-XW Russie

XX-X2

Luxembourg

X3-X0 Russie

YA-YE

Belgique

YF-YK

Finlande

YL-YR Malte

YS-YW Suegravede

YX-Y2

Norvegravege

Y3-Y5

Bielorussie

Y6-Y0 Ukraine

ZA-ZR Italie

ZS-ZW non

attribueacute

ZX-Z2

Sloveacutenie

Z3-Z5 Lituanie

Z6-Z0 non

attribueacute

Chapitre 9

Organisation du

garage

1 Introduction

Un atelier de reacuteparation automobile plus communeacutement

appeleacute

garage

est une structure speacutecialiseacutee dans lentretien courant et la

reacuteparation des veacutehicules automobile

Un petit atelier de garagiste en

Nouvelle-Galles du Sud (Australie)

laquo Garagiste raquo est un terme geacuteneacuterique deacutesignant une personne travaillant dans un garage et

peut sappliquer agrave tous les meacutetiers de lentretien automobile

- meacutecanicien

- carrossier

- peintre en carrosserie

- vendeur etchellip

Un garage peut faire office de station-service tandis que

bon nombre de ces derniegraveres principalement deacutedieacutees agrave la

distribution de carburant proposent un service basique

de laquo garage raquo permettant lentretien courant du veacutehicule

et les reacuteparations mineures

Certains garages en outre proposent un service de vente

de veacutehicules Garage Citroeumln agrave Constantine

au debut du XX siegravecle (Algeacuterie)

Il existe des concessionnaires et des garagistes indeacutependants

2 Histoire

Les ateliers de reacuteparation ont fait leur apparition et se sont multiplieacutes de par le monde en

mecircme temps que lautomobile a commenceacute agrave se banaliser agrave compter du deacutebut du XXe siegravecle

passant du statut de curiositeacute tregraves oneacutereuse agrave celui de bien de grande consommation -

progressivement accessible au plus grand nombre ( FORD T)

Laugmentation du parc installeacute a constitueacute lopportuniteacute de creacuteer un nouveau modegravele

eacuteconomique axeacute sur ce nouveau mode de transport

Tandis que les pays industrialiseacutes sadaptaient agrave lautomobile en

- seacutecurisant et regraveglementant son emploi

- deacuteveloppant un reacuteseau de routes adapteacute

le besoin en points dentretien deacutedieacutes est alleacute croissant et les laquo garages raquo ont commenceacute agrave se

multiplier au bord des routes et dans les agglomeacuterations

3 CHOIX DE LIMPLANTATION

Limplantation dun garage en centre-ville ou en bordure de ville implique avantages et

inconveacutenients quelque soit le cas Critegraveres de choix

- Trafic

- Publiciteacute

- Faciliteacute daccegraves

- Coucirct du terrain

- Superficies possibles

- Frais fixes

4 REacutePARTITION DES SURFACES

La reacutepartition ideacuteale des surfaces est de

- 13 bacircti

- 23 non-bacircti

a) SURFACES NON-BATIES Elles sont essentiellement constitueacutees

- Aires de stationnement Clients magasin de PR

- veacutehicules en attente de reacuteparation

- veacutehicules clients reacutepareacutes

- veacutehicules neufs et occasions

- veacutehicules du personnel

- veacutehicules visiteurs ex repreacutesentants deacutepanneuse bennes agrave deacutechets

b) SURFACES BATIES Les locaux doivent ecirctre

- spacieux

- bien eacuteclaireacutes

- ventileacutes

- chauffeacutes

- daccegraves facile

Il faut preacutevoir

Piegraveces agrave usage de bureau

- 6msup2 par personne

Reacuteception et daccueil des clients

- sa localisation doit ecirctre eacutevidente

Salle dattente clients

- spacieuse

- confortable

- agreacutementeacutee

- documenteacutee

- eacutequipeacutee

- eacuteclaireacutee

- peinte toujours en blanc mat

Magasin de Piegraveces de Rechange plusieurs accegraves seacutepareacutes

- clients

- meacutecaniciens

- agents

Atelier de reacuteparation plusieurs zones

- reacuteparations rapides

- interventions longues

- carrosserie

- peinture

- eacutelectriciteacute

- mise au point etc

Piegraveces annexes

- deacutechets

- aire de lavage

- compresseurs

- vestiaires personnels

- sanitaires etc

5 LES MATEacuteRIELS

a) GROS MATEacuteRIELS

Stations de lavage Stations de vidange graissage Station de controcircle de geacuteomeacutetrie

des trains roulants

Montage et eacutequilibrage de pneumatiques Station de diagnostic Station de controcircles

Electriciteacute

Mateacuteriels de manutention (grues crics) ponts eacuteleacutevateurs

b) PETITS MATEacuteRIELS

Outillages speacutecialiseacutes Outillages individuels

6 LES PERSONNELS

La hieacuterarchie se compose de 2 cateacutegories

a) ENCADREMENT

Directeur geacuteneacuteral Directeur commercial Directeur technique

Directeur financier

b) EXEacuteCUTION

Secreacutetaires de direction Secreacutetaires dadministration de commerce et de gestion-finance

Chef deacutequipe Reacuteceptionnaire Preacuteparateurs

Meacutecaniciens Magasiniers Vendeurs

a EXEMPLE DAMEacuteNAGEMENT DUN GARAGE AUTOMOBILE

a) RDC

b) Etage Bureaux et administration

b ORGANISATION DUNE ENTREPRISE DE REacutePARATION

AUTOMOBILE

a) OBJECTIF DE LENTREPRISE

Accroicirctre la productiviteacute

- en structurant les ateliers

- en deacutefinissant avec preacutecision les tacircches de chacun des personnels afin quelles

ne se chevauchent pas

b) ORGANIGRAMME DUNE ENTREPRISE STRUCTUREacuteE

- Un responsable par secteur assure la liaison avec le chef dentreprise qui controcircle tous

les secteurs

- Chaque secteur est autonome

- Limportance des activiteacutes de reacuteparation permet de subdiviser le travail sous la

responsabiliteacute de plusieurs reacuteceptionnaires ainsi que plusieurs chefs deacutequipe

c FONCTIONS DES DIFFEacuteRENTS PERSONNELS AU SEIN DE

LENTREPRISE

a) LE CHEF DENTREPRISE

Il deacutefinit les objectifs et les prioriteacutes de lentreprise en assurant le controcircle de tous

les secteurs

b) LE CHEF DATELIER

- Il est responsable du fonctionnement des ateliers et de la formation des

employeacutes

- Il coordonne tous les services

c) LE REacuteCEPTIONNAIRE

- accueil le client

- deacutefinie la nature des travaux agrave effectuer

- eacutetablie eacuteventuellement un devis

- preacutecise les deacutelais de reacuteparation

Si le client est daccord

- reacutedige et fait signer LOR quil remplit avec rigueur (ex eacutetat du veacutehicule

carburant accessoires)

- charge le planning de latelier

Apregraves les travaux

- rend le veacutehicule apregraves paiement de la facture

d) LE CHEF DEacuteQUIPE

Il reacutepartit le travail et prend les deacutecisions au niveau de la reacuteparation

e) LES COMPAGNONS

Ce sont les exeacutecutants des reacuteparations

f) LE MAGASINIER

Il approvisionne latelier en piegraveces de rechange et assure le service clientegravele

g) SERVICE FACTURATION

Reacutedaction des factures dapregraves lOR pointeacute par le chef deacutequipe

h) SERVICE COMPTABILITEacute

Il gegravere et reacutealise les bilans dexploitation

Chapitre 10

Devis

1 ORGANIGRAMME DrsquoUNE INTERVENTION

2 Deacutefinition

Un devis est une estimation des prix reacutealiseacutee avant lexeacutecution de travaux ou avant lachat

dun bien

Le DEVIS est une eacutevaluation la plus preacutecise possible du coucirct dune reacuteparation

Dans le cadre de son DEVOIR dinformation et dans le souci permanent de conserver des

relations claires avec le client le devis est devenu une deacutemarche indispensable

3 Enjeux dun devis

Lorsquun particulier ou une socieacuteteacute demande des devis aupregraves de plusieurs entreprises cela

permet de comparer les prix et les prestations fournies

Les Destinataires

- un client

- une compagnie dassurance ou cabinet dexpertise

bull Le Client Le devis permet dinformer le client Il est geacuteneacuteralement eacutetabli sans

deacutemontage meacutecanique Par conseacutequent le devis reste approximatif sachant quune

erreur supeacuterieure agrave 10 nest pas toleacuterable

bull Assurances ndash Experts Le devis est eacutetabli de maniegravere preacutecise pour permettre agrave

lassureur de prendre une deacutecision sur lopportuniteacute de la reacuteparation remise en eacutetat

ou mise en eacutepave lorsque la reacuteparation deacutepasse la valeur veacutenale du veacutehicule

Geacuteneacuteralement les devis sont gratuits

4 Deacutemarche dutilisation des devis

a) Ce que doit comporter un devis

Identification du prestataire qui reacutedige le devis

bull nom et raison sociale

bull adresse complegravete

bull teacuteleacutephone

bull teacuteleacutecopie

bull email et site internet

Identification de la personne qui a demandeacute le devis

bull nom preacutenom

bull adresse

bull teacuteleacutephone

Le mot devis doit ecirctre eacutecrit en gros

La date du devis

La liste des prix et le total

b) Ce quil faut preacuteciser dans un devis

bull La dureacutee de la validiteacute de loffre par exemple ce devis est valable entre 1 et 3 mois

selon le projet

5) Estimation

bull Lestimation consiste agrave eacutevaluer par preacutediction les coucircts et deacutelais des tacircches qui

constituent un projet agrave partir destimations dautres grandeurs comme la taille la

puissance ou la capaciteacute Le terme estimation deacutecrit aussi bien la fonction lopeacuteration

que le reacutesultat

6) Quelles sont les regravegles dun bon devis

- Un prix ferme

- une trace eacutecrite en cas de litigehellip

Tel est linteacuterecirct de disposer dun bon devis avant le deacutebut des travaux

Le bon devis doit comporter un certain nombre de mentions obligatoires notamment

- la somme globale agrave payer

- le deacutecompte deacutetailleacute des prestations et des produits utiliseacutes

- le nom et ladresse de lentreprise

- la dureacutee de validiteacute de loffre et lindication du caractegravere gratuit ou payant du

devis

Ces regravegles protegravegent de faccedilon satisfaisante le client

Des mentions suppleacutementaires

Pour autant rien ne lempecircche de demander au professionnel dajouter sur le devis dautres

mentions non obligatoires comme par exemple

- les modaliteacutes de regraveglement avec un eacutecheacuteancier preacutecis des paiements

- la date limite preacutevue pour la fin des travaux

- une peacutenaliteacute de retard par jour deacutepasseacute

Le client disposera ainsi de moyens de pression suppleacutementaires en cas de complicationhellip

Si la facture est plus eacuteleveacutee

Il arrive que le montant de la facture soit supeacuterieur agrave celui du devis alors que le client navait

pas donneacute son accord preacutealablehellip

Que faire

Commencer par veacuterifier si le devis ne comporte pas une clause de reacutevision du prix dans

certains cas expresseacutement preacutevus (ex hausse du coucirct de la main-dœuvre ou des matiegraveres

premiegraveres)

si cest le cas le professionnel a le droit de reacutepercuter cette hausse sur la facture

Agrave deacutefaut le client peut refuser de payer la diffeacuterence

Une simple lettre de reacuteclamation adresseacutee au professionnel en recommandeacute avec accuseacute de

reacuteception devrait suffire En cas deacutechec le client doit saisir la direction de la concurrence de

la consommation et de la reacutepression des fraudes du deacutepartement du professionnel

Chapitre 11

Bon de commande

Commande

Dans le commerce une commande est une intention soit

- verbale

- eacutecrite

dengager une transaction commerciale pour des produits ou services particuliers

Du point de vue de lacheteur elle exprime lintention dacheter et est appeleacutee une commande

dachat

Du point de vue du vendeur elle exprime lintention de vendre et elle se reacutefegravere agrave une

commande de vente

Dans beaucoup dentreprises les commandes sont utiliseacutees pour rassembler et rendre compte

des coucircts et des revenus selon des objectifs bien deacutefinis

Ensuite il est possible de montrer pour quels objectifs les deacutepenses ont eacuteteacute engageacutees

Eacutetapes dans les commandes commerciales

Commerce Action de lacheteur Action du vendeur

Acheteur qui deacutesire le

produit et vendeur qui

vend le produit

Recherche des vendeurs du produit Marketing et publiciteacute

Veacuterification du pricing

du produit disponibiliteacute

speacutecifications coucircts de

livraison

Demande de devis ou demande doffre Devis ou offre creacuteeacutes

Accord de transaction

entre acheteur et vendeur Enregistrement de la commande dachat

Enregistrement de la commande

de vente

Le produit est expeacutedieacute du

vendeur agrave lacheteur

Fiche demballage facture pro

forma pour certaines

expeacuteditions internationales

Lacheteur reccediloit le

produit du vendeur

La fiche demballage et le produit sont

compareacutes avec la commande dachat on

veacuterifie le bon conditionnement du

produit

Le vendeur envoie la

facture (comptabiliteacute) agrave

lacheteur

On fait correspondre la fiche demballage

avec la commande dachat et la facture

on enregistre lachat dans les comptes

financiers dans la comptabiliteacute

fournisseurs

On enregistre la vente dans les

comptes financiers dans la

comptabiliteacute clients

Lacheteur paie le

vendeur

Paiement en espegraveces par chegraveque ou

paiement eacutelectronique enregistrement

du paiement sur la commande dachat

Reacuteception des espegraveces du

chegraveque ou du paiement

eacutelectronique enregistrement du

paiement sur la commande de

vente

Page 8: Maintenance des parcs roulants Partie 2/3

Chapitre 7

Moteurs

agrave combustion interne

Moteurs agrave allumage commandeacute (essence)

Introduction

Cest une deacuteflagration (explosion) qui se produit au sein de ces moteurs

Les moteurs agrave allumage commandeacute

neacutecessitent une eacutetincelle pour le

deacuteclenchement de la combustion du meacutelange

carburantair

Tous les moteurs utilisant comme carburant

de lessence ou de lalcool voire un gaz

(GPL) ou autre dont le deacuteclenchement de la

combustion est deacutependant dune source

deacutenergie externe (bougie trembleur)sont

appelles

Moteur Renault Energy 14 de la Symbol

laquo moteur agrave allumage commandeacute raquo

Le moteur agrave allumage commandeacute est eacutequipeacute dun systegraveme complet dallumage composeacute de

Bougies Bobine Rupteur Faisceau

Une bougie qui fait des eacutetincelles

Une bobine qui sert agrave geacuteneacuterer une haute tension neacutecessaire agrave la creacuteation de leacutetincelle

Un systegraveme de commande de lallumage (rupteur ou systegraveme eacutelectronique)

Un faisceau eacutelectrique

21 Constitution

Ces moteurs transforment leacutenergie potentielle chimique stockeacutee dans un

carburant en travail (eacutenergie meacutecanique) gracircce agrave des combustions tregraves

rapides dougrave le terme dexplosions

Ils sont constitueacutes dun ou plusieurs cylindres

confinant les combustions

Dans chaque cylindre un piston coulisse en un mouvement

rectiligne alternatif

Mouvement transformeacute en rotation par lintermeacutediaire dune bielle

reliant le piston au vilebrequin (assemblage de manivelles sur un axe)

Chaque cylindre est fermeacute par une culasse munie dau moins deux soupapes

- La premiegravere permet lalimentation en meacutelange airessence du cylindre par le Collecteur

dadmission

- Lautre leacutevacuation des gaz bruleacutes vers leacutechappement

Soupapes drsquoeacutechappement Soupapes dans leurs logement

22 Fonctionnement

Figure II1 Cycle quatre temps agrave allumage commandeacute

Son cycle (de fonctionnement) se deacutecompose analytiquement en quatre temps (ou phases)

Le mouvement du piston est initieacute par la combustion (augmentation rapide du volume des gaz) dun

meacutelange de carburant et dair (comburant) qui a lieu durant le temps moteur

Le moteur fonctionne degraves lors seul et produit un couple sur son arbre de sortie

1 admission dun meacutelange air et de carburant vaporiseacute preacutesent dans le conduit dadmission

meacutelange preacutepareacute par divers composants (carburateur ou systegraveme dinjection) ouverture de la

soupape dadmission et descente du piston ce dernier aspire ainsi ce meacutelange dans le cylindre

agrave une pression de -01 agrave -03 bar

2 compression du meacutelange fermeture de la soupape dadmission puis remonteacutee du piston qui

comprime le meacutelange jusquagrave 12 agrave 18 bars et 400 agrave 500 degC dans la chambre de combustion

3 combustion (deacutetente aux environs du point mort haut) moment ougrave le piston atteint son point

culminant et ou la compression est au maximum la bougie dallumage (connecteacutee agrave un

geacuteneacuterateur deacutelectriciteacute haute tension) produit une eacutetincelle la combustion rapide qui sensuit

constitue le temps moteur les gaz chauds agrave une pression moyenne de 40 bars repoussent le

piston initiant le mouvement

4 eacutechappement ouverture de la soupape deacutechappement et remonteacutee du piston qui chasse les

gaz brucircleacutes deacutetendus dans le collecteur deacutechappement laissant la place agrave une nouvelle charge

de meacutelange Un nouveau cycle recommence

23 Allumage eacutelectronique

Un allumage eacutelectronique est une eacutevolution de lallumage classique par batteriebobine des moteurs agrave

explosion

Il a consisteacute agrave remplacer aussi le meacutecanisme davance agrave lallumage par un systegraveme eacutelectronique (en

reacutealiteacute dans ce cas le systegraveme est reacutegleacute sur

pleine avance) et un retardateur eacutelectronique

introduit le retard neacutecessaire agrave la situation du

moteur

Introduit dans les anneacutees 1970 lallumage

eacutelectronique sest geacuteneacuteraliseacute sur de nombreuses

cateacutegories de moteurs (automobiles motos etc)

agrave partir des anneacutees 1980

Allumage eacutelectronique

24 Avantages et inconveacutenients du moteur agrave allumage commandeacute

bull Plus leacuteger

bull Plus vif

bull Plus silencieux

bull Cout moindre

25 Les pannes

Les pannes dallumage sont une des grandes causes dimmobilisation involontaire des veacutehicules agrave

moteur

bull Usure des rupteurs

bull Deacutereacuteglage du point davance

bull Usure ou grippage du systegraveme davance

26 Combustion

La combustion du meacutelange est une transformation chimique (oxydation vive) du carburant et de

loxygegravene

On utilise geacuteneacuteralement loctane comme moleacutecule permettant de deacutecrire une combustion de ce type

Eacutequation de la combustion de loctane

2 C8H18 + 25 O2 16 CO2 + 18 H2O + Q

2 Moteur Diesel

Principe

Fruit des travaux meneacutes par lingeacutenieur allemand Rudolf Diesel entre 1893 et 1897 le moteur Diesel

est un moteur agrave combustion interne dont lallumage nest pas commandeacute mais spontaneacute par

pheacutenomegravene dauto-inflammation

Il na donc pas besoin de bougies dallumage

Cela est possible gracircce agrave un tregraves fort taux de compression (rapport volumeacutetrique) denviron 141 agrave

251 permettant dobtenir une tempeacuterature de 700 agrave 900 degC

Des bougies de preacutechauffage sont souvent utiliseacutees pour permettre le deacutemarrage du moteur agrave froid en

augmentant la tempeacuterature de la chambre de combustion mais leur preacutesence nest pas systeacutematique

Ce type de moteur agrave taux de compression eacuteleveacute a connu une expansion rapide en automobile agrave partir

de la fin des anneacutees 1980 lorsque la suralimentation par turbocompresseur en a notablement ameacutelioreacute

les performances

Comme le moteur thermique agrave allumage commandeacute le moteur Diesel est constitueacute de pistons

coulissants dans des cylindres fermeacutes par une culasse reliant les cylindres aux collecteurs dadmission

et deacutechappement culasse eacutequipeacutee de soupapes commandeacutees par un ou plusieurs arbres agrave cames

Moteur VW TDI

Le fonctionnement repose sur lauto-inflammation du gazole dans de lair comprimeacute agrave plus de 120

du volume du cylindre a environ

- 35 bar de pression

- 600 degC de tempeacuterature

En brucirclant le meacutelange augmente fortement dans le cylindre

- la pression entre 60 agrave 100 bars

- la tempeacuterature a 1500 degC

Le cycle Diesel agrave quatre temps comporte

- Admission Contrairement au moteur agrave essence crsquoest de lrsquoair pur et non un meacutelange carbureacute qui est

introduit dans le cylindre lors de cette phase

- Compression Lrsquoair fortement comprimeacute est porteacute agrave une pression de 30 agrave 40 bars pour une

tempeacuterature de 500 agrave 600 degC environ

Admission Compression Combustion Echappement

Figure I1 les quatre temps drsquoun moteur Diesel

- combustion A la fin de la compression le gas-oil est alors injecteacute sous forme de fines gouttelettes

soit directement dans la chambre de combustion (injection directe) soit dans une preacute-chambre

turbulente destineacutee agrave favoriser sa combustion au contact de lrsquoair chaud (injection indirecte) La

pression drsquoinjection varie de 80 agrave 250 bars suivant le type de moteur Au contact de lrsquoair agrave tempeacuterature

eacuteleveacutee le combustible srsquoenflamme de lui-mecircme sa tempeacuterature drsquoinflammation eacutetant voisine de 300

degC Il srsquoenflamme spontaneacutement agrave mesure qursquoil est introduit Cependant un certain temps mesurable

srsquoeacutecoule entre le deacutebut drsquoinjection et le deacutebut de la combustion Crsquoest le deacutelai drsquoallumage Les gaz

augmentent tregraves rapidement de volume et chassent le piston vers le bas Crsquoest la deacutetente ou temps

moteur La pression des gaz est de lrsquoordre de 50 agrave 120 bars et la tempeacuterature de 1800 agrave 2000 degC

- Echappement Les gaz brucircleacutes sont chasseacutes par le piston qui remonte gracircce agrave la soupape

drsquoeacutechappement qui srsquoouvre

Les seules bougies preacutesentes sur un moteur diesel sont les bougies de preacutechauffage qui comme leur

nom lindique preacutechauffent les chambres de combustion (ou les preacutechambres suivant le type de diesel)

afin dobtenir lorsque le moteur est froid une tempeacuterature suffisante pour lauto-inflammation du

carburant

332 Vitesse et puissance

Les vitesses de rotation des moteurs diesel sont tregraves diffeacuterentes dun moteur agrave un autre

En effet plus le moteur est gros plus la course du piston est grande et plus le moteur est lent

Trois classes de moteurs sont ainsi deacutefinies

bull moteur lent moins de 200 trmin

bull moteur semi-rapide entre 400 et 1 000 trmin

bull moteur rapide 1 000 trmin et plus

Scheacutematiquement plus le piston est gros plus sa course

est importante

Pour exemplethinsp moteur DW10 ATED de PSA cylindreacutee

1 997 cmsup3 aleacutesage 85 mm course 88 mm reacutegime de

puissance maximale 4 000 trmin

Pour ce moteur la vitesse lineacuteaire du piston dans le

cylindre agrave 4 000 trmin est de 88 x 2 (deux courses par

tour moteur) = 176 mm ou en megravetres 0176 times 4 000

soit 704 mmin ou 70460thinspms = 117 ms

Moteur Diesel PSA

Certains moteurs Diesel lents de type agrave 2 temps atteignent 100 000 ch (voir le porte- conteneurs

Emma Maeligrsk) comme le Waumlrtsilauml RT-flex96C 14 cylindres moteur agrave 2 temps lent

(92102 toursmin)

Les cylindres ont un aleacutesage de 96 cm et le piston une course de

25 m2

Ce moteur a une hauteur denviron 13 megravetres et une longueur de 26

megravetres pour un poids de 2 300 tonnes

333 Combustion

Reacuteaction chimique dans laquelle la combustion du carburant (oxydation vive de lhexadeacutecane) par le

dioxygegravene preacutesent dans lair deacutegage de la chaleur plus des reacutesidus de combustion dioxyde de carbone

et eau

Eacutequation parfaite de la combustion du gazole

hexadeacutecane + dioxygegravene = dioxyde de carbone + eauthinsp

2 C16H34 + 49 O2 rarr 32 CO2 + 34 H2O + Q

En pratique on considegravere quil faut preacutevoir 30 g dair pour brucircler 1 g de combustible

334 Usage

On utilise le moteur Diesel lorsque lon a un besoin dun couple

important ou dun bon rendement

- locomotives

- bateaux

- camions

- Bus et car Diesel-alternateur sur un peacutetrolier

- tracteurs agricoles

- groupes eacutelectrogegravenes

- engins de travaux publics

- automobiles

335 Circuit drsquoalimentation

Le circuit drsquoalimentation (figure I16) du moteur en carburant (gas-oil) dans un moteur diesel

comprend les eacuteleacutements suivants

- Le reacuteservoir qui est souvent muni drsquoun tamis qui arrecircte les plus grosses impureteacutes du combustible

Le bouchon comporte un trou de mise agrave lrsquoair libre

- La pompe drsquoalimentation aspire le combustible dans le reacuteservoir agrave travers une creacutepine Elle est

proteacutegeacutee par un preacute-filtre

- Le filtre complegravete le nettoyage du combustible qui est refouleacute par la pompe drsquoalimentation La

pression fournie par cette pompe est limiteacutee par le clapet de deacutecharge placeacute dans le filtre

- La pompe drsquoinjection distribue sous une forte pression au moment voulu le combustible vers les

cylindres Dans certains cas un clapet de balayage tareacute plus faible que celui du filtre permet une

circulation du combustible qui assure le refroidissement de la pompe

Figure I16 Circuit drsquoalimentation avec pompe en ligne

- Lrsquoinjecteur pulveacuterise tregraves finement le combustible dans la chambre de combustion

- Les canalisations de retour relient la pompe le filtre et les injecteurs au reacuteservoir Elles assurent

lrsquoeacutevacuation de lrsquoexcegraves de deacutebit ou la reacutecupeacuteration des fuites

Une pompe dalimentation solidaire de la pompe dinjection aspire le combustible du reacuteservoir au

travers drsquoun preacute-filtre deacutecanteur et le refoule vers le filtre principal

Le combustible filtreacute est envoyeacute sous pression dans la chambre daspiration de la pompe dinjection

dougrave les eacuteleacutements pistons-cylindre le refoulent sous haute

pression vers les injecteurs

Des soupapes de balayage (ou de deacutegazage) placeacutees sur le filtre et

la chambre daspiration de la pompe agrave injection facilitent

leacutevacuation des bulles dair ou de vapeur et assurent par ailleurs

le refroidissement de la pompe par le deacutebit de combustible ainsi

produit

Pompe agrave injection diesel rotative

Les fuites de combustible sont reacutecupeacutereacutees au niveau des injecteurs et renvoyeacutees au reacuteservoir en mecircme

temps que les divers deacutebits de deacutegazage

335 Deacutelai drsquoallumage

Le temps mis par les premiegraveres gouttelettes injecteacutees pour atteindre la tempeacuterature drsquoinflammation est

deacutefini sous le nom de deacutelai drsquoallumage

Ce deacutelai doit ecirctre aussi court que possible pour que le fonctionnement du moteur soit doux Il sera

drsquoautant plus faible que

- La tempeacuterature de lrsquoair est plus eacuteleveacutee

- La tempeacuterature drsquoinflammation du combustible est

plus basse

- Le combustible est plus finement pulveacuteriseacute

- La tempeacuterature du combustible est plus eacuteleveacutee

- Lrsquoindice de ceacutetane du combustible est eacuteleveacute

336 Moteur agrave injection directe

Moteur agrave combustion interne alimenteacute en air pur le carburant eacutetant injecteacute

sous forte pression directement dans la chambre de combustion (figure

I17)

La pression drsquoair est de 175 agrave 200 bars Ce moteur a besoin drsquoun excegraves drsquoair

important pour favoriser le brassage du meacutelange

Les pressions sont importantes en fin de compression (Reacutef [2])

Injection directe

Avantages

- Le rendement thermique est supeacuterieur drsquoenviron 10 agrave un moteur agrave chambre de preacutecombustion

- Les deacutemarrages sont plus faciles

- La construction est plus simple que pour les autres types de moteurs

Inconveacutenients

Le moteur est assez bruyant et les organes sont soumis agrave de fortes charges

Lrsquoencrassement des injecteurs est plus rapide

336 Avantages du moteur Diesel

Les raisons du succegraves du moteur Diesel dans lautomobile au-delagrave davantages fiscaux qui relegravevent de

choix politiques et non techniques tiennent essentiellement agrave son rendement supeacuterieur agrave celui du

moteur agrave essence

Ce rendement peut ecirctre encore ameacutelioreacute par lutilisation dun

turbocompresseur

Les plus reacutecents modegraveles sont laquo agrave geacuteomeacutetrie variable raquo (TGV)

technologie qui leur permet decirctre plus performants agrave bas reacutegime)

Turbocompresseur

Ainsi que lrsquoutilisation du Common rail (injection directe agrave haute

p r e s s i o n ) i n v e n t eacute p a r F i a t e t M a g n e t i - M a r e l l i

Systegraveme drsquoinjection a rampe commune

Avec les nouveaux injecteurs-pompe rampe commune et pieacutezo-eacutelectrique la pression atteint

jusquagrave

2thinsp500 bars

Contre

- 1thinsp400 pour la premiegravere rampe commune

- moins de 1thinsp000 pour un moteur agrave injection indirecte)

Ce qui assure une pulveacuterisation du gazole

- turbulente

- continue

- constante et

- bien reacutepartie

parametres essentielles pour une bonne combustion

Cette technologie porte le nom de

bull JTD Fiat Alfa Romeo Lancia - inventeur du systegraveme common rail 1re geacuteneacuteration

bull Mjt Fiat Alfa Romeo Lancia Iveco - inventeur et distributeur du systegraveme common rail 2e et

3e geacuteneacuteration

bull HDi Peugeot Citroeumln

bull dCi (Direct Common rail Injection) Renault Nissan Dacia

bull CDI (Common rail Direct Injection) Mercedes-Benz Smart

bull CRD Jeep

bull Td(x) TDV(x) Land Rover (ex Td4 ou TDV8)

bull d BMW (ex 530d)

bull TDI (Turbo Direct Injection) Audi Seat Skoda Volkswagen

bull D-4D ou D-CAT Toyota (CAT signifie Clean Advanced Technologie)

bull d Lexus (exIS 220 d)

bull CDTI (Common rail Turbo Direct Injection) Opel (les DTI sont des moteurs agrave injection

directe sans rampe commune)

bull VDi deacutenomination anciennement utiliseacutee par Nissan aujourdhui remplaceacutee par dCi

bull DI-D Mitsubishi

bull D Volvo (ex 24D ou D5) Jaguar (ex 27D)

bull TDCi Ford (les moteurs TDdi sont agrave injection directe mais ne comportent pas de rampe

commune)

bull MZR-CD Mazda

bull i-CTDi Honda

bull CRDi Hyundai

bull CRDI Kia

bull TCDi VCDi Chevrolet

bull TID Saab

34 Architectures moteurs

341 Introduction

Les deacutefauts du moteur agrave combustion interne classique sont

- meacutediocre rendement

- vibrations

- difficulteacute de reacuteduire son niveau de pollution

De nombreuses architectures alternatives sont neacutees au cours de lhistoire beaucoup sont resteacutees agrave leacutetat

de dessins ou de maquettes certaines ont donneacutees des prototypes fonctionnels et quelques rares

architectures ont eu droit agrave la production industrielle

342 Caracteacuterisation

La cylindreacutee dun moteur est le volume total (tous cylindres) deacuteplaceacute durant un cycle

Elle est calculeacutee agrave partir

- du diamegravetre dun cylindre (laleacutesage)

- de la distance parcourue par un piston (la course) et

- du nombre de cylindres

La puissance deacuteveloppeacutee souvent exprimeacutee par une courbe de puissance moteur doit ecirctre mesureacutee

selon certaines normes deacutefinissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de

tempeacuterature et de pression

Courbes caracteristiques du moteur CMT F4L912

Elle est toujours supeacuterieure agrave la puissance reacuteellement disponible aux roues pour un veacutehicule du fait des

pertes dans la transmission

Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le kiloWatt (kW) mais souvent accoleacute au cheval-vapeur (CV)

1 cheval-vapeur = 736 Watt

Le couple maximal est exerceacute sur laxe

Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le Newton-megravetre (Ntimesm) bien que le kgtimesm reste courant

La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation

Pour obtenir des Watt il faut multiplier le couple en Ntimesm par la vitesse de rotation en radians par

seconde

La vitesse maximale de rotation geacuteneacuteralement exprimeacutee en tours par minute

- La puissance speacutecifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindreacutee (volume de gaz

contenus apregraves le cycle dadmission)

Elle est souvent exprimeacutee en la rapportant au litre de cylindreacutee

- Le taux de compression dun moteur exprime le rapport entre le volume laisseacute dans lun de ses

cylindres au point mort bas et au point mort haut

Plus il est eacuteleveacute plus le meacutelange est comprimeacute donc plus lexplosion sera forte donc difficile agrave geacuterer

(choc meacutecanique tempeacuteraturehellip) mais plus le rendement du moteur sera eacuteleveacute

343 Eleacutements constitutifs drsquoun moteur

3431 Eleacutements fixes

34311 Bloc-moteur

Le bloc-moteur appeleacute eacutegalement carter-cylindres est la

piegravece maicirctresse du moteur (figure I2)

Ses fonctions principales sont les suivantes

- contenir les cylindres

- supporter le vilebrequin la culasse les

accessoires

- servir de support agrave lrsquohuile de lubrification

Scheacutema drsquoun bloc moteur

- servir de support agrave lrsquoeau de refroidissement (si un tel systegraveme de

refroidissement est utiliseacute)

Bloc a 04 cylindres

34312 Chemises

Pour le moteur F4L912 refroidi agrave air les chemises sont munies drsquoailettes (figure I3)

a) b) c)

Figure3 Chemises pour moteurs a) humides b) segraveches c) agrave ailettes du moteur F4L912

34313 Culasse

La culasse obture la partie supeacuterieure du cylindre

Cest une piegravece assez massive obtenue par moulage de fonte dacier ou

drsquoaluminium

Sa forme est tregraves variable suivant le type de moteur

La circulation de leau de refroidissement se fait dans des eacutevidements

ameacutenageacutes dans leacutepaisseur des parois Culasse drsquoun moteur

refroidi agrave eau

Les culasses portent

- les injecteurs

- les soupapes

- les culbuteurs

- les conduits dentreacutee dair et de sortie des gaz brucircleacutes Culasse Renault Kangoo

Pour le moteur refroidi agrave air (F4L912) leur culasse porte des ailettes comme montre la figure

Figure I5 Culasse du moteur F4L912 Figure I6 Vilebrequin pour un moteur a 4 cylindres

I322 Eleacutements mobiles

I3221Vilebrequin

Le vilebrequin (figure I6) est un arbre manivelle il reccediloit les efforts des bielles

Les parties cylindriques par lesquelles il repose dans des

paliers-supports du bacircti sont les laquo tourillonsraquo

Les parties cylindriques qui reccediloivent les coussinets de tecirctes

de bielles sont les

laquo manetons raquo (Reacutef [2])

Manetons et tourillons sont relieacutes entre eux par des flasques

appeleacutes laquo bras de manivelle raquo Fig 6 bis Vilebrequin a 5 paliers avec ses bielles et pistons

Des canaux sont foreacutes dans la masse du vilebrequin pour amener lhuile de graissage

jusquaux coussinets de tecirctes de bielle (figure 7)

Figure 7 Graissage des paliers drsquoun vilebrequin

I2322 Bielles

Les bielles transmettent au vilebrequin les efforts quelles

reccediloivent des pistons pendant les temps moteurs et

entrainent les pistons pendant les temps reacutesistants

Elles sont en acier allieacute

Leurs formes sont conccedilues de maniegravere agrave concilier au mieux la

leacutegegravereteacute et la reacutesistance aux efforts de

- compression

- extension Fig7a Ensemble bielles-pistons

- flexion

Les trois principales parties dune bielle sont

- le pied qui srsquoarticule sur laxe de piston

- le corps

- la tecircte qui sarticule sur un maneton du

vilebrequin

Figure I8 Bielle utiliseacutee dans le moteur F4L912

Le pied est un eacutepanouissement aleacuteseacute du corps dans lequel une

bague en bronze phosphoreux ou un roulement agrave aiguilles est

emmancheacute avec serrage

Le corps est alleacutegeacute par des eacutevidements sa section est souvent en

I parfois tubulaire

La tecircte est en deux parties assembleacutees par boulons pour en

permettre le montage sur le vilebrequin

La partie rapporteacutee est le laquo chapeau raquo

Deux demi-coussinets en bronze ou en acier sencastrent dans

la tecircte ils sont garnis dune couche de meacutetal antifriction

Le garnissage est parfois en laquo meacutetal roseraquo (alliage agrave base de

plomb et de cuivre qui fond agrave 1 000degC) pour les moteurs soumis

agrave de tregraves gros efforts

Quelquefois les coussinets sont deacutepourvus de garnissage ils

sont alors en bronze speacutecial

Fig8a Description de lrsquoensemble bielles-pistons

Dans les moteurs modernes les coussinets sont des laquo coquillesraquo tregraves minces en acier

eacutegalement garnies drsquoalliage antifriction

I3223Piston

Le piston (figure I9) peut ecirctre deacutecomposeacute en quatre parties

principales

- La tecircte ou fond qui reccediloit les efforts dus aux gaz

- le porte-segments qui par lrsquointermeacutediaire des segments assure

lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz et agrave lrsquohuile et dissipe une partie des calories

reccedilues vers le fluide de refroidissement Fig 8b Vue drsquoun piston

- le logement de lrsquoaxe de piston ou trou drsquoaxe

- la jupe ou partie frottant dont le rocircle est de guider le porte-segments et de dissiper une partie des

calories

- Fonctions du piston

Le piston doit transmettre au vilebrequin par lrsquointermeacutediaire de la

bielle les efforts dus aux gaz

- jusqursquoagrave 75 MPa pour les moteurs agrave essence non

suralimenteacutes

- jusqursquoagrave 14 agrave 18 MPa pour les moteurs diesels

Figure I9 Piston

Ils doivent ecirctre suffisamment isolants pour ne pas fournir trop de

calories au fluide de refroidissement

Tout en eacutevitant la formation de points chauds et de grippage

Il faut que le piston soit aussi leacuteger que possible et le moins

encombrant possible (distance entre le trou drsquoaxe et la tecircte la plus

reacuteduite pour avoir un moteur compact)

La dilatation du piston doit ecirctre telle que le jeu pistonchemise varie

peu car trop de jeu agrave froid provoque des claquements et pas assez de

jeu agrave froid un grippage

Le piston doit avoir une bonne reacutesistance meacutecanique en fatigue

Fig 9a Piston pour moteur Diesel

Formes de la tecircte du piston

La forme des chambres de combustion est deacutetermineacutee par

lempreinte reacutealiseacutee dans la culasse si bien que la tecircte du

piston est habituellement plate

Parfois il savegravere au contraire que le piston soit creuseacute et

forme totalement ou partie la chambre de combustion

Neacuteanmoins la tecircte du piston est creuseacutee notamment sur les

automobiles de course pour une toute autre raison

Il sagit en effet de reacutealiser une forme particuliegravere permettant

de reacutepartir et de diriger au mieux le meacutelange airessence

injecteacute dans la chambre

Fig 9c Illustration des diffeacuterentes formes de tecirctes de piston et de la

position de linjecteur selon la technique dinjection

On distingue geacuteneacuteralement 02 grandes techniques dinjection

Dans le cas dune injection dite laquo tumble raquo le jet de fluide produit par

linjecteur est deacutevieacute (par la forme de la tecircte du piston) vers la bougie

dallumage permettant de produire une explosion plus laquo performantes

raquo et stratifieacutee

Dans le cas dune injection dite laquo swirl raquo le carburant agit comme un

tourbillon permettant ainsi dhomogeacuteneacuteiser le meacutelange dans toute la

chambre

Il est eacutegalement possible de combiner les deux types dinjection

Fig9b Illustration des mouvements

tourbillonnaire swirl et tumble

I3224Segmentation

Ce sont des piegraveces composeacutees dun cercle incomplet en acier eacutelastique preacutevues pour semboicircter dans

les gorges du piston

Le diamegravetre exteacuterieur au repos est leacutegegraverement

supeacuterieur agrave celui du cylindre

En partant de la tecircte du piston on a (figue I10)

- le segment ndeg3 segment coup de feu

(ou segment de feu)

- le segment ndeg2 segment drsquoeacutetancheacuteiteacute

- le segment ndeg1 segment racleur ou refouleur

Fig9b Vue drsquoun ensemble piston-segments

Les deux derniers segments sont eacutegalement appeleacutes segments de compression

Les rocircles de la segmentation sont les suivants

- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz

ce rocircle est surtout assureacute par le segment coup de feu

Il est essentiel pour diminuer le Blow-by (gaz de combustion

passant dans le carter-cylindres) et la tempeacuterature des

segments inteacuterieurs

Figure I10 Segments de piston

- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute agrave lrsquohuile de lubrification

crsquoest surtout le rocircle du segment racleur mais le segment

drsquoeacutetancheacuteiteacute a aussi une grande importance

- Eacutevacuer la chaleur du piston vers le cylindre

Elles sont fabriqueacutees agrave partir dun ressort dacier eacutelastique

coupeacute ensuite en rondelles constituant les segments Fig10a Collier pou segments a piston

Elles sont geacuteneacuteralement asymeacutetriques il faut faire attention au sens de montage lors de

lassemblage du moteur (fig10b)

Lespace entre les deux extreacutemiteacutes du segment lorsquil est

de serrage introduit dans le cylindre sappelle le jeu agrave la coupe

Sa mesure permet deacutevaluer lusure du segment

Fig10b Tierccedilages des segments

I3225Axe de piston

Les axes de pistons en acier au nickel ceacutementeacute sont tubulaires leur

surface cylindrique exteacuterieure est rectifieacutee

Trois types de montage sont couramment utiliseacutes

- laxe est maintenu solidaire de la bielle par une vis pointeau il est

libre dons le piston

- laxe est maintenu solidaire du piston par une vis pointeau placeacutee dans

lun des bossages il est libre dans laleacutesage de la bielle Fig10c Axe piston

- laxe est monteacute laquoflottantraquo dans le piston et la bielle son deacuteplacement lateacuteral est limiteacute par

des freins extensibles en anneau (figure I11) logeacutes dans des rainures circulaires

Lajustement de laxe est agrave

- frottement doux dans la bielle

- frottement dur dans le piston

Pour le montage le piston est porteacute agrave la tempeacuterature de 100degc dans un bain dhuile afin de

faciliter la mise en place de laxe

Figure I11 Axe de piston monteacute flottant

52 La distribution

Mais cest quoi dont la distribution

Ce sont les diffeacuterents systegravemes permettant la reacutegulation des eacutechanges gazeux cest agrave dire les eacutetapes

dadmission et deacutechappement

Dans un moteur 2 temps cette fonction est assureacutee par le piston

Sur un moteur quatre temps la distribution se fait au niveau de la culasse par les soupapes et tous les

systegravemes qui permettent leurs ouvertures et fermetures

Chaque cylindre dun moteur possegravede au moins deux soupapes une dadmission et une

deacutechappement

Sur certains moteurs il Y a trois ou quatre soupapes par culasse elles sont commandeacutees simultaneacutement

deux agrave deux

(a) 02 soupapes (b) 03 soupapes (c) 04 soupapes

Fig11a Culasses a 02 03 et 04 soupapes par cylindre

Les soupapes sont normalement appuyeacutees sur leurs siegraveges par des

ressorts en heacutelice

Leur ouverture agrave un instant preacutecis de chaque cycle sobtient gracircce agrave

la pousseacutee exerceacutee par une came (figure12)

La came tourne entraicircneacutee par le vilebrequin sa pousseacutee est

communiqueacutee agrave la soupape par lintermeacutediaire dun poussoir dune

tige et dun culbuteur

Fig12 Distribution

331 Soupapes

Une soupape est un organe meacutecanique de la distribution des moteurs thermiques agrave quatre

temps permettant ladmission des gaz frais et leacutevacuation des gaz brucircleacutes

Les soupapes sont actionneacutees par un arbre agrave cames et maintenues par un ou plusieurs ressorts

de rappel

Les soupapes sont constitueacutees de quatre parties

a) Tecircte de la soupape

Lorsque la soupape est en position fermeacutee elle vient sappuyer sur le siegravege de

soupape dessineacute dans la culasse pour assurer leacutetancheacuteiteacute de la chambre

La partie de la soupape en contact avec le siegravege de forme tronconique est

deacutenommeacutee laquo porteacutee raquo langle varie entre 30deg et 45deg

b) Collet

Elle relie la tecircte agrave la tige est formeacute par un congeacute de grand rayon de faccedilon agrave

faciliter la dissipation de la chaleur provenant de la chambre et eacuteviter leffet

dentaille ducirc au changement de section

c) Tige

Crsquoest une piegravece cylindrique dont le diamegravetre est de lordre du quart de celui de la tecircte assure

le guidage vertical de la soupape

La tige coulisse ainsi dans le guide de soupape ouverture cylindrique pratiqueacutee dans la

culasse

d) Queue

Partie terminale de la soupape supporte laction du poussoir actionneacute par larbre agrave cames

Elle comporte une ou plusieurs gorges le plus souvent de section semi-circulaire pour loger

les clavettes qui transmettent agrave la soupape la tension du ressort de rappel6

Les soupapes sont en acier allieacute tregraves reacutesistant

Les principaux meacutetaux dalliage sont le chrome le

silicium le tungstegravene le nickel

Figure I13 Soupape avec tecircte bombeacutee

332 Culbuteurs et poussoirs

Les culbuteurs (figure I14) sont des leviers oscillants articuleacutes sur un axe solidaire de la

culasse

Leur rocircle est de transmettre de haut en bas aux queues de soupape les pousseacutees quils

reccediloivent de bas en haut agrave intervalles reacuteguliers des poussoirs et tiges de culbuteurs

Figure I14 Culbuteurs Renault 21 TD

Les poussoirs sont des cylindres en acier tregraves reacutesistant qui prennent contact avec les cames

soit

- par lintermeacutediaire dun galet

- par intermeacutediaire dun plateau

Suivant le cas le profil de la came est diffeacuterent

Fig14a Poussoirs et arbre agrave cames en tegravete pour leur entrainement (VW Toureg)

521 Le diagramme de distribution

Le point le plus haut quil peut atteindre quon appelle point mort haut (PMH) et inversement le point

le plus bas quon appelle point mort bas (PMB)

Enfin on appelle la course la longueur du parcours entre le PMH et le PMB

Laleacutesage est le diamegravetre du cylindre

Ces donneacutees et le volume de la chambre de combustion permettent de calculer le taux de compression

ou rapport volumeacutetrique

Figure V1 Point Mort Haut et Point Mort Bas dans un moteur

522 Les systegravemes de controcircle des soupapes

Au vue de la complexiteacute dun diagramme de distribution il faut que les soupapes dadmission et

deacutechappement soient parfaitement synchroniseacutees pour que le cycle sexeacutecute dans de bonnes

conditions

Moteurs culbuteacutes

Dans un moteur agrave combustion interne les culbuteurs servent agrave

transmettre la pousseacutee des tiges de culbuteurs vers les soupapes (les

soupapes se trouvant au-dessus des cylindres les tiges de culbuteurs

le long des cylindres et actionneacutees par un arbre agrave cames lateacuteral ou

central situeacute vers le bas des cylindres proche du vilebrequin)

Ces moteurs sont dits culbuteacutes

Ils ont eacuteteacute tregraves utiliseacutes en automobile de tourisme jusquaux anneacutees

1970-80

Fig 2 Ensemble de distribution culbuteacute

Tout dabord quest ce quune came

La came est lobjet qui permet la commande dune ou de plusieurs soupape Son profil est calculeacutee tregraves

preacuteciseacutement afin de

-fixer la hauteur de la leveacutee de soupape

-amortir le choc entre la came et le poussoir ducirc au jeu initial

-reposer doucement la soupape dans son siegravege lors de la fermeture par ressort

Figure V4 Ensemble soupape-came et arbre agrave cames

La came peut commander la soupape directement avec un poussoir comme repreacutesenteacute ci-agrave gauche

mais elle peut eacutegalement utiliser des basculeurs tels que le linget (ci contre en bas) ou le culbuteur (ci

contre en haut)

Ainsi larbre agrave came contient plusieurs cames permettant de commander les soupapes de tous les

cylindres afin de les synchroniser

Larbre agrave cames est geacuteneacuteralement entraicircneacute au moyen dengrenages

Son pignon denteacute est soit directement en prise avec un pignon caleacute agrave lextreacutemiteacute du vilebrequin soit

relieacute agrave ce dernier par un pignon intermeacutediaire

Les soupapes peuvent ecirctre commandeacutees par simple arbre agrave cames en tecircte

Cela signifie que larbre agrave cames est placeacute au dessus de la culasse et quil actionne les soupapes

dadmission et deacutechappement par lintermeacutediaire de culbuteur

Il existe aussi le systegraveme de double arbre agrave cames en tecircte ougrave dans ce cas il y a deux arbres agrave came

lun commande les soupapes dadmission et lautre les soupapes deacutechappement Ici les soupapes

peuvent ecirctre actionneacutees par tous les systegravemes possibles poussoir ou basculeurs

Moteurs agrave simple arbre agrave cames en tecircte

Si lon souhaite un reacutegime de rotation plus eacuteleveacute il est dusage de

placer le ou les arbres agrave cames juste au-dessus des soupapes

directement dans la ou les culasse(s) (arbre agrave cames en tecircte)

et donc il ny a plus besoin de tiges de culbuteurs (moins de piegraveces

en mouvement de jeux donc moins de risque daffolement de

soupapes)

Lorsque les soupapes sont toutes aligneacutees (soupapes dites droites) elles sont coiffeacutees dun poussoir

cylindrique et ouvertes par laction directe de la came sur le dessus

du poussoir

Si elles ne sont pas toutes aligneacutees (soupapes en V) et que lon

souhaite nutiliser quun seul arbre agrave cames en tecircte on dispose des

culbuteurs pour transmettre la pousseacutee des cames aux soupapes

Moteurs agrave double arbre agrave cames en tecircte

Bien que le montage agrave double arbre agrave cames en tecircte permette de

saffranchir des culbuteurs il arrive dutiliser de petits culbuteurs

dits alors linguets parfois appeleacutes basculeurs

Un culbuteur transmet agrave la soupape la pousseacutee de la came en

inversant le sens de la pousseacutee quil reccediloit Laxe de pivot dun

culbuteur est situeacute entre ses deux extreacutemiteacutes comme une balanccediloire

agrave bascule Figure V4 Entraicircnement des arbres de distribution dun systegraveme agrave 16 soupapes

La question qui vient apregraves cest ben comment il tourne larbre agrave cames

Ce sont les vilebrequins qui en tournant transmettent leur position au(x) arbre(s) agrave cames

Il faut bien comprendre que les vilebrequins sont deacutependant les uns des autres lun ne peut pas tourner

sans lautre car ils sont relieacutes entre eux

Ceci est souvent appeleacute larbre moteur

Cette commande se fait le plus souvent par chaicircne comme preacutesenteacute dans la figure des deux arbres agrave

cames en tecircte (sur la droite)

Cest ce quon appelle la chaine de distribution

On trouve eacutegalement la commande par courroie cranteacutee

Enfin on trouve la commande par pignon qui est tregraves reacutesistant mais cher agrave mettre en place

a) chaine b) pignon c) courroie cranteacutee

Figure V4 commande par chaine non 16032016

323 Nombre de soupapes par cylindre

Bien sur laugmentation nombre de soupapes vous vous en doutez favorise le rendement de

distribution Mais ceci nest pas la seule raison

Commenccedilons simplement par le nombre de soupapes le plus reacutepandu dans les anneacutees 80 cest agrave dire 2

soupapes par cylindre

Les culasses ont une chambre de combustion hemispheacuterique pour favoriser le flux des gaz un angle

entre la soupape dadmission et deacutechappement tregraves eleveacute (proche de 90deg) et enfin un taux de

compression eacuteleveacute

Cependant malgreacute tous ces efforts pour favoriser la distribution il est devenu difficile daccroitre les

performances du moteur

Pour cela il y avait une solution augmenter le diamegravetre des soupapes mais cela est devenu vite

impossible ducirc agrave lencombrement les soupapes auraient fini par se toucher

Par ailleurs lutilisation du double arbre agrave cames en tecircte devenait difficile

En effet imaginez la distance des arbres agrave cames pour commander des soupapes donc lencombrement

moteur eacutetait important et surtout lentrainement des 2 arbres agrave cames eacutetait difficile

Il a donc eacuteteacute utiliseacute des cascades de pignons mais cela rendait la distribution tregraves bruyante et les

contraintes dues agrave leacutechauffement eacutetaient difficiles agrave geacuterer

En revanche cette disposition agrave deux soupapes est meacutecaniquement simple et on peut facilement placer

dune part les vis de fixation de la culasse et dautre part la bougie

Figure 6 Culasse a 2 4 et 5 soupapes

Au milieu des anneacutees 80 Yamaha invente une culasse agrave 5 soupapes sur le FZ750 Genesis encore

utiliseacutee aujourdhui sur les sportives de la gamme

Ainsi ce moteur comptant

- 3 soupapes dadmission

- 2 soupapes deacutechappement

permet un meilleur remplissage de la chambre de combustion

La difficulteacute rencontreacutee est le logement des 5 soupapes

Les trois soupapes dadmission ont eacuteteacute placeacutees sur des plans diffeacuterents

mais de faccedilon agrave converger vers larbre agrave cames eacutevitant le montage de

culbuteurs

Cette architecture meacutecanique provoque une difficulteacute daccessibiliteacute meacutecanique

53 Refroidissement

Les combustions reacutepeacuteteacutees surchauffent les piegraveces en contact (piston cylindre soupape) et se diffusent

sur lensemble des piegraveces meacutecaniques du moteur

Il faut donc les refroidir sous peine de destruction

Pour un bon fonctionnement les moteurs agrave explosion ont besoin drsquoune tempeacuterature reacuteguliegravere et

adapteacutee

531 Refroidissement agrave air

En 1875 le franccedilais Alexis de Bischop utilise lair pour le refroidissement

Son moteur sans compression preacutealable de type mixte comportait un

cylindre entoureacute dailettes meacutetalliques augmentant ainsi la surface en

contact avec lair

Ce type de refroidissement est surtout utiliseacute pour les moteurs eacutequipant les

veacutelomoteurs et motocyclettes de faible cylindreacutee mais aussi sur des

automobiles comme certaines Porsche GS la 2CV ou la Coccinelle

Le refroidissement par air est aussi majoritaire pour les moteurs agrave pistons eacutequipant les avions

Moteur de la VW Coccinelle

Le refroidissement agrave air a longtemps eacuteteacute la reacutefeacuterence pour les moteurs de motocyclette (mecircme sil a

toujours existeacute des moteurs de motocyclette agrave refroidissement liquide) mais les problegravemes entraicircneacutes

par le haut rendement de ces moteurs (casses usure preacutematureacutee) ont conduit agrave la quasi geacuteneacuteralisation

du refroidissement liquide malgreacute les avantages speacutecifiques pour la motocyclette du refroidissement agrave

air (encombrement poids simpliciteacute prix)

Il peut ecirctre optimiseacute par lutilisation dun ventilateur dont la preacutesence ne reacutevegravele toutefois pas toujours

un refroidissement agrave air car il dissipe parfois la chaleur du radiateur dun systegraveme de refroidissement

liquide

532 Refroidissement liquide

Cest langlais Samuel Brown qui inventa le refroidissement du moteur par de leau afin dameacuteliorer les

performances du refroidissement

Dans son moteur leau entraicircneacutee par une pompe circule autour des

cylindres entoureacutes dune chemise leau est refroidie par contact direct

avec lair ambiant

Plus tard on ajouta agrave leau diffeacuterents adjuvants qui devint alors le

liquide de refroidissement

Radiateur moderne en aluminium

Le radiateur fut inventeacute en 1897 par lingeacutenieur allemand Wilhelm Maybach

Apregraves de nombreux tacirctonnements il mit au point le radiateur dit laquo nid dabeille raquo qui permet le

refroidissement tregraves efficace dun liquide

Il est composeacute dun faisceau de conduits courts et eacutetroits entre lesquels circule lair

Lair peut ecirctre acceacuteleacutereacute par un ventilateur placeacute devant ou derriegravere lui

Ce radiateur est situeacute dans un circuit fermeacute ou semi-fermeacute emplit dun liquide (agrave base deau) assurant le

refroidissement du moteur

Dans les moteurs les plus anciens la circulation deau est assureacutee par thermosiphon leau chauffeacutee par

le moteur monte vers le radiateur placeacute en hauteur Une fois refroidie elle redescend vers le moteur

Dans les moteurs modernes on utilise une pompe agrave eau

Un controcircle permanent de la tempeacuterature vise agrave maintenir leau et lhuile dans des conditions

permettant une lubrification optimale

Ideacutealement la tempeacuterature du liquide de refroidissement est denviron 75deg-95degCelsius deacutetermineacutee par

plusieurs facteurs tels que toleacuterances dusinage et reacutesistance au frottement des piegraveces meacutecaniques

lubrifiants utiliseacutes

La reacutegulation de cette tempeacuterature est geacuteneacuteralement obtenue par une vanne thermostatique calorstat

situeacutee dans le circuit de refroidissement associeacutee agrave un ou plusieurs ventilateurs asservi par une sonde

thermocontact agrave la tempeacuterature du liquide dans le radiateur

Dans les moteurs marins le radiateur est remplaceacute par un eacutechangeur de tempeacuterature Leau de mer

assurant le refroidissement du circuit deau douce du moteur

533 Refroidissement par huile

Tous les moteurs agrave combustion interne utilisent deacutejagrave un liquide pour la lubrification des piegraveces en

mouvement lhuile qui circule propulseacutee par une pompe il suffit donc de faire circuler ce liquide dans

les zones les plus chaudes et surtout den assurer le refroidissement correct

Tous utilisent plus ou moins le refroidissement par huile carter dhuile bas moteur ventileacute parfois

muni dailettes un petit radiateur dhuile

Exemple

Certaines motos agrave 4 cylindres de marque Suzuki utilisent un refroidissement mixte air-huile avec un

gros radiateur dhuile

Avantages

Les canalisations pompe radiateur indeacutependant et liquide speacutecifiques au refroidissement deviennent

inutiles

Cela permet un net gain de poids et une plus grande simpliciteacute de conception

Inconveacutenients

Lhuile transporte moins bien la chaleur que leau et les speacutecificiteacutes de ces huiles les rendent plus

coucircteuses pour lutilisateur

De plus le graissage du moteur est moins performant (agrave isopeacuterimegravetre) car il y a des pertes de charges

dues agrave la circulation dans le radiateur dhuile

54 Architecture des moteurs agrave explosion

Figure V3 Moteur en double eacutetoile agrave 14 cylindres

bull Cylindres en ligne

bull Cylindres en V

bull Cylindres en W

bull Cylindres opposeacutes horizontalement (Boxer) (flat)

bull Cylindres en H

bull Cylindres en eacutetoile

bull Moteurs complexes (moteurs en carreacute etc)

541 Monocylindre

Historique

Le premier brevet concernant un moteur agrave explosion a eacuteteacute deacuteposeacute par le Suisse Franccedilois Isaac de Rivaz

le 30 janvier 1807

Le premier moteur agrave deux temps fut imagineacute et reacutealiseacute par Jean-Joseph Eacutetienne Lenoir en 1860 Il

fonctionne selon le cycle de Lenoir

Vers 1862 les Allemands Otto et Langen constatant le faible rendement du moteur agrave deux temps de

Lenoir (1860) entreprirent une seacuterie dameacuteliorations la plus deacutecisive consista agrave synchroniser les

mouvements dans la phase de compression

542 Quatre cylindres

Panhard et Levassor degraves 1896 engagent un laquo quatre cylindres en ligne raquo sur leacutepreuve Paris-Marseille-

Paris

Deux ans plus tard les multicylindres (agrave quatre cylindres) gagnent les

grosses voitures et progressivement se geacuteneacuteralisent agrave lensemble de la

gamme devenant en quelque sorte larcheacutetype mondial pour les

voitures courantes de moyennes et basses gammes

Scheacutema dun moteur 4 cylindres vers 1900

04 cylindres en V

Il fait son apparition en course agrave la charniegravere des deux siegravecles sur des modegraveles Mors et Ader

Quelques anneacutees plus tard cette solution seacuteduit Peugeot et Ariegraves pour leurs modegraveles courants davant

1914

Beaucoup plus tard agrave partir de 1962 Ford en fera une large utilisation mais aussi Matra et SAAB

04 cylindres (en ligne) coucheacute

Que lon trouve en compeacutetition chez Ameacutedeacutee Bolleacutee (189899) (premier moteur agrave quatre cylindre

monobloc (les autres moteurs quatre cylindres agrave leacutepoque eacutetaient des bicylindres ou des monocylindres

accoupleacutes)) et chez Wolseley et Winton (1903 voir Wolseley Motor Company et Winton Motor

Carriage Company))

On la trouveacutee sur les motocyclettes BMW seacuterie K et sur les Peugeot 104 - 205 mais aussi sur les

veacutehicules utilitaires ou monospace optant pour la solution laquo moteur sous le plancher raquo

04 cylindres agrave plat boxer

Cest un quatre cylindres en V ouvert agrave 180deg

Embleacutematique dans sa version refroidissement agrave air des laquo coccinelles raquo de Volkswagen

Cette architecture a le grand avantage de faire beacuteneacuteficier le veacutehicule quil motorise dun centre de

graviteacute assez bas

Une version muscleacutee et turbocompresseacutee eacutequipe actuellement les Subaru Impreza qui sont de

redoutables concurrentes du championnat du monde des rallyes WRC

En 2009U Subaru compte particuliegraverement sur le 20 D pour faire deacutecoller les ventes de sa berline

compacte en Europe

Une grande premiegravere eacutegalement puisque aucun constructeur navait jusquagrave aujourdhui exploreacute la voie

du diesel Boxer (4 cylindres agrave plat opposeacutees deux agrave deux) et ses grands avantages que sont la vivaciteacute

un centre de graviteacute abaisseacute et surtout un grand silence de fonctionnement

Subaru aura mis sept ans agrave deacutevelopper son ineacutedit moteur mais le reacutesultat est particuliegraverement

convaincant

- Pas de claquement agrave froid

- une quasi absence de vibration

- il est bien difficile de faire la diffeacuterence entre un moteur essence et cet eacutetonnant diesel

Si les 350 Nm de couple disponibles degraves 1 800 trmn et les 150 Cv offrent un reacuteel dynamisme agrave la

premiegravere acceacuteleacuteration venue cela seffectue de maniegravere lineacuteaire

Subaru 20 Diesel 150 Cv (2009)

543 Six cylindres

Mais la course mdash ougrave lon recherche la vitesse mdash est exigeante en matiegravere de puissance surtout quand

il sagit de courses de cocircte Dougrave la tentation daugmenter le nombre de cylindres

Figure V5 Moteur V6 moderne (Mercedes)

La marque neacuteerlandaise Spyker avait preacutesenteacute un modegravele 6 cylindres en 19032

Un modegravele Chadwick aux Eacutetats-Unis franchit le pas en 1907 pour la course de cocircte de Fairmont

Lanneacutee suivante cette fois en Europe Rolls-Royce fait de mecircme pour la course Londres-Eacutedimbourg

en faisant appel agrave des six cylindres

La transposition aux modegraveles courants est quasi-immeacutediate pour les voitures de sport et de luxe

En Europe cest le cas pour Delaunay-Belleville Napier Mercedes aux Eacutetats-Unis pour Marmon

Plus tard agrave partir de 1927 on trouvera des six cylindres (presque toujours en ligne) sur un grand

nombre de modegraveles non sportifs mecircme pour des cylindreacutees modestes

Latout principal de cette solution eacutetant la souplesse de fonctionnement du moteur

Dans le monde de la motocyclette le 6 cylindres restera rare

On le trouve en compeacutetition en particulier chez Honda dans les anneacutees 1960 (moteur en ligne) ou chez

Laverda en endurance (moteur en V)

Les moteurs de plus de 4 cylindres seront interdits en compeacutetition

Sur les veacutehicules de tourisme on trouvera essentiellement

- Honda 1000 CBX (moteur agrave 24 soupapes refroidi par air)

- Kawasaki Z 1300 (moteur agrave 12 soupapes refroidi par eau)

- Benelli avec une 750 puis une 900

En 2006 Honda propose toujours agrave son catalogue un modegravele 6 cylindres agrave plat la GoldWing

544 Huit cylindres et plus

Figure V6 Moteur W16 de la Bugatti Veyron

Une nouvelle eacutetape est franchie quand on passe au laquo huit cylindres raquo

Ader (France) ouvre la voie en 1903 pour le Paris-Madrid avec une uniteacute agrave huit cylindres en V

La mecircme anneacutee apparaissent toujours pour la compeacutetition des huit cylindres en ligne

Les moteurs davion des anneacutees 1930 et 1940 reacutepondent agrave la demande sans cesse croissante de

puissance

Les moteurs courants sont des V12 ou des moteurs en eacutetoile de une agrave quatre rangeacutees de 7 agrave 9 cylindres

soit 28 cylindres agrave la fin de la guerre pour les Whright deacuteveloppant 3 500 ch remplaceacutes par les

reacuteacteurs

Les ameacutericains amateurs de grandes automobiles et sans souci du prix de lessence deacutemocratisegraverent

les gros V8 au couple tregraves eacuteleveacute et aux vitesses de rotation assez lentes

Les constructeurs des monoplaces de Formule 1 utilisegraverent pendant longtemps des V8 de 3 litres de

cylindreacutee dont le fameux Ford Cosworth

Dans les anneacutees 1990 cest la structure V10 qui aura la faveur des motoristes de F1

Mecircme leacutecurie Ferrari tregraves attacheacutee aux 12 cylindres en V se pliera aux lois de cette formule

Depuis lanneacutee 2004 les instances sportives (FIA) ont imposeacute un retour au V8 avec des contraintes de

fiabiliteacute plus importantes que par le passeacute

En 2006 les structures en V de 10 ou 12 cylindres et W16 sont reacuteserveacutees aux veacutehicules agrave tendance

sportive

Puissance drsquoun

veacutehicule

1 Calculs de la pesanteur

11 Deacutecliviteacute

Calculons la deacutecliviteacute drsquoune route longue L pour un deacuteniveleacute H

α = H L

α deacutecliviteacute grandeur sans dimension

H deacuteniveleacute exprimeacute en m

L longueur de la route exprimeacutee en m coheacuterence des uniteacutes

12 Poids du veacutehicule

Calculons le poids drsquoun veacutehicule

P = M g

P poids exprimeacute en N

M masse exprimeacutee en kg

g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms2 ( g = 981 ms2)

13 Composante du poids

Calculons la composante du poids parallegravele agrave la route de la voiture

F = M g α

Avec

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-

2

α deacutecliviteacute grandeur sans dimension

14 Travail de la force de traction

Calculons le travail drsquoune force de traction qui srsquoest deacuteplaceacutee sur une distance D

E = F D

E travail exprimeacute en J

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

D distance parcourue exprimeacutee en m

15 Energie

Calculons lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour lever une voiture de masse M agrave une hauteur H

E = M g H

Avec

E eacutenergie absorbeacutee (monteacutee) ou accumuleacutee (descente) exprimeacutee en J

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms-2

H deacuteniveleacute exprimeacute en m

15 Puissance absorbeacutee

Calculons la puissance absorbeacutee par une ascension effectueacutee agrave la vitesse V

B = F V

Avec

B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

V vitesse exprimeacutee en ms

En reacutealiteacute une puissance bien supeacuterieure est neacutecessaire agrave cause de la reacutesistance au roulement

et de la reacutesistance de lrsquoair cette derniegravere eacutetant proportionnelle au carreacute de la vitesse

16 puissance absorbeacutee par une ascension

Lrsquoascension drsquoune masse M agrave une hauteur H en un temps T

B = M g H T

Avec

B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-

2 H deacuteniveleacute exprimeacute en m

T temps exprimeacute en s

2 Calculs Aeacuterodynamiques

21 Surface frontale

Surface drsquoune coupe transversale perpendiculaire agrave lrsquoaxe de symeacutetrie du veacutehicule (effectueacutee agrave

lrsquoendroit le plus large et le plus haut) la surface frontale est approximativement eacutegale au

produit de la largeur par la hauteur

camion maxi-code 26 m x 39 m = 10 m2

autocar 25 m x 32 m = 8 m2

voiture 18 m x 14 m = 25 m 2

motocyclette 1 m x 15 m = 15 m2

22 Coefficient de peacuteneacutetration dans lrsquoair

Le Cx est calculeacute agrave partir

Cx = 2 F (S Mair Vsup2)

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

F force exerceacutee par le flux drsquoair exprimeacutee en N

S surface frontale exprimeacutee en m2

Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)

V vitesse air exprimeacutee en ms

23 Reacutesistance de lrsquoair

R = frac12 S Cx Mair Vsup2

R reacutesistance de lrsquoair exprimeacutee en N

S surface frontale exprimeacutee en m2

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)

V vitesse exprimeacutee en ms

24 SCx

Le SCx Grandeur essentiellement destineacutee agrave comparer diffeacuterents modegraveles de voitures le SCx

est le produit de la surface frontale par le Cx

SCx = S Cx

Le Cx eacutetant une grandeur sans dimension le SCx srsquoexprime en megravetre carreacute

25 Constante aeacuterodynamique

La constante aeacuterodynamique est une caracteacuteristique aeacuterodynamique des veacutehicules

A = S Cx M

Avec

A constante aeacuterodynamique [kgm]

S surface frontale [m2]

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

Mair masse volumique de lrsquoair [kgm3]

26 Puissance absorbeacutee

Calculons la puissance absorbeacutee pour vaincre la reacutesistance de lrsquoair

B = F x V

F force aeacuterodynamique reacutesistante [N]

V vitesse du veacutehicule [ms]

3 Calculs thermiques

31 Calcul de la cylindreacutee

D2

V = π L N

4

Avec

D aleacutesage du cylindre

L course du piston

N nombre de cylindre

32 Calcul du PCI des combustibles

Le pouvoir calorifique ou chaleur de combustion (en anglais Heating value ou Heat of

combustion) dune matiegravere combustible noteacute ΔcH0

Crsquoest lenthalpie de reacuteaction de combustion par uniteacute de masse dans les conditions normales

de tempeacuterature et de pression

Cest leacutenergie deacutegageacutee sous forme de chaleur par la reacuteaction de combustion par le dioxygegravene

(autrement dit la quantiteacute de chaleur)

Le plus souvent on considegravere un hydrocarbure reacuteagissant avec le dioxygegravene de lair pour

donner du dioxyde de carbone de leau et de la chaleur

321 Calculer le PCI du gas-oil (Mazout)

Le gazole est un alcane en C16 appeleacute ceacutetane soit une formule brute moyenne de

C16H34

Soit une masse molaire moyenne de 219 gmole

Combustion

Une combustion est la reacuteaction chimique complegravete ou partielle du carbone et de lhydrogegravene

des combustibles usuels par oxydation de loxygegravene

La combustion vive donne naissance agrave une flamme par reacuteaction en chaicircne entretenue dune

maniegravere plus ou moins limiteacutee par lapport de combustible ou de comburant

Cette reacuteaction produit une combustion exothermique cest-agrave-dire

- qui deacutegage de la chaleur

- elle produit du CO2

- de leau

- dautres composeacutes plus ou moins agressif

La stœchiomeacutetrie (du grec lsquolsquostoikheionrsquorsquo eacuteleacutement et lsquolsquometronrsquorsquo mesure) deacutesigne lrsquoeacutetude des

proportions ideacuteales drsquoeacuteleacutements qui autorisent une reacuteaction chimique complegravete lsquolsquoproprersquorsquo et

sans gaspillage

Equations stœchiomeacutetriques des combustions complegravetes

Pour le gazole

C16H34 + 24 O2 rarr 16 CO2 + 17 H2O + Q

- 219 gr de gazole consomment 532 litres drsquooxygegravene

- agrave 21 drsquoO2 dans lrsquoair donc 2533 litres drsquoair

- Donc 1 kg de gazole consomme 116 m3 drsquoair agrave 29 kg au m3

- La masse du meacutelange est donc de 3374 kg

Le carburant le plus utiliseacute est du gasoil drsquoindice de ceacutetane

La composition eacuteleacutementaire de 1 kg de gas-oil est

Carbone C = 087

Hydrogegravene H = 0126

Oxygegravene O = 0004

Azote N Soufre S vapeur drsquoeau W en faible quantiteacute

Pouvoir calorifique infeacuterieur PCI

PCI = 8140C + 30 000H + 2600(S - O) - 600(9H + W) [kcalkg]

PCI = 3391C + 1256H - 1089(S-O) ndash 251(9H+W) [MJkg]

33 Quantiteacute theacuteorique drsquoair a la combustion du gas-oil

Les lois de la stœchiomeacutetrie appliqueacutees agrave la combustion des hydrocarbures nous montrent

que pour bruler

1 kg de gazole il faut disposer drsquoenviron 146 kg drsquoair soit environ

- 112 kg drsquoN2

- 34 kg drsquoO2

La reacuteaction produit environ

- 112 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 32 kg CO2

- 12 kg drsquoH2O

1 kg drsquoessence il faut disposer drsquoenviron 153 kg drsquoair soit environ

- 118 kg drsquoN2

- 035 kg drsquoO2

La reacuteaction produit environ

- 118 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 31 kg de CO2

- 14 kg drsquoH2O

1 kg de GPL il faut disposer drsquoenviron 156 kilogrammes drsquoair soit environ

- 12 kg drsquoN2

- 036 kg drsquoO2)

La reacuteaction produit environ

- 12 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 3 kg de CO2

- 16 kg drsquoH2O

La quantiteacute theacuteorique drsquoair neacutecessaire pour assurer la combustion complegravete du gasoil il faut

avoir

[kg drsquoairkg]

minus+

= OHCL 8

3

8

230

10

[kmol drsquoairkg]

minus

+

=

32412210

10

OHCL

34 Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil

Une stœchiomeacutetrie parfaite est toujours difficile agrave garantir mecircme en laboratoire notamment agrave

cause de la contamination de lrsquoair ou des composants utiliseacutes dans les expeacuteriences mais on

peut srsquoen approcher

Il en va tout autrement srsquoagissant de la combustion des carburants dans le cadre du

fonctionnement drsquoun moteur

En effet non seulement le carburant peut preacutesenter des diffeacuterences de composition selon les

pays et les distributeurs mais en plus la masse drsquoair introduite dans le moteur varie en

permanence en fonction de la tempeacuterature ambiante et de la pression atmospheacuterique

Agrave cela il faut ajouter le fait que les moteurs ne fonctionnent jamais agrave des reacutegimes

tempeacuteratures et charges de travail constants et ideacuteals ce qui signifie qursquoil faut modifier en

temps reacuteel la quantiteacute de carburant injecteacutee dans les cylindres

Pour y remeacutedier on modifie la richesse ou lrsquoexcegraves drsquoair

Pour les moteurs Diesels lrsquoexcegraves drsquoair du meacutelange combustible doit ecirctre toujours supeacuterieur agrave

la limite drsquoapparition des fumeacutees deacutetermineacutee par λ cong 18 soit r = 055

Lr = λ Lo [kmole drsquoairkg combustible]

35 Quantiteacute des produits produit de combustion

Les produits de combustion sont les produits issus de la reacuteaction chimique entre un

carburant et un comburant ils srsquoappellent aussi gaz brucircleacutes ou fumeacutees

Lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie sont respecteacutees les gaz drsquoeacutechappement ne contiennent

que de lrsquoazote gazeux (N2) du dioxyde de carbone (CO2) et de lrsquoeau agrave lrsquoeacutetat de vapeur (H2O)

Ces corps existent en grandes quantiteacutes dans la nature ils sont chimiquement stables et sont

indispensables au maintien des eacutequilibres naturels ce ne sont donc pas des polluants

Mais que se passe-t-il lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie ne sont plus respecteacutees Pour

simplifier le problegraveme consideacuterons deux configurations opposeacutees

meacutelange riche (trop de carburant pas assez drsquoair) dans cette configuration certains

atomes qui constituent la moleacutecule drsquohydrocarbure ne trouvent pas de lsquolsquopartenaire

oxygegravenersquorsquo en nombre suffisant puisque lrsquoair manque ils ne sont donc pas oxydeacutes

complegravetement et se retrouvent dans les gaz drsquoeacutechappement sous forme de particules

carboneacutees drsquohydrocarbures imbrucircleacutes (symbole chimique HC) ou de monoxyde de

carbone (symbole chimique CO) gaz qursquoil ne faut surtout pas confondre avec le CO2

lrsquoun est tregraves toxique lrsquoautre pas du tout

meacutelange pauvre (peu de carburant trop drsquoair) dans cette configuration un excegraves

drsquoair (crsquoest toujours le cas lorsque le moteur est suralimenteacute) fortement comprimeacute agrave

haute tempeacuterature (crsquoest particuliegraverement le cas des moteurs diesel) peut entraicircner la

formation de monoxyde drsquoazote (symbole chimique NO) suite agrave une reacuteaction entre

lrsquooxygegravene (O2) et lrsquoazote (N2) Une fois expulseacute le monoxyde drsquoazote preacutesente la

particulariteacute de se transformer spontaneacutement en dioxyde drsquoazote (symbole chimique

NO2) au contact de lrsquoair geacuteneacuterant au passage une mutation de lrsquooxygegravene

atmospheacuterique en ozone (symbole chimique O3) Ces deux gaz sont tregraves toxiques pour

les organismes vivants

C

nCO2 = [kmolekg]

12

H

nHO2 = [kmolekg]

2

nO2 = 021 x (λ-1) x Lo [kmolekg]

nN2 = 079 x λ x Lo [kmolekg]

36 Quantiteacute totale des produits de combustion

nTotal = nCO2 + nHO2 + nO2 + nN2 [kmolekg]

37 Puissance nominale

Vous avez surement deacutejagrave feuilleteacute le catalogue drsquoun grand constructeur automobile

Chaque modegravele y est deacuteclineacute en plusieurs versions les diffeacuterences portant essentiellement sur

la puissance du moteur

Le choix est vaste et on srsquoy perd

80 ch 100 ch 120 ch 150 chhellip

Que signifient reacuteellement ces chiffres

Agrave quoi sert la puissance

Comment la mesure-t-on

Quelle est la relation entre la puissance et la vitesse

Voici quelques eacuteleacutements de reacuteponses

Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale la puissance deacutesigne la production la consommation ou la

transformation drsquoeacutenergie par uniteacute de temps

Pour une automobile cette eacutenergie est drsquoabord de nature chimique (combustion du carburant)

puis de nature cineacutetique (acceacuteleacuteration et vitesse sur route horizontale) ou gravitationnelle

(route en deacutecliviteacute)

La puissance drsquoun moteur thermique se rapporte donc agrave lrsquoeacutenergie deacutelivreacutee par uniteacute de temps

mais aussi agrave lrsquoeacutenergie consommeacutee sous forme de carburant dans le mecircme temps

On ne peut jamais mesurer la puissance on ne peut que la calculer en combinant les valeurs

de la charge moteur et de la vitesse de rotation releveacutees sur un banc de puissance

Banc drsquoessai moteur

Passer un moteur au banc consiste drsquoabord agrave lrsquoaccoupler agrave un disque eacutequipeacute drsquoun

- frein

- compte-tours

Une fois le moteur lanceacute agrave plein reacutegime lrsquoopeacuteration consiste agrave actionner progressivement le

frein jusqursquoagrave ce que la vitesse de rotation du moteur soit stabiliseacutee la commande des gaz

restant grande ouverte

En effet une vitesse stabiliseacutee signifie que le couple moteur est alors exactement eacutegal au

couple de freinage

il suffit donc de mesurer lrsquointensiteacute de la force de freinage pour en deacuteduire la valeur du couple

moteur

Autrement dit ce qursquoon appelle agrave tort un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo ne sert qursquoagrave mesurer le couple

moteur et la maniegravere dont il eacutevolue en fonction de la vitesse de rotation

In fine la puissance reacutesulte drsquoun calcul crsquoest le produit de ces deux grandeurs

F N

Pf =

10 000

Ougrave

F charge [N]

N = reacutegime de rotation [trmn]

38 Puissance corrigeacutee

Pfc = Pf f

Avec

f Facteur de correction tenant compte de la tempeacuterature et de la pression ambiante f

= 1085

Tamb = 27 [degC] Diagramme de conversion

f = 1085

Pamb = 719 [mmHg]

39 Consommation speacutecifique

La consommation speacutecifique du moteur est la quantiteacute de carburant (Cs) utiliseacutee pour produire

un travail T donneacute

(3600 v Ps )

Cs = [gkWh]

(t Pf)

Ou

v volume du gas-oil agrave consommer [cm3]

Ps poids speacutecifique du gasoil [grcm3]

t temps de consommation [s]

Pf puissance au frein [kW]

310 Consommation speacutecifique corrigeacutee

Csc = (3600 v Ps ) (t Pfc)

Ou

Pfc puissance corrigeacutee

311 Couple moteur

Quelles sont les caracteacuteristiques essentielles drsquoun veacutehicule agrave moteur

Les services marketing le savent crsquoest la puissance et la vitesse maximale qui au premier

abord focalisent lrsquoattention du public car ce sont les donneacutees les plus valorisantes pour

lrsquoacheteur

Mais pour le technicien comme pour le conducteur aviseacute crsquoest

- la masse de la voiture

- son couple moteur

- le reacutegime auquel il est disponible

qui sont les donneacutees essentielles car elles conditionnent le comportement du veacutehicule en

situation reacuteelle le service qursquoil peut rendre et son prix de revient

Le terme de lsquolsquocouplersquorsquo vient de ce qursquoil associe deux grandeurs

- une force crsquoest la pression que les gaz exercent sur les pistons

- un bras de levier crsquoest la longueur des manetons du vilebrequin

On utilise pour cela un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo qui est un appareil eacutequipeacute drsquoun compte-tours et

drsquoun frein

La valeur du couple moteur deacutepend de lrsquoaptitude drsquoun moteur agrave introduire dans les cylindres

un meacutelange air-carburant parfaitement homogegravene et surtout de sa capaciteacute agrave en tirer le

maximum drsquoeacutenergie au moment de la combustion

Le couple moteur est toujours relativement modeste agrave bas reacutegime il atteint sa valeur

maximale aux reacutegimes intermeacutediaires pour deacutecroicirctre ensuite inexorablement au fur et agrave

mesure que la vitesse de rotation augmente comme si le moteur finissait par srsquoasphyxierhellip

Tant que le moteur fonctionne dans sa plage de reacutegime de couple maximum la consommation

de carburant la pollution de lrsquoenvironnement et donc le prix de revient du kilomegravetre parcouru

se maintiennent aux valeurs les plus basses dont le veacutehicule est capable

Pour toutes ces raisons il est preacutefeacuterable que le couple maximum soit deacutelivreacute agrave un reacutegime pas

trop eacuteleveacutehellip

30PN 1000

CN = [Nm]

N π

Ou

PN Puissance nominale [kW]

N Vitesse de rotation [trmn]

312 Couple corrigeacutee

30Pfc 1000

Cc = [Nm]

N π

Ou

Pf Puissance corrigeacutee [kW]

4 Bilan thermique des moteurs

Que devient lrsquoeacutenergie libeacutereacutee par la combustion

Elle apparaicirct sous deux formes distinctes

Chaleur crsquoest la mecircme que celle qursquoon peut ressentir devant nrsquoimporte quel

brasier Lrsquoeacutechauffement drsquoun moteur dit lsquolsquothermiquersquorsquo est donc un pheacutenomegravene

normal Heacutelas cette chaleur ne sert agrave rien sinon agrave chauffer lrsquohabitacle elle est

donc voueacutee agrave se disperser dans lrsquoenvironnement

Mouvement crsquoest ce dont on a besoin pour faire avancer la voiture Dans le

cas drsquoun moteur drsquoautomobile la pression des gaz dans la chambre de

combustion provoque le mouvement des pistons et la rotation du vilebrequin

signe tangible qursquoune autre partie de lrsquoeacutenergie libeacutereacutee srsquoest manifesteacutee sous

forme de mouvement (4)

Comment distinguer ces deux formes drsquoeacutenergie

En calculant le rendement du moteur ou plus exactement son bilan thermique

En effet le rendement se deacutefinit comme

eacutenergie reacutecupeacutereacutee

Rendement =

eacutenergie consommeacutee

Dans le cas drsquoun moteur

lrsquoeacutenergie reacutecupeacutereacutee est celle mesureacutee en bout de vilebrequin sur un banc de puissance

exprimeacutee en kilowattheure [kW]

lrsquoeacutenergie consommeacutee correspond agrave la masse de carburant brucircleacutee (exprimeacutee drsquoabord en

kilogrammes puis convertie en joules)

Le reacutesultat est une grandeur sans dimension

Si on fait un bilan thermique dans un moteur de combustion interne

QT = Qe + Qr + Qra + Qa + Qres + Qge

- QT Flux de chaleur deacutegageacute si on brucircle tout le combustible

- Qe Flux de chaleur transformeacutee en puissance effective

- Qr Flux de chaleur eacutevacueacute au liquide de refroidissement

- Qge Flux de chaleur perdu avec les gaz deacutechappement

- QP Flux de chaleur perdu (par rayonnement vers lrsquohuile agrave cause de la combustion

incomplegravete frottements etc)

Scheacutema de la conversion et des pertes thermique dans un moteur

Si on fait un bilan des pertes de chaleur pour prendre en compte ougrave elles se produisent on

trouve

41 Chaleur totale introduite dans le moteur par la combustion

Eacutenergie brute libeacutereacutee par la combustion du carburant

Gazole 443 MJkg-1 (374 MJl-1 )

Essence 469 MJkg-1 (356 MJl-1 )

GPL 487 MJkg-1 (268 MJl-1 )

Eacutenergie nette libeacutereacutee par la combustion du carburant

Gazole 417 MJkg-1 (352 MJl-1 )

Essence 437 MJkg-1 (332 MJl-1 )

GPL 451 MJkg-1 (248 MJl-1 )

(PCI Csh)

QT =

36

Calcul de la consommation horaire

- PCI pouvoir calorifique inferieur [kJkg]

- Csh consommation speacutecifique horaire [kgh]

42 Chaleur eacutequivalente au travail effectif par uniteacute de temps

Qe = 1000 Pf [Js]

Sachant que

- Pf puissance au frein [W]

43 Chaleur transmise au systegraveme de refroidissement

Cette chaleur est donneacutee par la formule suivante

C i D(1+2m ) Nm

Qr = [Js]

λ Avec

- C Coefficient de proportionnaliteacute dont la valeur pour les moteurs agrave 4 temps varie

dans la plage [045 divide 0 53]

- i Nombre de cylindres

- D Aleacutesage du cylindre

- N freacutequence de rotation du vilebrequin

- m Exposant empirique dont la valeur pour les moteur agrave 4 temps est limiteacutee par

lrsquointervalle [06 divide 07 ]

- λ Coefficient drsquoexcegraves drsquoair

44 Chaleur emporteacutee par les gaz drsquoeacutechappement

Csh

Qge = [nt(mcp)tr (Tr-273 ) - Lr(mcp)t2 (T2- 273)]

36 Avec

- L Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil [kmole drsquoairkg de

combustible]

- nt Quantiteacute totale des produits de combustion [kmolekg]

- Tr Tempeacuterature des gaz drsquoeacutechappement [K]

- T2 Tempeacuterature de lrsquoair a lrsquoentreacutee du moteur [K]

- Csh Consommation massique de gas-oil horaire [kgh]

- (mcp)tr ( mcp)t2 sont respectivement la capaciteacute calorifique molaire moyenne agrave

pression constante des gaz reacutesiduels et de lrsquoair admis

45 Autres pertes de chaleur

QP = QT - (Qe + Qr + Qge)

Chapitre 8

Identification du

veacutehicule

Vehicle Identification Number

Le code VIN - Vehicle Identification Number - est un code alphanumeacuterique unique qui est

donneacute agrave chaque veacutehicule automobile depuis 1950

Il apparaicirct sur le chacircssis du veacutehicule

ainsi que sur le moteur et dans

lordinateur de bord

Lanceacute dans une forme simplifieacutee en

1950 par les constructeurs ameacutericains

ce code passera aux 17 caractegraveres

actuels en 1980

Le numeacutero inscrit sur la carte grise

dans la zone laquo numeacutero dans la seacuterie

du type raquo correspond bien agrave celui

figurant sur la voiture Passat IV B ndash 2000 (=B55 ou =Typ 3BG ou = VI) Dapregraves le VIN cest une 3B et le E correpond agrave la version Sport 212130 serait le numeacutero de seacuterie du cassis

Ce numeacutero dans la seacuterie du type est parfois appeleacute numeacutero de seacuterie ou numeacutero de chacircssis

mais son appellation officielle est

Numeacutero drsquoIdentification du Veacutehicule

(NIV ou Vehicle Identification Number VIN en anglais) et regroupe

laquo Type raquo et laquo N dans la seacuterie du type raquo

Cette normalisation preacutevoit entre autres que le NIV doit avoir une

Longueur de 17 caractegraveres

et peut ecirctre diviseacute en 3 sections

bull Les 3 premiers caractegraveres sont reacuteserveacutes agrave

Identification Mondiale du Constructeur

WMI World Manufacturer Identification (anglais)

Suivant cette codification chaque constructeur est identifieacute mondialement avec parfois des

variations suivant le pays ougrave se trouve lrsquousine de fabrication

A titre drsquoexemple la codification de - Renault est VF1

- Peugeot est VF3

- Citroeumln est VF7

Les 03 premiers caractegraveres didentification du constructeur

(WMI)

On distingue les constructeurs qui fabriquent plus de 500 exemplaires par an des autres

Un constructeur dont la production est infeacuterieure agrave 500 veacutehicules par an utilise 9

caractegraveres les autres 14

Certains constructeurs utilisent le 3egraveme caractegravere pour une cateacutegorie de veacutehicules comme les

bus ou les camions comme par exemple

bull le code Ameacuterique du Nord 1G attribueacute agrave General Motors se deacutecompose en

- 1G1 pour Chevrolet

- 1G2 pour Pontiac et

- 1GC pour Chevrolet camions

bull le code Italie F attribueacute agrave Fiat se deacutecompose en

- FA pour Fiat Auto et

- FC pour Fiat VI

Le premier caractegravere WMI correspond au code du pays dans lequel lusine du constructeur est

implanteacutee Exemple

- ZFA Fiat Auto Italie

- SUF Fiat Auto Pologne

- 8AF Fiat Auto Argentine

- NRT Tofas-Fiat Auto Turquie

- 9BD Fiat Automoveicircs Breacutesil

bull Les 6 caractegraveres suivants sont consacreacutes agrave la

Section de Description du Veacutehicule

VDS Vehicle Description Section (anglais)

ougrave lrsquoon va trouver une codification du type eacutelaboreacutee par le constructeur PSA et Renault

utilisent dans cette zone ce que lrsquoon appelait autrefois le type mines

bull Enfin les 8 derniers caractegraveres constituent la

Section drsquoIdentification du Veacutehicule

VIS Vehicle Identification Section en anglais

Il srsquoagit drsquoun numeacutero seacutequentiel attribueacute au veacutehicule et ce dans le type et pour le constructeur

concerneacute

Emplacement du VIN

Afin de veacuterifier la concordance entre ce numeacutero se trouvant sur la carte grise et celui

figurant sur la voiture

il faut savoir que ce numeacutero peut ecirctre trouveacute agrave 2 ou 3 endroits du veacutehicule suivant les cas sur

chacircssis du veacutehicule plaque constructeur derriegravere le pare brise

Cette derniegravere option nrsquoest pas obligatoire mais de plus en plus les constructeurs europeacuteens

en eacutequipent leurs modegraveles les plus reacutecents Pour connaicirctre lendroit ougrave se trouve ce numeacutero

reportez-vous au manuel dutilisation du veacutehicule ou adressez-vous agrave un concessionnaire de la

marque

Le NIV se trouvant sur le chacircssis doit ecirctre

- frappeacute agrave lrsquoaide de poinccedilons ou

- graveacute sur une piegravece essentielle de la voiture

En geacuteneacuteral faisant partie de la caisse ou du chacircssis de maniegravere agrave ce quil ne puisse seffacer

accidentellement ou salteacuterer

Il doit ecirctre placeacute de maniegravere visible sans qursquoun deacutemontage ne soit neacutecessaire

Pour ce qui est de sa localisation il doit impeacuterativement se situer dans la partie droite du

veacutehicule et lrsquoexpeacuterience montre que dans 80 agrave 85 des cas ce NIV se trouve

- dans la partie droite ou centrale du compartiment moteur

- aux environs immeacutediats du siegravege passager avant droit

La plaque constructeur sur laquelle figure eacutegalement le NIV est

- soit une plaque aluminium de couleur argenteacutee ou noire

- soit une eacutetiquette adheacutesive qui peut ecirctre noire blanche ou translucide

Cette plaque constructeur se trouve en geacuteneacuteral

- dans le compartiment moteur

- sur le pied de porte avant droit

- dans le coffre

Enfin le NIV optionnel qui peut se trouver derriegravere le pare-brise est visible agrave travers une

petite fenecirctre en bas agrave gauche et donc coteacute conducteur

Evolution du code VIN en fonction des types

Mercedes W201

Mercedes W202

Mercedes W203

Mercedes W204

Composition du code

Les veacutehicules modernes qui sont reacutefeacuterenceacutes avec des codes VIN sont identifiables par un

systegraveme baseacute sur la norme ISO Organisation internationale de normalisation

- ISO 3779 de 1979 et

- ISO 3780 de 1980

Avant-propos

LISO (Organisation internationale de normalisation) est une feacutedeacuteration mondiale

dorganismes nationaux de normalisation (comiteacutes membres de lISO)

1 Domaine dapplication

La preacutesente Norme internationale speacutecifie le contenu et la structure dun numeacutero

didentification des veacutehicules (VIN) permettant dassurer agrave leacutechelle mondiale un systegraveme

uniforme de numeacuterotation pour lidentification des veacutehicules routiers

La preacutesente Norme internationale sapplique aux veacutehicules agrave moteur aux veacutehicules tracteacutes

aux motocycles et aux cyclomoteurs deacutefinis dans lISO 3833

3 Termes et deacutefinitions

31 Numeacutero didentification dun veacutehicule VIN

Combinaison structureacutee de caractegraveres attribueacutee agrave un veacutehicule par son constructeur en vue de

son identification

32 Code didentification mondiale du constructeur WMI

Premiegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui deacutesigne le constructeur du

veacutehicule et qui est assigneacutee agrave un constructeur de veacutehicules afin de permettre lidentification

dudit constructeur

33 Descripteur VDS

Deuxiegraveme section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui donne une information sur les

caracteacuteristiques geacuteneacuterales du veacutehicule

34 Indicateur VIS

Troisiegraveme et derniegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui constitue une

combinaison de caractegraveres attribueacutes par le constructeur pour distinguer un veacutehicule dun autre

veacutehicule

35 Constructeur

Personne entreprise ou socieacuteteacute qui deacutelivre le certificat de conformiteacute ou qui deacutemontre la

conformiteacute et assume la responsabiliteacute du produit pour un veacutehicule precirct agrave ecirctre mis en service

indeacutependante de lemplacement de lusine de montage

36 Anneacutee

Anneacutee calendaire pendant laquelle le veacutehicule est produit ou anneacutee du modegravele du veacutehicule

deacutetermineacutee par le constructeur

37 Seacuteparation

Symbole caractegravere ou bordure mateacuterielle qui peut ecirctre utiliseacute pour seacuteparer les sections du

numeacutero didentification dun veacutehicule ou pour deacutefinir ses limites

Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee

Code

1971 1 1980 A 1992 N 2001 1 2010 A

1972 2 1981 B 1993 P 2002 2 2011 B

1973 3 1982 C 1994 R 2003 3 2012 C

1974 4 1983 D 1995 S 2004 4 2013 D

1975 5 1984 E 1996 T 2005 5 2014 E

1976 6 1985 F 1997 V 2006 6 2015 F

1977 7 1986 G 1998 W 2007 7 2016 G

1978 8 1987 H 1999 X 2008 8 2017 H

1979 9 1988 J 2000 Y 2009 9 2018 J

1989 K 2019 K

1990 L 2020 L

1991 M 2021 M

Quelques diffeacuterences existent pour la codification des tregraves petites seacuteries

Standard 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1

5

1

6

1

7

ISO 3779

Code

constructeu

r-WMI

Composition du

veacutehicule Code veacutehicule-VIS

Union

Europeacuteen

ne

amp

Ameacuterique

du Nord

plus de 500

veacutehiculesan

Code

constructeu

r-WMI

Compositio

n du

veacutehicule

Code

eacutequipeme

nt du

veacutehicule

Code

Anneacutee

Modegravel

e

Code

Veacutehicul

e

Numeacutero progressif

seacuterie

Union

Europeacuteen

ne

amp

Ameacuterique

du Nord

moins de 500

veacutehiculesan

WMI

Compositio

n du

veacutehicule

Code

eacutequipeme

nt du

veacutehicule

Code

Anneacutee

Modegravel

e

Code

Veacutehicul

e

Code

constructeu

r-WMI

Numeacutero

progressi

f seacuterie

Exemple de code VIN

Poinccedilon Peugeot VF3 741 A4 7F535G815 Poinccedilon Peugeot

- Poinccedilon Peugeot - Code constructeur WMI (03)

1 VF (Europe S-Z France VF-VR)

3 3 (Peugeot)

- Type au mines (06)

4-6 741 (Composition du veacutehicule)

7 (306)

4 (04 portes)

1 ou A (Moteur D1768 cc)

7-8 A4 (type de veacutehicule coupe cabriolet etc)

9 7 (Code eacutequipement du veacutehicule)

- Anneacutee modegravele (01)

10 F (1985)

- Code VIS (07)

11 5 (code usine chiffre ou lettre selon les constructeur)

12-17 35G815 (numeacutero dans la seacuterie du type)

Poinccedilon Peugeot

WAUZZZ8GZPA001181

Codes pays

AndashH = Afrique JndashR = Asie SndashZ = Europe

1ndash5 =

Ameacuterique

du Nord

6ndash7 =

Oceacuteanie

8ndash9 =

Ameacuterique

du Sud

AA-AH Afrique

du Sud

AJ-AN Cocircte

dIvoire

AP-A0 non

attribueacute

BA-BE Angola

BF-BK Kenya

BL-BR Tanzanie

BR Algeacuterie

BS-B0 non

attribueacute

CA-CE Benin

CF-CK

Madagascar

CL-CR Tunisie

CS-C0 non

attribueacute

DA-DE Egypte

DF-DK Maroc

DL-DR Zambie

DS-D0 non

attribueacute

(probable

Algerie)

EA-EE Ethiopie

EF-EK

Mozambique

EL-E0 non

attribueacute

FA-FE Ghana

FF-FK Nigeria

FF-FK

Madagascar

FL-F0 non

attribueacute

GA-G0 non

attribueacute

HA-H0 non

attribueacute

JA-J0 Japon

KA-KE Sri

Lanka

KF-KK

Israel

KL-KR

Coreacutee du Sud

KS-K0 non

attribueacute

LA-L0 Chine

MA-ME Inde

MF-MK

Indoneacutesie

ML-MR

Thaiumllande

MS-M0 non

attribueacute

NF-NK

Pakistan

NL-NR

Turquie

NS-N0 non

attribueacute

PA-PE

Philippines

PF-PK

Singapour

PL-PR

Malaysie

PS-P0 non

attribueacute

RA-RE

Emirat

Arabes Unis

RF-RK

Taiwan

RL-RR

Vietnam

RS-R0 non

attribueacute

SA-SM

Grande

Bretagne

SN-ST

Allemagne

SU-SZ

Pologne

S1-S0 non

attribueacute

TA-TH Suisse

TJ-TP

Reacutepublique

Tchegraveque

TR-TV

Hongrie

TW-T1

Portugal

T2-T0 non

attribueacute

UA-UG non

attribueacute

UH-UM

Danemark

UN-UT Irlande

UU-UZ

Roumanie

U1-U4 non

attribueacute

U5-U7

Slovaquie

U8-U0 non

attribueacute

VA-VE

Autriche

VF-VR France

VS-VW

Espagne

VX-V2

Yougoslavie

V3-V5 Croatie

V6-V0 Estonie

WA-W0

1A-10 Etats

Unis

2A-20

Canada

3A-3W

Mexique

3X-37 Costa

Rica

38-30 non

attribueacute

4A-40 Etats

Unis

5A-50 Etats

Unis

6A-6W

Australie

6X-60 non

attribueacute

7A-7E

Nouvelle

Zeacutelande

7F-70 non

attribueacute

8A-8E

Argentine

8F-8K Chili

8L-8R

Equateur

8S-8W

Peacuterou

8X-82

Veacuteneacutezueacutela

83-80 non

attribueacute

9A-9E Breacutesil

9F-9K

Colombie

9L-9R

Paraguay

9S-9W

Uruguay

9X-92

Trinidad amp

Tobago

93-99 Breacutesil

90 non

attribueacute

Allemagne

XA-XE

Bulgarie

XF-XK Gregravece

XL-XR Pays

Bas

XS-XW Russie

XX-X2

Luxembourg

X3-X0 Russie

YA-YE

Belgique

YF-YK

Finlande

YL-YR Malte

YS-YW Suegravede

YX-Y2

Norvegravege

Y3-Y5

Bielorussie

Y6-Y0 Ukraine

ZA-ZR Italie

ZS-ZW non

attribueacute

ZX-Z2

Sloveacutenie

Z3-Z5 Lituanie

Z6-Z0 non

attribueacute

Chapitre 9

Organisation du

garage

1 Introduction

Un atelier de reacuteparation automobile plus communeacutement

appeleacute

garage

est une structure speacutecialiseacutee dans lentretien courant et la

reacuteparation des veacutehicules automobile

Un petit atelier de garagiste en

Nouvelle-Galles du Sud (Australie)

laquo Garagiste raquo est un terme geacuteneacuterique deacutesignant une personne travaillant dans un garage et

peut sappliquer agrave tous les meacutetiers de lentretien automobile

- meacutecanicien

- carrossier

- peintre en carrosserie

- vendeur etchellip

Un garage peut faire office de station-service tandis que

bon nombre de ces derniegraveres principalement deacutedieacutees agrave la

distribution de carburant proposent un service basique

de laquo garage raquo permettant lentretien courant du veacutehicule

et les reacuteparations mineures

Certains garages en outre proposent un service de vente

de veacutehicules Garage Citroeumln agrave Constantine

au debut du XX siegravecle (Algeacuterie)

Il existe des concessionnaires et des garagistes indeacutependants

2 Histoire

Les ateliers de reacuteparation ont fait leur apparition et se sont multiplieacutes de par le monde en

mecircme temps que lautomobile a commenceacute agrave se banaliser agrave compter du deacutebut du XXe siegravecle

passant du statut de curiositeacute tregraves oneacutereuse agrave celui de bien de grande consommation -

progressivement accessible au plus grand nombre ( FORD T)

Laugmentation du parc installeacute a constitueacute lopportuniteacute de creacuteer un nouveau modegravele

eacuteconomique axeacute sur ce nouveau mode de transport

Tandis que les pays industrialiseacutes sadaptaient agrave lautomobile en

- seacutecurisant et regraveglementant son emploi

- deacuteveloppant un reacuteseau de routes adapteacute

le besoin en points dentretien deacutedieacutes est alleacute croissant et les laquo garages raquo ont commenceacute agrave se

multiplier au bord des routes et dans les agglomeacuterations

3 CHOIX DE LIMPLANTATION

Limplantation dun garage en centre-ville ou en bordure de ville implique avantages et

inconveacutenients quelque soit le cas Critegraveres de choix

- Trafic

- Publiciteacute

- Faciliteacute daccegraves

- Coucirct du terrain

- Superficies possibles

- Frais fixes

4 REacutePARTITION DES SURFACES

La reacutepartition ideacuteale des surfaces est de

- 13 bacircti

- 23 non-bacircti

a) SURFACES NON-BATIES Elles sont essentiellement constitueacutees

- Aires de stationnement Clients magasin de PR

- veacutehicules en attente de reacuteparation

- veacutehicules clients reacutepareacutes

- veacutehicules neufs et occasions

- veacutehicules du personnel

- veacutehicules visiteurs ex repreacutesentants deacutepanneuse bennes agrave deacutechets

b) SURFACES BATIES Les locaux doivent ecirctre

- spacieux

- bien eacuteclaireacutes

- ventileacutes

- chauffeacutes

- daccegraves facile

Il faut preacutevoir

Piegraveces agrave usage de bureau

- 6msup2 par personne

Reacuteception et daccueil des clients

- sa localisation doit ecirctre eacutevidente

Salle dattente clients

- spacieuse

- confortable

- agreacutementeacutee

- documenteacutee

- eacutequipeacutee

- eacuteclaireacutee

- peinte toujours en blanc mat

Magasin de Piegraveces de Rechange plusieurs accegraves seacutepareacutes

- clients

- meacutecaniciens

- agents

Atelier de reacuteparation plusieurs zones

- reacuteparations rapides

- interventions longues

- carrosserie

- peinture

- eacutelectriciteacute

- mise au point etc

Piegraveces annexes

- deacutechets

- aire de lavage

- compresseurs

- vestiaires personnels

- sanitaires etc

5 LES MATEacuteRIELS

a) GROS MATEacuteRIELS

Stations de lavage Stations de vidange graissage Station de controcircle de geacuteomeacutetrie

des trains roulants

Montage et eacutequilibrage de pneumatiques Station de diagnostic Station de controcircles

Electriciteacute

Mateacuteriels de manutention (grues crics) ponts eacuteleacutevateurs

b) PETITS MATEacuteRIELS

Outillages speacutecialiseacutes Outillages individuels

6 LES PERSONNELS

La hieacuterarchie se compose de 2 cateacutegories

a) ENCADREMENT

Directeur geacuteneacuteral Directeur commercial Directeur technique

Directeur financier

b) EXEacuteCUTION

Secreacutetaires de direction Secreacutetaires dadministration de commerce et de gestion-finance

Chef deacutequipe Reacuteceptionnaire Preacuteparateurs

Meacutecaniciens Magasiniers Vendeurs

a EXEMPLE DAMEacuteNAGEMENT DUN GARAGE AUTOMOBILE

a) RDC

b) Etage Bureaux et administration

b ORGANISATION DUNE ENTREPRISE DE REacutePARATION

AUTOMOBILE

a) OBJECTIF DE LENTREPRISE

Accroicirctre la productiviteacute

- en structurant les ateliers

- en deacutefinissant avec preacutecision les tacircches de chacun des personnels afin quelles

ne se chevauchent pas

b) ORGANIGRAMME DUNE ENTREPRISE STRUCTUREacuteE

- Un responsable par secteur assure la liaison avec le chef dentreprise qui controcircle tous

les secteurs

- Chaque secteur est autonome

- Limportance des activiteacutes de reacuteparation permet de subdiviser le travail sous la

responsabiliteacute de plusieurs reacuteceptionnaires ainsi que plusieurs chefs deacutequipe

c FONCTIONS DES DIFFEacuteRENTS PERSONNELS AU SEIN DE

LENTREPRISE

a) LE CHEF DENTREPRISE

Il deacutefinit les objectifs et les prioriteacutes de lentreprise en assurant le controcircle de tous

les secteurs

b) LE CHEF DATELIER

- Il est responsable du fonctionnement des ateliers et de la formation des

employeacutes

- Il coordonne tous les services

c) LE REacuteCEPTIONNAIRE

- accueil le client

- deacutefinie la nature des travaux agrave effectuer

- eacutetablie eacuteventuellement un devis

- preacutecise les deacutelais de reacuteparation

Si le client est daccord

- reacutedige et fait signer LOR quil remplit avec rigueur (ex eacutetat du veacutehicule

carburant accessoires)

- charge le planning de latelier

Apregraves les travaux

- rend le veacutehicule apregraves paiement de la facture

d) LE CHEF DEacuteQUIPE

Il reacutepartit le travail et prend les deacutecisions au niveau de la reacuteparation

e) LES COMPAGNONS

Ce sont les exeacutecutants des reacuteparations

f) LE MAGASINIER

Il approvisionne latelier en piegraveces de rechange et assure le service clientegravele

g) SERVICE FACTURATION

Reacutedaction des factures dapregraves lOR pointeacute par le chef deacutequipe

h) SERVICE COMPTABILITEacute

Il gegravere et reacutealise les bilans dexploitation

Chapitre 10

Devis

1 ORGANIGRAMME DrsquoUNE INTERVENTION

2 Deacutefinition

Un devis est une estimation des prix reacutealiseacutee avant lexeacutecution de travaux ou avant lachat

dun bien

Le DEVIS est une eacutevaluation la plus preacutecise possible du coucirct dune reacuteparation

Dans le cadre de son DEVOIR dinformation et dans le souci permanent de conserver des

relations claires avec le client le devis est devenu une deacutemarche indispensable

3 Enjeux dun devis

Lorsquun particulier ou une socieacuteteacute demande des devis aupregraves de plusieurs entreprises cela

permet de comparer les prix et les prestations fournies

Les Destinataires

- un client

- une compagnie dassurance ou cabinet dexpertise

bull Le Client Le devis permet dinformer le client Il est geacuteneacuteralement eacutetabli sans

deacutemontage meacutecanique Par conseacutequent le devis reste approximatif sachant quune

erreur supeacuterieure agrave 10 nest pas toleacuterable

bull Assurances ndash Experts Le devis est eacutetabli de maniegravere preacutecise pour permettre agrave

lassureur de prendre une deacutecision sur lopportuniteacute de la reacuteparation remise en eacutetat

ou mise en eacutepave lorsque la reacuteparation deacutepasse la valeur veacutenale du veacutehicule

Geacuteneacuteralement les devis sont gratuits

4 Deacutemarche dutilisation des devis

a) Ce que doit comporter un devis

Identification du prestataire qui reacutedige le devis

bull nom et raison sociale

bull adresse complegravete

bull teacuteleacutephone

bull teacuteleacutecopie

bull email et site internet

Identification de la personne qui a demandeacute le devis

bull nom preacutenom

bull adresse

bull teacuteleacutephone

Le mot devis doit ecirctre eacutecrit en gros

La date du devis

La liste des prix et le total

b) Ce quil faut preacuteciser dans un devis

bull La dureacutee de la validiteacute de loffre par exemple ce devis est valable entre 1 et 3 mois

selon le projet

5) Estimation

bull Lestimation consiste agrave eacutevaluer par preacutediction les coucircts et deacutelais des tacircches qui

constituent un projet agrave partir destimations dautres grandeurs comme la taille la

puissance ou la capaciteacute Le terme estimation deacutecrit aussi bien la fonction lopeacuteration

que le reacutesultat

6) Quelles sont les regravegles dun bon devis

- Un prix ferme

- une trace eacutecrite en cas de litigehellip

Tel est linteacuterecirct de disposer dun bon devis avant le deacutebut des travaux

Le bon devis doit comporter un certain nombre de mentions obligatoires notamment

- la somme globale agrave payer

- le deacutecompte deacutetailleacute des prestations et des produits utiliseacutes

- le nom et ladresse de lentreprise

- la dureacutee de validiteacute de loffre et lindication du caractegravere gratuit ou payant du

devis

Ces regravegles protegravegent de faccedilon satisfaisante le client

Des mentions suppleacutementaires

Pour autant rien ne lempecircche de demander au professionnel dajouter sur le devis dautres

mentions non obligatoires comme par exemple

- les modaliteacutes de regraveglement avec un eacutecheacuteancier preacutecis des paiements

- la date limite preacutevue pour la fin des travaux

- une peacutenaliteacute de retard par jour deacutepasseacute

Le client disposera ainsi de moyens de pression suppleacutementaires en cas de complicationhellip

Si la facture est plus eacuteleveacutee

Il arrive que le montant de la facture soit supeacuterieur agrave celui du devis alors que le client navait

pas donneacute son accord preacutealablehellip

Que faire

Commencer par veacuterifier si le devis ne comporte pas une clause de reacutevision du prix dans

certains cas expresseacutement preacutevus (ex hausse du coucirct de la main-dœuvre ou des matiegraveres

premiegraveres)

si cest le cas le professionnel a le droit de reacutepercuter cette hausse sur la facture

Agrave deacutefaut le client peut refuser de payer la diffeacuterence

Une simple lettre de reacuteclamation adresseacutee au professionnel en recommandeacute avec accuseacute de

reacuteception devrait suffire En cas deacutechec le client doit saisir la direction de la concurrence de

la consommation et de la reacutepression des fraudes du deacutepartement du professionnel

Chapitre 11

Bon de commande

Commande

Dans le commerce une commande est une intention soit

- verbale

- eacutecrite

dengager une transaction commerciale pour des produits ou services particuliers

Du point de vue de lacheteur elle exprime lintention dacheter et est appeleacutee une commande

dachat

Du point de vue du vendeur elle exprime lintention de vendre et elle se reacutefegravere agrave une

commande de vente

Dans beaucoup dentreprises les commandes sont utiliseacutees pour rassembler et rendre compte

des coucircts et des revenus selon des objectifs bien deacutefinis

Ensuite il est possible de montrer pour quels objectifs les deacutepenses ont eacuteteacute engageacutees

Eacutetapes dans les commandes commerciales

Commerce Action de lacheteur Action du vendeur

Acheteur qui deacutesire le

produit et vendeur qui

vend le produit

Recherche des vendeurs du produit Marketing et publiciteacute

Veacuterification du pricing

du produit disponibiliteacute

speacutecifications coucircts de

livraison

Demande de devis ou demande doffre Devis ou offre creacuteeacutes

Accord de transaction

entre acheteur et vendeur Enregistrement de la commande dachat

Enregistrement de la commande

de vente

Le produit est expeacutedieacute du

vendeur agrave lacheteur

Fiche demballage facture pro

forma pour certaines

expeacuteditions internationales

Lacheteur reccediloit le

produit du vendeur

La fiche demballage et le produit sont

compareacutes avec la commande dachat on

veacuterifie le bon conditionnement du

produit

Le vendeur envoie la

facture (comptabiliteacute) agrave

lacheteur

On fait correspondre la fiche demballage

avec la commande dachat et la facture

on enregistre lachat dans les comptes

financiers dans la comptabiliteacute

fournisseurs

On enregistre la vente dans les

comptes financiers dans la

comptabiliteacute clients

Lacheteur paie le

vendeur

Paiement en espegraveces par chegraveque ou

paiement eacutelectronique enregistrement

du paiement sur la commande dachat

Reacuteception des espegraveces du

chegraveque ou du paiement

eacutelectronique enregistrement du

paiement sur la commande de

vente

Page 9: Maintenance des parcs roulants Partie 2/3

Moteurs agrave allumage commandeacute (essence)

Introduction

Cest une deacuteflagration (explosion) qui se produit au sein de ces moteurs

Les moteurs agrave allumage commandeacute

neacutecessitent une eacutetincelle pour le

deacuteclenchement de la combustion du meacutelange

carburantair

Tous les moteurs utilisant comme carburant

de lessence ou de lalcool voire un gaz

(GPL) ou autre dont le deacuteclenchement de la

combustion est deacutependant dune source

deacutenergie externe (bougie trembleur)sont

appelles

Moteur Renault Energy 14 de la Symbol

laquo moteur agrave allumage commandeacute raquo

Le moteur agrave allumage commandeacute est eacutequipeacute dun systegraveme complet dallumage composeacute de

Bougies Bobine Rupteur Faisceau

Une bougie qui fait des eacutetincelles

Une bobine qui sert agrave geacuteneacuterer une haute tension neacutecessaire agrave la creacuteation de leacutetincelle

Un systegraveme de commande de lallumage (rupteur ou systegraveme eacutelectronique)

Un faisceau eacutelectrique

21 Constitution

Ces moteurs transforment leacutenergie potentielle chimique stockeacutee dans un

carburant en travail (eacutenergie meacutecanique) gracircce agrave des combustions tregraves

rapides dougrave le terme dexplosions

Ils sont constitueacutes dun ou plusieurs cylindres

confinant les combustions

Dans chaque cylindre un piston coulisse en un mouvement

rectiligne alternatif

Mouvement transformeacute en rotation par lintermeacutediaire dune bielle

reliant le piston au vilebrequin (assemblage de manivelles sur un axe)

Chaque cylindre est fermeacute par une culasse munie dau moins deux soupapes

- La premiegravere permet lalimentation en meacutelange airessence du cylindre par le Collecteur

dadmission

- Lautre leacutevacuation des gaz bruleacutes vers leacutechappement

Soupapes drsquoeacutechappement Soupapes dans leurs logement

22 Fonctionnement

Figure II1 Cycle quatre temps agrave allumage commandeacute

Son cycle (de fonctionnement) se deacutecompose analytiquement en quatre temps (ou phases)

Le mouvement du piston est initieacute par la combustion (augmentation rapide du volume des gaz) dun

meacutelange de carburant et dair (comburant) qui a lieu durant le temps moteur

Le moteur fonctionne degraves lors seul et produit un couple sur son arbre de sortie

1 admission dun meacutelange air et de carburant vaporiseacute preacutesent dans le conduit dadmission

meacutelange preacutepareacute par divers composants (carburateur ou systegraveme dinjection) ouverture de la

soupape dadmission et descente du piston ce dernier aspire ainsi ce meacutelange dans le cylindre

agrave une pression de -01 agrave -03 bar

2 compression du meacutelange fermeture de la soupape dadmission puis remonteacutee du piston qui

comprime le meacutelange jusquagrave 12 agrave 18 bars et 400 agrave 500 degC dans la chambre de combustion

3 combustion (deacutetente aux environs du point mort haut) moment ougrave le piston atteint son point

culminant et ou la compression est au maximum la bougie dallumage (connecteacutee agrave un

geacuteneacuterateur deacutelectriciteacute haute tension) produit une eacutetincelle la combustion rapide qui sensuit

constitue le temps moteur les gaz chauds agrave une pression moyenne de 40 bars repoussent le

piston initiant le mouvement

4 eacutechappement ouverture de la soupape deacutechappement et remonteacutee du piston qui chasse les

gaz brucircleacutes deacutetendus dans le collecteur deacutechappement laissant la place agrave une nouvelle charge

de meacutelange Un nouveau cycle recommence

23 Allumage eacutelectronique

Un allumage eacutelectronique est une eacutevolution de lallumage classique par batteriebobine des moteurs agrave

explosion

Il a consisteacute agrave remplacer aussi le meacutecanisme davance agrave lallumage par un systegraveme eacutelectronique (en

reacutealiteacute dans ce cas le systegraveme est reacutegleacute sur

pleine avance) et un retardateur eacutelectronique

introduit le retard neacutecessaire agrave la situation du

moteur

Introduit dans les anneacutees 1970 lallumage

eacutelectronique sest geacuteneacuteraliseacute sur de nombreuses

cateacutegories de moteurs (automobiles motos etc)

agrave partir des anneacutees 1980

Allumage eacutelectronique

24 Avantages et inconveacutenients du moteur agrave allumage commandeacute

bull Plus leacuteger

bull Plus vif

bull Plus silencieux

bull Cout moindre

25 Les pannes

Les pannes dallumage sont une des grandes causes dimmobilisation involontaire des veacutehicules agrave

moteur

bull Usure des rupteurs

bull Deacutereacuteglage du point davance

bull Usure ou grippage du systegraveme davance

26 Combustion

La combustion du meacutelange est une transformation chimique (oxydation vive) du carburant et de

loxygegravene

On utilise geacuteneacuteralement loctane comme moleacutecule permettant de deacutecrire une combustion de ce type

Eacutequation de la combustion de loctane

2 C8H18 + 25 O2 16 CO2 + 18 H2O + Q

2 Moteur Diesel

Principe

Fruit des travaux meneacutes par lingeacutenieur allemand Rudolf Diesel entre 1893 et 1897 le moteur Diesel

est un moteur agrave combustion interne dont lallumage nest pas commandeacute mais spontaneacute par

pheacutenomegravene dauto-inflammation

Il na donc pas besoin de bougies dallumage

Cela est possible gracircce agrave un tregraves fort taux de compression (rapport volumeacutetrique) denviron 141 agrave

251 permettant dobtenir une tempeacuterature de 700 agrave 900 degC

Des bougies de preacutechauffage sont souvent utiliseacutees pour permettre le deacutemarrage du moteur agrave froid en

augmentant la tempeacuterature de la chambre de combustion mais leur preacutesence nest pas systeacutematique

Ce type de moteur agrave taux de compression eacuteleveacute a connu une expansion rapide en automobile agrave partir

de la fin des anneacutees 1980 lorsque la suralimentation par turbocompresseur en a notablement ameacutelioreacute

les performances

Comme le moteur thermique agrave allumage commandeacute le moteur Diesel est constitueacute de pistons

coulissants dans des cylindres fermeacutes par une culasse reliant les cylindres aux collecteurs dadmission

et deacutechappement culasse eacutequipeacutee de soupapes commandeacutees par un ou plusieurs arbres agrave cames

Moteur VW TDI

Le fonctionnement repose sur lauto-inflammation du gazole dans de lair comprimeacute agrave plus de 120

du volume du cylindre a environ

- 35 bar de pression

- 600 degC de tempeacuterature

En brucirclant le meacutelange augmente fortement dans le cylindre

- la pression entre 60 agrave 100 bars

- la tempeacuterature a 1500 degC

Le cycle Diesel agrave quatre temps comporte

- Admission Contrairement au moteur agrave essence crsquoest de lrsquoair pur et non un meacutelange carbureacute qui est

introduit dans le cylindre lors de cette phase

- Compression Lrsquoair fortement comprimeacute est porteacute agrave une pression de 30 agrave 40 bars pour une

tempeacuterature de 500 agrave 600 degC environ

Admission Compression Combustion Echappement

Figure I1 les quatre temps drsquoun moteur Diesel

- combustion A la fin de la compression le gas-oil est alors injecteacute sous forme de fines gouttelettes

soit directement dans la chambre de combustion (injection directe) soit dans une preacute-chambre

turbulente destineacutee agrave favoriser sa combustion au contact de lrsquoair chaud (injection indirecte) La

pression drsquoinjection varie de 80 agrave 250 bars suivant le type de moteur Au contact de lrsquoair agrave tempeacuterature

eacuteleveacutee le combustible srsquoenflamme de lui-mecircme sa tempeacuterature drsquoinflammation eacutetant voisine de 300

degC Il srsquoenflamme spontaneacutement agrave mesure qursquoil est introduit Cependant un certain temps mesurable

srsquoeacutecoule entre le deacutebut drsquoinjection et le deacutebut de la combustion Crsquoest le deacutelai drsquoallumage Les gaz

augmentent tregraves rapidement de volume et chassent le piston vers le bas Crsquoest la deacutetente ou temps

moteur La pression des gaz est de lrsquoordre de 50 agrave 120 bars et la tempeacuterature de 1800 agrave 2000 degC

- Echappement Les gaz brucircleacutes sont chasseacutes par le piston qui remonte gracircce agrave la soupape

drsquoeacutechappement qui srsquoouvre

Les seules bougies preacutesentes sur un moteur diesel sont les bougies de preacutechauffage qui comme leur

nom lindique preacutechauffent les chambres de combustion (ou les preacutechambres suivant le type de diesel)

afin dobtenir lorsque le moteur est froid une tempeacuterature suffisante pour lauto-inflammation du

carburant

332 Vitesse et puissance

Les vitesses de rotation des moteurs diesel sont tregraves diffeacuterentes dun moteur agrave un autre

En effet plus le moteur est gros plus la course du piston est grande et plus le moteur est lent

Trois classes de moteurs sont ainsi deacutefinies

bull moteur lent moins de 200 trmin

bull moteur semi-rapide entre 400 et 1 000 trmin

bull moteur rapide 1 000 trmin et plus

Scheacutematiquement plus le piston est gros plus sa course

est importante

Pour exemplethinsp moteur DW10 ATED de PSA cylindreacutee

1 997 cmsup3 aleacutesage 85 mm course 88 mm reacutegime de

puissance maximale 4 000 trmin

Pour ce moteur la vitesse lineacuteaire du piston dans le

cylindre agrave 4 000 trmin est de 88 x 2 (deux courses par

tour moteur) = 176 mm ou en megravetres 0176 times 4 000

soit 704 mmin ou 70460thinspms = 117 ms

Moteur Diesel PSA

Certains moteurs Diesel lents de type agrave 2 temps atteignent 100 000 ch (voir le porte- conteneurs

Emma Maeligrsk) comme le Waumlrtsilauml RT-flex96C 14 cylindres moteur agrave 2 temps lent

(92102 toursmin)

Les cylindres ont un aleacutesage de 96 cm et le piston une course de

25 m2

Ce moteur a une hauteur denviron 13 megravetres et une longueur de 26

megravetres pour un poids de 2 300 tonnes

333 Combustion

Reacuteaction chimique dans laquelle la combustion du carburant (oxydation vive de lhexadeacutecane) par le

dioxygegravene preacutesent dans lair deacutegage de la chaleur plus des reacutesidus de combustion dioxyde de carbone

et eau

Eacutequation parfaite de la combustion du gazole

hexadeacutecane + dioxygegravene = dioxyde de carbone + eauthinsp

2 C16H34 + 49 O2 rarr 32 CO2 + 34 H2O + Q

En pratique on considegravere quil faut preacutevoir 30 g dair pour brucircler 1 g de combustible

334 Usage

On utilise le moteur Diesel lorsque lon a un besoin dun couple

important ou dun bon rendement

- locomotives

- bateaux

- camions

- Bus et car Diesel-alternateur sur un peacutetrolier

- tracteurs agricoles

- groupes eacutelectrogegravenes

- engins de travaux publics

- automobiles

335 Circuit drsquoalimentation

Le circuit drsquoalimentation (figure I16) du moteur en carburant (gas-oil) dans un moteur diesel

comprend les eacuteleacutements suivants

- Le reacuteservoir qui est souvent muni drsquoun tamis qui arrecircte les plus grosses impureteacutes du combustible

Le bouchon comporte un trou de mise agrave lrsquoair libre

- La pompe drsquoalimentation aspire le combustible dans le reacuteservoir agrave travers une creacutepine Elle est

proteacutegeacutee par un preacute-filtre

- Le filtre complegravete le nettoyage du combustible qui est refouleacute par la pompe drsquoalimentation La

pression fournie par cette pompe est limiteacutee par le clapet de deacutecharge placeacute dans le filtre

- La pompe drsquoinjection distribue sous une forte pression au moment voulu le combustible vers les

cylindres Dans certains cas un clapet de balayage tareacute plus faible que celui du filtre permet une

circulation du combustible qui assure le refroidissement de la pompe

Figure I16 Circuit drsquoalimentation avec pompe en ligne

- Lrsquoinjecteur pulveacuterise tregraves finement le combustible dans la chambre de combustion

- Les canalisations de retour relient la pompe le filtre et les injecteurs au reacuteservoir Elles assurent

lrsquoeacutevacuation de lrsquoexcegraves de deacutebit ou la reacutecupeacuteration des fuites

Une pompe dalimentation solidaire de la pompe dinjection aspire le combustible du reacuteservoir au

travers drsquoun preacute-filtre deacutecanteur et le refoule vers le filtre principal

Le combustible filtreacute est envoyeacute sous pression dans la chambre daspiration de la pompe dinjection

dougrave les eacuteleacutements pistons-cylindre le refoulent sous haute

pression vers les injecteurs

Des soupapes de balayage (ou de deacutegazage) placeacutees sur le filtre et

la chambre daspiration de la pompe agrave injection facilitent

leacutevacuation des bulles dair ou de vapeur et assurent par ailleurs

le refroidissement de la pompe par le deacutebit de combustible ainsi

produit

Pompe agrave injection diesel rotative

Les fuites de combustible sont reacutecupeacutereacutees au niveau des injecteurs et renvoyeacutees au reacuteservoir en mecircme

temps que les divers deacutebits de deacutegazage

335 Deacutelai drsquoallumage

Le temps mis par les premiegraveres gouttelettes injecteacutees pour atteindre la tempeacuterature drsquoinflammation est

deacutefini sous le nom de deacutelai drsquoallumage

Ce deacutelai doit ecirctre aussi court que possible pour que le fonctionnement du moteur soit doux Il sera

drsquoautant plus faible que

- La tempeacuterature de lrsquoair est plus eacuteleveacutee

- La tempeacuterature drsquoinflammation du combustible est

plus basse

- Le combustible est plus finement pulveacuteriseacute

- La tempeacuterature du combustible est plus eacuteleveacutee

- Lrsquoindice de ceacutetane du combustible est eacuteleveacute

336 Moteur agrave injection directe

Moteur agrave combustion interne alimenteacute en air pur le carburant eacutetant injecteacute

sous forte pression directement dans la chambre de combustion (figure

I17)

La pression drsquoair est de 175 agrave 200 bars Ce moteur a besoin drsquoun excegraves drsquoair

important pour favoriser le brassage du meacutelange

Les pressions sont importantes en fin de compression (Reacutef [2])

Injection directe

Avantages

- Le rendement thermique est supeacuterieur drsquoenviron 10 agrave un moteur agrave chambre de preacutecombustion

- Les deacutemarrages sont plus faciles

- La construction est plus simple que pour les autres types de moteurs

Inconveacutenients

Le moteur est assez bruyant et les organes sont soumis agrave de fortes charges

Lrsquoencrassement des injecteurs est plus rapide

336 Avantages du moteur Diesel

Les raisons du succegraves du moteur Diesel dans lautomobile au-delagrave davantages fiscaux qui relegravevent de

choix politiques et non techniques tiennent essentiellement agrave son rendement supeacuterieur agrave celui du

moteur agrave essence

Ce rendement peut ecirctre encore ameacutelioreacute par lutilisation dun

turbocompresseur

Les plus reacutecents modegraveles sont laquo agrave geacuteomeacutetrie variable raquo (TGV)

technologie qui leur permet decirctre plus performants agrave bas reacutegime)

Turbocompresseur

Ainsi que lrsquoutilisation du Common rail (injection directe agrave haute

p r e s s i o n ) i n v e n t eacute p a r F i a t e t M a g n e t i - M a r e l l i

Systegraveme drsquoinjection a rampe commune

Avec les nouveaux injecteurs-pompe rampe commune et pieacutezo-eacutelectrique la pression atteint

jusquagrave

2thinsp500 bars

Contre

- 1thinsp400 pour la premiegravere rampe commune

- moins de 1thinsp000 pour un moteur agrave injection indirecte)

Ce qui assure une pulveacuterisation du gazole

- turbulente

- continue

- constante et

- bien reacutepartie

parametres essentielles pour une bonne combustion

Cette technologie porte le nom de

bull JTD Fiat Alfa Romeo Lancia - inventeur du systegraveme common rail 1re geacuteneacuteration

bull Mjt Fiat Alfa Romeo Lancia Iveco - inventeur et distributeur du systegraveme common rail 2e et

3e geacuteneacuteration

bull HDi Peugeot Citroeumln

bull dCi (Direct Common rail Injection) Renault Nissan Dacia

bull CDI (Common rail Direct Injection) Mercedes-Benz Smart

bull CRD Jeep

bull Td(x) TDV(x) Land Rover (ex Td4 ou TDV8)

bull d BMW (ex 530d)

bull TDI (Turbo Direct Injection) Audi Seat Skoda Volkswagen

bull D-4D ou D-CAT Toyota (CAT signifie Clean Advanced Technologie)

bull d Lexus (exIS 220 d)

bull CDTI (Common rail Turbo Direct Injection) Opel (les DTI sont des moteurs agrave injection

directe sans rampe commune)

bull VDi deacutenomination anciennement utiliseacutee par Nissan aujourdhui remplaceacutee par dCi

bull DI-D Mitsubishi

bull D Volvo (ex 24D ou D5) Jaguar (ex 27D)

bull TDCi Ford (les moteurs TDdi sont agrave injection directe mais ne comportent pas de rampe

commune)

bull MZR-CD Mazda

bull i-CTDi Honda

bull CRDi Hyundai

bull CRDI Kia

bull TCDi VCDi Chevrolet

bull TID Saab

34 Architectures moteurs

341 Introduction

Les deacutefauts du moteur agrave combustion interne classique sont

- meacutediocre rendement

- vibrations

- difficulteacute de reacuteduire son niveau de pollution

De nombreuses architectures alternatives sont neacutees au cours de lhistoire beaucoup sont resteacutees agrave leacutetat

de dessins ou de maquettes certaines ont donneacutees des prototypes fonctionnels et quelques rares

architectures ont eu droit agrave la production industrielle

342 Caracteacuterisation

La cylindreacutee dun moteur est le volume total (tous cylindres) deacuteplaceacute durant un cycle

Elle est calculeacutee agrave partir

- du diamegravetre dun cylindre (laleacutesage)

- de la distance parcourue par un piston (la course) et

- du nombre de cylindres

La puissance deacuteveloppeacutee souvent exprimeacutee par une courbe de puissance moteur doit ecirctre mesureacutee

selon certaines normes deacutefinissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de

tempeacuterature et de pression

Courbes caracteristiques du moteur CMT F4L912

Elle est toujours supeacuterieure agrave la puissance reacuteellement disponible aux roues pour un veacutehicule du fait des

pertes dans la transmission

Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le kiloWatt (kW) mais souvent accoleacute au cheval-vapeur (CV)

1 cheval-vapeur = 736 Watt

Le couple maximal est exerceacute sur laxe

Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le Newton-megravetre (Ntimesm) bien que le kgtimesm reste courant

La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation

Pour obtenir des Watt il faut multiplier le couple en Ntimesm par la vitesse de rotation en radians par

seconde

La vitesse maximale de rotation geacuteneacuteralement exprimeacutee en tours par minute

- La puissance speacutecifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindreacutee (volume de gaz

contenus apregraves le cycle dadmission)

Elle est souvent exprimeacutee en la rapportant au litre de cylindreacutee

- Le taux de compression dun moteur exprime le rapport entre le volume laisseacute dans lun de ses

cylindres au point mort bas et au point mort haut

Plus il est eacuteleveacute plus le meacutelange est comprimeacute donc plus lexplosion sera forte donc difficile agrave geacuterer

(choc meacutecanique tempeacuteraturehellip) mais plus le rendement du moteur sera eacuteleveacute

343 Eleacutements constitutifs drsquoun moteur

3431 Eleacutements fixes

34311 Bloc-moteur

Le bloc-moteur appeleacute eacutegalement carter-cylindres est la

piegravece maicirctresse du moteur (figure I2)

Ses fonctions principales sont les suivantes

- contenir les cylindres

- supporter le vilebrequin la culasse les

accessoires

- servir de support agrave lrsquohuile de lubrification

Scheacutema drsquoun bloc moteur

- servir de support agrave lrsquoeau de refroidissement (si un tel systegraveme de

refroidissement est utiliseacute)

Bloc a 04 cylindres

34312 Chemises

Pour le moteur F4L912 refroidi agrave air les chemises sont munies drsquoailettes (figure I3)

a) b) c)

Figure3 Chemises pour moteurs a) humides b) segraveches c) agrave ailettes du moteur F4L912

34313 Culasse

La culasse obture la partie supeacuterieure du cylindre

Cest une piegravece assez massive obtenue par moulage de fonte dacier ou

drsquoaluminium

Sa forme est tregraves variable suivant le type de moteur

La circulation de leau de refroidissement se fait dans des eacutevidements

ameacutenageacutes dans leacutepaisseur des parois Culasse drsquoun moteur

refroidi agrave eau

Les culasses portent

- les injecteurs

- les soupapes

- les culbuteurs

- les conduits dentreacutee dair et de sortie des gaz brucircleacutes Culasse Renault Kangoo

Pour le moteur refroidi agrave air (F4L912) leur culasse porte des ailettes comme montre la figure

Figure I5 Culasse du moteur F4L912 Figure I6 Vilebrequin pour un moteur a 4 cylindres

I322 Eleacutements mobiles

I3221Vilebrequin

Le vilebrequin (figure I6) est un arbre manivelle il reccediloit les efforts des bielles

Les parties cylindriques par lesquelles il repose dans des

paliers-supports du bacircti sont les laquo tourillonsraquo

Les parties cylindriques qui reccediloivent les coussinets de tecirctes

de bielles sont les

laquo manetons raquo (Reacutef [2])

Manetons et tourillons sont relieacutes entre eux par des flasques

appeleacutes laquo bras de manivelle raquo Fig 6 bis Vilebrequin a 5 paliers avec ses bielles et pistons

Des canaux sont foreacutes dans la masse du vilebrequin pour amener lhuile de graissage

jusquaux coussinets de tecirctes de bielle (figure 7)

Figure 7 Graissage des paliers drsquoun vilebrequin

I2322 Bielles

Les bielles transmettent au vilebrequin les efforts quelles

reccediloivent des pistons pendant les temps moteurs et

entrainent les pistons pendant les temps reacutesistants

Elles sont en acier allieacute

Leurs formes sont conccedilues de maniegravere agrave concilier au mieux la

leacutegegravereteacute et la reacutesistance aux efforts de

- compression

- extension Fig7a Ensemble bielles-pistons

- flexion

Les trois principales parties dune bielle sont

- le pied qui srsquoarticule sur laxe de piston

- le corps

- la tecircte qui sarticule sur un maneton du

vilebrequin

Figure I8 Bielle utiliseacutee dans le moteur F4L912

Le pied est un eacutepanouissement aleacuteseacute du corps dans lequel une

bague en bronze phosphoreux ou un roulement agrave aiguilles est

emmancheacute avec serrage

Le corps est alleacutegeacute par des eacutevidements sa section est souvent en

I parfois tubulaire

La tecircte est en deux parties assembleacutees par boulons pour en

permettre le montage sur le vilebrequin

La partie rapporteacutee est le laquo chapeau raquo

Deux demi-coussinets en bronze ou en acier sencastrent dans

la tecircte ils sont garnis dune couche de meacutetal antifriction

Le garnissage est parfois en laquo meacutetal roseraquo (alliage agrave base de

plomb et de cuivre qui fond agrave 1 000degC) pour les moteurs soumis

agrave de tregraves gros efforts

Quelquefois les coussinets sont deacutepourvus de garnissage ils

sont alors en bronze speacutecial

Fig8a Description de lrsquoensemble bielles-pistons

Dans les moteurs modernes les coussinets sont des laquo coquillesraquo tregraves minces en acier

eacutegalement garnies drsquoalliage antifriction

I3223Piston

Le piston (figure I9) peut ecirctre deacutecomposeacute en quatre parties

principales

- La tecircte ou fond qui reccediloit les efforts dus aux gaz

- le porte-segments qui par lrsquointermeacutediaire des segments assure

lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz et agrave lrsquohuile et dissipe une partie des calories

reccedilues vers le fluide de refroidissement Fig 8b Vue drsquoun piston

- le logement de lrsquoaxe de piston ou trou drsquoaxe

- la jupe ou partie frottant dont le rocircle est de guider le porte-segments et de dissiper une partie des

calories

- Fonctions du piston

Le piston doit transmettre au vilebrequin par lrsquointermeacutediaire de la

bielle les efforts dus aux gaz

- jusqursquoagrave 75 MPa pour les moteurs agrave essence non

suralimenteacutes

- jusqursquoagrave 14 agrave 18 MPa pour les moteurs diesels

Figure I9 Piston

Ils doivent ecirctre suffisamment isolants pour ne pas fournir trop de

calories au fluide de refroidissement

Tout en eacutevitant la formation de points chauds et de grippage

Il faut que le piston soit aussi leacuteger que possible et le moins

encombrant possible (distance entre le trou drsquoaxe et la tecircte la plus

reacuteduite pour avoir un moteur compact)

La dilatation du piston doit ecirctre telle que le jeu pistonchemise varie

peu car trop de jeu agrave froid provoque des claquements et pas assez de

jeu agrave froid un grippage

Le piston doit avoir une bonne reacutesistance meacutecanique en fatigue

Fig 9a Piston pour moteur Diesel

Formes de la tecircte du piston

La forme des chambres de combustion est deacutetermineacutee par

lempreinte reacutealiseacutee dans la culasse si bien que la tecircte du

piston est habituellement plate

Parfois il savegravere au contraire que le piston soit creuseacute et

forme totalement ou partie la chambre de combustion

Neacuteanmoins la tecircte du piston est creuseacutee notamment sur les

automobiles de course pour une toute autre raison

Il sagit en effet de reacutealiser une forme particuliegravere permettant

de reacutepartir et de diriger au mieux le meacutelange airessence

injecteacute dans la chambre

Fig 9c Illustration des diffeacuterentes formes de tecirctes de piston et de la

position de linjecteur selon la technique dinjection

On distingue geacuteneacuteralement 02 grandes techniques dinjection

Dans le cas dune injection dite laquo tumble raquo le jet de fluide produit par

linjecteur est deacutevieacute (par la forme de la tecircte du piston) vers la bougie

dallumage permettant de produire une explosion plus laquo performantes

raquo et stratifieacutee

Dans le cas dune injection dite laquo swirl raquo le carburant agit comme un

tourbillon permettant ainsi dhomogeacuteneacuteiser le meacutelange dans toute la

chambre

Il est eacutegalement possible de combiner les deux types dinjection

Fig9b Illustration des mouvements

tourbillonnaire swirl et tumble

I3224Segmentation

Ce sont des piegraveces composeacutees dun cercle incomplet en acier eacutelastique preacutevues pour semboicircter dans

les gorges du piston

Le diamegravetre exteacuterieur au repos est leacutegegraverement

supeacuterieur agrave celui du cylindre

En partant de la tecircte du piston on a (figue I10)

- le segment ndeg3 segment coup de feu

(ou segment de feu)

- le segment ndeg2 segment drsquoeacutetancheacuteiteacute

- le segment ndeg1 segment racleur ou refouleur

Fig9b Vue drsquoun ensemble piston-segments

Les deux derniers segments sont eacutegalement appeleacutes segments de compression

Les rocircles de la segmentation sont les suivants

- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz

ce rocircle est surtout assureacute par le segment coup de feu

Il est essentiel pour diminuer le Blow-by (gaz de combustion

passant dans le carter-cylindres) et la tempeacuterature des

segments inteacuterieurs

Figure I10 Segments de piston

- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute agrave lrsquohuile de lubrification

crsquoest surtout le rocircle du segment racleur mais le segment

drsquoeacutetancheacuteiteacute a aussi une grande importance

- Eacutevacuer la chaleur du piston vers le cylindre

Elles sont fabriqueacutees agrave partir dun ressort dacier eacutelastique

coupeacute ensuite en rondelles constituant les segments Fig10a Collier pou segments a piston

Elles sont geacuteneacuteralement asymeacutetriques il faut faire attention au sens de montage lors de

lassemblage du moteur (fig10b)

Lespace entre les deux extreacutemiteacutes du segment lorsquil est

de serrage introduit dans le cylindre sappelle le jeu agrave la coupe

Sa mesure permet deacutevaluer lusure du segment

Fig10b Tierccedilages des segments

I3225Axe de piston

Les axes de pistons en acier au nickel ceacutementeacute sont tubulaires leur

surface cylindrique exteacuterieure est rectifieacutee

Trois types de montage sont couramment utiliseacutes

- laxe est maintenu solidaire de la bielle par une vis pointeau il est

libre dons le piston

- laxe est maintenu solidaire du piston par une vis pointeau placeacutee dans

lun des bossages il est libre dans laleacutesage de la bielle Fig10c Axe piston

- laxe est monteacute laquoflottantraquo dans le piston et la bielle son deacuteplacement lateacuteral est limiteacute par

des freins extensibles en anneau (figure I11) logeacutes dans des rainures circulaires

Lajustement de laxe est agrave

- frottement doux dans la bielle

- frottement dur dans le piston

Pour le montage le piston est porteacute agrave la tempeacuterature de 100degc dans un bain dhuile afin de

faciliter la mise en place de laxe

Figure I11 Axe de piston monteacute flottant

52 La distribution

Mais cest quoi dont la distribution

Ce sont les diffeacuterents systegravemes permettant la reacutegulation des eacutechanges gazeux cest agrave dire les eacutetapes

dadmission et deacutechappement

Dans un moteur 2 temps cette fonction est assureacutee par le piston

Sur un moteur quatre temps la distribution se fait au niveau de la culasse par les soupapes et tous les

systegravemes qui permettent leurs ouvertures et fermetures

Chaque cylindre dun moteur possegravede au moins deux soupapes une dadmission et une

deacutechappement

Sur certains moteurs il Y a trois ou quatre soupapes par culasse elles sont commandeacutees simultaneacutement

deux agrave deux

(a) 02 soupapes (b) 03 soupapes (c) 04 soupapes

Fig11a Culasses a 02 03 et 04 soupapes par cylindre

Les soupapes sont normalement appuyeacutees sur leurs siegraveges par des

ressorts en heacutelice

Leur ouverture agrave un instant preacutecis de chaque cycle sobtient gracircce agrave

la pousseacutee exerceacutee par une came (figure12)

La came tourne entraicircneacutee par le vilebrequin sa pousseacutee est

communiqueacutee agrave la soupape par lintermeacutediaire dun poussoir dune

tige et dun culbuteur

Fig12 Distribution

331 Soupapes

Une soupape est un organe meacutecanique de la distribution des moteurs thermiques agrave quatre

temps permettant ladmission des gaz frais et leacutevacuation des gaz brucircleacutes

Les soupapes sont actionneacutees par un arbre agrave cames et maintenues par un ou plusieurs ressorts

de rappel

Les soupapes sont constitueacutees de quatre parties

a) Tecircte de la soupape

Lorsque la soupape est en position fermeacutee elle vient sappuyer sur le siegravege de

soupape dessineacute dans la culasse pour assurer leacutetancheacuteiteacute de la chambre

La partie de la soupape en contact avec le siegravege de forme tronconique est

deacutenommeacutee laquo porteacutee raquo langle varie entre 30deg et 45deg

b) Collet

Elle relie la tecircte agrave la tige est formeacute par un congeacute de grand rayon de faccedilon agrave

faciliter la dissipation de la chaleur provenant de la chambre et eacuteviter leffet

dentaille ducirc au changement de section

c) Tige

Crsquoest une piegravece cylindrique dont le diamegravetre est de lordre du quart de celui de la tecircte assure

le guidage vertical de la soupape

La tige coulisse ainsi dans le guide de soupape ouverture cylindrique pratiqueacutee dans la

culasse

d) Queue

Partie terminale de la soupape supporte laction du poussoir actionneacute par larbre agrave cames

Elle comporte une ou plusieurs gorges le plus souvent de section semi-circulaire pour loger

les clavettes qui transmettent agrave la soupape la tension du ressort de rappel6

Les soupapes sont en acier allieacute tregraves reacutesistant

Les principaux meacutetaux dalliage sont le chrome le

silicium le tungstegravene le nickel

Figure I13 Soupape avec tecircte bombeacutee

332 Culbuteurs et poussoirs

Les culbuteurs (figure I14) sont des leviers oscillants articuleacutes sur un axe solidaire de la

culasse

Leur rocircle est de transmettre de haut en bas aux queues de soupape les pousseacutees quils

reccediloivent de bas en haut agrave intervalles reacuteguliers des poussoirs et tiges de culbuteurs

Figure I14 Culbuteurs Renault 21 TD

Les poussoirs sont des cylindres en acier tregraves reacutesistant qui prennent contact avec les cames

soit

- par lintermeacutediaire dun galet

- par intermeacutediaire dun plateau

Suivant le cas le profil de la came est diffeacuterent

Fig14a Poussoirs et arbre agrave cames en tegravete pour leur entrainement (VW Toureg)

521 Le diagramme de distribution

Le point le plus haut quil peut atteindre quon appelle point mort haut (PMH) et inversement le point

le plus bas quon appelle point mort bas (PMB)

Enfin on appelle la course la longueur du parcours entre le PMH et le PMB

Laleacutesage est le diamegravetre du cylindre

Ces donneacutees et le volume de la chambre de combustion permettent de calculer le taux de compression

ou rapport volumeacutetrique

Figure V1 Point Mort Haut et Point Mort Bas dans un moteur

522 Les systegravemes de controcircle des soupapes

Au vue de la complexiteacute dun diagramme de distribution il faut que les soupapes dadmission et

deacutechappement soient parfaitement synchroniseacutees pour que le cycle sexeacutecute dans de bonnes

conditions

Moteurs culbuteacutes

Dans un moteur agrave combustion interne les culbuteurs servent agrave

transmettre la pousseacutee des tiges de culbuteurs vers les soupapes (les

soupapes se trouvant au-dessus des cylindres les tiges de culbuteurs

le long des cylindres et actionneacutees par un arbre agrave cames lateacuteral ou

central situeacute vers le bas des cylindres proche du vilebrequin)

Ces moteurs sont dits culbuteacutes

Ils ont eacuteteacute tregraves utiliseacutes en automobile de tourisme jusquaux anneacutees

1970-80

Fig 2 Ensemble de distribution culbuteacute

Tout dabord quest ce quune came

La came est lobjet qui permet la commande dune ou de plusieurs soupape Son profil est calculeacutee tregraves

preacuteciseacutement afin de

-fixer la hauteur de la leveacutee de soupape

-amortir le choc entre la came et le poussoir ducirc au jeu initial

-reposer doucement la soupape dans son siegravege lors de la fermeture par ressort

Figure V4 Ensemble soupape-came et arbre agrave cames

La came peut commander la soupape directement avec un poussoir comme repreacutesenteacute ci-agrave gauche

mais elle peut eacutegalement utiliser des basculeurs tels que le linget (ci contre en bas) ou le culbuteur (ci

contre en haut)

Ainsi larbre agrave came contient plusieurs cames permettant de commander les soupapes de tous les

cylindres afin de les synchroniser

Larbre agrave cames est geacuteneacuteralement entraicircneacute au moyen dengrenages

Son pignon denteacute est soit directement en prise avec un pignon caleacute agrave lextreacutemiteacute du vilebrequin soit

relieacute agrave ce dernier par un pignon intermeacutediaire

Les soupapes peuvent ecirctre commandeacutees par simple arbre agrave cames en tecircte

Cela signifie que larbre agrave cames est placeacute au dessus de la culasse et quil actionne les soupapes

dadmission et deacutechappement par lintermeacutediaire de culbuteur

Il existe aussi le systegraveme de double arbre agrave cames en tecircte ougrave dans ce cas il y a deux arbres agrave came

lun commande les soupapes dadmission et lautre les soupapes deacutechappement Ici les soupapes

peuvent ecirctre actionneacutees par tous les systegravemes possibles poussoir ou basculeurs

Moteurs agrave simple arbre agrave cames en tecircte

Si lon souhaite un reacutegime de rotation plus eacuteleveacute il est dusage de

placer le ou les arbres agrave cames juste au-dessus des soupapes

directement dans la ou les culasse(s) (arbre agrave cames en tecircte)

et donc il ny a plus besoin de tiges de culbuteurs (moins de piegraveces

en mouvement de jeux donc moins de risque daffolement de

soupapes)

Lorsque les soupapes sont toutes aligneacutees (soupapes dites droites) elles sont coiffeacutees dun poussoir

cylindrique et ouvertes par laction directe de la came sur le dessus

du poussoir

Si elles ne sont pas toutes aligneacutees (soupapes en V) et que lon

souhaite nutiliser quun seul arbre agrave cames en tecircte on dispose des

culbuteurs pour transmettre la pousseacutee des cames aux soupapes

Moteurs agrave double arbre agrave cames en tecircte

Bien que le montage agrave double arbre agrave cames en tecircte permette de

saffranchir des culbuteurs il arrive dutiliser de petits culbuteurs

dits alors linguets parfois appeleacutes basculeurs

Un culbuteur transmet agrave la soupape la pousseacutee de la came en

inversant le sens de la pousseacutee quil reccediloit Laxe de pivot dun

culbuteur est situeacute entre ses deux extreacutemiteacutes comme une balanccediloire

agrave bascule Figure V4 Entraicircnement des arbres de distribution dun systegraveme agrave 16 soupapes

La question qui vient apregraves cest ben comment il tourne larbre agrave cames

Ce sont les vilebrequins qui en tournant transmettent leur position au(x) arbre(s) agrave cames

Il faut bien comprendre que les vilebrequins sont deacutependant les uns des autres lun ne peut pas tourner

sans lautre car ils sont relieacutes entre eux

Ceci est souvent appeleacute larbre moteur

Cette commande se fait le plus souvent par chaicircne comme preacutesenteacute dans la figure des deux arbres agrave

cames en tecircte (sur la droite)

Cest ce quon appelle la chaine de distribution

On trouve eacutegalement la commande par courroie cranteacutee

Enfin on trouve la commande par pignon qui est tregraves reacutesistant mais cher agrave mettre en place

a) chaine b) pignon c) courroie cranteacutee

Figure V4 commande par chaine non 16032016

323 Nombre de soupapes par cylindre

Bien sur laugmentation nombre de soupapes vous vous en doutez favorise le rendement de

distribution Mais ceci nest pas la seule raison

Commenccedilons simplement par le nombre de soupapes le plus reacutepandu dans les anneacutees 80 cest agrave dire 2

soupapes par cylindre

Les culasses ont une chambre de combustion hemispheacuterique pour favoriser le flux des gaz un angle

entre la soupape dadmission et deacutechappement tregraves eleveacute (proche de 90deg) et enfin un taux de

compression eacuteleveacute

Cependant malgreacute tous ces efforts pour favoriser la distribution il est devenu difficile daccroitre les

performances du moteur

Pour cela il y avait une solution augmenter le diamegravetre des soupapes mais cela est devenu vite

impossible ducirc agrave lencombrement les soupapes auraient fini par se toucher

Par ailleurs lutilisation du double arbre agrave cames en tecircte devenait difficile

En effet imaginez la distance des arbres agrave cames pour commander des soupapes donc lencombrement

moteur eacutetait important et surtout lentrainement des 2 arbres agrave cames eacutetait difficile

Il a donc eacuteteacute utiliseacute des cascades de pignons mais cela rendait la distribution tregraves bruyante et les

contraintes dues agrave leacutechauffement eacutetaient difficiles agrave geacuterer

En revanche cette disposition agrave deux soupapes est meacutecaniquement simple et on peut facilement placer

dune part les vis de fixation de la culasse et dautre part la bougie

Figure 6 Culasse a 2 4 et 5 soupapes

Au milieu des anneacutees 80 Yamaha invente une culasse agrave 5 soupapes sur le FZ750 Genesis encore

utiliseacutee aujourdhui sur les sportives de la gamme

Ainsi ce moteur comptant

- 3 soupapes dadmission

- 2 soupapes deacutechappement

permet un meilleur remplissage de la chambre de combustion

La difficulteacute rencontreacutee est le logement des 5 soupapes

Les trois soupapes dadmission ont eacuteteacute placeacutees sur des plans diffeacuterents

mais de faccedilon agrave converger vers larbre agrave cames eacutevitant le montage de

culbuteurs

Cette architecture meacutecanique provoque une difficulteacute daccessibiliteacute meacutecanique

53 Refroidissement

Les combustions reacutepeacuteteacutees surchauffent les piegraveces en contact (piston cylindre soupape) et se diffusent

sur lensemble des piegraveces meacutecaniques du moteur

Il faut donc les refroidir sous peine de destruction

Pour un bon fonctionnement les moteurs agrave explosion ont besoin drsquoune tempeacuterature reacuteguliegravere et

adapteacutee

531 Refroidissement agrave air

En 1875 le franccedilais Alexis de Bischop utilise lair pour le refroidissement

Son moteur sans compression preacutealable de type mixte comportait un

cylindre entoureacute dailettes meacutetalliques augmentant ainsi la surface en

contact avec lair

Ce type de refroidissement est surtout utiliseacute pour les moteurs eacutequipant les

veacutelomoteurs et motocyclettes de faible cylindreacutee mais aussi sur des

automobiles comme certaines Porsche GS la 2CV ou la Coccinelle

Le refroidissement par air est aussi majoritaire pour les moteurs agrave pistons eacutequipant les avions

Moteur de la VW Coccinelle

Le refroidissement agrave air a longtemps eacuteteacute la reacutefeacuterence pour les moteurs de motocyclette (mecircme sil a

toujours existeacute des moteurs de motocyclette agrave refroidissement liquide) mais les problegravemes entraicircneacutes

par le haut rendement de ces moteurs (casses usure preacutematureacutee) ont conduit agrave la quasi geacuteneacuteralisation

du refroidissement liquide malgreacute les avantages speacutecifiques pour la motocyclette du refroidissement agrave

air (encombrement poids simpliciteacute prix)

Il peut ecirctre optimiseacute par lutilisation dun ventilateur dont la preacutesence ne reacutevegravele toutefois pas toujours

un refroidissement agrave air car il dissipe parfois la chaleur du radiateur dun systegraveme de refroidissement

liquide

532 Refroidissement liquide

Cest langlais Samuel Brown qui inventa le refroidissement du moteur par de leau afin dameacuteliorer les

performances du refroidissement

Dans son moteur leau entraicircneacutee par une pompe circule autour des

cylindres entoureacutes dune chemise leau est refroidie par contact direct

avec lair ambiant

Plus tard on ajouta agrave leau diffeacuterents adjuvants qui devint alors le

liquide de refroidissement

Radiateur moderne en aluminium

Le radiateur fut inventeacute en 1897 par lingeacutenieur allemand Wilhelm Maybach

Apregraves de nombreux tacirctonnements il mit au point le radiateur dit laquo nid dabeille raquo qui permet le

refroidissement tregraves efficace dun liquide

Il est composeacute dun faisceau de conduits courts et eacutetroits entre lesquels circule lair

Lair peut ecirctre acceacuteleacutereacute par un ventilateur placeacute devant ou derriegravere lui

Ce radiateur est situeacute dans un circuit fermeacute ou semi-fermeacute emplit dun liquide (agrave base deau) assurant le

refroidissement du moteur

Dans les moteurs les plus anciens la circulation deau est assureacutee par thermosiphon leau chauffeacutee par

le moteur monte vers le radiateur placeacute en hauteur Une fois refroidie elle redescend vers le moteur

Dans les moteurs modernes on utilise une pompe agrave eau

Un controcircle permanent de la tempeacuterature vise agrave maintenir leau et lhuile dans des conditions

permettant une lubrification optimale

Ideacutealement la tempeacuterature du liquide de refroidissement est denviron 75deg-95degCelsius deacutetermineacutee par

plusieurs facteurs tels que toleacuterances dusinage et reacutesistance au frottement des piegraveces meacutecaniques

lubrifiants utiliseacutes

La reacutegulation de cette tempeacuterature est geacuteneacuteralement obtenue par une vanne thermostatique calorstat

situeacutee dans le circuit de refroidissement associeacutee agrave un ou plusieurs ventilateurs asservi par une sonde

thermocontact agrave la tempeacuterature du liquide dans le radiateur

Dans les moteurs marins le radiateur est remplaceacute par un eacutechangeur de tempeacuterature Leau de mer

assurant le refroidissement du circuit deau douce du moteur

533 Refroidissement par huile

Tous les moteurs agrave combustion interne utilisent deacutejagrave un liquide pour la lubrification des piegraveces en

mouvement lhuile qui circule propulseacutee par une pompe il suffit donc de faire circuler ce liquide dans

les zones les plus chaudes et surtout den assurer le refroidissement correct

Tous utilisent plus ou moins le refroidissement par huile carter dhuile bas moteur ventileacute parfois

muni dailettes un petit radiateur dhuile

Exemple

Certaines motos agrave 4 cylindres de marque Suzuki utilisent un refroidissement mixte air-huile avec un

gros radiateur dhuile

Avantages

Les canalisations pompe radiateur indeacutependant et liquide speacutecifiques au refroidissement deviennent

inutiles

Cela permet un net gain de poids et une plus grande simpliciteacute de conception

Inconveacutenients

Lhuile transporte moins bien la chaleur que leau et les speacutecificiteacutes de ces huiles les rendent plus

coucircteuses pour lutilisateur

De plus le graissage du moteur est moins performant (agrave isopeacuterimegravetre) car il y a des pertes de charges

dues agrave la circulation dans le radiateur dhuile

54 Architecture des moteurs agrave explosion

Figure V3 Moteur en double eacutetoile agrave 14 cylindres

bull Cylindres en ligne

bull Cylindres en V

bull Cylindres en W

bull Cylindres opposeacutes horizontalement (Boxer) (flat)

bull Cylindres en H

bull Cylindres en eacutetoile

bull Moteurs complexes (moteurs en carreacute etc)

541 Monocylindre

Historique

Le premier brevet concernant un moteur agrave explosion a eacuteteacute deacuteposeacute par le Suisse Franccedilois Isaac de Rivaz

le 30 janvier 1807

Le premier moteur agrave deux temps fut imagineacute et reacutealiseacute par Jean-Joseph Eacutetienne Lenoir en 1860 Il

fonctionne selon le cycle de Lenoir

Vers 1862 les Allemands Otto et Langen constatant le faible rendement du moteur agrave deux temps de

Lenoir (1860) entreprirent une seacuterie dameacuteliorations la plus deacutecisive consista agrave synchroniser les

mouvements dans la phase de compression

542 Quatre cylindres

Panhard et Levassor degraves 1896 engagent un laquo quatre cylindres en ligne raquo sur leacutepreuve Paris-Marseille-

Paris

Deux ans plus tard les multicylindres (agrave quatre cylindres) gagnent les

grosses voitures et progressivement se geacuteneacuteralisent agrave lensemble de la

gamme devenant en quelque sorte larcheacutetype mondial pour les

voitures courantes de moyennes et basses gammes

Scheacutema dun moteur 4 cylindres vers 1900

04 cylindres en V

Il fait son apparition en course agrave la charniegravere des deux siegravecles sur des modegraveles Mors et Ader

Quelques anneacutees plus tard cette solution seacuteduit Peugeot et Ariegraves pour leurs modegraveles courants davant

1914

Beaucoup plus tard agrave partir de 1962 Ford en fera une large utilisation mais aussi Matra et SAAB

04 cylindres (en ligne) coucheacute

Que lon trouve en compeacutetition chez Ameacutedeacutee Bolleacutee (189899) (premier moteur agrave quatre cylindre

monobloc (les autres moteurs quatre cylindres agrave leacutepoque eacutetaient des bicylindres ou des monocylindres

accoupleacutes)) et chez Wolseley et Winton (1903 voir Wolseley Motor Company et Winton Motor

Carriage Company))

On la trouveacutee sur les motocyclettes BMW seacuterie K et sur les Peugeot 104 - 205 mais aussi sur les

veacutehicules utilitaires ou monospace optant pour la solution laquo moteur sous le plancher raquo

04 cylindres agrave plat boxer

Cest un quatre cylindres en V ouvert agrave 180deg

Embleacutematique dans sa version refroidissement agrave air des laquo coccinelles raquo de Volkswagen

Cette architecture a le grand avantage de faire beacuteneacuteficier le veacutehicule quil motorise dun centre de

graviteacute assez bas

Une version muscleacutee et turbocompresseacutee eacutequipe actuellement les Subaru Impreza qui sont de

redoutables concurrentes du championnat du monde des rallyes WRC

En 2009U Subaru compte particuliegraverement sur le 20 D pour faire deacutecoller les ventes de sa berline

compacte en Europe

Une grande premiegravere eacutegalement puisque aucun constructeur navait jusquagrave aujourdhui exploreacute la voie

du diesel Boxer (4 cylindres agrave plat opposeacutees deux agrave deux) et ses grands avantages que sont la vivaciteacute

un centre de graviteacute abaisseacute et surtout un grand silence de fonctionnement

Subaru aura mis sept ans agrave deacutevelopper son ineacutedit moteur mais le reacutesultat est particuliegraverement

convaincant

- Pas de claquement agrave froid

- une quasi absence de vibration

- il est bien difficile de faire la diffeacuterence entre un moteur essence et cet eacutetonnant diesel

Si les 350 Nm de couple disponibles degraves 1 800 trmn et les 150 Cv offrent un reacuteel dynamisme agrave la

premiegravere acceacuteleacuteration venue cela seffectue de maniegravere lineacuteaire

Subaru 20 Diesel 150 Cv (2009)

543 Six cylindres

Mais la course mdash ougrave lon recherche la vitesse mdash est exigeante en matiegravere de puissance surtout quand

il sagit de courses de cocircte Dougrave la tentation daugmenter le nombre de cylindres

Figure V5 Moteur V6 moderne (Mercedes)

La marque neacuteerlandaise Spyker avait preacutesenteacute un modegravele 6 cylindres en 19032

Un modegravele Chadwick aux Eacutetats-Unis franchit le pas en 1907 pour la course de cocircte de Fairmont

Lanneacutee suivante cette fois en Europe Rolls-Royce fait de mecircme pour la course Londres-Eacutedimbourg

en faisant appel agrave des six cylindres

La transposition aux modegraveles courants est quasi-immeacutediate pour les voitures de sport et de luxe

En Europe cest le cas pour Delaunay-Belleville Napier Mercedes aux Eacutetats-Unis pour Marmon

Plus tard agrave partir de 1927 on trouvera des six cylindres (presque toujours en ligne) sur un grand

nombre de modegraveles non sportifs mecircme pour des cylindreacutees modestes

Latout principal de cette solution eacutetant la souplesse de fonctionnement du moteur

Dans le monde de la motocyclette le 6 cylindres restera rare

On le trouve en compeacutetition en particulier chez Honda dans les anneacutees 1960 (moteur en ligne) ou chez

Laverda en endurance (moteur en V)

Les moteurs de plus de 4 cylindres seront interdits en compeacutetition

Sur les veacutehicules de tourisme on trouvera essentiellement

- Honda 1000 CBX (moteur agrave 24 soupapes refroidi par air)

- Kawasaki Z 1300 (moteur agrave 12 soupapes refroidi par eau)

- Benelli avec une 750 puis une 900

En 2006 Honda propose toujours agrave son catalogue un modegravele 6 cylindres agrave plat la GoldWing

544 Huit cylindres et plus

Figure V6 Moteur W16 de la Bugatti Veyron

Une nouvelle eacutetape est franchie quand on passe au laquo huit cylindres raquo

Ader (France) ouvre la voie en 1903 pour le Paris-Madrid avec une uniteacute agrave huit cylindres en V

La mecircme anneacutee apparaissent toujours pour la compeacutetition des huit cylindres en ligne

Les moteurs davion des anneacutees 1930 et 1940 reacutepondent agrave la demande sans cesse croissante de

puissance

Les moteurs courants sont des V12 ou des moteurs en eacutetoile de une agrave quatre rangeacutees de 7 agrave 9 cylindres

soit 28 cylindres agrave la fin de la guerre pour les Whright deacuteveloppant 3 500 ch remplaceacutes par les

reacuteacteurs

Les ameacutericains amateurs de grandes automobiles et sans souci du prix de lessence deacutemocratisegraverent

les gros V8 au couple tregraves eacuteleveacute et aux vitesses de rotation assez lentes

Les constructeurs des monoplaces de Formule 1 utilisegraverent pendant longtemps des V8 de 3 litres de

cylindreacutee dont le fameux Ford Cosworth

Dans les anneacutees 1990 cest la structure V10 qui aura la faveur des motoristes de F1

Mecircme leacutecurie Ferrari tregraves attacheacutee aux 12 cylindres en V se pliera aux lois de cette formule

Depuis lanneacutee 2004 les instances sportives (FIA) ont imposeacute un retour au V8 avec des contraintes de

fiabiliteacute plus importantes que par le passeacute

En 2006 les structures en V de 10 ou 12 cylindres et W16 sont reacuteserveacutees aux veacutehicules agrave tendance

sportive

Puissance drsquoun

veacutehicule

1 Calculs de la pesanteur

11 Deacutecliviteacute

Calculons la deacutecliviteacute drsquoune route longue L pour un deacuteniveleacute H

α = H L

α deacutecliviteacute grandeur sans dimension

H deacuteniveleacute exprimeacute en m

L longueur de la route exprimeacutee en m coheacuterence des uniteacutes

12 Poids du veacutehicule

Calculons le poids drsquoun veacutehicule

P = M g

P poids exprimeacute en N

M masse exprimeacutee en kg

g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms2 ( g = 981 ms2)

13 Composante du poids

Calculons la composante du poids parallegravele agrave la route de la voiture

F = M g α

Avec

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-

2

α deacutecliviteacute grandeur sans dimension

14 Travail de la force de traction

Calculons le travail drsquoune force de traction qui srsquoest deacuteplaceacutee sur une distance D

E = F D

E travail exprimeacute en J

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

D distance parcourue exprimeacutee en m

15 Energie

Calculons lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour lever une voiture de masse M agrave une hauteur H

E = M g H

Avec

E eacutenergie absorbeacutee (monteacutee) ou accumuleacutee (descente) exprimeacutee en J

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms-2

H deacuteniveleacute exprimeacute en m

15 Puissance absorbeacutee

Calculons la puissance absorbeacutee par une ascension effectueacutee agrave la vitesse V

B = F V

Avec

B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

V vitesse exprimeacutee en ms

En reacutealiteacute une puissance bien supeacuterieure est neacutecessaire agrave cause de la reacutesistance au roulement

et de la reacutesistance de lrsquoair cette derniegravere eacutetant proportionnelle au carreacute de la vitesse

16 puissance absorbeacutee par une ascension

Lrsquoascension drsquoune masse M agrave une hauteur H en un temps T

B = M g H T

Avec

B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-

2 H deacuteniveleacute exprimeacute en m

T temps exprimeacute en s

2 Calculs Aeacuterodynamiques

21 Surface frontale

Surface drsquoune coupe transversale perpendiculaire agrave lrsquoaxe de symeacutetrie du veacutehicule (effectueacutee agrave

lrsquoendroit le plus large et le plus haut) la surface frontale est approximativement eacutegale au

produit de la largeur par la hauteur

camion maxi-code 26 m x 39 m = 10 m2

autocar 25 m x 32 m = 8 m2

voiture 18 m x 14 m = 25 m 2

motocyclette 1 m x 15 m = 15 m2

22 Coefficient de peacuteneacutetration dans lrsquoair

Le Cx est calculeacute agrave partir

Cx = 2 F (S Mair Vsup2)

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

F force exerceacutee par le flux drsquoair exprimeacutee en N

S surface frontale exprimeacutee en m2

Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)

V vitesse air exprimeacutee en ms

23 Reacutesistance de lrsquoair

R = frac12 S Cx Mair Vsup2

R reacutesistance de lrsquoair exprimeacutee en N

S surface frontale exprimeacutee en m2

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)

V vitesse exprimeacutee en ms

24 SCx

Le SCx Grandeur essentiellement destineacutee agrave comparer diffeacuterents modegraveles de voitures le SCx

est le produit de la surface frontale par le Cx

SCx = S Cx

Le Cx eacutetant une grandeur sans dimension le SCx srsquoexprime en megravetre carreacute

25 Constante aeacuterodynamique

La constante aeacuterodynamique est une caracteacuteristique aeacuterodynamique des veacutehicules

A = S Cx M

Avec

A constante aeacuterodynamique [kgm]

S surface frontale [m2]

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

Mair masse volumique de lrsquoair [kgm3]

26 Puissance absorbeacutee

Calculons la puissance absorbeacutee pour vaincre la reacutesistance de lrsquoair

B = F x V

F force aeacuterodynamique reacutesistante [N]

V vitesse du veacutehicule [ms]

3 Calculs thermiques

31 Calcul de la cylindreacutee

D2

V = π L N

4

Avec

D aleacutesage du cylindre

L course du piston

N nombre de cylindre

32 Calcul du PCI des combustibles

Le pouvoir calorifique ou chaleur de combustion (en anglais Heating value ou Heat of

combustion) dune matiegravere combustible noteacute ΔcH0

Crsquoest lenthalpie de reacuteaction de combustion par uniteacute de masse dans les conditions normales

de tempeacuterature et de pression

Cest leacutenergie deacutegageacutee sous forme de chaleur par la reacuteaction de combustion par le dioxygegravene

(autrement dit la quantiteacute de chaleur)

Le plus souvent on considegravere un hydrocarbure reacuteagissant avec le dioxygegravene de lair pour

donner du dioxyde de carbone de leau et de la chaleur

321 Calculer le PCI du gas-oil (Mazout)

Le gazole est un alcane en C16 appeleacute ceacutetane soit une formule brute moyenne de

C16H34

Soit une masse molaire moyenne de 219 gmole

Combustion

Une combustion est la reacuteaction chimique complegravete ou partielle du carbone et de lhydrogegravene

des combustibles usuels par oxydation de loxygegravene

La combustion vive donne naissance agrave une flamme par reacuteaction en chaicircne entretenue dune

maniegravere plus ou moins limiteacutee par lapport de combustible ou de comburant

Cette reacuteaction produit une combustion exothermique cest-agrave-dire

- qui deacutegage de la chaleur

- elle produit du CO2

- de leau

- dautres composeacutes plus ou moins agressif

La stœchiomeacutetrie (du grec lsquolsquostoikheionrsquorsquo eacuteleacutement et lsquolsquometronrsquorsquo mesure) deacutesigne lrsquoeacutetude des

proportions ideacuteales drsquoeacuteleacutements qui autorisent une reacuteaction chimique complegravete lsquolsquoproprersquorsquo et

sans gaspillage

Equations stœchiomeacutetriques des combustions complegravetes

Pour le gazole

C16H34 + 24 O2 rarr 16 CO2 + 17 H2O + Q

- 219 gr de gazole consomment 532 litres drsquooxygegravene

- agrave 21 drsquoO2 dans lrsquoair donc 2533 litres drsquoair

- Donc 1 kg de gazole consomme 116 m3 drsquoair agrave 29 kg au m3

- La masse du meacutelange est donc de 3374 kg

Le carburant le plus utiliseacute est du gasoil drsquoindice de ceacutetane

La composition eacuteleacutementaire de 1 kg de gas-oil est

Carbone C = 087

Hydrogegravene H = 0126

Oxygegravene O = 0004

Azote N Soufre S vapeur drsquoeau W en faible quantiteacute

Pouvoir calorifique infeacuterieur PCI

PCI = 8140C + 30 000H + 2600(S - O) - 600(9H + W) [kcalkg]

PCI = 3391C + 1256H - 1089(S-O) ndash 251(9H+W) [MJkg]

33 Quantiteacute theacuteorique drsquoair a la combustion du gas-oil

Les lois de la stœchiomeacutetrie appliqueacutees agrave la combustion des hydrocarbures nous montrent

que pour bruler

1 kg de gazole il faut disposer drsquoenviron 146 kg drsquoair soit environ

- 112 kg drsquoN2

- 34 kg drsquoO2

La reacuteaction produit environ

- 112 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 32 kg CO2

- 12 kg drsquoH2O

1 kg drsquoessence il faut disposer drsquoenviron 153 kg drsquoair soit environ

- 118 kg drsquoN2

- 035 kg drsquoO2

La reacuteaction produit environ

- 118 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 31 kg de CO2

- 14 kg drsquoH2O

1 kg de GPL il faut disposer drsquoenviron 156 kilogrammes drsquoair soit environ

- 12 kg drsquoN2

- 036 kg drsquoO2)

La reacuteaction produit environ

- 12 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 3 kg de CO2

- 16 kg drsquoH2O

La quantiteacute theacuteorique drsquoair neacutecessaire pour assurer la combustion complegravete du gasoil il faut

avoir

[kg drsquoairkg]

minus+

= OHCL 8

3

8

230

10

[kmol drsquoairkg]

minus

+

=

32412210

10

OHCL

34 Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil

Une stœchiomeacutetrie parfaite est toujours difficile agrave garantir mecircme en laboratoire notamment agrave

cause de la contamination de lrsquoair ou des composants utiliseacutes dans les expeacuteriences mais on

peut srsquoen approcher

Il en va tout autrement srsquoagissant de la combustion des carburants dans le cadre du

fonctionnement drsquoun moteur

En effet non seulement le carburant peut preacutesenter des diffeacuterences de composition selon les

pays et les distributeurs mais en plus la masse drsquoair introduite dans le moteur varie en

permanence en fonction de la tempeacuterature ambiante et de la pression atmospheacuterique

Agrave cela il faut ajouter le fait que les moteurs ne fonctionnent jamais agrave des reacutegimes

tempeacuteratures et charges de travail constants et ideacuteals ce qui signifie qursquoil faut modifier en

temps reacuteel la quantiteacute de carburant injecteacutee dans les cylindres

Pour y remeacutedier on modifie la richesse ou lrsquoexcegraves drsquoair

Pour les moteurs Diesels lrsquoexcegraves drsquoair du meacutelange combustible doit ecirctre toujours supeacuterieur agrave

la limite drsquoapparition des fumeacutees deacutetermineacutee par λ cong 18 soit r = 055

Lr = λ Lo [kmole drsquoairkg combustible]

35 Quantiteacute des produits produit de combustion

Les produits de combustion sont les produits issus de la reacuteaction chimique entre un

carburant et un comburant ils srsquoappellent aussi gaz brucircleacutes ou fumeacutees

Lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie sont respecteacutees les gaz drsquoeacutechappement ne contiennent

que de lrsquoazote gazeux (N2) du dioxyde de carbone (CO2) et de lrsquoeau agrave lrsquoeacutetat de vapeur (H2O)

Ces corps existent en grandes quantiteacutes dans la nature ils sont chimiquement stables et sont

indispensables au maintien des eacutequilibres naturels ce ne sont donc pas des polluants

Mais que se passe-t-il lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie ne sont plus respecteacutees Pour

simplifier le problegraveme consideacuterons deux configurations opposeacutees

meacutelange riche (trop de carburant pas assez drsquoair) dans cette configuration certains

atomes qui constituent la moleacutecule drsquohydrocarbure ne trouvent pas de lsquolsquopartenaire

oxygegravenersquorsquo en nombre suffisant puisque lrsquoair manque ils ne sont donc pas oxydeacutes

complegravetement et se retrouvent dans les gaz drsquoeacutechappement sous forme de particules

carboneacutees drsquohydrocarbures imbrucircleacutes (symbole chimique HC) ou de monoxyde de

carbone (symbole chimique CO) gaz qursquoil ne faut surtout pas confondre avec le CO2

lrsquoun est tregraves toxique lrsquoautre pas du tout

meacutelange pauvre (peu de carburant trop drsquoair) dans cette configuration un excegraves

drsquoair (crsquoest toujours le cas lorsque le moteur est suralimenteacute) fortement comprimeacute agrave

haute tempeacuterature (crsquoest particuliegraverement le cas des moteurs diesel) peut entraicircner la

formation de monoxyde drsquoazote (symbole chimique NO) suite agrave une reacuteaction entre

lrsquooxygegravene (O2) et lrsquoazote (N2) Une fois expulseacute le monoxyde drsquoazote preacutesente la

particulariteacute de se transformer spontaneacutement en dioxyde drsquoazote (symbole chimique

NO2) au contact de lrsquoair geacuteneacuterant au passage une mutation de lrsquooxygegravene

atmospheacuterique en ozone (symbole chimique O3) Ces deux gaz sont tregraves toxiques pour

les organismes vivants

C

nCO2 = [kmolekg]

12

H

nHO2 = [kmolekg]

2

nO2 = 021 x (λ-1) x Lo [kmolekg]

nN2 = 079 x λ x Lo [kmolekg]

36 Quantiteacute totale des produits de combustion

nTotal = nCO2 + nHO2 + nO2 + nN2 [kmolekg]

37 Puissance nominale

Vous avez surement deacutejagrave feuilleteacute le catalogue drsquoun grand constructeur automobile

Chaque modegravele y est deacuteclineacute en plusieurs versions les diffeacuterences portant essentiellement sur

la puissance du moteur

Le choix est vaste et on srsquoy perd

80 ch 100 ch 120 ch 150 chhellip

Que signifient reacuteellement ces chiffres

Agrave quoi sert la puissance

Comment la mesure-t-on

Quelle est la relation entre la puissance et la vitesse

Voici quelques eacuteleacutements de reacuteponses

Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale la puissance deacutesigne la production la consommation ou la

transformation drsquoeacutenergie par uniteacute de temps

Pour une automobile cette eacutenergie est drsquoabord de nature chimique (combustion du carburant)

puis de nature cineacutetique (acceacuteleacuteration et vitesse sur route horizontale) ou gravitationnelle

(route en deacutecliviteacute)

La puissance drsquoun moteur thermique se rapporte donc agrave lrsquoeacutenergie deacutelivreacutee par uniteacute de temps

mais aussi agrave lrsquoeacutenergie consommeacutee sous forme de carburant dans le mecircme temps

On ne peut jamais mesurer la puissance on ne peut que la calculer en combinant les valeurs

de la charge moteur et de la vitesse de rotation releveacutees sur un banc de puissance

Banc drsquoessai moteur

Passer un moteur au banc consiste drsquoabord agrave lrsquoaccoupler agrave un disque eacutequipeacute drsquoun

- frein

- compte-tours

Une fois le moteur lanceacute agrave plein reacutegime lrsquoopeacuteration consiste agrave actionner progressivement le

frein jusqursquoagrave ce que la vitesse de rotation du moteur soit stabiliseacutee la commande des gaz

restant grande ouverte

En effet une vitesse stabiliseacutee signifie que le couple moteur est alors exactement eacutegal au

couple de freinage

il suffit donc de mesurer lrsquointensiteacute de la force de freinage pour en deacuteduire la valeur du couple

moteur

Autrement dit ce qursquoon appelle agrave tort un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo ne sert qursquoagrave mesurer le couple

moteur et la maniegravere dont il eacutevolue en fonction de la vitesse de rotation

In fine la puissance reacutesulte drsquoun calcul crsquoest le produit de ces deux grandeurs

F N

Pf =

10 000

Ougrave

F charge [N]

N = reacutegime de rotation [trmn]

38 Puissance corrigeacutee

Pfc = Pf f

Avec

f Facteur de correction tenant compte de la tempeacuterature et de la pression ambiante f

= 1085

Tamb = 27 [degC] Diagramme de conversion

f = 1085

Pamb = 719 [mmHg]

39 Consommation speacutecifique

La consommation speacutecifique du moteur est la quantiteacute de carburant (Cs) utiliseacutee pour produire

un travail T donneacute

(3600 v Ps )

Cs = [gkWh]

(t Pf)

Ou

v volume du gas-oil agrave consommer [cm3]

Ps poids speacutecifique du gasoil [grcm3]

t temps de consommation [s]

Pf puissance au frein [kW]

310 Consommation speacutecifique corrigeacutee

Csc = (3600 v Ps ) (t Pfc)

Ou

Pfc puissance corrigeacutee

311 Couple moteur

Quelles sont les caracteacuteristiques essentielles drsquoun veacutehicule agrave moteur

Les services marketing le savent crsquoest la puissance et la vitesse maximale qui au premier

abord focalisent lrsquoattention du public car ce sont les donneacutees les plus valorisantes pour

lrsquoacheteur

Mais pour le technicien comme pour le conducteur aviseacute crsquoest

- la masse de la voiture

- son couple moteur

- le reacutegime auquel il est disponible

qui sont les donneacutees essentielles car elles conditionnent le comportement du veacutehicule en

situation reacuteelle le service qursquoil peut rendre et son prix de revient

Le terme de lsquolsquocouplersquorsquo vient de ce qursquoil associe deux grandeurs

- une force crsquoest la pression que les gaz exercent sur les pistons

- un bras de levier crsquoest la longueur des manetons du vilebrequin

On utilise pour cela un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo qui est un appareil eacutequipeacute drsquoun compte-tours et

drsquoun frein

La valeur du couple moteur deacutepend de lrsquoaptitude drsquoun moteur agrave introduire dans les cylindres

un meacutelange air-carburant parfaitement homogegravene et surtout de sa capaciteacute agrave en tirer le

maximum drsquoeacutenergie au moment de la combustion

Le couple moteur est toujours relativement modeste agrave bas reacutegime il atteint sa valeur

maximale aux reacutegimes intermeacutediaires pour deacutecroicirctre ensuite inexorablement au fur et agrave

mesure que la vitesse de rotation augmente comme si le moteur finissait par srsquoasphyxierhellip

Tant que le moteur fonctionne dans sa plage de reacutegime de couple maximum la consommation

de carburant la pollution de lrsquoenvironnement et donc le prix de revient du kilomegravetre parcouru

se maintiennent aux valeurs les plus basses dont le veacutehicule est capable

Pour toutes ces raisons il est preacutefeacuterable que le couple maximum soit deacutelivreacute agrave un reacutegime pas

trop eacuteleveacutehellip

30PN 1000

CN = [Nm]

N π

Ou

PN Puissance nominale [kW]

N Vitesse de rotation [trmn]

312 Couple corrigeacutee

30Pfc 1000

Cc = [Nm]

N π

Ou

Pf Puissance corrigeacutee [kW]

4 Bilan thermique des moteurs

Que devient lrsquoeacutenergie libeacutereacutee par la combustion

Elle apparaicirct sous deux formes distinctes

Chaleur crsquoest la mecircme que celle qursquoon peut ressentir devant nrsquoimporte quel

brasier Lrsquoeacutechauffement drsquoun moteur dit lsquolsquothermiquersquorsquo est donc un pheacutenomegravene

normal Heacutelas cette chaleur ne sert agrave rien sinon agrave chauffer lrsquohabitacle elle est

donc voueacutee agrave se disperser dans lrsquoenvironnement

Mouvement crsquoest ce dont on a besoin pour faire avancer la voiture Dans le

cas drsquoun moteur drsquoautomobile la pression des gaz dans la chambre de

combustion provoque le mouvement des pistons et la rotation du vilebrequin

signe tangible qursquoune autre partie de lrsquoeacutenergie libeacutereacutee srsquoest manifesteacutee sous

forme de mouvement (4)

Comment distinguer ces deux formes drsquoeacutenergie

En calculant le rendement du moteur ou plus exactement son bilan thermique

En effet le rendement se deacutefinit comme

eacutenergie reacutecupeacutereacutee

Rendement =

eacutenergie consommeacutee

Dans le cas drsquoun moteur

lrsquoeacutenergie reacutecupeacutereacutee est celle mesureacutee en bout de vilebrequin sur un banc de puissance

exprimeacutee en kilowattheure [kW]

lrsquoeacutenergie consommeacutee correspond agrave la masse de carburant brucircleacutee (exprimeacutee drsquoabord en

kilogrammes puis convertie en joules)

Le reacutesultat est une grandeur sans dimension

Si on fait un bilan thermique dans un moteur de combustion interne

QT = Qe + Qr + Qra + Qa + Qres + Qge

- QT Flux de chaleur deacutegageacute si on brucircle tout le combustible

- Qe Flux de chaleur transformeacutee en puissance effective

- Qr Flux de chaleur eacutevacueacute au liquide de refroidissement

- Qge Flux de chaleur perdu avec les gaz deacutechappement

- QP Flux de chaleur perdu (par rayonnement vers lrsquohuile agrave cause de la combustion

incomplegravete frottements etc)

Scheacutema de la conversion et des pertes thermique dans un moteur

Si on fait un bilan des pertes de chaleur pour prendre en compte ougrave elles se produisent on

trouve

41 Chaleur totale introduite dans le moteur par la combustion

Eacutenergie brute libeacutereacutee par la combustion du carburant

Gazole 443 MJkg-1 (374 MJl-1 )

Essence 469 MJkg-1 (356 MJl-1 )

GPL 487 MJkg-1 (268 MJl-1 )

Eacutenergie nette libeacutereacutee par la combustion du carburant

Gazole 417 MJkg-1 (352 MJl-1 )

Essence 437 MJkg-1 (332 MJl-1 )

GPL 451 MJkg-1 (248 MJl-1 )

(PCI Csh)

QT =

36

Calcul de la consommation horaire

- PCI pouvoir calorifique inferieur [kJkg]

- Csh consommation speacutecifique horaire [kgh]

42 Chaleur eacutequivalente au travail effectif par uniteacute de temps

Qe = 1000 Pf [Js]

Sachant que

- Pf puissance au frein [W]

43 Chaleur transmise au systegraveme de refroidissement

Cette chaleur est donneacutee par la formule suivante

C i D(1+2m ) Nm

Qr = [Js]

λ Avec

- C Coefficient de proportionnaliteacute dont la valeur pour les moteurs agrave 4 temps varie

dans la plage [045 divide 0 53]

- i Nombre de cylindres

- D Aleacutesage du cylindre

- N freacutequence de rotation du vilebrequin

- m Exposant empirique dont la valeur pour les moteur agrave 4 temps est limiteacutee par

lrsquointervalle [06 divide 07 ]

- λ Coefficient drsquoexcegraves drsquoair

44 Chaleur emporteacutee par les gaz drsquoeacutechappement

Csh

Qge = [nt(mcp)tr (Tr-273 ) - Lr(mcp)t2 (T2- 273)]

36 Avec

- L Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil [kmole drsquoairkg de

combustible]

- nt Quantiteacute totale des produits de combustion [kmolekg]

- Tr Tempeacuterature des gaz drsquoeacutechappement [K]

- T2 Tempeacuterature de lrsquoair a lrsquoentreacutee du moteur [K]

- Csh Consommation massique de gas-oil horaire [kgh]

- (mcp)tr ( mcp)t2 sont respectivement la capaciteacute calorifique molaire moyenne agrave

pression constante des gaz reacutesiduels et de lrsquoair admis

45 Autres pertes de chaleur

QP = QT - (Qe + Qr + Qge)

Chapitre 8

Identification du

veacutehicule

Vehicle Identification Number

Le code VIN - Vehicle Identification Number - est un code alphanumeacuterique unique qui est

donneacute agrave chaque veacutehicule automobile depuis 1950

Il apparaicirct sur le chacircssis du veacutehicule

ainsi que sur le moteur et dans

lordinateur de bord

Lanceacute dans une forme simplifieacutee en

1950 par les constructeurs ameacutericains

ce code passera aux 17 caractegraveres

actuels en 1980

Le numeacutero inscrit sur la carte grise

dans la zone laquo numeacutero dans la seacuterie

du type raquo correspond bien agrave celui

figurant sur la voiture Passat IV B ndash 2000 (=B55 ou =Typ 3BG ou = VI) Dapregraves le VIN cest une 3B et le E correpond agrave la version Sport 212130 serait le numeacutero de seacuterie du cassis

Ce numeacutero dans la seacuterie du type est parfois appeleacute numeacutero de seacuterie ou numeacutero de chacircssis

mais son appellation officielle est

Numeacutero drsquoIdentification du Veacutehicule

(NIV ou Vehicle Identification Number VIN en anglais) et regroupe

laquo Type raquo et laquo N dans la seacuterie du type raquo

Cette normalisation preacutevoit entre autres que le NIV doit avoir une

Longueur de 17 caractegraveres

et peut ecirctre diviseacute en 3 sections

bull Les 3 premiers caractegraveres sont reacuteserveacutes agrave

Identification Mondiale du Constructeur

WMI World Manufacturer Identification (anglais)

Suivant cette codification chaque constructeur est identifieacute mondialement avec parfois des

variations suivant le pays ougrave se trouve lrsquousine de fabrication

A titre drsquoexemple la codification de - Renault est VF1

- Peugeot est VF3

- Citroeumln est VF7

Les 03 premiers caractegraveres didentification du constructeur

(WMI)

On distingue les constructeurs qui fabriquent plus de 500 exemplaires par an des autres

Un constructeur dont la production est infeacuterieure agrave 500 veacutehicules par an utilise 9

caractegraveres les autres 14

Certains constructeurs utilisent le 3egraveme caractegravere pour une cateacutegorie de veacutehicules comme les

bus ou les camions comme par exemple

bull le code Ameacuterique du Nord 1G attribueacute agrave General Motors se deacutecompose en

- 1G1 pour Chevrolet

- 1G2 pour Pontiac et

- 1GC pour Chevrolet camions

bull le code Italie F attribueacute agrave Fiat se deacutecompose en

- FA pour Fiat Auto et

- FC pour Fiat VI

Le premier caractegravere WMI correspond au code du pays dans lequel lusine du constructeur est

implanteacutee Exemple

- ZFA Fiat Auto Italie

- SUF Fiat Auto Pologne

- 8AF Fiat Auto Argentine

- NRT Tofas-Fiat Auto Turquie

- 9BD Fiat Automoveicircs Breacutesil

bull Les 6 caractegraveres suivants sont consacreacutes agrave la

Section de Description du Veacutehicule

VDS Vehicle Description Section (anglais)

ougrave lrsquoon va trouver une codification du type eacutelaboreacutee par le constructeur PSA et Renault

utilisent dans cette zone ce que lrsquoon appelait autrefois le type mines

bull Enfin les 8 derniers caractegraveres constituent la

Section drsquoIdentification du Veacutehicule

VIS Vehicle Identification Section en anglais

Il srsquoagit drsquoun numeacutero seacutequentiel attribueacute au veacutehicule et ce dans le type et pour le constructeur

concerneacute

Emplacement du VIN

Afin de veacuterifier la concordance entre ce numeacutero se trouvant sur la carte grise et celui

figurant sur la voiture

il faut savoir que ce numeacutero peut ecirctre trouveacute agrave 2 ou 3 endroits du veacutehicule suivant les cas sur

chacircssis du veacutehicule plaque constructeur derriegravere le pare brise

Cette derniegravere option nrsquoest pas obligatoire mais de plus en plus les constructeurs europeacuteens

en eacutequipent leurs modegraveles les plus reacutecents Pour connaicirctre lendroit ougrave se trouve ce numeacutero

reportez-vous au manuel dutilisation du veacutehicule ou adressez-vous agrave un concessionnaire de la

marque

Le NIV se trouvant sur le chacircssis doit ecirctre

- frappeacute agrave lrsquoaide de poinccedilons ou

- graveacute sur une piegravece essentielle de la voiture

En geacuteneacuteral faisant partie de la caisse ou du chacircssis de maniegravere agrave ce quil ne puisse seffacer

accidentellement ou salteacuterer

Il doit ecirctre placeacute de maniegravere visible sans qursquoun deacutemontage ne soit neacutecessaire

Pour ce qui est de sa localisation il doit impeacuterativement se situer dans la partie droite du

veacutehicule et lrsquoexpeacuterience montre que dans 80 agrave 85 des cas ce NIV se trouve

- dans la partie droite ou centrale du compartiment moteur

- aux environs immeacutediats du siegravege passager avant droit

La plaque constructeur sur laquelle figure eacutegalement le NIV est

- soit une plaque aluminium de couleur argenteacutee ou noire

- soit une eacutetiquette adheacutesive qui peut ecirctre noire blanche ou translucide

Cette plaque constructeur se trouve en geacuteneacuteral

- dans le compartiment moteur

- sur le pied de porte avant droit

- dans le coffre

Enfin le NIV optionnel qui peut se trouver derriegravere le pare-brise est visible agrave travers une

petite fenecirctre en bas agrave gauche et donc coteacute conducteur

Evolution du code VIN en fonction des types

Mercedes W201

Mercedes W202

Mercedes W203

Mercedes W204

Composition du code

Les veacutehicules modernes qui sont reacutefeacuterenceacutes avec des codes VIN sont identifiables par un

systegraveme baseacute sur la norme ISO Organisation internationale de normalisation

- ISO 3779 de 1979 et

- ISO 3780 de 1980

Avant-propos

LISO (Organisation internationale de normalisation) est une feacutedeacuteration mondiale

dorganismes nationaux de normalisation (comiteacutes membres de lISO)

1 Domaine dapplication

La preacutesente Norme internationale speacutecifie le contenu et la structure dun numeacutero

didentification des veacutehicules (VIN) permettant dassurer agrave leacutechelle mondiale un systegraveme

uniforme de numeacuterotation pour lidentification des veacutehicules routiers

La preacutesente Norme internationale sapplique aux veacutehicules agrave moteur aux veacutehicules tracteacutes

aux motocycles et aux cyclomoteurs deacutefinis dans lISO 3833

3 Termes et deacutefinitions

31 Numeacutero didentification dun veacutehicule VIN

Combinaison structureacutee de caractegraveres attribueacutee agrave un veacutehicule par son constructeur en vue de

son identification

32 Code didentification mondiale du constructeur WMI

Premiegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui deacutesigne le constructeur du

veacutehicule et qui est assigneacutee agrave un constructeur de veacutehicules afin de permettre lidentification

dudit constructeur

33 Descripteur VDS

Deuxiegraveme section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui donne une information sur les

caracteacuteristiques geacuteneacuterales du veacutehicule

34 Indicateur VIS

Troisiegraveme et derniegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui constitue une

combinaison de caractegraveres attribueacutes par le constructeur pour distinguer un veacutehicule dun autre

veacutehicule

35 Constructeur

Personne entreprise ou socieacuteteacute qui deacutelivre le certificat de conformiteacute ou qui deacutemontre la

conformiteacute et assume la responsabiliteacute du produit pour un veacutehicule precirct agrave ecirctre mis en service

indeacutependante de lemplacement de lusine de montage

36 Anneacutee

Anneacutee calendaire pendant laquelle le veacutehicule est produit ou anneacutee du modegravele du veacutehicule

deacutetermineacutee par le constructeur

37 Seacuteparation

Symbole caractegravere ou bordure mateacuterielle qui peut ecirctre utiliseacute pour seacuteparer les sections du

numeacutero didentification dun veacutehicule ou pour deacutefinir ses limites

Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee

Code

1971 1 1980 A 1992 N 2001 1 2010 A

1972 2 1981 B 1993 P 2002 2 2011 B

1973 3 1982 C 1994 R 2003 3 2012 C

1974 4 1983 D 1995 S 2004 4 2013 D

1975 5 1984 E 1996 T 2005 5 2014 E

1976 6 1985 F 1997 V 2006 6 2015 F

1977 7 1986 G 1998 W 2007 7 2016 G

1978 8 1987 H 1999 X 2008 8 2017 H

1979 9 1988 J 2000 Y 2009 9 2018 J

1989 K 2019 K

1990 L 2020 L

1991 M 2021 M

Quelques diffeacuterences existent pour la codification des tregraves petites seacuteries

Standard 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1

5

1

6

1

7

ISO 3779

Code

constructeu

r-WMI

Composition du

veacutehicule Code veacutehicule-VIS

Union

Europeacuteen

ne

amp

Ameacuterique

du Nord

plus de 500

veacutehiculesan

Code

constructeu

r-WMI

Compositio

n du

veacutehicule

Code

eacutequipeme

nt du

veacutehicule

Code

Anneacutee

Modegravel

e

Code

Veacutehicul

e

Numeacutero progressif

seacuterie

Union

Europeacuteen

ne

amp

Ameacuterique

du Nord

moins de 500

veacutehiculesan

WMI

Compositio

n du

veacutehicule

Code

eacutequipeme

nt du

veacutehicule

Code

Anneacutee

Modegravel

e

Code

Veacutehicul

e

Code

constructeu

r-WMI

Numeacutero

progressi

f seacuterie

Exemple de code VIN

Poinccedilon Peugeot VF3 741 A4 7F535G815 Poinccedilon Peugeot

- Poinccedilon Peugeot - Code constructeur WMI (03)

1 VF (Europe S-Z France VF-VR)

3 3 (Peugeot)

- Type au mines (06)

4-6 741 (Composition du veacutehicule)

7 (306)

4 (04 portes)

1 ou A (Moteur D1768 cc)

7-8 A4 (type de veacutehicule coupe cabriolet etc)

9 7 (Code eacutequipement du veacutehicule)

- Anneacutee modegravele (01)

10 F (1985)

- Code VIS (07)

11 5 (code usine chiffre ou lettre selon les constructeur)

12-17 35G815 (numeacutero dans la seacuterie du type)

Poinccedilon Peugeot

WAUZZZ8GZPA001181

Codes pays

AndashH = Afrique JndashR = Asie SndashZ = Europe

1ndash5 =

Ameacuterique

du Nord

6ndash7 =

Oceacuteanie

8ndash9 =

Ameacuterique

du Sud

AA-AH Afrique

du Sud

AJ-AN Cocircte

dIvoire

AP-A0 non

attribueacute

BA-BE Angola

BF-BK Kenya

BL-BR Tanzanie

BR Algeacuterie

BS-B0 non

attribueacute

CA-CE Benin

CF-CK

Madagascar

CL-CR Tunisie

CS-C0 non

attribueacute

DA-DE Egypte

DF-DK Maroc

DL-DR Zambie

DS-D0 non

attribueacute

(probable

Algerie)

EA-EE Ethiopie

EF-EK

Mozambique

EL-E0 non

attribueacute

FA-FE Ghana

FF-FK Nigeria

FF-FK

Madagascar

FL-F0 non

attribueacute

GA-G0 non

attribueacute

HA-H0 non

attribueacute

JA-J0 Japon

KA-KE Sri

Lanka

KF-KK

Israel

KL-KR

Coreacutee du Sud

KS-K0 non

attribueacute

LA-L0 Chine

MA-ME Inde

MF-MK

Indoneacutesie

ML-MR

Thaiumllande

MS-M0 non

attribueacute

NF-NK

Pakistan

NL-NR

Turquie

NS-N0 non

attribueacute

PA-PE

Philippines

PF-PK

Singapour

PL-PR

Malaysie

PS-P0 non

attribueacute

RA-RE

Emirat

Arabes Unis

RF-RK

Taiwan

RL-RR

Vietnam

RS-R0 non

attribueacute

SA-SM

Grande

Bretagne

SN-ST

Allemagne

SU-SZ

Pologne

S1-S0 non

attribueacute

TA-TH Suisse

TJ-TP

Reacutepublique

Tchegraveque

TR-TV

Hongrie

TW-T1

Portugal

T2-T0 non

attribueacute

UA-UG non

attribueacute

UH-UM

Danemark

UN-UT Irlande

UU-UZ

Roumanie

U1-U4 non

attribueacute

U5-U7

Slovaquie

U8-U0 non

attribueacute

VA-VE

Autriche

VF-VR France

VS-VW

Espagne

VX-V2

Yougoslavie

V3-V5 Croatie

V6-V0 Estonie

WA-W0

1A-10 Etats

Unis

2A-20

Canada

3A-3W

Mexique

3X-37 Costa

Rica

38-30 non

attribueacute

4A-40 Etats

Unis

5A-50 Etats

Unis

6A-6W

Australie

6X-60 non

attribueacute

7A-7E

Nouvelle

Zeacutelande

7F-70 non

attribueacute

8A-8E

Argentine

8F-8K Chili

8L-8R

Equateur

8S-8W

Peacuterou

8X-82

Veacuteneacutezueacutela

83-80 non

attribueacute

9A-9E Breacutesil

9F-9K

Colombie

9L-9R

Paraguay

9S-9W

Uruguay

9X-92

Trinidad amp

Tobago

93-99 Breacutesil

90 non

attribueacute

Allemagne

XA-XE

Bulgarie

XF-XK Gregravece

XL-XR Pays

Bas

XS-XW Russie

XX-X2

Luxembourg

X3-X0 Russie

YA-YE

Belgique

YF-YK

Finlande

YL-YR Malte

YS-YW Suegravede

YX-Y2

Norvegravege

Y3-Y5

Bielorussie

Y6-Y0 Ukraine

ZA-ZR Italie

ZS-ZW non

attribueacute

ZX-Z2

Sloveacutenie

Z3-Z5 Lituanie

Z6-Z0 non

attribueacute

Chapitre 9

Organisation du

garage

1 Introduction

Un atelier de reacuteparation automobile plus communeacutement

appeleacute

garage

est une structure speacutecialiseacutee dans lentretien courant et la

reacuteparation des veacutehicules automobile

Un petit atelier de garagiste en

Nouvelle-Galles du Sud (Australie)

laquo Garagiste raquo est un terme geacuteneacuterique deacutesignant une personne travaillant dans un garage et

peut sappliquer agrave tous les meacutetiers de lentretien automobile

- meacutecanicien

- carrossier

- peintre en carrosserie

- vendeur etchellip

Un garage peut faire office de station-service tandis que

bon nombre de ces derniegraveres principalement deacutedieacutees agrave la

distribution de carburant proposent un service basique

de laquo garage raquo permettant lentretien courant du veacutehicule

et les reacuteparations mineures

Certains garages en outre proposent un service de vente

de veacutehicules Garage Citroeumln agrave Constantine

au debut du XX siegravecle (Algeacuterie)

Il existe des concessionnaires et des garagistes indeacutependants

2 Histoire

Les ateliers de reacuteparation ont fait leur apparition et se sont multiplieacutes de par le monde en

mecircme temps que lautomobile a commenceacute agrave se banaliser agrave compter du deacutebut du XXe siegravecle

passant du statut de curiositeacute tregraves oneacutereuse agrave celui de bien de grande consommation -

progressivement accessible au plus grand nombre ( FORD T)

Laugmentation du parc installeacute a constitueacute lopportuniteacute de creacuteer un nouveau modegravele

eacuteconomique axeacute sur ce nouveau mode de transport

Tandis que les pays industrialiseacutes sadaptaient agrave lautomobile en

- seacutecurisant et regraveglementant son emploi

- deacuteveloppant un reacuteseau de routes adapteacute

le besoin en points dentretien deacutedieacutes est alleacute croissant et les laquo garages raquo ont commenceacute agrave se

multiplier au bord des routes et dans les agglomeacuterations

3 CHOIX DE LIMPLANTATION

Limplantation dun garage en centre-ville ou en bordure de ville implique avantages et

inconveacutenients quelque soit le cas Critegraveres de choix

- Trafic

- Publiciteacute

- Faciliteacute daccegraves

- Coucirct du terrain

- Superficies possibles

- Frais fixes

4 REacutePARTITION DES SURFACES

La reacutepartition ideacuteale des surfaces est de

- 13 bacircti

- 23 non-bacircti

a) SURFACES NON-BATIES Elles sont essentiellement constitueacutees

- Aires de stationnement Clients magasin de PR

- veacutehicules en attente de reacuteparation

- veacutehicules clients reacutepareacutes

- veacutehicules neufs et occasions

- veacutehicules du personnel

- veacutehicules visiteurs ex repreacutesentants deacutepanneuse bennes agrave deacutechets

b) SURFACES BATIES Les locaux doivent ecirctre

- spacieux

- bien eacuteclaireacutes

- ventileacutes

- chauffeacutes

- daccegraves facile

Il faut preacutevoir

Piegraveces agrave usage de bureau

- 6msup2 par personne

Reacuteception et daccueil des clients

- sa localisation doit ecirctre eacutevidente

Salle dattente clients

- spacieuse

- confortable

- agreacutementeacutee

- documenteacutee

- eacutequipeacutee

- eacuteclaireacutee

- peinte toujours en blanc mat

Magasin de Piegraveces de Rechange plusieurs accegraves seacutepareacutes

- clients

- meacutecaniciens

- agents

Atelier de reacuteparation plusieurs zones

- reacuteparations rapides

- interventions longues

- carrosserie

- peinture

- eacutelectriciteacute

- mise au point etc

Piegraveces annexes

- deacutechets

- aire de lavage

- compresseurs

- vestiaires personnels

- sanitaires etc

5 LES MATEacuteRIELS

a) GROS MATEacuteRIELS

Stations de lavage Stations de vidange graissage Station de controcircle de geacuteomeacutetrie

des trains roulants

Montage et eacutequilibrage de pneumatiques Station de diagnostic Station de controcircles

Electriciteacute

Mateacuteriels de manutention (grues crics) ponts eacuteleacutevateurs

b) PETITS MATEacuteRIELS

Outillages speacutecialiseacutes Outillages individuels

6 LES PERSONNELS

La hieacuterarchie se compose de 2 cateacutegories

a) ENCADREMENT

Directeur geacuteneacuteral Directeur commercial Directeur technique

Directeur financier

b) EXEacuteCUTION

Secreacutetaires de direction Secreacutetaires dadministration de commerce et de gestion-finance

Chef deacutequipe Reacuteceptionnaire Preacuteparateurs

Meacutecaniciens Magasiniers Vendeurs

a EXEMPLE DAMEacuteNAGEMENT DUN GARAGE AUTOMOBILE

a) RDC

b) Etage Bureaux et administration

b ORGANISATION DUNE ENTREPRISE DE REacutePARATION

AUTOMOBILE

a) OBJECTIF DE LENTREPRISE

Accroicirctre la productiviteacute

- en structurant les ateliers

- en deacutefinissant avec preacutecision les tacircches de chacun des personnels afin quelles

ne se chevauchent pas

b) ORGANIGRAMME DUNE ENTREPRISE STRUCTUREacuteE

- Un responsable par secteur assure la liaison avec le chef dentreprise qui controcircle tous

les secteurs

- Chaque secteur est autonome

- Limportance des activiteacutes de reacuteparation permet de subdiviser le travail sous la

responsabiliteacute de plusieurs reacuteceptionnaires ainsi que plusieurs chefs deacutequipe

c FONCTIONS DES DIFFEacuteRENTS PERSONNELS AU SEIN DE

LENTREPRISE

a) LE CHEF DENTREPRISE

Il deacutefinit les objectifs et les prioriteacutes de lentreprise en assurant le controcircle de tous

les secteurs

b) LE CHEF DATELIER

- Il est responsable du fonctionnement des ateliers et de la formation des

employeacutes

- Il coordonne tous les services

c) LE REacuteCEPTIONNAIRE

- accueil le client

- deacutefinie la nature des travaux agrave effectuer

- eacutetablie eacuteventuellement un devis

- preacutecise les deacutelais de reacuteparation

Si le client est daccord

- reacutedige et fait signer LOR quil remplit avec rigueur (ex eacutetat du veacutehicule

carburant accessoires)

- charge le planning de latelier

Apregraves les travaux

- rend le veacutehicule apregraves paiement de la facture

d) LE CHEF DEacuteQUIPE

Il reacutepartit le travail et prend les deacutecisions au niveau de la reacuteparation

e) LES COMPAGNONS

Ce sont les exeacutecutants des reacuteparations

f) LE MAGASINIER

Il approvisionne latelier en piegraveces de rechange et assure le service clientegravele

g) SERVICE FACTURATION

Reacutedaction des factures dapregraves lOR pointeacute par le chef deacutequipe

h) SERVICE COMPTABILITEacute

Il gegravere et reacutealise les bilans dexploitation

Chapitre 10

Devis

1 ORGANIGRAMME DrsquoUNE INTERVENTION

2 Deacutefinition

Un devis est une estimation des prix reacutealiseacutee avant lexeacutecution de travaux ou avant lachat

dun bien

Le DEVIS est une eacutevaluation la plus preacutecise possible du coucirct dune reacuteparation

Dans le cadre de son DEVOIR dinformation et dans le souci permanent de conserver des

relations claires avec le client le devis est devenu une deacutemarche indispensable

3 Enjeux dun devis

Lorsquun particulier ou une socieacuteteacute demande des devis aupregraves de plusieurs entreprises cela

permet de comparer les prix et les prestations fournies

Les Destinataires

- un client

- une compagnie dassurance ou cabinet dexpertise

bull Le Client Le devis permet dinformer le client Il est geacuteneacuteralement eacutetabli sans

deacutemontage meacutecanique Par conseacutequent le devis reste approximatif sachant quune

erreur supeacuterieure agrave 10 nest pas toleacuterable

bull Assurances ndash Experts Le devis est eacutetabli de maniegravere preacutecise pour permettre agrave

lassureur de prendre une deacutecision sur lopportuniteacute de la reacuteparation remise en eacutetat

ou mise en eacutepave lorsque la reacuteparation deacutepasse la valeur veacutenale du veacutehicule

Geacuteneacuteralement les devis sont gratuits

4 Deacutemarche dutilisation des devis

a) Ce que doit comporter un devis

Identification du prestataire qui reacutedige le devis

bull nom et raison sociale

bull adresse complegravete

bull teacuteleacutephone

bull teacuteleacutecopie

bull email et site internet

Identification de la personne qui a demandeacute le devis

bull nom preacutenom

bull adresse

bull teacuteleacutephone

Le mot devis doit ecirctre eacutecrit en gros

La date du devis

La liste des prix et le total

b) Ce quil faut preacuteciser dans un devis

bull La dureacutee de la validiteacute de loffre par exemple ce devis est valable entre 1 et 3 mois

selon le projet

5) Estimation

bull Lestimation consiste agrave eacutevaluer par preacutediction les coucircts et deacutelais des tacircches qui

constituent un projet agrave partir destimations dautres grandeurs comme la taille la

puissance ou la capaciteacute Le terme estimation deacutecrit aussi bien la fonction lopeacuteration

que le reacutesultat

6) Quelles sont les regravegles dun bon devis

- Un prix ferme

- une trace eacutecrite en cas de litigehellip

Tel est linteacuterecirct de disposer dun bon devis avant le deacutebut des travaux

Le bon devis doit comporter un certain nombre de mentions obligatoires notamment

- la somme globale agrave payer

- le deacutecompte deacutetailleacute des prestations et des produits utiliseacutes

- le nom et ladresse de lentreprise

- la dureacutee de validiteacute de loffre et lindication du caractegravere gratuit ou payant du

devis

Ces regravegles protegravegent de faccedilon satisfaisante le client

Des mentions suppleacutementaires

Pour autant rien ne lempecircche de demander au professionnel dajouter sur le devis dautres

mentions non obligatoires comme par exemple

- les modaliteacutes de regraveglement avec un eacutecheacuteancier preacutecis des paiements

- la date limite preacutevue pour la fin des travaux

- une peacutenaliteacute de retard par jour deacutepasseacute

Le client disposera ainsi de moyens de pression suppleacutementaires en cas de complicationhellip

Si la facture est plus eacuteleveacutee

Il arrive que le montant de la facture soit supeacuterieur agrave celui du devis alors que le client navait

pas donneacute son accord preacutealablehellip

Que faire

Commencer par veacuterifier si le devis ne comporte pas une clause de reacutevision du prix dans

certains cas expresseacutement preacutevus (ex hausse du coucirct de la main-dœuvre ou des matiegraveres

premiegraveres)

si cest le cas le professionnel a le droit de reacutepercuter cette hausse sur la facture

Agrave deacutefaut le client peut refuser de payer la diffeacuterence

Une simple lettre de reacuteclamation adresseacutee au professionnel en recommandeacute avec accuseacute de

reacuteception devrait suffire En cas deacutechec le client doit saisir la direction de la concurrence de

la consommation et de la reacutepression des fraudes du deacutepartement du professionnel

Chapitre 11

Bon de commande

Commande

Dans le commerce une commande est une intention soit

- verbale

- eacutecrite

dengager une transaction commerciale pour des produits ou services particuliers

Du point de vue de lacheteur elle exprime lintention dacheter et est appeleacutee une commande

dachat

Du point de vue du vendeur elle exprime lintention de vendre et elle se reacutefegravere agrave une

commande de vente

Dans beaucoup dentreprises les commandes sont utiliseacutees pour rassembler et rendre compte

des coucircts et des revenus selon des objectifs bien deacutefinis

Ensuite il est possible de montrer pour quels objectifs les deacutepenses ont eacuteteacute engageacutees

Eacutetapes dans les commandes commerciales

Commerce Action de lacheteur Action du vendeur

Acheteur qui deacutesire le

produit et vendeur qui

vend le produit

Recherche des vendeurs du produit Marketing et publiciteacute

Veacuterification du pricing

du produit disponibiliteacute

speacutecifications coucircts de

livraison

Demande de devis ou demande doffre Devis ou offre creacuteeacutes

Accord de transaction

entre acheteur et vendeur Enregistrement de la commande dachat

Enregistrement de la commande

de vente

Le produit est expeacutedieacute du

vendeur agrave lacheteur

Fiche demballage facture pro

forma pour certaines

expeacuteditions internationales

Lacheteur reccediloit le

produit du vendeur

La fiche demballage et le produit sont

compareacutes avec la commande dachat on

veacuterifie le bon conditionnement du

produit

Le vendeur envoie la

facture (comptabiliteacute) agrave

lacheteur

On fait correspondre la fiche demballage

avec la commande dachat et la facture

on enregistre lachat dans les comptes

financiers dans la comptabiliteacute

fournisseurs

On enregistre la vente dans les

comptes financiers dans la

comptabiliteacute clients

Lacheteur paie le

vendeur

Paiement en espegraveces par chegraveque ou

paiement eacutelectronique enregistrement

du paiement sur la commande dachat

Reacuteception des espegraveces du

chegraveque ou du paiement

eacutelectronique enregistrement du

paiement sur la commande de

vente

Page 10: Maintenance des parcs roulants Partie 2/3

21 Constitution

Ces moteurs transforment leacutenergie potentielle chimique stockeacutee dans un

carburant en travail (eacutenergie meacutecanique) gracircce agrave des combustions tregraves

rapides dougrave le terme dexplosions

Ils sont constitueacutes dun ou plusieurs cylindres

confinant les combustions

Dans chaque cylindre un piston coulisse en un mouvement

rectiligne alternatif

Mouvement transformeacute en rotation par lintermeacutediaire dune bielle

reliant le piston au vilebrequin (assemblage de manivelles sur un axe)

Chaque cylindre est fermeacute par une culasse munie dau moins deux soupapes

- La premiegravere permet lalimentation en meacutelange airessence du cylindre par le Collecteur

dadmission

- Lautre leacutevacuation des gaz bruleacutes vers leacutechappement

Soupapes drsquoeacutechappement Soupapes dans leurs logement

22 Fonctionnement

Figure II1 Cycle quatre temps agrave allumage commandeacute

Son cycle (de fonctionnement) se deacutecompose analytiquement en quatre temps (ou phases)

Le mouvement du piston est initieacute par la combustion (augmentation rapide du volume des gaz) dun

meacutelange de carburant et dair (comburant) qui a lieu durant le temps moteur

Le moteur fonctionne degraves lors seul et produit un couple sur son arbre de sortie

1 admission dun meacutelange air et de carburant vaporiseacute preacutesent dans le conduit dadmission

meacutelange preacutepareacute par divers composants (carburateur ou systegraveme dinjection) ouverture de la

soupape dadmission et descente du piston ce dernier aspire ainsi ce meacutelange dans le cylindre

agrave une pression de -01 agrave -03 bar

2 compression du meacutelange fermeture de la soupape dadmission puis remonteacutee du piston qui

comprime le meacutelange jusquagrave 12 agrave 18 bars et 400 agrave 500 degC dans la chambre de combustion

3 combustion (deacutetente aux environs du point mort haut) moment ougrave le piston atteint son point

culminant et ou la compression est au maximum la bougie dallumage (connecteacutee agrave un

geacuteneacuterateur deacutelectriciteacute haute tension) produit une eacutetincelle la combustion rapide qui sensuit

constitue le temps moteur les gaz chauds agrave une pression moyenne de 40 bars repoussent le

piston initiant le mouvement

4 eacutechappement ouverture de la soupape deacutechappement et remonteacutee du piston qui chasse les

gaz brucircleacutes deacutetendus dans le collecteur deacutechappement laissant la place agrave une nouvelle charge

de meacutelange Un nouveau cycle recommence

23 Allumage eacutelectronique

Un allumage eacutelectronique est une eacutevolution de lallumage classique par batteriebobine des moteurs agrave

explosion

Il a consisteacute agrave remplacer aussi le meacutecanisme davance agrave lallumage par un systegraveme eacutelectronique (en

reacutealiteacute dans ce cas le systegraveme est reacutegleacute sur

pleine avance) et un retardateur eacutelectronique

introduit le retard neacutecessaire agrave la situation du

moteur

Introduit dans les anneacutees 1970 lallumage

eacutelectronique sest geacuteneacuteraliseacute sur de nombreuses

cateacutegories de moteurs (automobiles motos etc)

agrave partir des anneacutees 1980

Allumage eacutelectronique

24 Avantages et inconveacutenients du moteur agrave allumage commandeacute

bull Plus leacuteger

bull Plus vif

bull Plus silencieux

bull Cout moindre

25 Les pannes

Les pannes dallumage sont une des grandes causes dimmobilisation involontaire des veacutehicules agrave

moteur

bull Usure des rupteurs

bull Deacutereacuteglage du point davance

bull Usure ou grippage du systegraveme davance

26 Combustion

La combustion du meacutelange est une transformation chimique (oxydation vive) du carburant et de

loxygegravene

On utilise geacuteneacuteralement loctane comme moleacutecule permettant de deacutecrire une combustion de ce type

Eacutequation de la combustion de loctane

2 C8H18 + 25 O2 16 CO2 + 18 H2O + Q

2 Moteur Diesel

Principe

Fruit des travaux meneacutes par lingeacutenieur allemand Rudolf Diesel entre 1893 et 1897 le moteur Diesel

est un moteur agrave combustion interne dont lallumage nest pas commandeacute mais spontaneacute par

pheacutenomegravene dauto-inflammation

Il na donc pas besoin de bougies dallumage

Cela est possible gracircce agrave un tregraves fort taux de compression (rapport volumeacutetrique) denviron 141 agrave

251 permettant dobtenir une tempeacuterature de 700 agrave 900 degC

Des bougies de preacutechauffage sont souvent utiliseacutees pour permettre le deacutemarrage du moteur agrave froid en

augmentant la tempeacuterature de la chambre de combustion mais leur preacutesence nest pas systeacutematique

Ce type de moteur agrave taux de compression eacuteleveacute a connu une expansion rapide en automobile agrave partir

de la fin des anneacutees 1980 lorsque la suralimentation par turbocompresseur en a notablement ameacutelioreacute

les performances

Comme le moteur thermique agrave allumage commandeacute le moteur Diesel est constitueacute de pistons

coulissants dans des cylindres fermeacutes par une culasse reliant les cylindres aux collecteurs dadmission

et deacutechappement culasse eacutequipeacutee de soupapes commandeacutees par un ou plusieurs arbres agrave cames

Moteur VW TDI

Le fonctionnement repose sur lauto-inflammation du gazole dans de lair comprimeacute agrave plus de 120

du volume du cylindre a environ

- 35 bar de pression

- 600 degC de tempeacuterature

En brucirclant le meacutelange augmente fortement dans le cylindre

- la pression entre 60 agrave 100 bars

- la tempeacuterature a 1500 degC

Le cycle Diesel agrave quatre temps comporte

- Admission Contrairement au moteur agrave essence crsquoest de lrsquoair pur et non un meacutelange carbureacute qui est

introduit dans le cylindre lors de cette phase

- Compression Lrsquoair fortement comprimeacute est porteacute agrave une pression de 30 agrave 40 bars pour une

tempeacuterature de 500 agrave 600 degC environ

Admission Compression Combustion Echappement

Figure I1 les quatre temps drsquoun moteur Diesel

- combustion A la fin de la compression le gas-oil est alors injecteacute sous forme de fines gouttelettes

soit directement dans la chambre de combustion (injection directe) soit dans une preacute-chambre

turbulente destineacutee agrave favoriser sa combustion au contact de lrsquoair chaud (injection indirecte) La

pression drsquoinjection varie de 80 agrave 250 bars suivant le type de moteur Au contact de lrsquoair agrave tempeacuterature

eacuteleveacutee le combustible srsquoenflamme de lui-mecircme sa tempeacuterature drsquoinflammation eacutetant voisine de 300

degC Il srsquoenflamme spontaneacutement agrave mesure qursquoil est introduit Cependant un certain temps mesurable

srsquoeacutecoule entre le deacutebut drsquoinjection et le deacutebut de la combustion Crsquoest le deacutelai drsquoallumage Les gaz

augmentent tregraves rapidement de volume et chassent le piston vers le bas Crsquoest la deacutetente ou temps

moteur La pression des gaz est de lrsquoordre de 50 agrave 120 bars et la tempeacuterature de 1800 agrave 2000 degC

- Echappement Les gaz brucircleacutes sont chasseacutes par le piston qui remonte gracircce agrave la soupape

drsquoeacutechappement qui srsquoouvre

Les seules bougies preacutesentes sur un moteur diesel sont les bougies de preacutechauffage qui comme leur

nom lindique preacutechauffent les chambres de combustion (ou les preacutechambres suivant le type de diesel)

afin dobtenir lorsque le moteur est froid une tempeacuterature suffisante pour lauto-inflammation du

carburant

332 Vitesse et puissance

Les vitesses de rotation des moteurs diesel sont tregraves diffeacuterentes dun moteur agrave un autre

En effet plus le moteur est gros plus la course du piston est grande et plus le moteur est lent

Trois classes de moteurs sont ainsi deacutefinies

bull moteur lent moins de 200 trmin

bull moteur semi-rapide entre 400 et 1 000 trmin

bull moteur rapide 1 000 trmin et plus

Scheacutematiquement plus le piston est gros plus sa course

est importante

Pour exemplethinsp moteur DW10 ATED de PSA cylindreacutee

1 997 cmsup3 aleacutesage 85 mm course 88 mm reacutegime de

puissance maximale 4 000 trmin

Pour ce moteur la vitesse lineacuteaire du piston dans le

cylindre agrave 4 000 trmin est de 88 x 2 (deux courses par

tour moteur) = 176 mm ou en megravetres 0176 times 4 000

soit 704 mmin ou 70460thinspms = 117 ms

Moteur Diesel PSA

Certains moteurs Diesel lents de type agrave 2 temps atteignent 100 000 ch (voir le porte- conteneurs

Emma Maeligrsk) comme le Waumlrtsilauml RT-flex96C 14 cylindres moteur agrave 2 temps lent

(92102 toursmin)

Les cylindres ont un aleacutesage de 96 cm et le piston une course de

25 m2

Ce moteur a une hauteur denviron 13 megravetres et une longueur de 26

megravetres pour un poids de 2 300 tonnes

333 Combustion

Reacuteaction chimique dans laquelle la combustion du carburant (oxydation vive de lhexadeacutecane) par le

dioxygegravene preacutesent dans lair deacutegage de la chaleur plus des reacutesidus de combustion dioxyde de carbone

et eau

Eacutequation parfaite de la combustion du gazole

hexadeacutecane + dioxygegravene = dioxyde de carbone + eauthinsp

2 C16H34 + 49 O2 rarr 32 CO2 + 34 H2O + Q

En pratique on considegravere quil faut preacutevoir 30 g dair pour brucircler 1 g de combustible

334 Usage

On utilise le moteur Diesel lorsque lon a un besoin dun couple

important ou dun bon rendement

- locomotives

- bateaux

- camions

- Bus et car Diesel-alternateur sur un peacutetrolier

- tracteurs agricoles

- groupes eacutelectrogegravenes

- engins de travaux publics

- automobiles

335 Circuit drsquoalimentation

Le circuit drsquoalimentation (figure I16) du moteur en carburant (gas-oil) dans un moteur diesel

comprend les eacuteleacutements suivants

- Le reacuteservoir qui est souvent muni drsquoun tamis qui arrecircte les plus grosses impureteacutes du combustible

Le bouchon comporte un trou de mise agrave lrsquoair libre

- La pompe drsquoalimentation aspire le combustible dans le reacuteservoir agrave travers une creacutepine Elle est

proteacutegeacutee par un preacute-filtre

- Le filtre complegravete le nettoyage du combustible qui est refouleacute par la pompe drsquoalimentation La

pression fournie par cette pompe est limiteacutee par le clapet de deacutecharge placeacute dans le filtre

- La pompe drsquoinjection distribue sous une forte pression au moment voulu le combustible vers les

cylindres Dans certains cas un clapet de balayage tareacute plus faible que celui du filtre permet une

circulation du combustible qui assure le refroidissement de la pompe

Figure I16 Circuit drsquoalimentation avec pompe en ligne

- Lrsquoinjecteur pulveacuterise tregraves finement le combustible dans la chambre de combustion

- Les canalisations de retour relient la pompe le filtre et les injecteurs au reacuteservoir Elles assurent

lrsquoeacutevacuation de lrsquoexcegraves de deacutebit ou la reacutecupeacuteration des fuites

Une pompe dalimentation solidaire de la pompe dinjection aspire le combustible du reacuteservoir au

travers drsquoun preacute-filtre deacutecanteur et le refoule vers le filtre principal

Le combustible filtreacute est envoyeacute sous pression dans la chambre daspiration de la pompe dinjection

dougrave les eacuteleacutements pistons-cylindre le refoulent sous haute

pression vers les injecteurs

Des soupapes de balayage (ou de deacutegazage) placeacutees sur le filtre et

la chambre daspiration de la pompe agrave injection facilitent

leacutevacuation des bulles dair ou de vapeur et assurent par ailleurs

le refroidissement de la pompe par le deacutebit de combustible ainsi

produit

Pompe agrave injection diesel rotative

Les fuites de combustible sont reacutecupeacutereacutees au niveau des injecteurs et renvoyeacutees au reacuteservoir en mecircme

temps que les divers deacutebits de deacutegazage

335 Deacutelai drsquoallumage

Le temps mis par les premiegraveres gouttelettes injecteacutees pour atteindre la tempeacuterature drsquoinflammation est

deacutefini sous le nom de deacutelai drsquoallumage

Ce deacutelai doit ecirctre aussi court que possible pour que le fonctionnement du moteur soit doux Il sera

drsquoautant plus faible que

- La tempeacuterature de lrsquoair est plus eacuteleveacutee

- La tempeacuterature drsquoinflammation du combustible est

plus basse

- Le combustible est plus finement pulveacuteriseacute

- La tempeacuterature du combustible est plus eacuteleveacutee

- Lrsquoindice de ceacutetane du combustible est eacuteleveacute

336 Moteur agrave injection directe

Moteur agrave combustion interne alimenteacute en air pur le carburant eacutetant injecteacute

sous forte pression directement dans la chambre de combustion (figure

I17)

La pression drsquoair est de 175 agrave 200 bars Ce moteur a besoin drsquoun excegraves drsquoair

important pour favoriser le brassage du meacutelange

Les pressions sont importantes en fin de compression (Reacutef [2])

Injection directe

Avantages

- Le rendement thermique est supeacuterieur drsquoenviron 10 agrave un moteur agrave chambre de preacutecombustion

- Les deacutemarrages sont plus faciles

- La construction est plus simple que pour les autres types de moteurs

Inconveacutenients

Le moteur est assez bruyant et les organes sont soumis agrave de fortes charges

Lrsquoencrassement des injecteurs est plus rapide

336 Avantages du moteur Diesel

Les raisons du succegraves du moteur Diesel dans lautomobile au-delagrave davantages fiscaux qui relegravevent de

choix politiques et non techniques tiennent essentiellement agrave son rendement supeacuterieur agrave celui du

moteur agrave essence

Ce rendement peut ecirctre encore ameacutelioreacute par lutilisation dun

turbocompresseur

Les plus reacutecents modegraveles sont laquo agrave geacuteomeacutetrie variable raquo (TGV)

technologie qui leur permet decirctre plus performants agrave bas reacutegime)

Turbocompresseur

Ainsi que lrsquoutilisation du Common rail (injection directe agrave haute

p r e s s i o n ) i n v e n t eacute p a r F i a t e t M a g n e t i - M a r e l l i

Systegraveme drsquoinjection a rampe commune

Avec les nouveaux injecteurs-pompe rampe commune et pieacutezo-eacutelectrique la pression atteint

jusquagrave

2thinsp500 bars

Contre

- 1thinsp400 pour la premiegravere rampe commune

- moins de 1thinsp000 pour un moteur agrave injection indirecte)

Ce qui assure une pulveacuterisation du gazole

- turbulente

- continue

- constante et

- bien reacutepartie

parametres essentielles pour une bonne combustion

Cette technologie porte le nom de

bull JTD Fiat Alfa Romeo Lancia - inventeur du systegraveme common rail 1re geacuteneacuteration

bull Mjt Fiat Alfa Romeo Lancia Iveco - inventeur et distributeur du systegraveme common rail 2e et

3e geacuteneacuteration

bull HDi Peugeot Citroeumln

bull dCi (Direct Common rail Injection) Renault Nissan Dacia

bull CDI (Common rail Direct Injection) Mercedes-Benz Smart

bull CRD Jeep

bull Td(x) TDV(x) Land Rover (ex Td4 ou TDV8)

bull d BMW (ex 530d)

bull TDI (Turbo Direct Injection) Audi Seat Skoda Volkswagen

bull D-4D ou D-CAT Toyota (CAT signifie Clean Advanced Technologie)

bull d Lexus (exIS 220 d)

bull CDTI (Common rail Turbo Direct Injection) Opel (les DTI sont des moteurs agrave injection

directe sans rampe commune)

bull VDi deacutenomination anciennement utiliseacutee par Nissan aujourdhui remplaceacutee par dCi

bull DI-D Mitsubishi

bull D Volvo (ex 24D ou D5) Jaguar (ex 27D)

bull TDCi Ford (les moteurs TDdi sont agrave injection directe mais ne comportent pas de rampe

commune)

bull MZR-CD Mazda

bull i-CTDi Honda

bull CRDi Hyundai

bull CRDI Kia

bull TCDi VCDi Chevrolet

bull TID Saab

34 Architectures moteurs

341 Introduction

Les deacutefauts du moteur agrave combustion interne classique sont

- meacutediocre rendement

- vibrations

- difficulteacute de reacuteduire son niveau de pollution

De nombreuses architectures alternatives sont neacutees au cours de lhistoire beaucoup sont resteacutees agrave leacutetat

de dessins ou de maquettes certaines ont donneacutees des prototypes fonctionnels et quelques rares

architectures ont eu droit agrave la production industrielle

342 Caracteacuterisation

La cylindreacutee dun moteur est le volume total (tous cylindres) deacuteplaceacute durant un cycle

Elle est calculeacutee agrave partir

- du diamegravetre dun cylindre (laleacutesage)

- de la distance parcourue par un piston (la course) et

- du nombre de cylindres

La puissance deacuteveloppeacutee souvent exprimeacutee par une courbe de puissance moteur doit ecirctre mesureacutee

selon certaines normes deacutefinissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de

tempeacuterature et de pression

Courbes caracteristiques du moteur CMT F4L912

Elle est toujours supeacuterieure agrave la puissance reacuteellement disponible aux roues pour un veacutehicule du fait des

pertes dans la transmission

Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le kiloWatt (kW) mais souvent accoleacute au cheval-vapeur (CV)

1 cheval-vapeur = 736 Watt

Le couple maximal est exerceacute sur laxe

Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le Newton-megravetre (Ntimesm) bien que le kgtimesm reste courant

La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation

Pour obtenir des Watt il faut multiplier le couple en Ntimesm par la vitesse de rotation en radians par

seconde

La vitesse maximale de rotation geacuteneacuteralement exprimeacutee en tours par minute

- La puissance speacutecifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindreacutee (volume de gaz

contenus apregraves le cycle dadmission)

Elle est souvent exprimeacutee en la rapportant au litre de cylindreacutee

- Le taux de compression dun moteur exprime le rapport entre le volume laisseacute dans lun de ses

cylindres au point mort bas et au point mort haut

Plus il est eacuteleveacute plus le meacutelange est comprimeacute donc plus lexplosion sera forte donc difficile agrave geacuterer

(choc meacutecanique tempeacuteraturehellip) mais plus le rendement du moteur sera eacuteleveacute

343 Eleacutements constitutifs drsquoun moteur

3431 Eleacutements fixes

34311 Bloc-moteur

Le bloc-moteur appeleacute eacutegalement carter-cylindres est la

piegravece maicirctresse du moteur (figure I2)

Ses fonctions principales sont les suivantes

- contenir les cylindres

- supporter le vilebrequin la culasse les

accessoires

- servir de support agrave lrsquohuile de lubrification

Scheacutema drsquoun bloc moteur

- servir de support agrave lrsquoeau de refroidissement (si un tel systegraveme de

refroidissement est utiliseacute)

Bloc a 04 cylindres

34312 Chemises

Pour le moteur F4L912 refroidi agrave air les chemises sont munies drsquoailettes (figure I3)

a) b) c)

Figure3 Chemises pour moteurs a) humides b) segraveches c) agrave ailettes du moteur F4L912

34313 Culasse

La culasse obture la partie supeacuterieure du cylindre

Cest une piegravece assez massive obtenue par moulage de fonte dacier ou

drsquoaluminium

Sa forme est tregraves variable suivant le type de moteur

La circulation de leau de refroidissement se fait dans des eacutevidements

ameacutenageacutes dans leacutepaisseur des parois Culasse drsquoun moteur

refroidi agrave eau

Les culasses portent

- les injecteurs

- les soupapes

- les culbuteurs

- les conduits dentreacutee dair et de sortie des gaz brucircleacutes Culasse Renault Kangoo

Pour le moteur refroidi agrave air (F4L912) leur culasse porte des ailettes comme montre la figure

Figure I5 Culasse du moteur F4L912 Figure I6 Vilebrequin pour un moteur a 4 cylindres

I322 Eleacutements mobiles

I3221Vilebrequin

Le vilebrequin (figure I6) est un arbre manivelle il reccediloit les efforts des bielles

Les parties cylindriques par lesquelles il repose dans des

paliers-supports du bacircti sont les laquo tourillonsraquo

Les parties cylindriques qui reccediloivent les coussinets de tecirctes

de bielles sont les

laquo manetons raquo (Reacutef [2])

Manetons et tourillons sont relieacutes entre eux par des flasques

appeleacutes laquo bras de manivelle raquo Fig 6 bis Vilebrequin a 5 paliers avec ses bielles et pistons

Des canaux sont foreacutes dans la masse du vilebrequin pour amener lhuile de graissage

jusquaux coussinets de tecirctes de bielle (figure 7)

Figure 7 Graissage des paliers drsquoun vilebrequin

I2322 Bielles

Les bielles transmettent au vilebrequin les efforts quelles

reccediloivent des pistons pendant les temps moteurs et

entrainent les pistons pendant les temps reacutesistants

Elles sont en acier allieacute

Leurs formes sont conccedilues de maniegravere agrave concilier au mieux la

leacutegegravereteacute et la reacutesistance aux efforts de

- compression

- extension Fig7a Ensemble bielles-pistons

- flexion

Les trois principales parties dune bielle sont

- le pied qui srsquoarticule sur laxe de piston

- le corps

- la tecircte qui sarticule sur un maneton du

vilebrequin

Figure I8 Bielle utiliseacutee dans le moteur F4L912

Le pied est un eacutepanouissement aleacuteseacute du corps dans lequel une

bague en bronze phosphoreux ou un roulement agrave aiguilles est

emmancheacute avec serrage

Le corps est alleacutegeacute par des eacutevidements sa section est souvent en

I parfois tubulaire

La tecircte est en deux parties assembleacutees par boulons pour en

permettre le montage sur le vilebrequin

La partie rapporteacutee est le laquo chapeau raquo

Deux demi-coussinets en bronze ou en acier sencastrent dans

la tecircte ils sont garnis dune couche de meacutetal antifriction

Le garnissage est parfois en laquo meacutetal roseraquo (alliage agrave base de

plomb et de cuivre qui fond agrave 1 000degC) pour les moteurs soumis

agrave de tregraves gros efforts

Quelquefois les coussinets sont deacutepourvus de garnissage ils

sont alors en bronze speacutecial

Fig8a Description de lrsquoensemble bielles-pistons

Dans les moteurs modernes les coussinets sont des laquo coquillesraquo tregraves minces en acier

eacutegalement garnies drsquoalliage antifriction

I3223Piston

Le piston (figure I9) peut ecirctre deacutecomposeacute en quatre parties

principales

- La tecircte ou fond qui reccediloit les efforts dus aux gaz

- le porte-segments qui par lrsquointermeacutediaire des segments assure

lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz et agrave lrsquohuile et dissipe une partie des calories

reccedilues vers le fluide de refroidissement Fig 8b Vue drsquoun piston

- le logement de lrsquoaxe de piston ou trou drsquoaxe

- la jupe ou partie frottant dont le rocircle est de guider le porte-segments et de dissiper une partie des

calories

- Fonctions du piston

Le piston doit transmettre au vilebrequin par lrsquointermeacutediaire de la

bielle les efforts dus aux gaz

- jusqursquoagrave 75 MPa pour les moteurs agrave essence non

suralimenteacutes

- jusqursquoagrave 14 agrave 18 MPa pour les moteurs diesels

Figure I9 Piston

Ils doivent ecirctre suffisamment isolants pour ne pas fournir trop de

calories au fluide de refroidissement

Tout en eacutevitant la formation de points chauds et de grippage

Il faut que le piston soit aussi leacuteger que possible et le moins

encombrant possible (distance entre le trou drsquoaxe et la tecircte la plus

reacuteduite pour avoir un moteur compact)

La dilatation du piston doit ecirctre telle que le jeu pistonchemise varie

peu car trop de jeu agrave froid provoque des claquements et pas assez de

jeu agrave froid un grippage

Le piston doit avoir une bonne reacutesistance meacutecanique en fatigue

Fig 9a Piston pour moteur Diesel

Formes de la tecircte du piston

La forme des chambres de combustion est deacutetermineacutee par

lempreinte reacutealiseacutee dans la culasse si bien que la tecircte du

piston est habituellement plate

Parfois il savegravere au contraire que le piston soit creuseacute et

forme totalement ou partie la chambre de combustion

Neacuteanmoins la tecircte du piston est creuseacutee notamment sur les

automobiles de course pour une toute autre raison

Il sagit en effet de reacutealiser une forme particuliegravere permettant

de reacutepartir et de diriger au mieux le meacutelange airessence

injecteacute dans la chambre

Fig 9c Illustration des diffeacuterentes formes de tecirctes de piston et de la

position de linjecteur selon la technique dinjection

On distingue geacuteneacuteralement 02 grandes techniques dinjection

Dans le cas dune injection dite laquo tumble raquo le jet de fluide produit par

linjecteur est deacutevieacute (par la forme de la tecircte du piston) vers la bougie

dallumage permettant de produire une explosion plus laquo performantes

raquo et stratifieacutee

Dans le cas dune injection dite laquo swirl raquo le carburant agit comme un

tourbillon permettant ainsi dhomogeacuteneacuteiser le meacutelange dans toute la

chambre

Il est eacutegalement possible de combiner les deux types dinjection

Fig9b Illustration des mouvements

tourbillonnaire swirl et tumble

I3224Segmentation

Ce sont des piegraveces composeacutees dun cercle incomplet en acier eacutelastique preacutevues pour semboicircter dans

les gorges du piston

Le diamegravetre exteacuterieur au repos est leacutegegraverement

supeacuterieur agrave celui du cylindre

En partant de la tecircte du piston on a (figue I10)

- le segment ndeg3 segment coup de feu

(ou segment de feu)

- le segment ndeg2 segment drsquoeacutetancheacuteiteacute

- le segment ndeg1 segment racleur ou refouleur

Fig9b Vue drsquoun ensemble piston-segments

Les deux derniers segments sont eacutegalement appeleacutes segments de compression

Les rocircles de la segmentation sont les suivants

- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz

ce rocircle est surtout assureacute par le segment coup de feu

Il est essentiel pour diminuer le Blow-by (gaz de combustion

passant dans le carter-cylindres) et la tempeacuterature des

segments inteacuterieurs

Figure I10 Segments de piston

- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute agrave lrsquohuile de lubrification

crsquoest surtout le rocircle du segment racleur mais le segment

drsquoeacutetancheacuteiteacute a aussi une grande importance

- Eacutevacuer la chaleur du piston vers le cylindre

Elles sont fabriqueacutees agrave partir dun ressort dacier eacutelastique

coupeacute ensuite en rondelles constituant les segments Fig10a Collier pou segments a piston

Elles sont geacuteneacuteralement asymeacutetriques il faut faire attention au sens de montage lors de

lassemblage du moteur (fig10b)

Lespace entre les deux extreacutemiteacutes du segment lorsquil est

de serrage introduit dans le cylindre sappelle le jeu agrave la coupe

Sa mesure permet deacutevaluer lusure du segment

Fig10b Tierccedilages des segments

I3225Axe de piston

Les axes de pistons en acier au nickel ceacutementeacute sont tubulaires leur

surface cylindrique exteacuterieure est rectifieacutee

Trois types de montage sont couramment utiliseacutes

- laxe est maintenu solidaire de la bielle par une vis pointeau il est

libre dons le piston

- laxe est maintenu solidaire du piston par une vis pointeau placeacutee dans

lun des bossages il est libre dans laleacutesage de la bielle Fig10c Axe piston

- laxe est monteacute laquoflottantraquo dans le piston et la bielle son deacuteplacement lateacuteral est limiteacute par

des freins extensibles en anneau (figure I11) logeacutes dans des rainures circulaires

Lajustement de laxe est agrave

- frottement doux dans la bielle

- frottement dur dans le piston

Pour le montage le piston est porteacute agrave la tempeacuterature de 100degc dans un bain dhuile afin de

faciliter la mise en place de laxe

Figure I11 Axe de piston monteacute flottant

52 La distribution

Mais cest quoi dont la distribution

Ce sont les diffeacuterents systegravemes permettant la reacutegulation des eacutechanges gazeux cest agrave dire les eacutetapes

dadmission et deacutechappement

Dans un moteur 2 temps cette fonction est assureacutee par le piston

Sur un moteur quatre temps la distribution se fait au niveau de la culasse par les soupapes et tous les

systegravemes qui permettent leurs ouvertures et fermetures

Chaque cylindre dun moteur possegravede au moins deux soupapes une dadmission et une

deacutechappement

Sur certains moteurs il Y a trois ou quatre soupapes par culasse elles sont commandeacutees simultaneacutement

deux agrave deux

(a) 02 soupapes (b) 03 soupapes (c) 04 soupapes

Fig11a Culasses a 02 03 et 04 soupapes par cylindre

Les soupapes sont normalement appuyeacutees sur leurs siegraveges par des

ressorts en heacutelice

Leur ouverture agrave un instant preacutecis de chaque cycle sobtient gracircce agrave

la pousseacutee exerceacutee par une came (figure12)

La came tourne entraicircneacutee par le vilebrequin sa pousseacutee est

communiqueacutee agrave la soupape par lintermeacutediaire dun poussoir dune

tige et dun culbuteur

Fig12 Distribution

331 Soupapes

Une soupape est un organe meacutecanique de la distribution des moteurs thermiques agrave quatre

temps permettant ladmission des gaz frais et leacutevacuation des gaz brucircleacutes

Les soupapes sont actionneacutees par un arbre agrave cames et maintenues par un ou plusieurs ressorts

de rappel

Les soupapes sont constitueacutees de quatre parties

a) Tecircte de la soupape

Lorsque la soupape est en position fermeacutee elle vient sappuyer sur le siegravege de

soupape dessineacute dans la culasse pour assurer leacutetancheacuteiteacute de la chambre

La partie de la soupape en contact avec le siegravege de forme tronconique est

deacutenommeacutee laquo porteacutee raquo langle varie entre 30deg et 45deg

b) Collet

Elle relie la tecircte agrave la tige est formeacute par un congeacute de grand rayon de faccedilon agrave

faciliter la dissipation de la chaleur provenant de la chambre et eacuteviter leffet

dentaille ducirc au changement de section

c) Tige

Crsquoest une piegravece cylindrique dont le diamegravetre est de lordre du quart de celui de la tecircte assure

le guidage vertical de la soupape

La tige coulisse ainsi dans le guide de soupape ouverture cylindrique pratiqueacutee dans la

culasse

d) Queue

Partie terminale de la soupape supporte laction du poussoir actionneacute par larbre agrave cames

Elle comporte une ou plusieurs gorges le plus souvent de section semi-circulaire pour loger

les clavettes qui transmettent agrave la soupape la tension du ressort de rappel6

Les soupapes sont en acier allieacute tregraves reacutesistant

Les principaux meacutetaux dalliage sont le chrome le

silicium le tungstegravene le nickel

Figure I13 Soupape avec tecircte bombeacutee

332 Culbuteurs et poussoirs

Les culbuteurs (figure I14) sont des leviers oscillants articuleacutes sur un axe solidaire de la

culasse

Leur rocircle est de transmettre de haut en bas aux queues de soupape les pousseacutees quils

reccediloivent de bas en haut agrave intervalles reacuteguliers des poussoirs et tiges de culbuteurs

Figure I14 Culbuteurs Renault 21 TD

Les poussoirs sont des cylindres en acier tregraves reacutesistant qui prennent contact avec les cames

soit

- par lintermeacutediaire dun galet

- par intermeacutediaire dun plateau

Suivant le cas le profil de la came est diffeacuterent

Fig14a Poussoirs et arbre agrave cames en tegravete pour leur entrainement (VW Toureg)

521 Le diagramme de distribution

Le point le plus haut quil peut atteindre quon appelle point mort haut (PMH) et inversement le point

le plus bas quon appelle point mort bas (PMB)

Enfin on appelle la course la longueur du parcours entre le PMH et le PMB

Laleacutesage est le diamegravetre du cylindre

Ces donneacutees et le volume de la chambre de combustion permettent de calculer le taux de compression

ou rapport volumeacutetrique

Figure V1 Point Mort Haut et Point Mort Bas dans un moteur

522 Les systegravemes de controcircle des soupapes

Au vue de la complexiteacute dun diagramme de distribution il faut que les soupapes dadmission et

deacutechappement soient parfaitement synchroniseacutees pour que le cycle sexeacutecute dans de bonnes

conditions

Moteurs culbuteacutes

Dans un moteur agrave combustion interne les culbuteurs servent agrave

transmettre la pousseacutee des tiges de culbuteurs vers les soupapes (les

soupapes se trouvant au-dessus des cylindres les tiges de culbuteurs

le long des cylindres et actionneacutees par un arbre agrave cames lateacuteral ou

central situeacute vers le bas des cylindres proche du vilebrequin)

Ces moteurs sont dits culbuteacutes

Ils ont eacuteteacute tregraves utiliseacutes en automobile de tourisme jusquaux anneacutees

1970-80

Fig 2 Ensemble de distribution culbuteacute

Tout dabord quest ce quune came

La came est lobjet qui permet la commande dune ou de plusieurs soupape Son profil est calculeacutee tregraves

preacuteciseacutement afin de

-fixer la hauteur de la leveacutee de soupape

-amortir le choc entre la came et le poussoir ducirc au jeu initial

-reposer doucement la soupape dans son siegravege lors de la fermeture par ressort

Figure V4 Ensemble soupape-came et arbre agrave cames

La came peut commander la soupape directement avec un poussoir comme repreacutesenteacute ci-agrave gauche

mais elle peut eacutegalement utiliser des basculeurs tels que le linget (ci contre en bas) ou le culbuteur (ci

contre en haut)

Ainsi larbre agrave came contient plusieurs cames permettant de commander les soupapes de tous les

cylindres afin de les synchroniser

Larbre agrave cames est geacuteneacuteralement entraicircneacute au moyen dengrenages

Son pignon denteacute est soit directement en prise avec un pignon caleacute agrave lextreacutemiteacute du vilebrequin soit

relieacute agrave ce dernier par un pignon intermeacutediaire

Les soupapes peuvent ecirctre commandeacutees par simple arbre agrave cames en tecircte

Cela signifie que larbre agrave cames est placeacute au dessus de la culasse et quil actionne les soupapes

dadmission et deacutechappement par lintermeacutediaire de culbuteur

Il existe aussi le systegraveme de double arbre agrave cames en tecircte ougrave dans ce cas il y a deux arbres agrave came

lun commande les soupapes dadmission et lautre les soupapes deacutechappement Ici les soupapes

peuvent ecirctre actionneacutees par tous les systegravemes possibles poussoir ou basculeurs

Moteurs agrave simple arbre agrave cames en tecircte

Si lon souhaite un reacutegime de rotation plus eacuteleveacute il est dusage de

placer le ou les arbres agrave cames juste au-dessus des soupapes

directement dans la ou les culasse(s) (arbre agrave cames en tecircte)

et donc il ny a plus besoin de tiges de culbuteurs (moins de piegraveces

en mouvement de jeux donc moins de risque daffolement de

soupapes)

Lorsque les soupapes sont toutes aligneacutees (soupapes dites droites) elles sont coiffeacutees dun poussoir

cylindrique et ouvertes par laction directe de la came sur le dessus

du poussoir

Si elles ne sont pas toutes aligneacutees (soupapes en V) et que lon

souhaite nutiliser quun seul arbre agrave cames en tecircte on dispose des

culbuteurs pour transmettre la pousseacutee des cames aux soupapes

Moteurs agrave double arbre agrave cames en tecircte

Bien que le montage agrave double arbre agrave cames en tecircte permette de

saffranchir des culbuteurs il arrive dutiliser de petits culbuteurs

dits alors linguets parfois appeleacutes basculeurs

Un culbuteur transmet agrave la soupape la pousseacutee de la came en

inversant le sens de la pousseacutee quil reccediloit Laxe de pivot dun

culbuteur est situeacute entre ses deux extreacutemiteacutes comme une balanccediloire

agrave bascule Figure V4 Entraicircnement des arbres de distribution dun systegraveme agrave 16 soupapes

La question qui vient apregraves cest ben comment il tourne larbre agrave cames

Ce sont les vilebrequins qui en tournant transmettent leur position au(x) arbre(s) agrave cames

Il faut bien comprendre que les vilebrequins sont deacutependant les uns des autres lun ne peut pas tourner

sans lautre car ils sont relieacutes entre eux

Ceci est souvent appeleacute larbre moteur

Cette commande se fait le plus souvent par chaicircne comme preacutesenteacute dans la figure des deux arbres agrave

cames en tecircte (sur la droite)

Cest ce quon appelle la chaine de distribution

On trouve eacutegalement la commande par courroie cranteacutee

Enfin on trouve la commande par pignon qui est tregraves reacutesistant mais cher agrave mettre en place

a) chaine b) pignon c) courroie cranteacutee

Figure V4 commande par chaine non 16032016

323 Nombre de soupapes par cylindre

Bien sur laugmentation nombre de soupapes vous vous en doutez favorise le rendement de

distribution Mais ceci nest pas la seule raison

Commenccedilons simplement par le nombre de soupapes le plus reacutepandu dans les anneacutees 80 cest agrave dire 2

soupapes par cylindre

Les culasses ont une chambre de combustion hemispheacuterique pour favoriser le flux des gaz un angle

entre la soupape dadmission et deacutechappement tregraves eleveacute (proche de 90deg) et enfin un taux de

compression eacuteleveacute

Cependant malgreacute tous ces efforts pour favoriser la distribution il est devenu difficile daccroitre les

performances du moteur

Pour cela il y avait une solution augmenter le diamegravetre des soupapes mais cela est devenu vite

impossible ducirc agrave lencombrement les soupapes auraient fini par se toucher

Par ailleurs lutilisation du double arbre agrave cames en tecircte devenait difficile

En effet imaginez la distance des arbres agrave cames pour commander des soupapes donc lencombrement

moteur eacutetait important et surtout lentrainement des 2 arbres agrave cames eacutetait difficile

Il a donc eacuteteacute utiliseacute des cascades de pignons mais cela rendait la distribution tregraves bruyante et les

contraintes dues agrave leacutechauffement eacutetaient difficiles agrave geacuterer

En revanche cette disposition agrave deux soupapes est meacutecaniquement simple et on peut facilement placer

dune part les vis de fixation de la culasse et dautre part la bougie

Figure 6 Culasse a 2 4 et 5 soupapes

Au milieu des anneacutees 80 Yamaha invente une culasse agrave 5 soupapes sur le FZ750 Genesis encore

utiliseacutee aujourdhui sur les sportives de la gamme

Ainsi ce moteur comptant

- 3 soupapes dadmission

- 2 soupapes deacutechappement

permet un meilleur remplissage de la chambre de combustion

La difficulteacute rencontreacutee est le logement des 5 soupapes

Les trois soupapes dadmission ont eacuteteacute placeacutees sur des plans diffeacuterents

mais de faccedilon agrave converger vers larbre agrave cames eacutevitant le montage de

culbuteurs

Cette architecture meacutecanique provoque une difficulteacute daccessibiliteacute meacutecanique

53 Refroidissement

Les combustions reacutepeacuteteacutees surchauffent les piegraveces en contact (piston cylindre soupape) et se diffusent

sur lensemble des piegraveces meacutecaniques du moteur

Il faut donc les refroidir sous peine de destruction

Pour un bon fonctionnement les moteurs agrave explosion ont besoin drsquoune tempeacuterature reacuteguliegravere et

adapteacutee

531 Refroidissement agrave air

En 1875 le franccedilais Alexis de Bischop utilise lair pour le refroidissement

Son moteur sans compression preacutealable de type mixte comportait un

cylindre entoureacute dailettes meacutetalliques augmentant ainsi la surface en

contact avec lair

Ce type de refroidissement est surtout utiliseacute pour les moteurs eacutequipant les

veacutelomoteurs et motocyclettes de faible cylindreacutee mais aussi sur des

automobiles comme certaines Porsche GS la 2CV ou la Coccinelle

Le refroidissement par air est aussi majoritaire pour les moteurs agrave pistons eacutequipant les avions

Moteur de la VW Coccinelle

Le refroidissement agrave air a longtemps eacuteteacute la reacutefeacuterence pour les moteurs de motocyclette (mecircme sil a

toujours existeacute des moteurs de motocyclette agrave refroidissement liquide) mais les problegravemes entraicircneacutes

par le haut rendement de ces moteurs (casses usure preacutematureacutee) ont conduit agrave la quasi geacuteneacuteralisation

du refroidissement liquide malgreacute les avantages speacutecifiques pour la motocyclette du refroidissement agrave

air (encombrement poids simpliciteacute prix)

Il peut ecirctre optimiseacute par lutilisation dun ventilateur dont la preacutesence ne reacutevegravele toutefois pas toujours

un refroidissement agrave air car il dissipe parfois la chaleur du radiateur dun systegraveme de refroidissement

liquide

532 Refroidissement liquide

Cest langlais Samuel Brown qui inventa le refroidissement du moteur par de leau afin dameacuteliorer les

performances du refroidissement

Dans son moteur leau entraicircneacutee par une pompe circule autour des

cylindres entoureacutes dune chemise leau est refroidie par contact direct

avec lair ambiant

Plus tard on ajouta agrave leau diffeacuterents adjuvants qui devint alors le

liquide de refroidissement

Radiateur moderne en aluminium

Le radiateur fut inventeacute en 1897 par lingeacutenieur allemand Wilhelm Maybach

Apregraves de nombreux tacirctonnements il mit au point le radiateur dit laquo nid dabeille raquo qui permet le

refroidissement tregraves efficace dun liquide

Il est composeacute dun faisceau de conduits courts et eacutetroits entre lesquels circule lair

Lair peut ecirctre acceacuteleacutereacute par un ventilateur placeacute devant ou derriegravere lui

Ce radiateur est situeacute dans un circuit fermeacute ou semi-fermeacute emplit dun liquide (agrave base deau) assurant le

refroidissement du moteur

Dans les moteurs les plus anciens la circulation deau est assureacutee par thermosiphon leau chauffeacutee par

le moteur monte vers le radiateur placeacute en hauteur Une fois refroidie elle redescend vers le moteur

Dans les moteurs modernes on utilise une pompe agrave eau

Un controcircle permanent de la tempeacuterature vise agrave maintenir leau et lhuile dans des conditions

permettant une lubrification optimale

Ideacutealement la tempeacuterature du liquide de refroidissement est denviron 75deg-95degCelsius deacutetermineacutee par

plusieurs facteurs tels que toleacuterances dusinage et reacutesistance au frottement des piegraveces meacutecaniques

lubrifiants utiliseacutes

La reacutegulation de cette tempeacuterature est geacuteneacuteralement obtenue par une vanne thermostatique calorstat

situeacutee dans le circuit de refroidissement associeacutee agrave un ou plusieurs ventilateurs asservi par une sonde

thermocontact agrave la tempeacuterature du liquide dans le radiateur

Dans les moteurs marins le radiateur est remplaceacute par un eacutechangeur de tempeacuterature Leau de mer

assurant le refroidissement du circuit deau douce du moteur

533 Refroidissement par huile

Tous les moteurs agrave combustion interne utilisent deacutejagrave un liquide pour la lubrification des piegraveces en

mouvement lhuile qui circule propulseacutee par une pompe il suffit donc de faire circuler ce liquide dans

les zones les plus chaudes et surtout den assurer le refroidissement correct

Tous utilisent plus ou moins le refroidissement par huile carter dhuile bas moteur ventileacute parfois

muni dailettes un petit radiateur dhuile

Exemple

Certaines motos agrave 4 cylindres de marque Suzuki utilisent un refroidissement mixte air-huile avec un

gros radiateur dhuile

Avantages

Les canalisations pompe radiateur indeacutependant et liquide speacutecifiques au refroidissement deviennent

inutiles

Cela permet un net gain de poids et une plus grande simpliciteacute de conception

Inconveacutenients

Lhuile transporte moins bien la chaleur que leau et les speacutecificiteacutes de ces huiles les rendent plus

coucircteuses pour lutilisateur

De plus le graissage du moteur est moins performant (agrave isopeacuterimegravetre) car il y a des pertes de charges

dues agrave la circulation dans le radiateur dhuile

54 Architecture des moteurs agrave explosion

Figure V3 Moteur en double eacutetoile agrave 14 cylindres

bull Cylindres en ligne

bull Cylindres en V

bull Cylindres en W

bull Cylindres opposeacutes horizontalement (Boxer) (flat)

bull Cylindres en H

bull Cylindres en eacutetoile

bull Moteurs complexes (moteurs en carreacute etc)

541 Monocylindre

Historique

Le premier brevet concernant un moteur agrave explosion a eacuteteacute deacuteposeacute par le Suisse Franccedilois Isaac de Rivaz

le 30 janvier 1807

Le premier moteur agrave deux temps fut imagineacute et reacutealiseacute par Jean-Joseph Eacutetienne Lenoir en 1860 Il

fonctionne selon le cycle de Lenoir

Vers 1862 les Allemands Otto et Langen constatant le faible rendement du moteur agrave deux temps de

Lenoir (1860) entreprirent une seacuterie dameacuteliorations la plus deacutecisive consista agrave synchroniser les

mouvements dans la phase de compression

542 Quatre cylindres

Panhard et Levassor degraves 1896 engagent un laquo quatre cylindres en ligne raquo sur leacutepreuve Paris-Marseille-

Paris

Deux ans plus tard les multicylindres (agrave quatre cylindres) gagnent les

grosses voitures et progressivement se geacuteneacuteralisent agrave lensemble de la

gamme devenant en quelque sorte larcheacutetype mondial pour les

voitures courantes de moyennes et basses gammes

Scheacutema dun moteur 4 cylindres vers 1900

04 cylindres en V

Il fait son apparition en course agrave la charniegravere des deux siegravecles sur des modegraveles Mors et Ader

Quelques anneacutees plus tard cette solution seacuteduit Peugeot et Ariegraves pour leurs modegraveles courants davant

1914

Beaucoup plus tard agrave partir de 1962 Ford en fera une large utilisation mais aussi Matra et SAAB

04 cylindres (en ligne) coucheacute

Que lon trouve en compeacutetition chez Ameacutedeacutee Bolleacutee (189899) (premier moteur agrave quatre cylindre

monobloc (les autres moteurs quatre cylindres agrave leacutepoque eacutetaient des bicylindres ou des monocylindres

accoupleacutes)) et chez Wolseley et Winton (1903 voir Wolseley Motor Company et Winton Motor

Carriage Company))

On la trouveacutee sur les motocyclettes BMW seacuterie K et sur les Peugeot 104 - 205 mais aussi sur les

veacutehicules utilitaires ou monospace optant pour la solution laquo moteur sous le plancher raquo

04 cylindres agrave plat boxer

Cest un quatre cylindres en V ouvert agrave 180deg

Embleacutematique dans sa version refroidissement agrave air des laquo coccinelles raquo de Volkswagen

Cette architecture a le grand avantage de faire beacuteneacuteficier le veacutehicule quil motorise dun centre de

graviteacute assez bas

Une version muscleacutee et turbocompresseacutee eacutequipe actuellement les Subaru Impreza qui sont de

redoutables concurrentes du championnat du monde des rallyes WRC

En 2009U Subaru compte particuliegraverement sur le 20 D pour faire deacutecoller les ventes de sa berline

compacte en Europe

Une grande premiegravere eacutegalement puisque aucun constructeur navait jusquagrave aujourdhui exploreacute la voie

du diesel Boxer (4 cylindres agrave plat opposeacutees deux agrave deux) et ses grands avantages que sont la vivaciteacute

un centre de graviteacute abaisseacute et surtout un grand silence de fonctionnement

Subaru aura mis sept ans agrave deacutevelopper son ineacutedit moteur mais le reacutesultat est particuliegraverement

convaincant

- Pas de claquement agrave froid

- une quasi absence de vibration

- il est bien difficile de faire la diffeacuterence entre un moteur essence et cet eacutetonnant diesel

Si les 350 Nm de couple disponibles degraves 1 800 trmn et les 150 Cv offrent un reacuteel dynamisme agrave la

premiegravere acceacuteleacuteration venue cela seffectue de maniegravere lineacuteaire

Subaru 20 Diesel 150 Cv (2009)

543 Six cylindres

Mais la course mdash ougrave lon recherche la vitesse mdash est exigeante en matiegravere de puissance surtout quand

il sagit de courses de cocircte Dougrave la tentation daugmenter le nombre de cylindres

Figure V5 Moteur V6 moderne (Mercedes)

La marque neacuteerlandaise Spyker avait preacutesenteacute un modegravele 6 cylindres en 19032

Un modegravele Chadwick aux Eacutetats-Unis franchit le pas en 1907 pour la course de cocircte de Fairmont

Lanneacutee suivante cette fois en Europe Rolls-Royce fait de mecircme pour la course Londres-Eacutedimbourg

en faisant appel agrave des six cylindres

La transposition aux modegraveles courants est quasi-immeacutediate pour les voitures de sport et de luxe

En Europe cest le cas pour Delaunay-Belleville Napier Mercedes aux Eacutetats-Unis pour Marmon

Plus tard agrave partir de 1927 on trouvera des six cylindres (presque toujours en ligne) sur un grand

nombre de modegraveles non sportifs mecircme pour des cylindreacutees modestes

Latout principal de cette solution eacutetant la souplesse de fonctionnement du moteur

Dans le monde de la motocyclette le 6 cylindres restera rare

On le trouve en compeacutetition en particulier chez Honda dans les anneacutees 1960 (moteur en ligne) ou chez

Laverda en endurance (moteur en V)

Les moteurs de plus de 4 cylindres seront interdits en compeacutetition

Sur les veacutehicules de tourisme on trouvera essentiellement

- Honda 1000 CBX (moteur agrave 24 soupapes refroidi par air)

- Kawasaki Z 1300 (moteur agrave 12 soupapes refroidi par eau)

- Benelli avec une 750 puis une 900

En 2006 Honda propose toujours agrave son catalogue un modegravele 6 cylindres agrave plat la GoldWing

544 Huit cylindres et plus

Figure V6 Moteur W16 de la Bugatti Veyron

Une nouvelle eacutetape est franchie quand on passe au laquo huit cylindres raquo

Ader (France) ouvre la voie en 1903 pour le Paris-Madrid avec une uniteacute agrave huit cylindres en V

La mecircme anneacutee apparaissent toujours pour la compeacutetition des huit cylindres en ligne

Les moteurs davion des anneacutees 1930 et 1940 reacutepondent agrave la demande sans cesse croissante de

puissance

Les moteurs courants sont des V12 ou des moteurs en eacutetoile de une agrave quatre rangeacutees de 7 agrave 9 cylindres

soit 28 cylindres agrave la fin de la guerre pour les Whright deacuteveloppant 3 500 ch remplaceacutes par les

reacuteacteurs

Les ameacutericains amateurs de grandes automobiles et sans souci du prix de lessence deacutemocratisegraverent

les gros V8 au couple tregraves eacuteleveacute et aux vitesses de rotation assez lentes

Les constructeurs des monoplaces de Formule 1 utilisegraverent pendant longtemps des V8 de 3 litres de

cylindreacutee dont le fameux Ford Cosworth

Dans les anneacutees 1990 cest la structure V10 qui aura la faveur des motoristes de F1

Mecircme leacutecurie Ferrari tregraves attacheacutee aux 12 cylindres en V se pliera aux lois de cette formule

Depuis lanneacutee 2004 les instances sportives (FIA) ont imposeacute un retour au V8 avec des contraintes de

fiabiliteacute plus importantes que par le passeacute

En 2006 les structures en V de 10 ou 12 cylindres et W16 sont reacuteserveacutees aux veacutehicules agrave tendance

sportive

Puissance drsquoun

veacutehicule

1 Calculs de la pesanteur

11 Deacutecliviteacute

Calculons la deacutecliviteacute drsquoune route longue L pour un deacuteniveleacute H

α = H L

α deacutecliviteacute grandeur sans dimension

H deacuteniveleacute exprimeacute en m

L longueur de la route exprimeacutee en m coheacuterence des uniteacutes

12 Poids du veacutehicule

Calculons le poids drsquoun veacutehicule

P = M g

P poids exprimeacute en N

M masse exprimeacutee en kg

g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms2 ( g = 981 ms2)

13 Composante du poids

Calculons la composante du poids parallegravele agrave la route de la voiture

F = M g α

Avec

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-

2

α deacutecliviteacute grandeur sans dimension

14 Travail de la force de traction

Calculons le travail drsquoune force de traction qui srsquoest deacuteplaceacutee sur une distance D

E = F D

E travail exprimeacute en J

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

D distance parcourue exprimeacutee en m

15 Energie

Calculons lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour lever une voiture de masse M agrave une hauteur H

E = M g H

Avec

E eacutenergie absorbeacutee (monteacutee) ou accumuleacutee (descente) exprimeacutee en J

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms-2

H deacuteniveleacute exprimeacute en m

15 Puissance absorbeacutee

Calculons la puissance absorbeacutee par une ascension effectueacutee agrave la vitesse V

B = F V

Avec

B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

V vitesse exprimeacutee en ms

En reacutealiteacute une puissance bien supeacuterieure est neacutecessaire agrave cause de la reacutesistance au roulement

et de la reacutesistance de lrsquoair cette derniegravere eacutetant proportionnelle au carreacute de la vitesse

16 puissance absorbeacutee par une ascension

Lrsquoascension drsquoune masse M agrave une hauteur H en un temps T

B = M g H T

Avec

B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-

2 H deacuteniveleacute exprimeacute en m

T temps exprimeacute en s

2 Calculs Aeacuterodynamiques

21 Surface frontale

Surface drsquoune coupe transversale perpendiculaire agrave lrsquoaxe de symeacutetrie du veacutehicule (effectueacutee agrave

lrsquoendroit le plus large et le plus haut) la surface frontale est approximativement eacutegale au

produit de la largeur par la hauteur

camion maxi-code 26 m x 39 m = 10 m2

autocar 25 m x 32 m = 8 m2

voiture 18 m x 14 m = 25 m 2

motocyclette 1 m x 15 m = 15 m2

22 Coefficient de peacuteneacutetration dans lrsquoair

Le Cx est calculeacute agrave partir

Cx = 2 F (S Mair Vsup2)

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

F force exerceacutee par le flux drsquoair exprimeacutee en N

S surface frontale exprimeacutee en m2

Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)

V vitesse air exprimeacutee en ms

23 Reacutesistance de lrsquoair

R = frac12 S Cx Mair Vsup2

R reacutesistance de lrsquoair exprimeacutee en N

S surface frontale exprimeacutee en m2

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)

V vitesse exprimeacutee en ms

24 SCx

Le SCx Grandeur essentiellement destineacutee agrave comparer diffeacuterents modegraveles de voitures le SCx

est le produit de la surface frontale par le Cx

SCx = S Cx

Le Cx eacutetant une grandeur sans dimension le SCx srsquoexprime en megravetre carreacute

25 Constante aeacuterodynamique

La constante aeacuterodynamique est une caracteacuteristique aeacuterodynamique des veacutehicules

A = S Cx M

Avec

A constante aeacuterodynamique [kgm]

S surface frontale [m2]

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

Mair masse volumique de lrsquoair [kgm3]

26 Puissance absorbeacutee

Calculons la puissance absorbeacutee pour vaincre la reacutesistance de lrsquoair

B = F x V

F force aeacuterodynamique reacutesistante [N]

V vitesse du veacutehicule [ms]

3 Calculs thermiques

31 Calcul de la cylindreacutee

D2

V = π L N

4

Avec

D aleacutesage du cylindre

L course du piston

N nombre de cylindre

32 Calcul du PCI des combustibles

Le pouvoir calorifique ou chaleur de combustion (en anglais Heating value ou Heat of

combustion) dune matiegravere combustible noteacute ΔcH0

Crsquoest lenthalpie de reacuteaction de combustion par uniteacute de masse dans les conditions normales

de tempeacuterature et de pression

Cest leacutenergie deacutegageacutee sous forme de chaleur par la reacuteaction de combustion par le dioxygegravene

(autrement dit la quantiteacute de chaleur)

Le plus souvent on considegravere un hydrocarbure reacuteagissant avec le dioxygegravene de lair pour

donner du dioxyde de carbone de leau et de la chaleur

321 Calculer le PCI du gas-oil (Mazout)

Le gazole est un alcane en C16 appeleacute ceacutetane soit une formule brute moyenne de

C16H34

Soit une masse molaire moyenne de 219 gmole

Combustion

Une combustion est la reacuteaction chimique complegravete ou partielle du carbone et de lhydrogegravene

des combustibles usuels par oxydation de loxygegravene

La combustion vive donne naissance agrave une flamme par reacuteaction en chaicircne entretenue dune

maniegravere plus ou moins limiteacutee par lapport de combustible ou de comburant

Cette reacuteaction produit une combustion exothermique cest-agrave-dire

- qui deacutegage de la chaleur

- elle produit du CO2

- de leau

- dautres composeacutes plus ou moins agressif

La stœchiomeacutetrie (du grec lsquolsquostoikheionrsquorsquo eacuteleacutement et lsquolsquometronrsquorsquo mesure) deacutesigne lrsquoeacutetude des

proportions ideacuteales drsquoeacuteleacutements qui autorisent une reacuteaction chimique complegravete lsquolsquoproprersquorsquo et

sans gaspillage

Equations stœchiomeacutetriques des combustions complegravetes

Pour le gazole

C16H34 + 24 O2 rarr 16 CO2 + 17 H2O + Q

- 219 gr de gazole consomment 532 litres drsquooxygegravene

- agrave 21 drsquoO2 dans lrsquoair donc 2533 litres drsquoair

- Donc 1 kg de gazole consomme 116 m3 drsquoair agrave 29 kg au m3

- La masse du meacutelange est donc de 3374 kg

Le carburant le plus utiliseacute est du gasoil drsquoindice de ceacutetane

La composition eacuteleacutementaire de 1 kg de gas-oil est

Carbone C = 087

Hydrogegravene H = 0126

Oxygegravene O = 0004

Azote N Soufre S vapeur drsquoeau W en faible quantiteacute

Pouvoir calorifique infeacuterieur PCI

PCI = 8140C + 30 000H + 2600(S - O) - 600(9H + W) [kcalkg]

PCI = 3391C + 1256H - 1089(S-O) ndash 251(9H+W) [MJkg]

33 Quantiteacute theacuteorique drsquoair a la combustion du gas-oil

Les lois de la stœchiomeacutetrie appliqueacutees agrave la combustion des hydrocarbures nous montrent

que pour bruler

1 kg de gazole il faut disposer drsquoenviron 146 kg drsquoair soit environ

- 112 kg drsquoN2

- 34 kg drsquoO2

La reacuteaction produit environ

- 112 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 32 kg CO2

- 12 kg drsquoH2O

1 kg drsquoessence il faut disposer drsquoenviron 153 kg drsquoair soit environ

- 118 kg drsquoN2

- 035 kg drsquoO2

La reacuteaction produit environ

- 118 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 31 kg de CO2

- 14 kg drsquoH2O

1 kg de GPL il faut disposer drsquoenviron 156 kilogrammes drsquoair soit environ

- 12 kg drsquoN2

- 036 kg drsquoO2)

La reacuteaction produit environ

- 12 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 3 kg de CO2

- 16 kg drsquoH2O

La quantiteacute theacuteorique drsquoair neacutecessaire pour assurer la combustion complegravete du gasoil il faut

avoir

[kg drsquoairkg]

minus+

= OHCL 8

3

8

230

10

[kmol drsquoairkg]

minus

+

=

32412210

10

OHCL

34 Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil

Une stœchiomeacutetrie parfaite est toujours difficile agrave garantir mecircme en laboratoire notamment agrave

cause de la contamination de lrsquoair ou des composants utiliseacutes dans les expeacuteriences mais on

peut srsquoen approcher

Il en va tout autrement srsquoagissant de la combustion des carburants dans le cadre du

fonctionnement drsquoun moteur

En effet non seulement le carburant peut preacutesenter des diffeacuterences de composition selon les

pays et les distributeurs mais en plus la masse drsquoair introduite dans le moteur varie en

permanence en fonction de la tempeacuterature ambiante et de la pression atmospheacuterique

Agrave cela il faut ajouter le fait que les moteurs ne fonctionnent jamais agrave des reacutegimes

tempeacuteratures et charges de travail constants et ideacuteals ce qui signifie qursquoil faut modifier en

temps reacuteel la quantiteacute de carburant injecteacutee dans les cylindres

Pour y remeacutedier on modifie la richesse ou lrsquoexcegraves drsquoair

Pour les moteurs Diesels lrsquoexcegraves drsquoair du meacutelange combustible doit ecirctre toujours supeacuterieur agrave

la limite drsquoapparition des fumeacutees deacutetermineacutee par λ cong 18 soit r = 055

Lr = λ Lo [kmole drsquoairkg combustible]

35 Quantiteacute des produits produit de combustion

Les produits de combustion sont les produits issus de la reacuteaction chimique entre un

carburant et un comburant ils srsquoappellent aussi gaz brucircleacutes ou fumeacutees

Lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie sont respecteacutees les gaz drsquoeacutechappement ne contiennent

que de lrsquoazote gazeux (N2) du dioxyde de carbone (CO2) et de lrsquoeau agrave lrsquoeacutetat de vapeur (H2O)

Ces corps existent en grandes quantiteacutes dans la nature ils sont chimiquement stables et sont

indispensables au maintien des eacutequilibres naturels ce ne sont donc pas des polluants

Mais que se passe-t-il lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie ne sont plus respecteacutees Pour

simplifier le problegraveme consideacuterons deux configurations opposeacutees

meacutelange riche (trop de carburant pas assez drsquoair) dans cette configuration certains

atomes qui constituent la moleacutecule drsquohydrocarbure ne trouvent pas de lsquolsquopartenaire

oxygegravenersquorsquo en nombre suffisant puisque lrsquoair manque ils ne sont donc pas oxydeacutes

complegravetement et se retrouvent dans les gaz drsquoeacutechappement sous forme de particules

carboneacutees drsquohydrocarbures imbrucircleacutes (symbole chimique HC) ou de monoxyde de

carbone (symbole chimique CO) gaz qursquoil ne faut surtout pas confondre avec le CO2

lrsquoun est tregraves toxique lrsquoautre pas du tout

meacutelange pauvre (peu de carburant trop drsquoair) dans cette configuration un excegraves

drsquoair (crsquoest toujours le cas lorsque le moteur est suralimenteacute) fortement comprimeacute agrave

haute tempeacuterature (crsquoest particuliegraverement le cas des moteurs diesel) peut entraicircner la

formation de monoxyde drsquoazote (symbole chimique NO) suite agrave une reacuteaction entre

lrsquooxygegravene (O2) et lrsquoazote (N2) Une fois expulseacute le monoxyde drsquoazote preacutesente la

particulariteacute de se transformer spontaneacutement en dioxyde drsquoazote (symbole chimique

NO2) au contact de lrsquoair geacuteneacuterant au passage une mutation de lrsquooxygegravene

atmospheacuterique en ozone (symbole chimique O3) Ces deux gaz sont tregraves toxiques pour

les organismes vivants

C

nCO2 = [kmolekg]

12

H

nHO2 = [kmolekg]

2

nO2 = 021 x (λ-1) x Lo [kmolekg]

nN2 = 079 x λ x Lo [kmolekg]

36 Quantiteacute totale des produits de combustion

nTotal = nCO2 + nHO2 + nO2 + nN2 [kmolekg]

37 Puissance nominale

Vous avez surement deacutejagrave feuilleteacute le catalogue drsquoun grand constructeur automobile

Chaque modegravele y est deacuteclineacute en plusieurs versions les diffeacuterences portant essentiellement sur

la puissance du moteur

Le choix est vaste et on srsquoy perd

80 ch 100 ch 120 ch 150 chhellip

Que signifient reacuteellement ces chiffres

Agrave quoi sert la puissance

Comment la mesure-t-on

Quelle est la relation entre la puissance et la vitesse

Voici quelques eacuteleacutements de reacuteponses

Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale la puissance deacutesigne la production la consommation ou la

transformation drsquoeacutenergie par uniteacute de temps

Pour une automobile cette eacutenergie est drsquoabord de nature chimique (combustion du carburant)

puis de nature cineacutetique (acceacuteleacuteration et vitesse sur route horizontale) ou gravitationnelle

(route en deacutecliviteacute)

La puissance drsquoun moteur thermique se rapporte donc agrave lrsquoeacutenergie deacutelivreacutee par uniteacute de temps

mais aussi agrave lrsquoeacutenergie consommeacutee sous forme de carburant dans le mecircme temps

On ne peut jamais mesurer la puissance on ne peut que la calculer en combinant les valeurs

de la charge moteur et de la vitesse de rotation releveacutees sur un banc de puissance

Banc drsquoessai moteur

Passer un moteur au banc consiste drsquoabord agrave lrsquoaccoupler agrave un disque eacutequipeacute drsquoun

- frein

- compte-tours

Une fois le moteur lanceacute agrave plein reacutegime lrsquoopeacuteration consiste agrave actionner progressivement le

frein jusqursquoagrave ce que la vitesse de rotation du moteur soit stabiliseacutee la commande des gaz

restant grande ouverte

En effet une vitesse stabiliseacutee signifie que le couple moteur est alors exactement eacutegal au

couple de freinage

il suffit donc de mesurer lrsquointensiteacute de la force de freinage pour en deacuteduire la valeur du couple

moteur

Autrement dit ce qursquoon appelle agrave tort un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo ne sert qursquoagrave mesurer le couple

moteur et la maniegravere dont il eacutevolue en fonction de la vitesse de rotation

In fine la puissance reacutesulte drsquoun calcul crsquoest le produit de ces deux grandeurs

F N

Pf =

10 000

Ougrave

F charge [N]

N = reacutegime de rotation [trmn]

38 Puissance corrigeacutee

Pfc = Pf f

Avec

f Facteur de correction tenant compte de la tempeacuterature et de la pression ambiante f

= 1085

Tamb = 27 [degC] Diagramme de conversion

f = 1085

Pamb = 719 [mmHg]

39 Consommation speacutecifique

La consommation speacutecifique du moteur est la quantiteacute de carburant (Cs) utiliseacutee pour produire

un travail T donneacute

(3600 v Ps )

Cs = [gkWh]

(t Pf)

Ou

v volume du gas-oil agrave consommer [cm3]

Ps poids speacutecifique du gasoil [grcm3]

t temps de consommation [s]

Pf puissance au frein [kW]

310 Consommation speacutecifique corrigeacutee

Csc = (3600 v Ps ) (t Pfc)

Ou

Pfc puissance corrigeacutee

311 Couple moteur

Quelles sont les caracteacuteristiques essentielles drsquoun veacutehicule agrave moteur

Les services marketing le savent crsquoest la puissance et la vitesse maximale qui au premier

abord focalisent lrsquoattention du public car ce sont les donneacutees les plus valorisantes pour

lrsquoacheteur

Mais pour le technicien comme pour le conducteur aviseacute crsquoest

- la masse de la voiture

- son couple moteur

- le reacutegime auquel il est disponible

qui sont les donneacutees essentielles car elles conditionnent le comportement du veacutehicule en

situation reacuteelle le service qursquoil peut rendre et son prix de revient

Le terme de lsquolsquocouplersquorsquo vient de ce qursquoil associe deux grandeurs

- une force crsquoest la pression que les gaz exercent sur les pistons

- un bras de levier crsquoest la longueur des manetons du vilebrequin

On utilise pour cela un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo qui est un appareil eacutequipeacute drsquoun compte-tours et

drsquoun frein

La valeur du couple moteur deacutepend de lrsquoaptitude drsquoun moteur agrave introduire dans les cylindres

un meacutelange air-carburant parfaitement homogegravene et surtout de sa capaciteacute agrave en tirer le

maximum drsquoeacutenergie au moment de la combustion

Le couple moteur est toujours relativement modeste agrave bas reacutegime il atteint sa valeur

maximale aux reacutegimes intermeacutediaires pour deacutecroicirctre ensuite inexorablement au fur et agrave

mesure que la vitesse de rotation augmente comme si le moteur finissait par srsquoasphyxierhellip

Tant que le moteur fonctionne dans sa plage de reacutegime de couple maximum la consommation

de carburant la pollution de lrsquoenvironnement et donc le prix de revient du kilomegravetre parcouru

se maintiennent aux valeurs les plus basses dont le veacutehicule est capable

Pour toutes ces raisons il est preacutefeacuterable que le couple maximum soit deacutelivreacute agrave un reacutegime pas

trop eacuteleveacutehellip

30PN 1000

CN = [Nm]

N π

Ou

PN Puissance nominale [kW]

N Vitesse de rotation [trmn]

312 Couple corrigeacutee

30Pfc 1000

Cc = [Nm]

N π

Ou

Pf Puissance corrigeacutee [kW]

4 Bilan thermique des moteurs

Que devient lrsquoeacutenergie libeacutereacutee par la combustion

Elle apparaicirct sous deux formes distinctes

Chaleur crsquoest la mecircme que celle qursquoon peut ressentir devant nrsquoimporte quel

brasier Lrsquoeacutechauffement drsquoun moteur dit lsquolsquothermiquersquorsquo est donc un pheacutenomegravene

normal Heacutelas cette chaleur ne sert agrave rien sinon agrave chauffer lrsquohabitacle elle est

donc voueacutee agrave se disperser dans lrsquoenvironnement

Mouvement crsquoest ce dont on a besoin pour faire avancer la voiture Dans le

cas drsquoun moteur drsquoautomobile la pression des gaz dans la chambre de

combustion provoque le mouvement des pistons et la rotation du vilebrequin

signe tangible qursquoune autre partie de lrsquoeacutenergie libeacutereacutee srsquoest manifesteacutee sous

forme de mouvement (4)

Comment distinguer ces deux formes drsquoeacutenergie

En calculant le rendement du moteur ou plus exactement son bilan thermique

En effet le rendement se deacutefinit comme

eacutenergie reacutecupeacutereacutee

Rendement =

eacutenergie consommeacutee

Dans le cas drsquoun moteur

lrsquoeacutenergie reacutecupeacutereacutee est celle mesureacutee en bout de vilebrequin sur un banc de puissance

exprimeacutee en kilowattheure [kW]

lrsquoeacutenergie consommeacutee correspond agrave la masse de carburant brucircleacutee (exprimeacutee drsquoabord en

kilogrammes puis convertie en joules)

Le reacutesultat est une grandeur sans dimension

Si on fait un bilan thermique dans un moteur de combustion interne

QT = Qe + Qr + Qra + Qa + Qres + Qge

- QT Flux de chaleur deacutegageacute si on brucircle tout le combustible

- Qe Flux de chaleur transformeacutee en puissance effective

- Qr Flux de chaleur eacutevacueacute au liquide de refroidissement

- Qge Flux de chaleur perdu avec les gaz deacutechappement

- QP Flux de chaleur perdu (par rayonnement vers lrsquohuile agrave cause de la combustion

incomplegravete frottements etc)

Scheacutema de la conversion et des pertes thermique dans un moteur

Si on fait un bilan des pertes de chaleur pour prendre en compte ougrave elles se produisent on

trouve

41 Chaleur totale introduite dans le moteur par la combustion

Eacutenergie brute libeacutereacutee par la combustion du carburant

Gazole 443 MJkg-1 (374 MJl-1 )

Essence 469 MJkg-1 (356 MJl-1 )

GPL 487 MJkg-1 (268 MJl-1 )

Eacutenergie nette libeacutereacutee par la combustion du carburant

Gazole 417 MJkg-1 (352 MJl-1 )

Essence 437 MJkg-1 (332 MJl-1 )

GPL 451 MJkg-1 (248 MJl-1 )

(PCI Csh)

QT =

36

Calcul de la consommation horaire

- PCI pouvoir calorifique inferieur [kJkg]

- Csh consommation speacutecifique horaire [kgh]

42 Chaleur eacutequivalente au travail effectif par uniteacute de temps

Qe = 1000 Pf [Js]

Sachant que

- Pf puissance au frein [W]

43 Chaleur transmise au systegraveme de refroidissement

Cette chaleur est donneacutee par la formule suivante

C i D(1+2m ) Nm

Qr = [Js]

λ Avec

- C Coefficient de proportionnaliteacute dont la valeur pour les moteurs agrave 4 temps varie

dans la plage [045 divide 0 53]

- i Nombre de cylindres

- D Aleacutesage du cylindre

- N freacutequence de rotation du vilebrequin

- m Exposant empirique dont la valeur pour les moteur agrave 4 temps est limiteacutee par

lrsquointervalle [06 divide 07 ]

- λ Coefficient drsquoexcegraves drsquoair

44 Chaleur emporteacutee par les gaz drsquoeacutechappement

Csh

Qge = [nt(mcp)tr (Tr-273 ) - Lr(mcp)t2 (T2- 273)]

36 Avec

- L Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil [kmole drsquoairkg de

combustible]

- nt Quantiteacute totale des produits de combustion [kmolekg]

- Tr Tempeacuterature des gaz drsquoeacutechappement [K]

- T2 Tempeacuterature de lrsquoair a lrsquoentreacutee du moteur [K]

- Csh Consommation massique de gas-oil horaire [kgh]

- (mcp)tr ( mcp)t2 sont respectivement la capaciteacute calorifique molaire moyenne agrave

pression constante des gaz reacutesiduels et de lrsquoair admis

45 Autres pertes de chaleur

QP = QT - (Qe + Qr + Qge)

Chapitre 8

Identification du

veacutehicule

Vehicle Identification Number

Le code VIN - Vehicle Identification Number - est un code alphanumeacuterique unique qui est

donneacute agrave chaque veacutehicule automobile depuis 1950

Il apparaicirct sur le chacircssis du veacutehicule

ainsi que sur le moteur et dans

lordinateur de bord

Lanceacute dans une forme simplifieacutee en

1950 par les constructeurs ameacutericains

ce code passera aux 17 caractegraveres

actuels en 1980

Le numeacutero inscrit sur la carte grise

dans la zone laquo numeacutero dans la seacuterie

du type raquo correspond bien agrave celui

figurant sur la voiture Passat IV B ndash 2000 (=B55 ou =Typ 3BG ou = VI) Dapregraves le VIN cest une 3B et le E correpond agrave la version Sport 212130 serait le numeacutero de seacuterie du cassis

Ce numeacutero dans la seacuterie du type est parfois appeleacute numeacutero de seacuterie ou numeacutero de chacircssis

mais son appellation officielle est

Numeacutero drsquoIdentification du Veacutehicule

(NIV ou Vehicle Identification Number VIN en anglais) et regroupe

laquo Type raquo et laquo N dans la seacuterie du type raquo

Cette normalisation preacutevoit entre autres que le NIV doit avoir une

Longueur de 17 caractegraveres

et peut ecirctre diviseacute en 3 sections

bull Les 3 premiers caractegraveres sont reacuteserveacutes agrave

Identification Mondiale du Constructeur

WMI World Manufacturer Identification (anglais)

Suivant cette codification chaque constructeur est identifieacute mondialement avec parfois des

variations suivant le pays ougrave se trouve lrsquousine de fabrication

A titre drsquoexemple la codification de - Renault est VF1

- Peugeot est VF3

- Citroeumln est VF7

Les 03 premiers caractegraveres didentification du constructeur

(WMI)

On distingue les constructeurs qui fabriquent plus de 500 exemplaires par an des autres

Un constructeur dont la production est infeacuterieure agrave 500 veacutehicules par an utilise 9

caractegraveres les autres 14

Certains constructeurs utilisent le 3egraveme caractegravere pour une cateacutegorie de veacutehicules comme les

bus ou les camions comme par exemple

bull le code Ameacuterique du Nord 1G attribueacute agrave General Motors se deacutecompose en

- 1G1 pour Chevrolet

- 1G2 pour Pontiac et

- 1GC pour Chevrolet camions

bull le code Italie F attribueacute agrave Fiat se deacutecompose en

- FA pour Fiat Auto et

- FC pour Fiat VI

Le premier caractegravere WMI correspond au code du pays dans lequel lusine du constructeur est

implanteacutee Exemple

- ZFA Fiat Auto Italie

- SUF Fiat Auto Pologne

- 8AF Fiat Auto Argentine

- NRT Tofas-Fiat Auto Turquie

- 9BD Fiat Automoveicircs Breacutesil

bull Les 6 caractegraveres suivants sont consacreacutes agrave la

Section de Description du Veacutehicule

VDS Vehicle Description Section (anglais)

ougrave lrsquoon va trouver une codification du type eacutelaboreacutee par le constructeur PSA et Renault

utilisent dans cette zone ce que lrsquoon appelait autrefois le type mines

bull Enfin les 8 derniers caractegraveres constituent la

Section drsquoIdentification du Veacutehicule

VIS Vehicle Identification Section en anglais

Il srsquoagit drsquoun numeacutero seacutequentiel attribueacute au veacutehicule et ce dans le type et pour le constructeur

concerneacute

Emplacement du VIN

Afin de veacuterifier la concordance entre ce numeacutero se trouvant sur la carte grise et celui

figurant sur la voiture

il faut savoir que ce numeacutero peut ecirctre trouveacute agrave 2 ou 3 endroits du veacutehicule suivant les cas sur

chacircssis du veacutehicule plaque constructeur derriegravere le pare brise

Cette derniegravere option nrsquoest pas obligatoire mais de plus en plus les constructeurs europeacuteens

en eacutequipent leurs modegraveles les plus reacutecents Pour connaicirctre lendroit ougrave se trouve ce numeacutero

reportez-vous au manuel dutilisation du veacutehicule ou adressez-vous agrave un concessionnaire de la

marque

Le NIV se trouvant sur le chacircssis doit ecirctre

- frappeacute agrave lrsquoaide de poinccedilons ou

- graveacute sur une piegravece essentielle de la voiture

En geacuteneacuteral faisant partie de la caisse ou du chacircssis de maniegravere agrave ce quil ne puisse seffacer

accidentellement ou salteacuterer

Il doit ecirctre placeacute de maniegravere visible sans qursquoun deacutemontage ne soit neacutecessaire

Pour ce qui est de sa localisation il doit impeacuterativement se situer dans la partie droite du

veacutehicule et lrsquoexpeacuterience montre que dans 80 agrave 85 des cas ce NIV se trouve

- dans la partie droite ou centrale du compartiment moteur

- aux environs immeacutediats du siegravege passager avant droit

La plaque constructeur sur laquelle figure eacutegalement le NIV est

- soit une plaque aluminium de couleur argenteacutee ou noire

- soit une eacutetiquette adheacutesive qui peut ecirctre noire blanche ou translucide

Cette plaque constructeur se trouve en geacuteneacuteral

- dans le compartiment moteur

- sur le pied de porte avant droit

- dans le coffre

Enfin le NIV optionnel qui peut se trouver derriegravere le pare-brise est visible agrave travers une

petite fenecirctre en bas agrave gauche et donc coteacute conducteur

Evolution du code VIN en fonction des types

Mercedes W201

Mercedes W202

Mercedes W203

Mercedes W204

Composition du code

Les veacutehicules modernes qui sont reacutefeacuterenceacutes avec des codes VIN sont identifiables par un

systegraveme baseacute sur la norme ISO Organisation internationale de normalisation

- ISO 3779 de 1979 et

- ISO 3780 de 1980

Avant-propos

LISO (Organisation internationale de normalisation) est une feacutedeacuteration mondiale

dorganismes nationaux de normalisation (comiteacutes membres de lISO)

1 Domaine dapplication

La preacutesente Norme internationale speacutecifie le contenu et la structure dun numeacutero

didentification des veacutehicules (VIN) permettant dassurer agrave leacutechelle mondiale un systegraveme

uniforme de numeacuterotation pour lidentification des veacutehicules routiers

La preacutesente Norme internationale sapplique aux veacutehicules agrave moteur aux veacutehicules tracteacutes

aux motocycles et aux cyclomoteurs deacutefinis dans lISO 3833

3 Termes et deacutefinitions

31 Numeacutero didentification dun veacutehicule VIN

Combinaison structureacutee de caractegraveres attribueacutee agrave un veacutehicule par son constructeur en vue de

son identification

32 Code didentification mondiale du constructeur WMI

Premiegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui deacutesigne le constructeur du

veacutehicule et qui est assigneacutee agrave un constructeur de veacutehicules afin de permettre lidentification

dudit constructeur

33 Descripteur VDS

Deuxiegraveme section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui donne une information sur les

caracteacuteristiques geacuteneacuterales du veacutehicule

34 Indicateur VIS

Troisiegraveme et derniegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui constitue une

combinaison de caractegraveres attribueacutes par le constructeur pour distinguer un veacutehicule dun autre

veacutehicule

35 Constructeur

Personne entreprise ou socieacuteteacute qui deacutelivre le certificat de conformiteacute ou qui deacutemontre la

conformiteacute et assume la responsabiliteacute du produit pour un veacutehicule precirct agrave ecirctre mis en service

indeacutependante de lemplacement de lusine de montage

36 Anneacutee

Anneacutee calendaire pendant laquelle le veacutehicule est produit ou anneacutee du modegravele du veacutehicule

deacutetermineacutee par le constructeur

37 Seacuteparation

Symbole caractegravere ou bordure mateacuterielle qui peut ecirctre utiliseacute pour seacuteparer les sections du

numeacutero didentification dun veacutehicule ou pour deacutefinir ses limites

Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee

Code

1971 1 1980 A 1992 N 2001 1 2010 A

1972 2 1981 B 1993 P 2002 2 2011 B

1973 3 1982 C 1994 R 2003 3 2012 C

1974 4 1983 D 1995 S 2004 4 2013 D

1975 5 1984 E 1996 T 2005 5 2014 E

1976 6 1985 F 1997 V 2006 6 2015 F

1977 7 1986 G 1998 W 2007 7 2016 G

1978 8 1987 H 1999 X 2008 8 2017 H

1979 9 1988 J 2000 Y 2009 9 2018 J

1989 K 2019 K

1990 L 2020 L

1991 M 2021 M

Quelques diffeacuterences existent pour la codification des tregraves petites seacuteries

Standard 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1

5

1

6

1

7

ISO 3779

Code

constructeu

r-WMI

Composition du

veacutehicule Code veacutehicule-VIS

Union

Europeacuteen

ne

amp

Ameacuterique

du Nord

plus de 500

veacutehiculesan

Code

constructeu

r-WMI

Compositio

n du

veacutehicule

Code

eacutequipeme

nt du

veacutehicule

Code

Anneacutee

Modegravel

e

Code

Veacutehicul

e

Numeacutero progressif

seacuterie

Union

Europeacuteen

ne

amp

Ameacuterique

du Nord

moins de 500

veacutehiculesan

WMI

Compositio

n du

veacutehicule

Code

eacutequipeme

nt du

veacutehicule

Code

Anneacutee

Modegravel

e

Code

Veacutehicul

e

Code

constructeu

r-WMI

Numeacutero

progressi

f seacuterie

Exemple de code VIN

Poinccedilon Peugeot VF3 741 A4 7F535G815 Poinccedilon Peugeot

- Poinccedilon Peugeot - Code constructeur WMI (03)

1 VF (Europe S-Z France VF-VR)

3 3 (Peugeot)

- Type au mines (06)

4-6 741 (Composition du veacutehicule)

7 (306)

4 (04 portes)

1 ou A (Moteur D1768 cc)

7-8 A4 (type de veacutehicule coupe cabriolet etc)

9 7 (Code eacutequipement du veacutehicule)

- Anneacutee modegravele (01)

10 F (1985)

- Code VIS (07)

11 5 (code usine chiffre ou lettre selon les constructeur)

12-17 35G815 (numeacutero dans la seacuterie du type)

Poinccedilon Peugeot

WAUZZZ8GZPA001181

Codes pays

AndashH = Afrique JndashR = Asie SndashZ = Europe

1ndash5 =

Ameacuterique

du Nord

6ndash7 =

Oceacuteanie

8ndash9 =

Ameacuterique

du Sud

AA-AH Afrique

du Sud

AJ-AN Cocircte

dIvoire

AP-A0 non

attribueacute

BA-BE Angola

BF-BK Kenya

BL-BR Tanzanie

BR Algeacuterie

BS-B0 non

attribueacute

CA-CE Benin

CF-CK

Madagascar

CL-CR Tunisie

CS-C0 non

attribueacute

DA-DE Egypte

DF-DK Maroc

DL-DR Zambie

DS-D0 non

attribueacute

(probable

Algerie)

EA-EE Ethiopie

EF-EK

Mozambique

EL-E0 non

attribueacute

FA-FE Ghana

FF-FK Nigeria

FF-FK

Madagascar

FL-F0 non

attribueacute

GA-G0 non

attribueacute

HA-H0 non

attribueacute

JA-J0 Japon

KA-KE Sri

Lanka

KF-KK

Israel

KL-KR

Coreacutee du Sud

KS-K0 non

attribueacute

LA-L0 Chine

MA-ME Inde

MF-MK

Indoneacutesie

ML-MR

Thaiumllande

MS-M0 non

attribueacute

NF-NK

Pakistan

NL-NR

Turquie

NS-N0 non

attribueacute

PA-PE

Philippines

PF-PK

Singapour

PL-PR

Malaysie

PS-P0 non

attribueacute

RA-RE

Emirat

Arabes Unis

RF-RK

Taiwan

RL-RR

Vietnam

RS-R0 non

attribueacute

SA-SM

Grande

Bretagne

SN-ST

Allemagne

SU-SZ

Pologne

S1-S0 non

attribueacute

TA-TH Suisse

TJ-TP

Reacutepublique

Tchegraveque

TR-TV

Hongrie

TW-T1

Portugal

T2-T0 non

attribueacute

UA-UG non

attribueacute

UH-UM

Danemark

UN-UT Irlande

UU-UZ

Roumanie

U1-U4 non

attribueacute

U5-U7

Slovaquie

U8-U0 non

attribueacute

VA-VE

Autriche

VF-VR France

VS-VW

Espagne

VX-V2

Yougoslavie

V3-V5 Croatie

V6-V0 Estonie

WA-W0

1A-10 Etats

Unis

2A-20

Canada

3A-3W

Mexique

3X-37 Costa

Rica

38-30 non

attribueacute

4A-40 Etats

Unis

5A-50 Etats

Unis

6A-6W

Australie

6X-60 non

attribueacute

7A-7E

Nouvelle

Zeacutelande

7F-70 non

attribueacute

8A-8E

Argentine

8F-8K Chili

8L-8R

Equateur

8S-8W

Peacuterou

8X-82

Veacuteneacutezueacutela

83-80 non

attribueacute

9A-9E Breacutesil

9F-9K

Colombie

9L-9R

Paraguay

9S-9W

Uruguay

9X-92

Trinidad amp

Tobago

93-99 Breacutesil

90 non

attribueacute

Allemagne

XA-XE

Bulgarie

XF-XK Gregravece

XL-XR Pays

Bas

XS-XW Russie

XX-X2

Luxembourg

X3-X0 Russie

YA-YE

Belgique

YF-YK

Finlande

YL-YR Malte

YS-YW Suegravede

YX-Y2

Norvegravege

Y3-Y5

Bielorussie

Y6-Y0 Ukraine

ZA-ZR Italie

ZS-ZW non

attribueacute

ZX-Z2

Sloveacutenie

Z3-Z5 Lituanie

Z6-Z0 non

attribueacute

Chapitre 9

Organisation du

garage

1 Introduction

Un atelier de reacuteparation automobile plus communeacutement

appeleacute

garage

est une structure speacutecialiseacutee dans lentretien courant et la

reacuteparation des veacutehicules automobile

Un petit atelier de garagiste en

Nouvelle-Galles du Sud (Australie)

laquo Garagiste raquo est un terme geacuteneacuterique deacutesignant une personne travaillant dans un garage et

peut sappliquer agrave tous les meacutetiers de lentretien automobile

- meacutecanicien

- carrossier

- peintre en carrosserie

- vendeur etchellip

Un garage peut faire office de station-service tandis que

bon nombre de ces derniegraveres principalement deacutedieacutees agrave la

distribution de carburant proposent un service basique

de laquo garage raquo permettant lentretien courant du veacutehicule

et les reacuteparations mineures

Certains garages en outre proposent un service de vente

de veacutehicules Garage Citroeumln agrave Constantine

au debut du XX siegravecle (Algeacuterie)

Il existe des concessionnaires et des garagistes indeacutependants

2 Histoire

Les ateliers de reacuteparation ont fait leur apparition et se sont multiplieacutes de par le monde en

mecircme temps que lautomobile a commenceacute agrave se banaliser agrave compter du deacutebut du XXe siegravecle

passant du statut de curiositeacute tregraves oneacutereuse agrave celui de bien de grande consommation -

progressivement accessible au plus grand nombre ( FORD T)

Laugmentation du parc installeacute a constitueacute lopportuniteacute de creacuteer un nouveau modegravele

eacuteconomique axeacute sur ce nouveau mode de transport

Tandis que les pays industrialiseacutes sadaptaient agrave lautomobile en

- seacutecurisant et regraveglementant son emploi

- deacuteveloppant un reacuteseau de routes adapteacute

le besoin en points dentretien deacutedieacutes est alleacute croissant et les laquo garages raquo ont commenceacute agrave se

multiplier au bord des routes et dans les agglomeacuterations

3 CHOIX DE LIMPLANTATION

Limplantation dun garage en centre-ville ou en bordure de ville implique avantages et

inconveacutenients quelque soit le cas Critegraveres de choix

- Trafic

- Publiciteacute

- Faciliteacute daccegraves

- Coucirct du terrain

- Superficies possibles

- Frais fixes

4 REacutePARTITION DES SURFACES

La reacutepartition ideacuteale des surfaces est de

- 13 bacircti

- 23 non-bacircti

a) SURFACES NON-BATIES Elles sont essentiellement constitueacutees

- Aires de stationnement Clients magasin de PR

- veacutehicules en attente de reacuteparation

- veacutehicules clients reacutepareacutes

- veacutehicules neufs et occasions

- veacutehicules du personnel

- veacutehicules visiteurs ex repreacutesentants deacutepanneuse bennes agrave deacutechets

b) SURFACES BATIES Les locaux doivent ecirctre

- spacieux

- bien eacuteclaireacutes

- ventileacutes

- chauffeacutes

- daccegraves facile

Il faut preacutevoir

Piegraveces agrave usage de bureau

- 6msup2 par personne

Reacuteception et daccueil des clients

- sa localisation doit ecirctre eacutevidente

Salle dattente clients

- spacieuse

- confortable

- agreacutementeacutee

- documenteacutee

- eacutequipeacutee

- eacuteclaireacutee

- peinte toujours en blanc mat

Magasin de Piegraveces de Rechange plusieurs accegraves seacutepareacutes

- clients

- meacutecaniciens

- agents

Atelier de reacuteparation plusieurs zones

- reacuteparations rapides

- interventions longues

- carrosserie

- peinture

- eacutelectriciteacute

- mise au point etc

Piegraveces annexes

- deacutechets

- aire de lavage

- compresseurs

- vestiaires personnels

- sanitaires etc

5 LES MATEacuteRIELS

a) GROS MATEacuteRIELS

Stations de lavage Stations de vidange graissage Station de controcircle de geacuteomeacutetrie

des trains roulants

Montage et eacutequilibrage de pneumatiques Station de diagnostic Station de controcircles

Electriciteacute

Mateacuteriels de manutention (grues crics) ponts eacuteleacutevateurs

b) PETITS MATEacuteRIELS

Outillages speacutecialiseacutes Outillages individuels

6 LES PERSONNELS

La hieacuterarchie se compose de 2 cateacutegories

a) ENCADREMENT

Directeur geacuteneacuteral Directeur commercial Directeur technique

Directeur financier

b) EXEacuteCUTION

Secreacutetaires de direction Secreacutetaires dadministration de commerce et de gestion-finance

Chef deacutequipe Reacuteceptionnaire Preacuteparateurs

Meacutecaniciens Magasiniers Vendeurs

a EXEMPLE DAMEacuteNAGEMENT DUN GARAGE AUTOMOBILE

a) RDC

b) Etage Bureaux et administration

b ORGANISATION DUNE ENTREPRISE DE REacutePARATION

AUTOMOBILE

a) OBJECTIF DE LENTREPRISE

Accroicirctre la productiviteacute

- en structurant les ateliers

- en deacutefinissant avec preacutecision les tacircches de chacun des personnels afin quelles

ne se chevauchent pas

b) ORGANIGRAMME DUNE ENTREPRISE STRUCTUREacuteE

- Un responsable par secteur assure la liaison avec le chef dentreprise qui controcircle tous

les secteurs

- Chaque secteur est autonome

- Limportance des activiteacutes de reacuteparation permet de subdiviser le travail sous la

responsabiliteacute de plusieurs reacuteceptionnaires ainsi que plusieurs chefs deacutequipe

c FONCTIONS DES DIFFEacuteRENTS PERSONNELS AU SEIN DE

LENTREPRISE

a) LE CHEF DENTREPRISE

Il deacutefinit les objectifs et les prioriteacutes de lentreprise en assurant le controcircle de tous

les secteurs

b) LE CHEF DATELIER

- Il est responsable du fonctionnement des ateliers et de la formation des

employeacutes

- Il coordonne tous les services

c) LE REacuteCEPTIONNAIRE

- accueil le client

- deacutefinie la nature des travaux agrave effectuer

- eacutetablie eacuteventuellement un devis

- preacutecise les deacutelais de reacuteparation

Si le client est daccord

- reacutedige et fait signer LOR quil remplit avec rigueur (ex eacutetat du veacutehicule

carburant accessoires)

- charge le planning de latelier

Apregraves les travaux

- rend le veacutehicule apregraves paiement de la facture

d) LE CHEF DEacuteQUIPE

Il reacutepartit le travail et prend les deacutecisions au niveau de la reacuteparation

e) LES COMPAGNONS

Ce sont les exeacutecutants des reacuteparations

f) LE MAGASINIER

Il approvisionne latelier en piegraveces de rechange et assure le service clientegravele

g) SERVICE FACTURATION

Reacutedaction des factures dapregraves lOR pointeacute par le chef deacutequipe

h) SERVICE COMPTABILITEacute

Il gegravere et reacutealise les bilans dexploitation

Chapitre 10

Devis

1 ORGANIGRAMME DrsquoUNE INTERVENTION

2 Deacutefinition

Un devis est une estimation des prix reacutealiseacutee avant lexeacutecution de travaux ou avant lachat

dun bien

Le DEVIS est une eacutevaluation la plus preacutecise possible du coucirct dune reacuteparation

Dans le cadre de son DEVOIR dinformation et dans le souci permanent de conserver des

relations claires avec le client le devis est devenu une deacutemarche indispensable

3 Enjeux dun devis

Lorsquun particulier ou une socieacuteteacute demande des devis aupregraves de plusieurs entreprises cela

permet de comparer les prix et les prestations fournies

Les Destinataires

- un client

- une compagnie dassurance ou cabinet dexpertise

bull Le Client Le devis permet dinformer le client Il est geacuteneacuteralement eacutetabli sans

deacutemontage meacutecanique Par conseacutequent le devis reste approximatif sachant quune

erreur supeacuterieure agrave 10 nest pas toleacuterable

bull Assurances ndash Experts Le devis est eacutetabli de maniegravere preacutecise pour permettre agrave

lassureur de prendre une deacutecision sur lopportuniteacute de la reacuteparation remise en eacutetat

ou mise en eacutepave lorsque la reacuteparation deacutepasse la valeur veacutenale du veacutehicule

Geacuteneacuteralement les devis sont gratuits

4 Deacutemarche dutilisation des devis

a) Ce que doit comporter un devis

Identification du prestataire qui reacutedige le devis

bull nom et raison sociale

bull adresse complegravete

bull teacuteleacutephone

bull teacuteleacutecopie

bull email et site internet

Identification de la personne qui a demandeacute le devis

bull nom preacutenom

bull adresse

bull teacuteleacutephone

Le mot devis doit ecirctre eacutecrit en gros

La date du devis

La liste des prix et le total

b) Ce quil faut preacuteciser dans un devis

bull La dureacutee de la validiteacute de loffre par exemple ce devis est valable entre 1 et 3 mois

selon le projet

5) Estimation

bull Lestimation consiste agrave eacutevaluer par preacutediction les coucircts et deacutelais des tacircches qui

constituent un projet agrave partir destimations dautres grandeurs comme la taille la

puissance ou la capaciteacute Le terme estimation deacutecrit aussi bien la fonction lopeacuteration

que le reacutesultat

6) Quelles sont les regravegles dun bon devis

- Un prix ferme

- une trace eacutecrite en cas de litigehellip

Tel est linteacuterecirct de disposer dun bon devis avant le deacutebut des travaux

Le bon devis doit comporter un certain nombre de mentions obligatoires notamment

- la somme globale agrave payer

- le deacutecompte deacutetailleacute des prestations et des produits utiliseacutes

- le nom et ladresse de lentreprise

- la dureacutee de validiteacute de loffre et lindication du caractegravere gratuit ou payant du

devis

Ces regravegles protegravegent de faccedilon satisfaisante le client

Des mentions suppleacutementaires

Pour autant rien ne lempecircche de demander au professionnel dajouter sur le devis dautres

mentions non obligatoires comme par exemple

- les modaliteacutes de regraveglement avec un eacutecheacuteancier preacutecis des paiements

- la date limite preacutevue pour la fin des travaux

- une peacutenaliteacute de retard par jour deacutepasseacute

Le client disposera ainsi de moyens de pression suppleacutementaires en cas de complicationhellip

Si la facture est plus eacuteleveacutee

Il arrive que le montant de la facture soit supeacuterieur agrave celui du devis alors que le client navait

pas donneacute son accord preacutealablehellip

Que faire

Commencer par veacuterifier si le devis ne comporte pas une clause de reacutevision du prix dans

certains cas expresseacutement preacutevus (ex hausse du coucirct de la main-dœuvre ou des matiegraveres

premiegraveres)

si cest le cas le professionnel a le droit de reacutepercuter cette hausse sur la facture

Agrave deacutefaut le client peut refuser de payer la diffeacuterence

Une simple lettre de reacuteclamation adresseacutee au professionnel en recommandeacute avec accuseacute de

reacuteception devrait suffire En cas deacutechec le client doit saisir la direction de la concurrence de

la consommation et de la reacutepression des fraudes du deacutepartement du professionnel

Chapitre 11

Bon de commande

Commande

Dans le commerce une commande est une intention soit

- verbale

- eacutecrite

dengager une transaction commerciale pour des produits ou services particuliers

Du point de vue de lacheteur elle exprime lintention dacheter et est appeleacutee une commande

dachat

Du point de vue du vendeur elle exprime lintention de vendre et elle se reacutefegravere agrave une

commande de vente

Dans beaucoup dentreprises les commandes sont utiliseacutees pour rassembler et rendre compte

des coucircts et des revenus selon des objectifs bien deacutefinis

Ensuite il est possible de montrer pour quels objectifs les deacutepenses ont eacuteteacute engageacutees

Eacutetapes dans les commandes commerciales

Commerce Action de lacheteur Action du vendeur

Acheteur qui deacutesire le

produit et vendeur qui

vend le produit

Recherche des vendeurs du produit Marketing et publiciteacute

Veacuterification du pricing

du produit disponibiliteacute

speacutecifications coucircts de

livraison

Demande de devis ou demande doffre Devis ou offre creacuteeacutes

Accord de transaction

entre acheteur et vendeur Enregistrement de la commande dachat

Enregistrement de la commande

de vente

Le produit est expeacutedieacute du

vendeur agrave lacheteur

Fiche demballage facture pro

forma pour certaines

expeacuteditions internationales

Lacheteur reccediloit le

produit du vendeur

La fiche demballage et le produit sont

compareacutes avec la commande dachat on

veacuterifie le bon conditionnement du

produit

Le vendeur envoie la

facture (comptabiliteacute) agrave

lacheteur

On fait correspondre la fiche demballage

avec la commande dachat et la facture

on enregistre lachat dans les comptes

financiers dans la comptabiliteacute

fournisseurs

On enregistre la vente dans les

comptes financiers dans la

comptabiliteacute clients

Lacheteur paie le

vendeur

Paiement en espegraveces par chegraveque ou

paiement eacutelectronique enregistrement

du paiement sur la commande dachat

Reacuteception des espegraveces du

chegraveque ou du paiement

eacutelectronique enregistrement du

paiement sur la commande de

vente

Page 11: Maintenance des parcs roulants Partie 2/3

22 Fonctionnement

Figure II1 Cycle quatre temps agrave allumage commandeacute

Son cycle (de fonctionnement) se deacutecompose analytiquement en quatre temps (ou phases)

Le mouvement du piston est initieacute par la combustion (augmentation rapide du volume des gaz) dun

meacutelange de carburant et dair (comburant) qui a lieu durant le temps moteur

Le moteur fonctionne degraves lors seul et produit un couple sur son arbre de sortie

1 admission dun meacutelange air et de carburant vaporiseacute preacutesent dans le conduit dadmission

meacutelange preacutepareacute par divers composants (carburateur ou systegraveme dinjection) ouverture de la

soupape dadmission et descente du piston ce dernier aspire ainsi ce meacutelange dans le cylindre

agrave une pression de -01 agrave -03 bar

2 compression du meacutelange fermeture de la soupape dadmission puis remonteacutee du piston qui

comprime le meacutelange jusquagrave 12 agrave 18 bars et 400 agrave 500 degC dans la chambre de combustion

3 combustion (deacutetente aux environs du point mort haut) moment ougrave le piston atteint son point

culminant et ou la compression est au maximum la bougie dallumage (connecteacutee agrave un

geacuteneacuterateur deacutelectriciteacute haute tension) produit une eacutetincelle la combustion rapide qui sensuit

constitue le temps moteur les gaz chauds agrave une pression moyenne de 40 bars repoussent le

piston initiant le mouvement

4 eacutechappement ouverture de la soupape deacutechappement et remonteacutee du piston qui chasse les

gaz brucircleacutes deacutetendus dans le collecteur deacutechappement laissant la place agrave une nouvelle charge

de meacutelange Un nouveau cycle recommence

23 Allumage eacutelectronique

Un allumage eacutelectronique est une eacutevolution de lallumage classique par batteriebobine des moteurs agrave

explosion

Il a consisteacute agrave remplacer aussi le meacutecanisme davance agrave lallumage par un systegraveme eacutelectronique (en

reacutealiteacute dans ce cas le systegraveme est reacutegleacute sur

pleine avance) et un retardateur eacutelectronique

introduit le retard neacutecessaire agrave la situation du

moteur

Introduit dans les anneacutees 1970 lallumage

eacutelectronique sest geacuteneacuteraliseacute sur de nombreuses

cateacutegories de moteurs (automobiles motos etc)

agrave partir des anneacutees 1980

Allumage eacutelectronique

24 Avantages et inconveacutenients du moteur agrave allumage commandeacute

bull Plus leacuteger

bull Plus vif

bull Plus silencieux

bull Cout moindre

25 Les pannes

Les pannes dallumage sont une des grandes causes dimmobilisation involontaire des veacutehicules agrave

moteur

bull Usure des rupteurs

bull Deacutereacuteglage du point davance

bull Usure ou grippage du systegraveme davance

26 Combustion

La combustion du meacutelange est une transformation chimique (oxydation vive) du carburant et de

loxygegravene

On utilise geacuteneacuteralement loctane comme moleacutecule permettant de deacutecrire une combustion de ce type

Eacutequation de la combustion de loctane

2 C8H18 + 25 O2 16 CO2 + 18 H2O + Q

2 Moteur Diesel

Principe

Fruit des travaux meneacutes par lingeacutenieur allemand Rudolf Diesel entre 1893 et 1897 le moteur Diesel

est un moteur agrave combustion interne dont lallumage nest pas commandeacute mais spontaneacute par

pheacutenomegravene dauto-inflammation

Il na donc pas besoin de bougies dallumage

Cela est possible gracircce agrave un tregraves fort taux de compression (rapport volumeacutetrique) denviron 141 agrave

251 permettant dobtenir une tempeacuterature de 700 agrave 900 degC

Des bougies de preacutechauffage sont souvent utiliseacutees pour permettre le deacutemarrage du moteur agrave froid en

augmentant la tempeacuterature de la chambre de combustion mais leur preacutesence nest pas systeacutematique

Ce type de moteur agrave taux de compression eacuteleveacute a connu une expansion rapide en automobile agrave partir

de la fin des anneacutees 1980 lorsque la suralimentation par turbocompresseur en a notablement ameacutelioreacute

les performances

Comme le moteur thermique agrave allumage commandeacute le moteur Diesel est constitueacute de pistons

coulissants dans des cylindres fermeacutes par une culasse reliant les cylindres aux collecteurs dadmission

et deacutechappement culasse eacutequipeacutee de soupapes commandeacutees par un ou plusieurs arbres agrave cames

Moteur VW TDI

Le fonctionnement repose sur lauto-inflammation du gazole dans de lair comprimeacute agrave plus de 120

du volume du cylindre a environ

- 35 bar de pression

- 600 degC de tempeacuterature

En brucirclant le meacutelange augmente fortement dans le cylindre

- la pression entre 60 agrave 100 bars

- la tempeacuterature a 1500 degC

Le cycle Diesel agrave quatre temps comporte

- Admission Contrairement au moteur agrave essence crsquoest de lrsquoair pur et non un meacutelange carbureacute qui est

introduit dans le cylindre lors de cette phase

- Compression Lrsquoair fortement comprimeacute est porteacute agrave une pression de 30 agrave 40 bars pour une

tempeacuterature de 500 agrave 600 degC environ

Admission Compression Combustion Echappement

Figure I1 les quatre temps drsquoun moteur Diesel

- combustion A la fin de la compression le gas-oil est alors injecteacute sous forme de fines gouttelettes

soit directement dans la chambre de combustion (injection directe) soit dans une preacute-chambre

turbulente destineacutee agrave favoriser sa combustion au contact de lrsquoair chaud (injection indirecte) La

pression drsquoinjection varie de 80 agrave 250 bars suivant le type de moteur Au contact de lrsquoair agrave tempeacuterature

eacuteleveacutee le combustible srsquoenflamme de lui-mecircme sa tempeacuterature drsquoinflammation eacutetant voisine de 300

degC Il srsquoenflamme spontaneacutement agrave mesure qursquoil est introduit Cependant un certain temps mesurable

srsquoeacutecoule entre le deacutebut drsquoinjection et le deacutebut de la combustion Crsquoest le deacutelai drsquoallumage Les gaz

augmentent tregraves rapidement de volume et chassent le piston vers le bas Crsquoest la deacutetente ou temps

moteur La pression des gaz est de lrsquoordre de 50 agrave 120 bars et la tempeacuterature de 1800 agrave 2000 degC

- Echappement Les gaz brucircleacutes sont chasseacutes par le piston qui remonte gracircce agrave la soupape

drsquoeacutechappement qui srsquoouvre

Les seules bougies preacutesentes sur un moteur diesel sont les bougies de preacutechauffage qui comme leur

nom lindique preacutechauffent les chambres de combustion (ou les preacutechambres suivant le type de diesel)

afin dobtenir lorsque le moteur est froid une tempeacuterature suffisante pour lauto-inflammation du

carburant

332 Vitesse et puissance

Les vitesses de rotation des moteurs diesel sont tregraves diffeacuterentes dun moteur agrave un autre

En effet plus le moteur est gros plus la course du piston est grande et plus le moteur est lent

Trois classes de moteurs sont ainsi deacutefinies

bull moteur lent moins de 200 trmin

bull moteur semi-rapide entre 400 et 1 000 trmin

bull moteur rapide 1 000 trmin et plus

Scheacutematiquement plus le piston est gros plus sa course

est importante

Pour exemplethinsp moteur DW10 ATED de PSA cylindreacutee

1 997 cmsup3 aleacutesage 85 mm course 88 mm reacutegime de

puissance maximale 4 000 trmin

Pour ce moteur la vitesse lineacuteaire du piston dans le

cylindre agrave 4 000 trmin est de 88 x 2 (deux courses par

tour moteur) = 176 mm ou en megravetres 0176 times 4 000

soit 704 mmin ou 70460thinspms = 117 ms

Moteur Diesel PSA

Certains moteurs Diesel lents de type agrave 2 temps atteignent 100 000 ch (voir le porte- conteneurs

Emma Maeligrsk) comme le Waumlrtsilauml RT-flex96C 14 cylindres moteur agrave 2 temps lent

(92102 toursmin)

Les cylindres ont un aleacutesage de 96 cm et le piston une course de

25 m2

Ce moteur a une hauteur denviron 13 megravetres et une longueur de 26

megravetres pour un poids de 2 300 tonnes

333 Combustion

Reacuteaction chimique dans laquelle la combustion du carburant (oxydation vive de lhexadeacutecane) par le

dioxygegravene preacutesent dans lair deacutegage de la chaleur plus des reacutesidus de combustion dioxyde de carbone

et eau

Eacutequation parfaite de la combustion du gazole

hexadeacutecane + dioxygegravene = dioxyde de carbone + eauthinsp

2 C16H34 + 49 O2 rarr 32 CO2 + 34 H2O + Q

En pratique on considegravere quil faut preacutevoir 30 g dair pour brucircler 1 g de combustible

334 Usage

On utilise le moteur Diesel lorsque lon a un besoin dun couple

important ou dun bon rendement

- locomotives

- bateaux

- camions

- Bus et car Diesel-alternateur sur un peacutetrolier

- tracteurs agricoles

- groupes eacutelectrogegravenes

- engins de travaux publics

- automobiles

335 Circuit drsquoalimentation

Le circuit drsquoalimentation (figure I16) du moteur en carburant (gas-oil) dans un moteur diesel

comprend les eacuteleacutements suivants

- Le reacuteservoir qui est souvent muni drsquoun tamis qui arrecircte les plus grosses impureteacutes du combustible

Le bouchon comporte un trou de mise agrave lrsquoair libre

- La pompe drsquoalimentation aspire le combustible dans le reacuteservoir agrave travers une creacutepine Elle est

proteacutegeacutee par un preacute-filtre

- Le filtre complegravete le nettoyage du combustible qui est refouleacute par la pompe drsquoalimentation La

pression fournie par cette pompe est limiteacutee par le clapet de deacutecharge placeacute dans le filtre

- La pompe drsquoinjection distribue sous une forte pression au moment voulu le combustible vers les

cylindres Dans certains cas un clapet de balayage tareacute plus faible que celui du filtre permet une

circulation du combustible qui assure le refroidissement de la pompe

Figure I16 Circuit drsquoalimentation avec pompe en ligne

- Lrsquoinjecteur pulveacuterise tregraves finement le combustible dans la chambre de combustion

- Les canalisations de retour relient la pompe le filtre et les injecteurs au reacuteservoir Elles assurent

lrsquoeacutevacuation de lrsquoexcegraves de deacutebit ou la reacutecupeacuteration des fuites

Une pompe dalimentation solidaire de la pompe dinjection aspire le combustible du reacuteservoir au

travers drsquoun preacute-filtre deacutecanteur et le refoule vers le filtre principal

Le combustible filtreacute est envoyeacute sous pression dans la chambre daspiration de la pompe dinjection

dougrave les eacuteleacutements pistons-cylindre le refoulent sous haute

pression vers les injecteurs

Des soupapes de balayage (ou de deacutegazage) placeacutees sur le filtre et

la chambre daspiration de la pompe agrave injection facilitent

leacutevacuation des bulles dair ou de vapeur et assurent par ailleurs

le refroidissement de la pompe par le deacutebit de combustible ainsi

produit

Pompe agrave injection diesel rotative

Les fuites de combustible sont reacutecupeacutereacutees au niveau des injecteurs et renvoyeacutees au reacuteservoir en mecircme

temps que les divers deacutebits de deacutegazage

335 Deacutelai drsquoallumage

Le temps mis par les premiegraveres gouttelettes injecteacutees pour atteindre la tempeacuterature drsquoinflammation est

deacutefini sous le nom de deacutelai drsquoallumage

Ce deacutelai doit ecirctre aussi court que possible pour que le fonctionnement du moteur soit doux Il sera

drsquoautant plus faible que

- La tempeacuterature de lrsquoair est plus eacuteleveacutee

- La tempeacuterature drsquoinflammation du combustible est

plus basse

- Le combustible est plus finement pulveacuteriseacute

- La tempeacuterature du combustible est plus eacuteleveacutee

- Lrsquoindice de ceacutetane du combustible est eacuteleveacute

336 Moteur agrave injection directe

Moteur agrave combustion interne alimenteacute en air pur le carburant eacutetant injecteacute

sous forte pression directement dans la chambre de combustion (figure

I17)

La pression drsquoair est de 175 agrave 200 bars Ce moteur a besoin drsquoun excegraves drsquoair

important pour favoriser le brassage du meacutelange

Les pressions sont importantes en fin de compression (Reacutef [2])

Injection directe

Avantages

- Le rendement thermique est supeacuterieur drsquoenviron 10 agrave un moteur agrave chambre de preacutecombustion

- Les deacutemarrages sont plus faciles

- La construction est plus simple que pour les autres types de moteurs

Inconveacutenients

Le moteur est assez bruyant et les organes sont soumis agrave de fortes charges

Lrsquoencrassement des injecteurs est plus rapide

336 Avantages du moteur Diesel

Les raisons du succegraves du moteur Diesel dans lautomobile au-delagrave davantages fiscaux qui relegravevent de

choix politiques et non techniques tiennent essentiellement agrave son rendement supeacuterieur agrave celui du

moteur agrave essence

Ce rendement peut ecirctre encore ameacutelioreacute par lutilisation dun

turbocompresseur

Les plus reacutecents modegraveles sont laquo agrave geacuteomeacutetrie variable raquo (TGV)

technologie qui leur permet decirctre plus performants agrave bas reacutegime)

Turbocompresseur

Ainsi que lrsquoutilisation du Common rail (injection directe agrave haute

p r e s s i o n ) i n v e n t eacute p a r F i a t e t M a g n e t i - M a r e l l i

Systegraveme drsquoinjection a rampe commune

Avec les nouveaux injecteurs-pompe rampe commune et pieacutezo-eacutelectrique la pression atteint

jusquagrave

2thinsp500 bars

Contre

- 1thinsp400 pour la premiegravere rampe commune

- moins de 1thinsp000 pour un moteur agrave injection indirecte)

Ce qui assure une pulveacuterisation du gazole

- turbulente

- continue

- constante et

- bien reacutepartie

parametres essentielles pour une bonne combustion

Cette technologie porte le nom de

bull JTD Fiat Alfa Romeo Lancia - inventeur du systegraveme common rail 1re geacuteneacuteration

bull Mjt Fiat Alfa Romeo Lancia Iveco - inventeur et distributeur du systegraveme common rail 2e et

3e geacuteneacuteration

bull HDi Peugeot Citroeumln

bull dCi (Direct Common rail Injection) Renault Nissan Dacia

bull CDI (Common rail Direct Injection) Mercedes-Benz Smart

bull CRD Jeep

bull Td(x) TDV(x) Land Rover (ex Td4 ou TDV8)

bull d BMW (ex 530d)

bull TDI (Turbo Direct Injection) Audi Seat Skoda Volkswagen

bull D-4D ou D-CAT Toyota (CAT signifie Clean Advanced Technologie)

bull d Lexus (exIS 220 d)

bull CDTI (Common rail Turbo Direct Injection) Opel (les DTI sont des moteurs agrave injection

directe sans rampe commune)

bull VDi deacutenomination anciennement utiliseacutee par Nissan aujourdhui remplaceacutee par dCi

bull DI-D Mitsubishi

bull D Volvo (ex 24D ou D5) Jaguar (ex 27D)

bull TDCi Ford (les moteurs TDdi sont agrave injection directe mais ne comportent pas de rampe

commune)

bull MZR-CD Mazda

bull i-CTDi Honda

bull CRDi Hyundai

bull CRDI Kia

bull TCDi VCDi Chevrolet

bull TID Saab

34 Architectures moteurs

341 Introduction

Les deacutefauts du moteur agrave combustion interne classique sont

- meacutediocre rendement

- vibrations

- difficulteacute de reacuteduire son niveau de pollution

De nombreuses architectures alternatives sont neacutees au cours de lhistoire beaucoup sont resteacutees agrave leacutetat

de dessins ou de maquettes certaines ont donneacutees des prototypes fonctionnels et quelques rares

architectures ont eu droit agrave la production industrielle

342 Caracteacuterisation

La cylindreacutee dun moteur est le volume total (tous cylindres) deacuteplaceacute durant un cycle

Elle est calculeacutee agrave partir

- du diamegravetre dun cylindre (laleacutesage)

- de la distance parcourue par un piston (la course) et

- du nombre de cylindres

La puissance deacuteveloppeacutee souvent exprimeacutee par une courbe de puissance moteur doit ecirctre mesureacutee

selon certaines normes deacutefinissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de

tempeacuterature et de pression

Courbes caracteristiques du moteur CMT F4L912

Elle est toujours supeacuterieure agrave la puissance reacuteellement disponible aux roues pour un veacutehicule du fait des

pertes dans la transmission

Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le kiloWatt (kW) mais souvent accoleacute au cheval-vapeur (CV)

1 cheval-vapeur = 736 Watt

Le couple maximal est exerceacute sur laxe

Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le Newton-megravetre (Ntimesm) bien que le kgtimesm reste courant

La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation

Pour obtenir des Watt il faut multiplier le couple en Ntimesm par la vitesse de rotation en radians par

seconde

La vitesse maximale de rotation geacuteneacuteralement exprimeacutee en tours par minute

- La puissance speacutecifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindreacutee (volume de gaz

contenus apregraves le cycle dadmission)

Elle est souvent exprimeacutee en la rapportant au litre de cylindreacutee

- Le taux de compression dun moteur exprime le rapport entre le volume laisseacute dans lun de ses

cylindres au point mort bas et au point mort haut

Plus il est eacuteleveacute plus le meacutelange est comprimeacute donc plus lexplosion sera forte donc difficile agrave geacuterer

(choc meacutecanique tempeacuteraturehellip) mais plus le rendement du moteur sera eacuteleveacute

343 Eleacutements constitutifs drsquoun moteur

3431 Eleacutements fixes

34311 Bloc-moteur

Le bloc-moteur appeleacute eacutegalement carter-cylindres est la

piegravece maicirctresse du moteur (figure I2)

Ses fonctions principales sont les suivantes

- contenir les cylindres

- supporter le vilebrequin la culasse les

accessoires

- servir de support agrave lrsquohuile de lubrification

Scheacutema drsquoun bloc moteur

- servir de support agrave lrsquoeau de refroidissement (si un tel systegraveme de

refroidissement est utiliseacute)

Bloc a 04 cylindres

34312 Chemises

Pour le moteur F4L912 refroidi agrave air les chemises sont munies drsquoailettes (figure I3)

a) b) c)

Figure3 Chemises pour moteurs a) humides b) segraveches c) agrave ailettes du moteur F4L912

34313 Culasse

La culasse obture la partie supeacuterieure du cylindre

Cest une piegravece assez massive obtenue par moulage de fonte dacier ou

drsquoaluminium

Sa forme est tregraves variable suivant le type de moteur

La circulation de leau de refroidissement se fait dans des eacutevidements

ameacutenageacutes dans leacutepaisseur des parois Culasse drsquoun moteur

refroidi agrave eau

Les culasses portent

- les injecteurs

- les soupapes

- les culbuteurs

- les conduits dentreacutee dair et de sortie des gaz brucircleacutes Culasse Renault Kangoo

Pour le moteur refroidi agrave air (F4L912) leur culasse porte des ailettes comme montre la figure

Figure I5 Culasse du moteur F4L912 Figure I6 Vilebrequin pour un moteur a 4 cylindres

I322 Eleacutements mobiles

I3221Vilebrequin

Le vilebrequin (figure I6) est un arbre manivelle il reccediloit les efforts des bielles

Les parties cylindriques par lesquelles il repose dans des

paliers-supports du bacircti sont les laquo tourillonsraquo

Les parties cylindriques qui reccediloivent les coussinets de tecirctes

de bielles sont les

laquo manetons raquo (Reacutef [2])

Manetons et tourillons sont relieacutes entre eux par des flasques

appeleacutes laquo bras de manivelle raquo Fig 6 bis Vilebrequin a 5 paliers avec ses bielles et pistons

Des canaux sont foreacutes dans la masse du vilebrequin pour amener lhuile de graissage

jusquaux coussinets de tecirctes de bielle (figure 7)

Figure 7 Graissage des paliers drsquoun vilebrequin

I2322 Bielles

Les bielles transmettent au vilebrequin les efforts quelles

reccediloivent des pistons pendant les temps moteurs et

entrainent les pistons pendant les temps reacutesistants

Elles sont en acier allieacute

Leurs formes sont conccedilues de maniegravere agrave concilier au mieux la

leacutegegravereteacute et la reacutesistance aux efforts de

- compression

- extension Fig7a Ensemble bielles-pistons

- flexion

Les trois principales parties dune bielle sont

- le pied qui srsquoarticule sur laxe de piston

- le corps

- la tecircte qui sarticule sur un maneton du

vilebrequin

Figure I8 Bielle utiliseacutee dans le moteur F4L912

Le pied est un eacutepanouissement aleacuteseacute du corps dans lequel une

bague en bronze phosphoreux ou un roulement agrave aiguilles est

emmancheacute avec serrage

Le corps est alleacutegeacute par des eacutevidements sa section est souvent en

I parfois tubulaire

La tecircte est en deux parties assembleacutees par boulons pour en

permettre le montage sur le vilebrequin

La partie rapporteacutee est le laquo chapeau raquo

Deux demi-coussinets en bronze ou en acier sencastrent dans

la tecircte ils sont garnis dune couche de meacutetal antifriction

Le garnissage est parfois en laquo meacutetal roseraquo (alliage agrave base de

plomb et de cuivre qui fond agrave 1 000degC) pour les moteurs soumis

agrave de tregraves gros efforts

Quelquefois les coussinets sont deacutepourvus de garnissage ils

sont alors en bronze speacutecial

Fig8a Description de lrsquoensemble bielles-pistons

Dans les moteurs modernes les coussinets sont des laquo coquillesraquo tregraves minces en acier

eacutegalement garnies drsquoalliage antifriction

I3223Piston

Le piston (figure I9) peut ecirctre deacutecomposeacute en quatre parties

principales

- La tecircte ou fond qui reccediloit les efforts dus aux gaz

- le porte-segments qui par lrsquointermeacutediaire des segments assure

lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz et agrave lrsquohuile et dissipe une partie des calories

reccedilues vers le fluide de refroidissement Fig 8b Vue drsquoun piston

- le logement de lrsquoaxe de piston ou trou drsquoaxe

- la jupe ou partie frottant dont le rocircle est de guider le porte-segments et de dissiper une partie des

calories

- Fonctions du piston

Le piston doit transmettre au vilebrequin par lrsquointermeacutediaire de la

bielle les efforts dus aux gaz

- jusqursquoagrave 75 MPa pour les moteurs agrave essence non

suralimenteacutes

- jusqursquoagrave 14 agrave 18 MPa pour les moteurs diesels

Figure I9 Piston

Ils doivent ecirctre suffisamment isolants pour ne pas fournir trop de

calories au fluide de refroidissement

Tout en eacutevitant la formation de points chauds et de grippage

Il faut que le piston soit aussi leacuteger que possible et le moins

encombrant possible (distance entre le trou drsquoaxe et la tecircte la plus

reacuteduite pour avoir un moteur compact)

La dilatation du piston doit ecirctre telle que le jeu pistonchemise varie

peu car trop de jeu agrave froid provoque des claquements et pas assez de

jeu agrave froid un grippage

Le piston doit avoir une bonne reacutesistance meacutecanique en fatigue

Fig 9a Piston pour moteur Diesel

Formes de la tecircte du piston

La forme des chambres de combustion est deacutetermineacutee par

lempreinte reacutealiseacutee dans la culasse si bien que la tecircte du

piston est habituellement plate

Parfois il savegravere au contraire que le piston soit creuseacute et

forme totalement ou partie la chambre de combustion

Neacuteanmoins la tecircte du piston est creuseacutee notamment sur les

automobiles de course pour une toute autre raison

Il sagit en effet de reacutealiser une forme particuliegravere permettant

de reacutepartir et de diriger au mieux le meacutelange airessence

injecteacute dans la chambre

Fig 9c Illustration des diffeacuterentes formes de tecirctes de piston et de la

position de linjecteur selon la technique dinjection

On distingue geacuteneacuteralement 02 grandes techniques dinjection

Dans le cas dune injection dite laquo tumble raquo le jet de fluide produit par

linjecteur est deacutevieacute (par la forme de la tecircte du piston) vers la bougie

dallumage permettant de produire une explosion plus laquo performantes

raquo et stratifieacutee

Dans le cas dune injection dite laquo swirl raquo le carburant agit comme un

tourbillon permettant ainsi dhomogeacuteneacuteiser le meacutelange dans toute la

chambre

Il est eacutegalement possible de combiner les deux types dinjection

Fig9b Illustration des mouvements

tourbillonnaire swirl et tumble

I3224Segmentation

Ce sont des piegraveces composeacutees dun cercle incomplet en acier eacutelastique preacutevues pour semboicircter dans

les gorges du piston

Le diamegravetre exteacuterieur au repos est leacutegegraverement

supeacuterieur agrave celui du cylindre

En partant de la tecircte du piston on a (figue I10)

- le segment ndeg3 segment coup de feu

(ou segment de feu)

- le segment ndeg2 segment drsquoeacutetancheacuteiteacute

- le segment ndeg1 segment racleur ou refouleur

Fig9b Vue drsquoun ensemble piston-segments

Les deux derniers segments sont eacutegalement appeleacutes segments de compression

Les rocircles de la segmentation sont les suivants

- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz

ce rocircle est surtout assureacute par le segment coup de feu

Il est essentiel pour diminuer le Blow-by (gaz de combustion

passant dans le carter-cylindres) et la tempeacuterature des

segments inteacuterieurs

Figure I10 Segments de piston

- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute agrave lrsquohuile de lubrification

crsquoest surtout le rocircle du segment racleur mais le segment

drsquoeacutetancheacuteiteacute a aussi une grande importance

- Eacutevacuer la chaleur du piston vers le cylindre

Elles sont fabriqueacutees agrave partir dun ressort dacier eacutelastique

coupeacute ensuite en rondelles constituant les segments Fig10a Collier pou segments a piston

Elles sont geacuteneacuteralement asymeacutetriques il faut faire attention au sens de montage lors de

lassemblage du moteur (fig10b)

Lespace entre les deux extreacutemiteacutes du segment lorsquil est

de serrage introduit dans le cylindre sappelle le jeu agrave la coupe

Sa mesure permet deacutevaluer lusure du segment

Fig10b Tierccedilages des segments

I3225Axe de piston

Les axes de pistons en acier au nickel ceacutementeacute sont tubulaires leur

surface cylindrique exteacuterieure est rectifieacutee

Trois types de montage sont couramment utiliseacutes

- laxe est maintenu solidaire de la bielle par une vis pointeau il est

libre dons le piston

- laxe est maintenu solidaire du piston par une vis pointeau placeacutee dans

lun des bossages il est libre dans laleacutesage de la bielle Fig10c Axe piston

- laxe est monteacute laquoflottantraquo dans le piston et la bielle son deacuteplacement lateacuteral est limiteacute par

des freins extensibles en anneau (figure I11) logeacutes dans des rainures circulaires

Lajustement de laxe est agrave

- frottement doux dans la bielle

- frottement dur dans le piston

Pour le montage le piston est porteacute agrave la tempeacuterature de 100degc dans un bain dhuile afin de

faciliter la mise en place de laxe

Figure I11 Axe de piston monteacute flottant

52 La distribution

Mais cest quoi dont la distribution

Ce sont les diffeacuterents systegravemes permettant la reacutegulation des eacutechanges gazeux cest agrave dire les eacutetapes

dadmission et deacutechappement

Dans un moteur 2 temps cette fonction est assureacutee par le piston

Sur un moteur quatre temps la distribution se fait au niveau de la culasse par les soupapes et tous les

systegravemes qui permettent leurs ouvertures et fermetures

Chaque cylindre dun moteur possegravede au moins deux soupapes une dadmission et une

deacutechappement

Sur certains moteurs il Y a trois ou quatre soupapes par culasse elles sont commandeacutees simultaneacutement

deux agrave deux

(a) 02 soupapes (b) 03 soupapes (c) 04 soupapes

Fig11a Culasses a 02 03 et 04 soupapes par cylindre

Les soupapes sont normalement appuyeacutees sur leurs siegraveges par des

ressorts en heacutelice

Leur ouverture agrave un instant preacutecis de chaque cycle sobtient gracircce agrave

la pousseacutee exerceacutee par une came (figure12)

La came tourne entraicircneacutee par le vilebrequin sa pousseacutee est

communiqueacutee agrave la soupape par lintermeacutediaire dun poussoir dune

tige et dun culbuteur

Fig12 Distribution

331 Soupapes

Une soupape est un organe meacutecanique de la distribution des moteurs thermiques agrave quatre

temps permettant ladmission des gaz frais et leacutevacuation des gaz brucircleacutes

Les soupapes sont actionneacutees par un arbre agrave cames et maintenues par un ou plusieurs ressorts

de rappel

Les soupapes sont constitueacutees de quatre parties

a) Tecircte de la soupape

Lorsque la soupape est en position fermeacutee elle vient sappuyer sur le siegravege de

soupape dessineacute dans la culasse pour assurer leacutetancheacuteiteacute de la chambre

La partie de la soupape en contact avec le siegravege de forme tronconique est

deacutenommeacutee laquo porteacutee raquo langle varie entre 30deg et 45deg

b) Collet

Elle relie la tecircte agrave la tige est formeacute par un congeacute de grand rayon de faccedilon agrave

faciliter la dissipation de la chaleur provenant de la chambre et eacuteviter leffet

dentaille ducirc au changement de section

c) Tige

Crsquoest une piegravece cylindrique dont le diamegravetre est de lordre du quart de celui de la tecircte assure

le guidage vertical de la soupape

La tige coulisse ainsi dans le guide de soupape ouverture cylindrique pratiqueacutee dans la

culasse

d) Queue

Partie terminale de la soupape supporte laction du poussoir actionneacute par larbre agrave cames

Elle comporte une ou plusieurs gorges le plus souvent de section semi-circulaire pour loger

les clavettes qui transmettent agrave la soupape la tension du ressort de rappel6

Les soupapes sont en acier allieacute tregraves reacutesistant

Les principaux meacutetaux dalliage sont le chrome le

silicium le tungstegravene le nickel

Figure I13 Soupape avec tecircte bombeacutee

332 Culbuteurs et poussoirs

Les culbuteurs (figure I14) sont des leviers oscillants articuleacutes sur un axe solidaire de la

culasse

Leur rocircle est de transmettre de haut en bas aux queues de soupape les pousseacutees quils

reccediloivent de bas en haut agrave intervalles reacuteguliers des poussoirs et tiges de culbuteurs

Figure I14 Culbuteurs Renault 21 TD

Les poussoirs sont des cylindres en acier tregraves reacutesistant qui prennent contact avec les cames

soit

- par lintermeacutediaire dun galet

- par intermeacutediaire dun plateau

Suivant le cas le profil de la came est diffeacuterent

Fig14a Poussoirs et arbre agrave cames en tegravete pour leur entrainement (VW Toureg)

521 Le diagramme de distribution

Le point le plus haut quil peut atteindre quon appelle point mort haut (PMH) et inversement le point

le plus bas quon appelle point mort bas (PMB)

Enfin on appelle la course la longueur du parcours entre le PMH et le PMB

Laleacutesage est le diamegravetre du cylindre

Ces donneacutees et le volume de la chambre de combustion permettent de calculer le taux de compression

ou rapport volumeacutetrique

Figure V1 Point Mort Haut et Point Mort Bas dans un moteur

522 Les systegravemes de controcircle des soupapes

Au vue de la complexiteacute dun diagramme de distribution il faut que les soupapes dadmission et

deacutechappement soient parfaitement synchroniseacutees pour que le cycle sexeacutecute dans de bonnes

conditions

Moteurs culbuteacutes

Dans un moteur agrave combustion interne les culbuteurs servent agrave

transmettre la pousseacutee des tiges de culbuteurs vers les soupapes (les

soupapes se trouvant au-dessus des cylindres les tiges de culbuteurs

le long des cylindres et actionneacutees par un arbre agrave cames lateacuteral ou

central situeacute vers le bas des cylindres proche du vilebrequin)

Ces moteurs sont dits culbuteacutes

Ils ont eacuteteacute tregraves utiliseacutes en automobile de tourisme jusquaux anneacutees

1970-80

Fig 2 Ensemble de distribution culbuteacute

Tout dabord quest ce quune came

La came est lobjet qui permet la commande dune ou de plusieurs soupape Son profil est calculeacutee tregraves

preacuteciseacutement afin de

-fixer la hauteur de la leveacutee de soupape

-amortir le choc entre la came et le poussoir ducirc au jeu initial

-reposer doucement la soupape dans son siegravege lors de la fermeture par ressort

Figure V4 Ensemble soupape-came et arbre agrave cames

La came peut commander la soupape directement avec un poussoir comme repreacutesenteacute ci-agrave gauche

mais elle peut eacutegalement utiliser des basculeurs tels que le linget (ci contre en bas) ou le culbuteur (ci

contre en haut)

Ainsi larbre agrave came contient plusieurs cames permettant de commander les soupapes de tous les

cylindres afin de les synchroniser

Larbre agrave cames est geacuteneacuteralement entraicircneacute au moyen dengrenages

Son pignon denteacute est soit directement en prise avec un pignon caleacute agrave lextreacutemiteacute du vilebrequin soit

relieacute agrave ce dernier par un pignon intermeacutediaire

Les soupapes peuvent ecirctre commandeacutees par simple arbre agrave cames en tecircte

Cela signifie que larbre agrave cames est placeacute au dessus de la culasse et quil actionne les soupapes

dadmission et deacutechappement par lintermeacutediaire de culbuteur

Il existe aussi le systegraveme de double arbre agrave cames en tecircte ougrave dans ce cas il y a deux arbres agrave came

lun commande les soupapes dadmission et lautre les soupapes deacutechappement Ici les soupapes

peuvent ecirctre actionneacutees par tous les systegravemes possibles poussoir ou basculeurs

Moteurs agrave simple arbre agrave cames en tecircte

Si lon souhaite un reacutegime de rotation plus eacuteleveacute il est dusage de

placer le ou les arbres agrave cames juste au-dessus des soupapes

directement dans la ou les culasse(s) (arbre agrave cames en tecircte)

et donc il ny a plus besoin de tiges de culbuteurs (moins de piegraveces

en mouvement de jeux donc moins de risque daffolement de

soupapes)

Lorsque les soupapes sont toutes aligneacutees (soupapes dites droites) elles sont coiffeacutees dun poussoir

cylindrique et ouvertes par laction directe de la came sur le dessus

du poussoir

Si elles ne sont pas toutes aligneacutees (soupapes en V) et que lon

souhaite nutiliser quun seul arbre agrave cames en tecircte on dispose des

culbuteurs pour transmettre la pousseacutee des cames aux soupapes

Moteurs agrave double arbre agrave cames en tecircte

Bien que le montage agrave double arbre agrave cames en tecircte permette de

saffranchir des culbuteurs il arrive dutiliser de petits culbuteurs

dits alors linguets parfois appeleacutes basculeurs

Un culbuteur transmet agrave la soupape la pousseacutee de la came en

inversant le sens de la pousseacutee quil reccediloit Laxe de pivot dun

culbuteur est situeacute entre ses deux extreacutemiteacutes comme une balanccediloire

agrave bascule Figure V4 Entraicircnement des arbres de distribution dun systegraveme agrave 16 soupapes

La question qui vient apregraves cest ben comment il tourne larbre agrave cames

Ce sont les vilebrequins qui en tournant transmettent leur position au(x) arbre(s) agrave cames

Il faut bien comprendre que les vilebrequins sont deacutependant les uns des autres lun ne peut pas tourner

sans lautre car ils sont relieacutes entre eux

Ceci est souvent appeleacute larbre moteur

Cette commande se fait le plus souvent par chaicircne comme preacutesenteacute dans la figure des deux arbres agrave

cames en tecircte (sur la droite)

Cest ce quon appelle la chaine de distribution

On trouve eacutegalement la commande par courroie cranteacutee

Enfin on trouve la commande par pignon qui est tregraves reacutesistant mais cher agrave mettre en place

a) chaine b) pignon c) courroie cranteacutee

Figure V4 commande par chaine non 16032016

323 Nombre de soupapes par cylindre

Bien sur laugmentation nombre de soupapes vous vous en doutez favorise le rendement de

distribution Mais ceci nest pas la seule raison

Commenccedilons simplement par le nombre de soupapes le plus reacutepandu dans les anneacutees 80 cest agrave dire 2

soupapes par cylindre

Les culasses ont une chambre de combustion hemispheacuterique pour favoriser le flux des gaz un angle

entre la soupape dadmission et deacutechappement tregraves eleveacute (proche de 90deg) et enfin un taux de

compression eacuteleveacute

Cependant malgreacute tous ces efforts pour favoriser la distribution il est devenu difficile daccroitre les

performances du moteur

Pour cela il y avait une solution augmenter le diamegravetre des soupapes mais cela est devenu vite

impossible ducirc agrave lencombrement les soupapes auraient fini par se toucher

Par ailleurs lutilisation du double arbre agrave cames en tecircte devenait difficile

En effet imaginez la distance des arbres agrave cames pour commander des soupapes donc lencombrement

moteur eacutetait important et surtout lentrainement des 2 arbres agrave cames eacutetait difficile

Il a donc eacuteteacute utiliseacute des cascades de pignons mais cela rendait la distribution tregraves bruyante et les

contraintes dues agrave leacutechauffement eacutetaient difficiles agrave geacuterer

En revanche cette disposition agrave deux soupapes est meacutecaniquement simple et on peut facilement placer

dune part les vis de fixation de la culasse et dautre part la bougie

Figure 6 Culasse a 2 4 et 5 soupapes

Au milieu des anneacutees 80 Yamaha invente une culasse agrave 5 soupapes sur le FZ750 Genesis encore

utiliseacutee aujourdhui sur les sportives de la gamme

Ainsi ce moteur comptant

- 3 soupapes dadmission

- 2 soupapes deacutechappement

permet un meilleur remplissage de la chambre de combustion

La difficulteacute rencontreacutee est le logement des 5 soupapes

Les trois soupapes dadmission ont eacuteteacute placeacutees sur des plans diffeacuterents

mais de faccedilon agrave converger vers larbre agrave cames eacutevitant le montage de

culbuteurs

Cette architecture meacutecanique provoque une difficulteacute daccessibiliteacute meacutecanique

53 Refroidissement

Les combustions reacutepeacuteteacutees surchauffent les piegraveces en contact (piston cylindre soupape) et se diffusent

sur lensemble des piegraveces meacutecaniques du moteur

Il faut donc les refroidir sous peine de destruction

Pour un bon fonctionnement les moteurs agrave explosion ont besoin drsquoune tempeacuterature reacuteguliegravere et

adapteacutee

531 Refroidissement agrave air

En 1875 le franccedilais Alexis de Bischop utilise lair pour le refroidissement

Son moteur sans compression preacutealable de type mixte comportait un

cylindre entoureacute dailettes meacutetalliques augmentant ainsi la surface en

contact avec lair

Ce type de refroidissement est surtout utiliseacute pour les moteurs eacutequipant les

veacutelomoteurs et motocyclettes de faible cylindreacutee mais aussi sur des

automobiles comme certaines Porsche GS la 2CV ou la Coccinelle

Le refroidissement par air est aussi majoritaire pour les moteurs agrave pistons eacutequipant les avions

Moteur de la VW Coccinelle

Le refroidissement agrave air a longtemps eacuteteacute la reacutefeacuterence pour les moteurs de motocyclette (mecircme sil a

toujours existeacute des moteurs de motocyclette agrave refroidissement liquide) mais les problegravemes entraicircneacutes

par le haut rendement de ces moteurs (casses usure preacutematureacutee) ont conduit agrave la quasi geacuteneacuteralisation

du refroidissement liquide malgreacute les avantages speacutecifiques pour la motocyclette du refroidissement agrave

air (encombrement poids simpliciteacute prix)

Il peut ecirctre optimiseacute par lutilisation dun ventilateur dont la preacutesence ne reacutevegravele toutefois pas toujours

un refroidissement agrave air car il dissipe parfois la chaleur du radiateur dun systegraveme de refroidissement

liquide

532 Refroidissement liquide

Cest langlais Samuel Brown qui inventa le refroidissement du moteur par de leau afin dameacuteliorer les

performances du refroidissement

Dans son moteur leau entraicircneacutee par une pompe circule autour des

cylindres entoureacutes dune chemise leau est refroidie par contact direct

avec lair ambiant

Plus tard on ajouta agrave leau diffeacuterents adjuvants qui devint alors le

liquide de refroidissement

Radiateur moderne en aluminium

Le radiateur fut inventeacute en 1897 par lingeacutenieur allemand Wilhelm Maybach

Apregraves de nombreux tacirctonnements il mit au point le radiateur dit laquo nid dabeille raquo qui permet le

refroidissement tregraves efficace dun liquide

Il est composeacute dun faisceau de conduits courts et eacutetroits entre lesquels circule lair

Lair peut ecirctre acceacuteleacutereacute par un ventilateur placeacute devant ou derriegravere lui

Ce radiateur est situeacute dans un circuit fermeacute ou semi-fermeacute emplit dun liquide (agrave base deau) assurant le

refroidissement du moteur

Dans les moteurs les plus anciens la circulation deau est assureacutee par thermosiphon leau chauffeacutee par

le moteur monte vers le radiateur placeacute en hauteur Une fois refroidie elle redescend vers le moteur

Dans les moteurs modernes on utilise une pompe agrave eau

Un controcircle permanent de la tempeacuterature vise agrave maintenir leau et lhuile dans des conditions

permettant une lubrification optimale

Ideacutealement la tempeacuterature du liquide de refroidissement est denviron 75deg-95degCelsius deacutetermineacutee par

plusieurs facteurs tels que toleacuterances dusinage et reacutesistance au frottement des piegraveces meacutecaniques

lubrifiants utiliseacutes

La reacutegulation de cette tempeacuterature est geacuteneacuteralement obtenue par une vanne thermostatique calorstat

situeacutee dans le circuit de refroidissement associeacutee agrave un ou plusieurs ventilateurs asservi par une sonde

thermocontact agrave la tempeacuterature du liquide dans le radiateur

Dans les moteurs marins le radiateur est remplaceacute par un eacutechangeur de tempeacuterature Leau de mer

assurant le refroidissement du circuit deau douce du moteur

533 Refroidissement par huile

Tous les moteurs agrave combustion interne utilisent deacutejagrave un liquide pour la lubrification des piegraveces en

mouvement lhuile qui circule propulseacutee par une pompe il suffit donc de faire circuler ce liquide dans

les zones les plus chaudes et surtout den assurer le refroidissement correct

Tous utilisent plus ou moins le refroidissement par huile carter dhuile bas moteur ventileacute parfois

muni dailettes un petit radiateur dhuile

Exemple

Certaines motos agrave 4 cylindres de marque Suzuki utilisent un refroidissement mixte air-huile avec un

gros radiateur dhuile

Avantages

Les canalisations pompe radiateur indeacutependant et liquide speacutecifiques au refroidissement deviennent

inutiles

Cela permet un net gain de poids et une plus grande simpliciteacute de conception

Inconveacutenients

Lhuile transporte moins bien la chaleur que leau et les speacutecificiteacutes de ces huiles les rendent plus

coucircteuses pour lutilisateur

De plus le graissage du moteur est moins performant (agrave isopeacuterimegravetre) car il y a des pertes de charges

dues agrave la circulation dans le radiateur dhuile

54 Architecture des moteurs agrave explosion

Figure V3 Moteur en double eacutetoile agrave 14 cylindres

bull Cylindres en ligne

bull Cylindres en V

bull Cylindres en W

bull Cylindres opposeacutes horizontalement (Boxer) (flat)

bull Cylindres en H

bull Cylindres en eacutetoile

bull Moteurs complexes (moteurs en carreacute etc)

541 Monocylindre

Historique

Le premier brevet concernant un moteur agrave explosion a eacuteteacute deacuteposeacute par le Suisse Franccedilois Isaac de Rivaz

le 30 janvier 1807

Le premier moteur agrave deux temps fut imagineacute et reacutealiseacute par Jean-Joseph Eacutetienne Lenoir en 1860 Il

fonctionne selon le cycle de Lenoir

Vers 1862 les Allemands Otto et Langen constatant le faible rendement du moteur agrave deux temps de

Lenoir (1860) entreprirent une seacuterie dameacuteliorations la plus deacutecisive consista agrave synchroniser les

mouvements dans la phase de compression

542 Quatre cylindres

Panhard et Levassor degraves 1896 engagent un laquo quatre cylindres en ligne raquo sur leacutepreuve Paris-Marseille-

Paris

Deux ans plus tard les multicylindres (agrave quatre cylindres) gagnent les

grosses voitures et progressivement se geacuteneacuteralisent agrave lensemble de la

gamme devenant en quelque sorte larcheacutetype mondial pour les

voitures courantes de moyennes et basses gammes

Scheacutema dun moteur 4 cylindres vers 1900

04 cylindres en V

Il fait son apparition en course agrave la charniegravere des deux siegravecles sur des modegraveles Mors et Ader

Quelques anneacutees plus tard cette solution seacuteduit Peugeot et Ariegraves pour leurs modegraveles courants davant

1914

Beaucoup plus tard agrave partir de 1962 Ford en fera une large utilisation mais aussi Matra et SAAB

04 cylindres (en ligne) coucheacute

Que lon trouve en compeacutetition chez Ameacutedeacutee Bolleacutee (189899) (premier moteur agrave quatre cylindre

monobloc (les autres moteurs quatre cylindres agrave leacutepoque eacutetaient des bicylindres ou des monocylindres

accoupleacutes)) et chez Wolseley et Winton (1903 voir Wolseley Motor Company et Winton Motor

Carriage Company))

On la trouveacutee sur les motocyclettes BMW seacuterie K et sur les Peugeot 104 - 205 mais aussi sur les

veacutehicules utilitaires ou monospace optant pour la solution laquo moteur sous le plancher raquo

04 cylindres agrave plat boxer

Cest un quatre cylindres en V ouvert agrave 180deg

Embleacutematique dans sa version refroidissement agrave air des laquo coccinelles raquo de Volkswagen

Cette architecture a le grand avantage de faire beacuteneacuteficier le veacutehicule quil motorise dun centre de

graviteacute assez bas

Une version muscleacutee et turbocompresseacutee eacutequipe actuellement les Subaru Impreza qui sont de

redoutables concurrentes du championnat du monde des rallyes WRC

En 2009U Subaru compte particuliegraverement sur le 20 D pour faire deacutecoller les ventes de sa berline

compacte en Europe

Une grande premiegravere eacutegalement puisque aucun constructeur navait jusquagrave aujourdhui exploreacute la voie

du diesel Boxer (4 cylindres agrave plat opposeacutees deux agrave deux) et ses grands avantages que sont la vivaciteacute

un centre de graviteacute abaisseacute et surtout un grand silence de fonctionnement

Subaru aura mis sept ans agrave deacutevelopper son ineacutedit moteur mais le reacutesultat est particuliegraverement

convaincant

- Pas de claquement agrave froid

- une quasi absence de vibration

- il est bien difficile de faire la diffeacuterence entre un moteur essence et cet eacutetonnant diesel

Si les 350 Nm de couple disponibles degraves 1 800 trmn et les 150 Cv offrent un reacuteel dynamisme agrave la

premiegravere acceacuteleacuteration venue cela seffectue de maniegravere lineacuteaire

Subaru 20 Diesel 150 Cv (2009)

543 Six cylindres

Mais la course mdash ougrave lon recherche la vitesse mdash est exigeante en matiegravere de puissance surtout quand

il sagit de courses de cocircte Dougrave la tentation daugmenter le nombre de cylindres

Figure V5 Moteur V6 moderne (Mercedes)

La marque neacuteerlandaise Spyker avait preacutesenteacute un modegravele 6 cylindres en 19032

Un modegravele Chadwick aux Eacutetats-Unis franchit le pas en 1907 pour la course de cocircte de Fairmont

Lanneacutee suivante cette fois en Europe Rolls-Royce fait de mecircme pour la course Londres-Eacutedimbourg

en faisant appel agrave des six cylindres

La transposition aux modegraveles courants est quasi-immeacutediate pour les voitures de sport et de luxe

En Europe cest le cas pour Delaunay-Belleville Napier Mercedes aux Eacutetats-Unis pour Marmon

Plus tard agrave partir de 1927 on trouvera des six cylindres (presque toujours en ligne) sur un grand

nombre de modegraveles non sportifs mecircme pour des cylindreacutees modestes

Latout principal de cette solution eacutetant la souplesse de fonctionnement du moteur

Dans le monde de la motocyclette le 6 cylindres restera rare

On le trouve en compeacutetition en particulier chez Honda dans les anneacutees 1960 (moteur en ligne) ou chez

Laverda en endurance (moteur en V)

Les moteurs de plus de 4 cylindres seront interdits en compeacutetition

Sur les veacutehicules de tourisme on trouvera essentiellement

- Honda 1000 CBX (moteur agrave 24 soupapes refroidi par air)

- Kawasaki Z 1300 (moteur agrave 12 soupapes refroidi par eau)

- Benelli avec une 750 puis une 900

En 2006 Honda propose toujours agrave son catalogue un modegravele 6 cylindres agrave plat la GoldWing

544 Huit cylindres et plus

Figure V6 Moteur W16 de la Bugatti Veyron

Une nouvelle eacutetape est franchie quand on passe au laquo huit cylindres raquo

Ader (France) ouvre la voie en 1903 pour le Paris-Madrid avec une uniteacute agrave huit cylindres en V

La mecircme anneacutee apparaissent toujours pour la compeacutetition des huit cylindres en ligne

Les moteurs davion des anneacutees 1930 et 1940 reacutepondent agrave la demande sans cesse croissante de

puissance

Les moteurs courants sont des V12 ou des moteurs en eacutetoile de une agrave quatre rangeacutees de 7 agrave 9 cylindres

soit 28 cylindres agrave la fin de la guerre pour les Whright deacuteveloppant 3 500 ch remplaceacutes par les

reacuteacteurs

Les ameacutericains amateurs de grandes automobiles et sans souci du prix de lessence deacutemocratisegraverent

les gros V8 au couple tregraves eacuteleveacute et aux vitesses de rotation assez lentes

Les constructeurs des monoplaces de Formule 1 utilisegraverent pendant longtemps des V8 de 3 litres de

cylindreacutee dont le fameux Ford Cosworth

Dans les anneacutees 1990 cest la structure V10 qui aura la faveur des motoristes de F1

Mecircme leacutecurie Ferrari tregraves attacheacutee aux 12 cylindres en V se pliera aux lois de cette formule

Depuis lanneacutee 2004 les instances sportives (FIA) ont imposeacute un retour au V8 avec des contraintes de

fiabiliteacute plus importantes que par le passeacute

En 2006 les structures en V de 10 ou 12 cylindres et W16 sont reacuteserveacutees aux veacutehicules agrave tendance

sportive

Puissance drsquoun

veacutehicule

1 Calculs de la pesanteur

11 Deacutecliviteacute

Calculons la deacutecliviteacute drsquoune route longue L pour un deacuteniveleacute H

α = H L

α deacutecliviteacute grandeur sans dimension

H deacuteniveleacute exprimeacute en m

L longueur de la route exprimeacutee en m coheacuterence des uniteacutes

12 Poids du veacutehicule

Calculons le poids drsquoun veacutehicule

P = M g

P poids exprimeacute en N

M masse exprimeacutee en kg

g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms2 ( g = 981 ms2)

13 Composante du poids

Calculons la composante du poids parallegravele agrave la route de la voiture

F = M g α

Avec

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-

2

α deacutecliviteacute grandeur sans dimension

14 Travail de la force de traction

Calculons le travail drsquoune force de traction qui srsquoest deacuteplaceacutee sur une distance D

E = F D

E travail exprimeacute en J

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

D distance parcourue exprimeacutee en m

15 Energie

Calculons lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour lever une voiture de masse M agrave une hauteur H

E = M g H

Avec

E eacutenergie absorbeacutee (monteacutee) ou accumuleacutee (descente) exprimeacutee en J

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms-2

H deacuteniveleacute exprimeacute en m

15 Puissance absorbeacutee

Calculons la puissance absorbeacutee par une ascension effectueacutee agrave la vitesse V

B = F V

Avec

B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

V vitesse exprimeacutee en ms

En reacutealiteacute une puissance bien supeacuterieure est neacutecessaire agrave cause de la reacutesistance au roulement

et de la reacutesistance de lrsquoair cette derniegravere eacutetant proportionnelle au carreacute de la vitesse

16 puissance absorbeacutee par une ascension

Lrsquoascension drsquoune masse M agrave une hauteur H en un temps T

B = M g H T

Avec

B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-

2 H deacuteniveleacute exprimeacute en m

T temps exprimeacute en s

2 Calculs Aeacuterodynamiques

21 Surface frontale

Surface drsquoune coupe transversale perpendiculaire agrave lrsquoaxe de symeacutetrie du veacutehicule (effectueacutee agrave

lrsquoendroit le plus large et le plus haut) la surface frontale est approximativement eacutegale au

produit de la largeur par la hauteur

camion maxi-code 26 m x 39 m = 10 m2

autocar 25 m x 32 m = 8 m2

voiture 18 m x 14 m = 25 m 2

motocyclette 1 m x 15 m = 15 m2

22 Coefficient de peacuteneacutetration dans lrsquoair

Le Cx est calculeacute agrave partir

Cx = 2 F (S Mair Vsup2)

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

F force exerceacutee par le flux drsquoair exprimeacutee en N

S surface frontale exprimeacutee en m2

Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)

V vitesse air exprimeacutee en ms

23 Reacutesistance de lrsquoair

R = frac12 S Cx Mair Vsup2

R reacutesistance de lrsquoair exprimeacutee en N

S surface frontale exprimeacutee en m2

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)

V vitesse exprimeacutee en ms

24 SCx

Le SCx Grandeur essentiellement destineacutee agrave comparer diffeacuterents modegraveles de voitures le SCx

est le produit de la surface frontale par le Cx

SCx = S Cx

Le Cx eacutetant une grandeur sans dimension le SCx srsquoexprime en megravetre carreacute

25 Constante aeacuterodynamique

La constante aeacuterodynamique est une caracteacuteristique aeacuterodynamique des veacutehicules

A = S Cx M

Avec

A constante aeacuterodynamique [kgm]

S surface frontale [m2]

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

Mair masse volumique de lrsquoair [kgm3]

26 Puissance absorbeacutee

Calculons la puissance absorbeacutee pour vaincre la reacutesistance de lrsquoair

B = F x V

F force aeacuterodynamique reacutesistante [N]

V vitesse du veacutehicule [ms]

3 Calculs thermiques

31 Calcul de la cylindreacutee

D2

V = π L N

4

Avec

D aleacutesage du cylindre

L course du piston

N nombre de cylindre

32 Calcul du PCI des combustibles

Le pouvoir calorifique ou chaleur de combustion (en anglais Heating value ou Heat of

combustion) dune matiegravere combustible noteacute ΔcH0

Crsquoest lenthalpie de reacuteaction de combustion par uniteacute de masse dans les conditions normales

de tempeacuterature et de pression

Cest leacutenergie deacutegageacutee sous forme de chaleur par la reacuteaction de combustion par le dioxygegravene

(autrement dit la quantiteacute de chaleur)

Le plus souvent on considegravere un hydrocarbure reacuteagissant avec le dioxygegravene de lair pour

donner du dioxyde de carbone de leau et de la chaleur

321 Calculer le PCI du gas-oil (Mazout)

Le gazole est un alcane en C16 appeleacute ceacutetane soit une formule brute moyenne de

C16H34

Soit une masse molaire moyenne de 219 gmole

Combustion

Une combustion est la reacuteaction chimique complegravete ou partielle du carbone et de lhydrogegravene

des combustibles usuels par oxydation de loxygegravene

La combustion vive donne naissance agrave une flamme par reacuteaction en chaicircne entretenue dune

maniegravere plus ou moins limiteacutee par lapport de combustible ou de comburant

Cette reacuteaction produit une combustion exothermique cest-agrave-dire

- qui deacutegage de la chaleur

- elle produit du CO2

- de leau

- dautres composeacutes plus ou moins agressif

La stœchiomeacutetrie (du grec lsquolsquostoikheionrsquorsquo eacuteleacutement et lsquolsquometronrsquorsquo mesure) deacutesigne lrsquoeacutetude des

proportions ideacuteales drsquoeacuteleacutements qui autorisent une reacuteaction chimique complegravete lsquolsquoproprersquorsquo et

sans gaspillage

Equations stœchiomeacutetriques des combustions complegravetes

Pour le gazole

C16H34 + 24 O2 rarr 16 CO2 + 17 H2O + Q

- 219 gr de gazole consomment 532 litres drsquooxygegravene

- agrave 21 drsquoO2 dans lrsquoair donc 2533 litres drsquoair

- Donc 1 kg de gazole consomme 116 m3 drsquoair agrave 29 kg au m3

- La masse du meacutelange est donc de 3374 kg

Le carburant le plus utiliseacute est du gasoil drsquoindice de ceacutetane

La composition eacuteleacutementaire de 1 kg de gas-oil est

Carbone C = 087

Hydrogegravene H = 0126

Oxygegravene O = 0004

Azote N Soufre S vapeur drsquoeau W en faible quantiteacute

Pouvoir calorifique infeacuterieur PCI

PCI = 8140C + 30 000H + 2600(S - O) - 600(9H + W) [kcalkg]

PCI = 3391C + 1256H - 1089(S-O) ndash 251(9H+W) [MJkg]

33 Quantiteacute theacuteorique drsquoair a la combustion du gas-oil

Les lois de la stœchiomeacutetrie appliqueacutees agrave la combustion des hydrocarbures nous montrent

que pour bruler

1 kg de gazole il faut disposer drsquoenviron 146 kg drsquoair soit environ

- 112 kg drsquoN2

- 34 kg drsquoO2

La reacuteaction produit environ

- 112 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 32 kg CO2

- 12 kg drsquoH2O

1 kg drsquoessence il faut disposer drsquoenviron 153 kg drsquoair soit environ

- 118 kg drsquoN2

- 035 kg drsquoO2

La reacuteaction produit environ

- 118 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 31 kg de CO2

- 14 kg drsquoH2O

1 kg de GPL il faut disposer drsquoenviron 156 kilogrammes drsquoair soit environ

- 12 kg drsquoN2

- 036 kg drsquoO2)

La reacuteaction produit environ

- 12 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 3 kg de CO2

- 16 kg drsquoH2O

La quantiteacute theacuteorique drsquoair neacutecessaire pour assurer la combustion complegravete du gasoil il faut

avoir

[kg drsquoairkg]

minus+

= OHCL 8

3

8

230

10

[kmol drsquoairkg]

minus

+

=

32412210

10

OHCL

34 Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil

Une stœchiomeacutetrie parfaite est toujours difficile agrave garantir mecircme en laboratoire notamment agrave

cause de la contamination de lrsquoair ou des composants utiliseacutes dans les expeacuteriences mais on

peut srsquoen approcher

Il en va tout autrement srsquoagissant de la combustion des carburants dans le cadre du

fonctionnement drsquoun moteur

En effet non seulement le carburant peut preacutesenter des diffeacuterences de composition selon les

pays et les distributeurs mais en plus la masse drsquoair introduite dans le moteur varie en

permanence en fonction de la tempeacuterature ambiante et de la pression atmospheacuterique

Agrave cela il faut ajouter le fait que les moteurs ne fonctionnent jamais agrave des reacutegimes

tempeacuteratures et charges de travail constants et ideacuteals ce qui signifie qursquoil faut modifier en

temps reacuteel la quantiteacute de carburant injecteacutee dans les cylindres

Pour y remeacutedier on modifie la richesse ou lrsquoexcegraves drsquoair

Pour les moteurs Diesels lrsquoexcegraves drsquoair du meacutelange combustible doit ecirctre toujours supeacuterieur agrave

la limite drsquoapparition des fumeacutees deacutetermineacutee par λ cong 18 soit r = 055

Lr = λ Lo [kmole drsquoairkg combustible]

35 Quantiteacute des produits produit de combustion

Les produits de combustion sont les produits issus de la reacuteaction chimique entre un

carburant et un comburant ils srsquoappellent aussi gaz brucircleacutes ou fumeacutees

Lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie sont respecteacutees les gaz drsquoeacutechappement ne contiennent

que de lrsquoazote gazeux (N2) du dioxyde de carbone (CO2) et de lrsquoeau agrave lrsquoeacutetat de vapeur (H2O)

Ces corps existent en grandes quantiteacutes dans la nature ils sont chimiquement stables et sont

indispensables au maintien des eacutequilibres naturels ce ne sont donc pas des polluants

Mais que se passe-t-il lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie ne sont plus respecteacutees Pour

simplifier le problegraveme consideacuterons deux configurations opposeacutees

meacutelange riche (trop de carburant pas assez drsquoair) dans cette configuration certains

atomes qui constituent la moleacutecule drsquohydrocarbure ne trouvent pas de lsquolsquopartenaire

oxygegravenersquorsquo en nombre suffisant puisque lrsquoair manque ils ne sont donc pas oxydeacutes

complegravetement et se retrouvent dans les gaz drsquoeacutechappement sous forme de particules

carboneacutees drsquohydrocarbures imbrucircleacutes (symbole chimique HC) ou de monoxyde de

carbone (symbole chimique CO) gaz qursquoil ne faut surtout pas confondre avec le CO2

lrsquoun est tregraves toxique lrsquoautre pas du tout

meacutelange pauvre (peu de carburant trop drsquoair) dans cette configuration un excegraves

drsquoair (crsquoest toujours le cas lorsque le moteur est suralimenteacute) fortement comprimeacute agrave

haute tempeacuterature (crsquoest particuliegraverement le cas des moteurs diesel) peut entraicircner la

formation de monoxyde drsquoazote (symbole chimique NO) suite agrave une reacuteaction entre

lrsquooxygegravene (O2) et lrsquoazote (N2) Une fois expulseacute le monoxyde drsquoazote preacutesente la

particulariteacute de se transformer spontaneacutement en dioxyde drsquoazote (symbole chimique

NO2) au contact de lrsquoair geacuteneacuterant au passage une mutation de lrsquooxygegravene

atmospheacuterique en ozone (symbole chimique O3) Ces deux gaz sont tregraves toxiques pour

les organismes vivants

C

nCO2 = [kmolekg]

12

H

nHO2 = [kmolekg]

2

nO2 = 021 x (λ-1) x Lo [kmolekg]

nN2 = 079 x λ x Lo [kmolekg]

36 Quantiteacute totale des produits de combustion

nTotal = nCO2 + nHO2 + nO2 + nN2 [kmolekg]

37 Puissance nominale

Vous avez surement deacutejagrave feuilleteacute le catalogue drsquoun grand constructeur automobile

Chaque modegravele y est deacuteclineacute en plusieurs versions les diffeacuterences portant essentiellement sur

la puissance du moteur

Le choix est vaste et on srsquoy perd

80 ch 100 ch 120 ch 150 chhellip

Que signifient reacuteellement ces chiffres

Agrave quoi sert la puissance

Comment la mesure-t-on

Quelle est la relation entre la puissance et la vitesse

Voici quelques eacuteleacutements de reacuteponses

Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale la puissance deacutesigne la production la consommation ou la

transformation drsquoeacutenergie par uniteacute de temps

Pour une automobile cette eacutenergie est drsquoabord de nature chimique (combustion du carburant)

puis de nature cineacutetique (acceacuteleacuteration et vitesse sur route horizontale) ou gravitationnelle

(route en deacutecliviteacute)

La puissance drsquoun moteur thermique se rapporte donc agrave lrsquoeacutenergie deacutelivreacutee par uniteacute de temps

mais aussi agrave lrsquoeacutenergie consommeacutee sous forme de carburant dans le mecircme temps

On ne peut jamais mesurer la puissance on ne peut que la calculer en combinant les valeurs

de la charge moteur et de la vitesse de rotation releveacutees sur un banc de puissance

Banc drsquoessai moteur

Passer un moteur au banc consiste drsquoabord agrave lrsquoaccoupler agrave un disque eacutequipeacute drsquoun

- frein

- compte-tours

Une fois le moteur lanceacute agrave plein reacutegime lrsquoopeacuteration consiste agrave actionner progressivement le

frein jusqursquoagrave ce que la vitesse de rotation du moteur soit stabiliseacutee la commande des gaz

restant grande ouverte

En effet une vitesse stabiliseacutee signifie que le couple moteur est alors exactement eacutegal au

couple de freinage

il suffit donc de mesurer lrsquointensiteacute de la force de freinage pour en deacuteduire la valeur du couple

moteur

Autrement dit ce qursquoon appelle agrave tort un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo ne sert qursquoagrave mesurer le couple

moteur et la maniegravere dont il eacutevolue en fonction de la vitesse de rotation

In fine la puissance reacutesulte drsquoun calcul crsquoest le produit de ces deux grandeurs

F N

Pf =

10 000

Ougrave

F charge [N]

N = reacutegime de rotation [trmn]

38 Puissance corrigeacutee

Pfc = Pf f

Avec

f Facteur de correction tenant compte de la tempeacuterature et de la pression ambiante f

= 1085

Tamb = 27 [degC] Diagramme de conversion

f = 1085

Pamb = 719 [mmHg]

39 Consommation speacutecifique

La consommation speacutecifique du moteur est la quantiteacute de carburant (Cs) utiliseacutee pour produire

un travail T donneacute

(3600 v Ps )

Cs = [gkWh]

(t Pf)

Ou

v volume du gas-oil agrave consommer [cm3]

Ps poids speacutecifique du gasoil [grcm3]

t temps de consommation [s]

Pf puissance au frein [kW]

310 Consommation speacutecifique corrigeacutee

Csc = (3600 v Ps ) (t Pfc)

Ou

Pfc puissance corrigeacutee

311 Couple moteur

Quelles sont les caracteacuteristiques essentielles drsquoun veacutehicule agrave moteur

Les services marketing le savent crsquoest la puissance et la vitesse maximale qui au premier

abord focalisent lrsquoattention du public car ce sont les donneacutees les plus valorisantes pour

lrsquoacheteur

Mais pour le technicien comme pour le conducteur aviseacute crsquoest

- la masse de la voiture

- son couple moteur

- le reacutegime auquel il est disponible

qui sont les donneacutees essentielles car elles conditionnent le comportement du veacutehicule en

situation reacuteelle le service qursquoil peut rendre et son prix de revient

Le terme de lsquolsquocouplersquorsquo vient de ce qursquoil associe deux grandeurs

- une force crsquoest la pression que les gaz exercent sur les pistons

- un bras de levier crsquoest la longueur des manetons du vilebrequin

On utilise pour cela un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo qui est un appareil eacutequipeacute drsquoun compte-tours et

drsquoun frein

La valeur du couple moteur deacutepend de lrsquoaptitude drsquoun moteur agrave introduire dans les cylindres

un meacutelange air-carburant parfaitement homogegravene et surtout de sa capaciteacute agrave en tirer le

maximum drsquoeacutenergie au moment de la combustion

Le couple moteur est toujours relativement modeste agrave bas reacutegime il atteint sa valeur

maximale aux reacutegimes intermeacutediaires pour deacutecroicirctre ensuite inexorablement au fur et agrave

mesure que la vitesse de rotation augmente comme si le moteur finissait par srsquoasphyxierhellip

Tant que le moteur fonctionne dans sa plage de reacutegime de couple maximum la consommation

de carburant la pollution de lrsquoenvironnement et donc le prix de revient du kilomegravetre parcouru

se maintiennent aux valeurs les plus basses dont le veacutehicule est capable

Pour toutes ces raisons il est preacutefeacuterable que le couple maximum soit deacutelivreacute agrave un reacutegime pas

trop eacuteleveacutehellip

30PN 1000

CN = [Nm]

N π

Ou

PN Puissance nominale [kW]

N Vitesse de rotation [trmn]

312 Couple corrigeacutee

30Pfc 1000

Cc = [Nm]

N π

Ou

Pf Puissance corrigeacutee [kW]

4 Bilan thermique des moteurs

Que devient lrsquoeacutenergie libeacutereacutee par la combustion

Elle apparaicirct sous deux formes distinctes

Chaleur crsquoest la mecircme que celle qursquoon peut ressentir devant nrsquoimporte quel

brasier Lrsquoeacutechauffement drsquoun moteur dit lsquolsquothermiquersquorsquo est donc un pheacutenomegravene

normal Heacutelas cette chaleur ne sert agrave rien sinon agrave chauffer lrsquohabitacle elle est

donc voueacutee agrave se disperser dans lrsquoenvironnement

Mouvement crsquoest ce dont on a besoin pour faire avancer la voiture Dans le

cas drsquoun moteur drsquoautomobile la pression des gaz dans la chambre de

combustion provoque le mouvement des pistons et la rotation du vilebrequin

signe tangible qursquoune autre partie de lrsquoeacutenergie libeacutereacutee srsquoest manifesteacutee sous

forme de mouvement (4)

Comment distinguer ces deux formes drsquoeacutenergie

En calculant le rendement du moteur ou plus exactement son bilan thermique

En effet le rendement se deacutefinit comme

eacutenergie reacutecupeacutereacutee

Rendement =

eacutenergie consommeacutee

Dans le cas drsquoun moteur

lrsquoeacutenergie reacutecupeacutereacutee est celle mesureacutee en bout de vilebrequin sur un banc de puissance

exprimeacutee en kilowattheure [kW]

lrsquoeacutenergie consommeacutee correspond agrave la masse de carburant brucircleacutee (exprimeacutee drsquoabord en

kilogrammes puis convertie en joules)

Le reacutesultat est une grandeur sans dimension

Si on fait un bilan thermique dans un moteur de combustion interne

QT = Qe + Qr + Qra + Qa + Qres + Qge

- QT Flux de chaleur deacutegageacute si on brucircle tout le combustible

- Qe Flux de chaleur transformeacutee en puissance effective

- Qr Flux de chaleur eacutevacueacute au liquide de refroidissement

- Qge Flux de chaleur perdu avec les gaz deacutechappement

- QP Flux de chaleur perdu (par rayonnement vers lrsquohuile agrave cause de la combustion

incomplegravete frottements etc)

Scheacutema de la conversion et des pertes thermique dans un moteur

Si on fait un bilan des pertes de chaleur pour prendre en compte ougrave elles se produisent on

trouve

41 Chaleur totale introduite dans le moteur par la combustion

Eacutenergie brute libeacutereacutee par la combustion du carburant

Gazole 443 MJkg-1 (374 MJl-1 )

Essence 469 MJkg-1 (356 MJl-1 )

GPL 487 MJkg-1 (268 MJl-1 )

Eacutenergie nette libeacutereacutee par la combustion du carburant

Gazole 417 MJkg-1 (352 MJl-1 )

Essence 437 MJkg-1 (332 MJl-1 )

GPL 451 MJkg-1 (248 MJl-1 )

(PCI Csh)

QT =

36

Calcul de la consommation horaire

- PCI pouvoir calorifique inferieur [kJkg]

- Csh consommation speacutecifique horaire [kgh]

42 Chaleur eacutequivalente au travail effectif par uniteacute de temps

Qe = 1000 Pf [Js]

Sachant que

- Pf puissance au frein [W]

43 Chaleur transmise au systegraveme de refroidissement

Cette chaleur est donneacutee par la formule suivante

C i D(1+2m ) Nm

Qr = [Js]

λ Avec

- C Coefficient de proportionnaliteacute dont la valeur pour les moteurs agrave 4 temps varie

dans la plage [045 divide 0 53]

- i Nombre de cylindres

- D Aleacutesage du cylindre

- N freacutequence de rotation du vilebrequin

- m Exposant empirique dont la valeur pour les moteur agrave 4 temps est limiteacutee par

lrsquointervalle [06 divide 07 ]

- λ Coefficient drsquoexcegraves drsquoair

44 Chaleur emporteacutee par les gaz drsquoeacutechappement

Csh

Qge = [nt(mcp)tr (Tr-273 ) - Lr(mcp)t2 (T2- 273)]

36 Avec

- L Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil [kmole drsquoairkg de

combustible]

- nt Quantiteacute totale des produits de combustion [kmolekg]

- Tr Tempeacuterature des gaz drsquoeacutechappement [K]

- T2 Tempeacuterature de lrsquoair a lrsquoentreacutee du moteur [K]

- Csh Consommation massique de gas-oil horaire [kgh]

- (mcp)tr ( mcp)t2 sont respectivement la capaciteacute calorifique molaire moyenne agrave

pression constante des gaz reacutesiduels et de lrsquoair admis

45 Autres pertes de chaleur

QP = QT - (Qe + Qr + Qge)

Chapitre 8

Identification du

veacutehicule

Vehicle Identification Number

Le code VIN - Vehicle Identification Number - est un code alphanumeacuterique unique qui est

donneacute agrave chaque veacutehicule automobile depuis 1950

Il apparaicirct sur le chacircssis du veacutehicule

ainsi que sur le moteur et dans

lordinateur de bord

Lanceacute dans une forme simplifieacutee en

1950 par les constructeurs ameacutericains

ce code passera aux 17 caractegraveres

actuels en 1980

Le numeacutero inscrit sur la carte grise

dans la zone laquo numeacutero dans la seacuterie

du type raquo correspond bien agrave celui

figurant sur la voiture Passat IV B ndash 2000 (=B55 ou =Typ 3BG ou = VI) Dapregraves le VIN cest une 3B et le E correpond agrave la version Sport 212130 serait le numeacutero de seacuterie du cassis

Ce numeacutero dans la seacuterie du type est parfois appeleacute numeacutero de seacuterie ou numeacutero de chacircssis

mais son appellation officielle est

Numeacutero drsquoIdentification du Veacutehicule

(NIV ou Vehicle Identification Number VIN en anglais) et regroupe

laquo Type raquo et laquo N dans la seacuterie du type raquo

Cette normalisation preacutevoit entre autres que le NIV doit avoir une

Longueur de 17 caractegraveres

et peut ecirctre diviseacute en 3 sections

bull Les 3 premiers caractegraveres sont reacuteserveacutes agrave

Identification Mondiale du Constructeur

WMI World Manufacturer Identification (anglais)

Suivant cette codification chaque constructeur est identifieacute mondialement avec parfois des

variations suivant le pays ougrave se trouve lrsquousine de fabrication

A titre drsquoexemple la codification de - Renault est VF1

- Peugeot est VF3

- Citroeumln est VF7

Les 03 premiers caractegraveres didentification du constructeur

(WMI)

On distingue les constructeurs qui fabriquent plus de 500 exemplaires par an des autres

Un constructeur dont la production est infeacuterieure agrave 500 veacutehicules par an utilise 9

caractegraveres les autres 14

Certains constructeurs utilisent le 3egraveme caractegravere pour une cateacutegorie de veacutehicules comme les

bus ou les camions comme par exemple

bull le code Ameacuterique du Nord 1G attribueacute agrave General Motors se deacutecompose en

- 1G1 pour Chevrolet

- 1G2 pour Pontiac et

- 1GC pour Chevrolet camions

bull le code Italie F attribueacute agrave Fiat se deacutecompose en

- FA pour Fiat Auto et

- FC pour Fiat VI

Le premier caractegravere WMI correspond au code du pays dans lequel lusine du constructeur est

implanteacutee Exemple

- ZFA Fiat Auto Italie

- SUF Fiat Auto Pologne

- 8AF Fiat Auto Argentine

- NRT Tofas-Fiat Auto Turquie

- 9BD Fiat Automoveicircs Breacutesil

bull Les 6 caractegraveres suivants sont consacreacutes agrave la

Section de Description du Veacutehicule

VDS Vehicle Description Section (anglais)

ougrave lrsquoon va trouver une codification du type eacutelaboreacutee par le constructeur PSA et Renault

utilisent dans cette zone ce que lrsquoon appelait autrefois le type mines

bull Enfin les 8 derniers caractegraveres constituent la

Section drsquoIdentification du Veacutehicule

VIS Vehicle Identification Section en anglais

Il srsquoagit drsquoun numeacutero seacutequentiel attribueacute au veacutehicule et ce dans le type et pour le constructeur

concerneacute

Emplacement du VIN

Afin de veacuterifier la concordance entre ce numeacutero se trouvant sur la carte grise et celui

figurant sur la voiture

il faut savoir que ce numeacutero peut ecirctre trouveacute agrave 2 ou 3 endroits du veacutehicule suivant les cas sur

chacircssis du veacutehicule plaque constructeur derriegravere le pare brise

Cette derniegravere option nrsquoest pas obligatoire mais de plus en plus les constructeurs europeacuteens

en eacutequipent leurs modegraveles les plus reacutecents Pour connaicirctre lendroit ougrave se trouve ce numeacutero

reportez-vous au manuel dutilisation du veacutehicule ou adressez-vous agrave un concessionnaire de la

marque

Le NIV se trouvant sur le chacircssis doit ecirctre

- frappeacute agrave lrsquoaide de poinccedilons ou

- graveacute sur une piegravece essentielle de la voiture

En geacuteneacuteral faisant partie de la caisse ou du chacircssis de maniegravere agrave ce quil ne puisse seffacer

accidentellement ou salteacuterer

Il doit ecirctre placeacute de maniegravere visible sans qursquoun deacutemontage ne soit neacutecessaire

Pour ce qui est de sa localisation il doit impeacuterativement se situer dans la partie droite du

veacutehicule et lrsquoexpeacuterience montre que dans 80 agrave 85 des cas ce NIV se trouve

- dans la partie droite ou centrale du compartiment moteur

- aux environs immeacutediats du siegravege passager avant droit

La plaque constructeur sur laquelle figure eacutegalement le NIV est

- soit une plaque aluminium de couleur argenteacutee ou noire

- soit une eacutetiquette adheacutesive qui peut ecirctre noire blanche ou translucide

Cette plaque constructeur se trouve en geacuteneacuteral

- dans le compartiment moteur

- sur le pied de porte avant droit

- dans le coffre

Enfin le NIV optionnel qui peut se trouver derriegravere le pare-brise est visible agrave travers une

petite fenecirctre en bas agrave gauche et donc coteacute conducteur

Evolution du code VIN en fonction des types

Mercedes W201

Mercedes W202

Mercedes W203

Mercedes W204

Composition du code

Les veacutehicules modernes qui sont reacutefeacuterenceacutes avec des codes VIN sont identifiables par un

systegraveme baseacute sur la norme ISO Organisation internationale de normalisation

- ISO 3779 de 1979 et

- ISO 3780 de 1980

Avant-propos

LISO (Organisation internationale de normalisation) est une feacutedeacuteration mondiale

dorganismes nationaux de normalisation (comiteacutes membres de lISO)

1 Domaine dapplication

La preacutesente Norme internationale speacutecifie le contenu et la structure dun numeacutero

didentification des veacutehicules (VIN) permettant dassurer agrave leacutechelle mondiale un systegraveme

uniforme de numeacuterotation pour lidentification des veacutehicules routiers

La preacutesente Norme internationale sapplique aux veacutehicules agrave moteur aux veacutehicules tracteacutes

aux motocycles et aux cyclomoteurs deacutefinis dans lISO 3833

3 Termes et deacutefinitions

31 Numeacutero didentification dun veacutehicule VIN

Combinaison structureacutee de caractegraveres attribueacutee agrave un veacutehicule par son constructeur en vue de

son identification

32 Code didentification mondiale du constructeur WMI

Premiegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui deacutesigne le constructeur du

veacutehicule et qui est assigneacutee agrave un constructeur de veacutehicules afin de permettre lidentification

dudit constructeur

33 Descripteur VDS

Deuxiegraveme section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui donne une information sur les

caracteacuteristiques geacuteneacuterales du veacutehicule

34 Indicateur VIS

Troisiegraveme et derniegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui constitue une

combinaison de caractegraveres attribueacutes par le constructeur pour distinguer un veacutehicule dun autre

veacutehicule

35 Constructeur

Personne entreprise ou socieacuteteacute qui deacutelivre le certificat de conformiteacute ou qui deacutemontre la

conformiteacute et assume la responsabiliteacute du produit pour un veacutehicule precirct agrave ecirctre mis en service

indeacutependante de lemplacement de lusine de montage

36 Anneacutee

Anneacutee calendaire pendant laquelle le veacutehicule est produit ou anneacutee du modegravele du veacutehicule

deacutetermineacutee par le constructeur

37 Seacuteparation

Symbole caractegravere ou bordure mateacuterielle qui peut ecirctre utiliseacute pour seacuteparer les sections du

numeacutero didentification dun veacutehicule ou pour deacutefinir ses limites

Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee

Code

1971 1 1980 A 1992 N 2001 1 2010 A

1972 2 1981 B 1993 P 2002 2 2011 B

1973 3 1982 C 1994 R 2003 3 2012 C

1974 4 1983 D 1995 S 2004 4 2013 D

1975 5 1984 E 1996 T 2005 5 2014 E

1976 6 1985 F 1997 V 2006 6 2015 F

1977 7 1986 G 1998 W 2007 7 2016 G

1978 8 1987 H 1999 X 2008 8 2017 H

1979 9 1988 J 2000 Y 2009 9 2018 J

1989 K 2019 K

1990 L 2020 L

1991 M 2021 M

Quelques diffeacuterences existent pour la codification des tregraves petites seacuteries

Standard 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1

5

1

6

1

7

ISO 3779

Code

constructeu

r-WMI

Composition du

veacutehicule Code veacutehicule-VIS

Union

Europeacuteen

ne

amp

Ameacuterique

du Nord

plus de 500

veacutehiculesan

Code

constructeu

r-WMI

Compositio

n du

veacutehicule

Code

eacutequipeme

nt du

veacutehicule

Code

Anneacutee

Modegravel

e

Code

Veacutehicul

e

Numeacutero progressif

seacuterie

Union

Europeacuteen

ne

amp

Ameacuterique

du Nord

moins de 500

veacutehiculesan

WMI

Compositio

n du

veacutehicule

Code

eacutequipeme

nt du

veacutehicule

Code

Anneacutee

Modegravel

e

Code

Veacutehicul

e

Code

constructeu

r-WMI

Numeacutero

progressi

f seacuterie

Exemple de code VIN

Poinccedilon Peugeot VF3 741 A4 7F535G815 Poinccedilon Peugeot

- Poinccedilon Peugeot - Code constructeur WMI (03)

1 VF (Europe S-Z France VF-VR)

3 3 (Peugeot)

- Type au mines (06)

4-6 741 (Composition du veacutehicule)

7 (306)

4 (04 portes)

1 ou A (Moteur D1768 cc)

7-8 A4 (type de veacutehicule coupe cabriolet etc)

9 7 (Code eacutequipement du veacutehicule)

- Anneacutee modegravele (01)

10 F (1985)

- Code VIS (07)

11 5 (code usine chiffre ou lettre selon les constructeur)

12-17 35G815 (numeacutero dans la seacuterie du type)

Poinccedilon Peugeot

WAUZZZ8GZPA001181

Codes pays

AndashH = Afrique JndashR = Asie SndashZ = Europe

1ndash5 =

Ameacuterique

du Nord

6ndash7 =

Oceacuteanie

8ndash9 =

Ameacuterique

du Sud

AA-AH Afrique

du Sud

AJ-AN Cocircte

dIvoire

AP-A0 non

attribueacute

BA-BE Angola

BF-BK Kenya

BL-BR Tanzanie

BR Algeacuterie

BS-B0 non

attribueacute

CA-CE Benin

CF-CK

Madagascar

CL-CR Tunisie

CS-C0 non

attribueacute

DA-DE Egypte

DF-DK Maroc

DL-DR Zambie

DS-D0 non

attribueacute

(probable

Algerie)

EA-EE Ethiopie

EF-EK

Mozambique

EL-E0 non

attribueacute

FA-FE Ghana

FF-FK Nigeria

FF-FK

Madagascar

FL-F0 non

attribueacute

GA-G0 non

attribueacute

HA-H0 non

attribueacute

JA-J0 Japon

KA-KE Sri

Lanka

KF-KK

Israel

KL-KR

Coreacutee du Sud

KS-K0 non

attribueacute

LA-L0 Chine

MA-ME Inde

MF-MK

Indoneacutesie

ML-MR

Thaiumllande

MS-M0 non

attribueacute

NF-NK

Pakistan

NL-NR

Turquie

NS-N0 non

attribueacute

PA-PE

Philippines

PF-PK

Singapour

PL-PR

Malaysie

PS-P0 non

attribueacute

RA-RE

Emirat

Arabes Unis

RF-RK

Taiwan

RL-RR

Vietnam

RS-R0 non

attribueacute

SA-SM

Grande

Bretagne

SN-ST

Allemagne

SU-SZ

Pologne

S1-S0 non

attribueacute

TA-TH Suisse

TJ-TP

Reacutepublique

Tchegraveque

TR-TV

Hongrie

TW-T1

Portugal

T2-T0 non

attribueacute

UA-UG non

attribueacute

UH-UM

Danemark

UN-UT Irlande

UU-UZ

Roumanie

U1-U4 non

attribueacute

U5-U7

Slovaquie

U8-U0 non

attribueacute

VA-VE

Autriche

VF-VR France

VS-VW

Espagne

VX-V2

Yougoslavie

V3-V5 Croatie

V6-V0 Estonie

WA-W0

1A-10 Etats

Unis

2A-20

Canada

3A-3W

Mexique

3X-37 Costa

Rica

38-30 non

attribueacute

4A-40 Etats

Unis

5A-50 Etats

Unis

6A-6W

Australie

6X-60 non

attribueacute

7A-7E

Nouvelle

Zeacutelande

7F-70 non

attribueacute

8A-8E

Argentine

8F-8K Chili

8L-8R

Equateur

8S-8W

Peacuterou

8X-82

Veacuteneacutezueacutela

83-80 non

attribueacute

9A-9E Breacutesil

9F-9K

Colombie

9L-9R

Paraguay

9S-9W

Uruguay

9X-92

Trinidad amp

Tobago

93-99 Breacutesil

90 non

attribueacute

Allemagne

XA-XE

Bulgarie

XF-XK Gregravece

XL-XR Pays

Bas

XS-XW Russie

XX-X2

Luxembourg

X3-X0 Russie

YA-YE

Belgique

YF-YK

Finlande

YL-YR Malte

YS-YW Suegravede

YX-Y2

Norvegravege

Y3-Y5

Bielorussie

Y6-Y0 Ukraine

ZA-ZR Italie

ZS-ZW non

attribueacute

ZX-Z2

Sloveacutenie

Z3-Z5 Lituanie

Z6-Z0 non

attribueacute

Chapitre 9

Organisation du

garage

1 Introduction

Un atelier de reacuteparation automobile plus communeacutement

appeleacute

garage

est une structure speacutecialiseacutee dans lentretien courant et la

reacuteparation des veacutehicules automobile

Un petit atelier de garagiste en

Nouvelle-Galles du Sud (Australie)

laquo Garagiste raquo est un terme geacuteneacuterique deacutesignant une personne travaillant dans un garage et

peut sappliquer agrave tous les meacutetiers de lentretien automobile

- meacutecanicien

- carrossier

- peintre en carrosserie

- vendeur etchellip

Un garage peut faire office de station-service tandis que

bon nombre de ces derniegraveres principalement deacutedieacutees agrave la

distribution de carburant proposent un service basique

de laquo garage raquo permettant lentretien courant du veacutehicule

et les reacuteparations mineures

Certains garages en outre proposent un service de vente

de veacutehicules Garage Citroeumln agrave Constantine

au debut du XX siegravecle (Algeacuterie)

Il existe des concessionnaires et des garagistes indeacutependants

2 Histoire

Les ateliers de reacuteparation ont fait leur apparition et se sont multiplieacutes de par le monde en

mecircme temps que lautomobile a commenceacute agrave se banaliser agrave compter du deacutebut du XXe siegravecle

passant du statut de curiositeacute tregraves oneacutereuse agrave celui de bien de grande consommation -

progressivement accessible au plus grand nombre ( FORD T)

Laugmentation du parc installeacute a constitueacute lopportuniteacute de creacuteer un nouveau modegravele

eacuteconomique axeacute sur ce nouveau mode de transport

Tandis que les pays industrialiseacutes sadaptaient agrave lautomobile en

- seacutecurisant et regraveglementant son emploi

- deacuteveloppant un reacuteseau de routes adapteacute

le besoin en points dentretien deacutedieacutes est alleacute croissant et les laquo garages raquo ont commenceacute agrave se

multiplier au bord des routes et dans les agglomeacuterations

3 CHOIX DE LIMPLANTATION

Limplantation dun garage en centre-ville ou en bordure de ville implique avantages et

inconveacutenients quelque soit le cas Critegraveres de choix

- Trafic

- Publiciteacute

- Faciliteacute daccegraves

- Coucirct du terrain

- Superficies possibles

- Frais fixes

4 REacutePARTITION DES SURFACES

La reacutepartition ideacuteale des surfaces est de

- 13 bacircti

- 23 non-bacircti

a) SURFACES NON-BATIES Elles sont essentiellement constitueacutees

- Aires de stationnement Clients magasin de PR

- veacutehicules en attente de reacuteparation

- veacutehicules clients reacutepareacutes

- veacutehicules neufs et occasions

- veacutehicules du personnel

- veacutehicules visiteurs ex repreacutesentants deacutepanneuse bennes agrave deacutechets

b) SURFACES BATIES Les locaux doivent ecirctre

- spacieux

- bien eacuteclaireacutes

- ventileacutes

- chauffeacutes

- daccegraves facile

Il faut preacutevoir

Piegraveces agrave usage de bureau

- 6msup2 par personne

Reacuteception et daccueil des clients

- sa localisation doit ecirctre eacutevidente

Salle dattente clients

- spacieuse

- confortable

- agreacutementeacutee

- documenteacutee

- eacutequipeacutee

- eacuteclaireacutee

- peinte toujours en blanc mat

Magasin de Piegraveces de Rechange plusieurs accegraves seacutepareacutes

- clients

- meacutecaniciens

- agents

Atelier de reacuteparation plusieurs zones

- reacuteparations rapides

- interventions longues

- carrosserie

- peinture

- eacutelectriciteacute

- mise au point etc

Piegraveces annexes

- deacutechets

- aire de lavage

- compresseurs

- vestiaires personnels

- sanitaires etc

5 LES MATEacuteRIELS

a) GROS MATEacuteRIELS

Stations de lavage Stations de vidange graissage Station de controcircle de geacuteomeacutetrie

des trains roulants

Montage et eacutequilibrage de pneumatiques Station de diagnostic Station de controcircles

Electriciteacute

Mateacuteriels de manutention (grues crics) ponts eacuteleacutevateurs

b) PETITS MATEacuteRIELS

Outillages speacutecialiseacutes Outillages individuels

6 LES PERSONNELS

La hieacuterarchie se compose de 2 cateacutegories

a) ENCADREMENT

Directeur geacuteneacuteral Directeur commercial Directeur technique

Directeur financier

b) EXEacuteCUTION

Secreacutetaires de direction Secreacutetaires dadministration de commerce et de gestion-finance

Chef deacutequipe Reacuteceptionnaire Preacuteparateurs

Meacutecaniciens Magasiniers Vendeurs

a EXEMPLE DAMEacuteNAGEMENT DUN GARAGE AUTOMOBILE

a) RDC

b) Etage Bureaux et administration

b ORGANISATION DUNE ENTREPRISE DE REacutePARATION

AUTOMOBILE

a) OBJECTIF DE LENTREPRISE

Accroicirctre la productiviteacute

- en structurant les ateliers

- en deacutefinissant avec preacutecision les tacircches de chacun des personnels afin quelles

ne se chevauchent pas

b) ORGANIGRAMME DUNE ENTREPRISE STRUCTUREacuteE

- Un responsable par secteur assure la liaison avec le chef dentreprise qui controcircle tous

les secteurs

- Chaque secteur est autonome

- Limportance des activiteacutes de reacuteparation permet de subdiviser le travail sous la

responsabiliteacute de plusieurs reacuteceptionnaires ainsi que plusieurs chefs deacutequipe

c FONCTIONS DES DIFFEacuteRENTS PERSONNELS AU SEIN DE

LENTREPRISE

a) LE CHEF DENTREPRISE

Il deacutefinit les objectifs et les prioriteacutes de lentreprise en assurant le controcircle de tous

les secteurs

b) LE CHEF DATELIER

- Il est responsable du fonctionnement des ateliers et de la formation des

employeacutes

- Il coordonne tous les services

c) LE REacuteCEPTIONNAIRE

- accueil le client

- deacutefinie la nature des travaux agrave effectuer

- eacutetablie eacuteventuellement un devis

- preacutecise les deacutelais de reacuteparation

Si le client est daccord

- reacutedige et fait signer LOR quil remplit avec rigueur (ex eacutetat du veacutehicule

carburant accessoires)

- charge le planning de latelier

Apregraves les travaux

- rend le veacutehicule apregraves paiement de la facture

d) LE CHEF DEacuteQUIPE

Il reacutepartit le travail et prend les deacutecisions au niveau de la reacuteparation

e) LES COMPAGNONS

Ce sont les exeacutecutants des reacuteparations

f) LE MAGASINIER

Il approvisionne latelier en piegraveces de rechange et assure le service clientegravele

g) SERVICE FACTURATION

Reacutedaction des factures dapregraves lOR pointeacute par le chef deacutequipe

h) SERVICE COMPTABILITEacute

Il gegravere et reacutealise les bilans dexploitation

Chapitre 10

Devis

1 ORGANIGRAMME DrsquoUNE INTERVENTION

2 Deacutefinition

Un devis est une estimation des prix reacutealiseacutee avant lexeacutecution de travaux ou avant lachat

dun bien

Le DEVIS est une eacutevaluation la plus preacutecise possible du coucirct dune reacuteparation

Dans le cadre de son DEVOIR dinformation et dans le souci permanent de conserver des

relations claires avec le client le devis est devenu une deacutemarche indispensable

3 Enjeux dun devis

Lorsquun particulier ou une socieacuteteacute demande des devis aupregraves de plusieurs entreprises cela

permet de comparer les prix et les prestations fournies

Les Destinataires

- un client

- une compagnie dassurance ou cabinet dexpertise

bull Le Client Le devis permet dinformer le client Il est geacuteneacuteralement eacutetabli sans

deacutemontage meacutecanique Par conseacutequent le devis reste approximatif sachant quune

erreur supeacuterieure agrave 10 nest pas toleacuterable

bull Assurances ndash Experts Le devis est eacutetabli de maniegravere preacutecise pour permettre agrave

lassureur de prendre une deacutecision sur lopportuniteacute de la reacuteparation remise en eacutetat

ou mise en eacutepave lorsque la reacuteparation deacutepasse la valeur veacutenale du veacutehicule

Geacuteneacuteralement les devis sont gratuits

4 Deacutemarche dutilisation des devis

a) Ce que doit comporter un devis

Identification du prestataire qui reacutedige le devis

bull nom et raison sociale

bull adresse complegravete

bull teacuteleacutephone

bull teacuteleacutecopie

bull email et site internet

Identification de la personne qui a demandeacute le devis

bull nom preacutenom

bull adresse

bull teacuteleacutephone

Le mot devis doit ecirctre eacutecrit en gros

La date du devis

La liste des prix et le total

b) Ce quil faut preacuteciser dans un devis

bull La dureacutee de la validiteacute de loffre par exemple ce devis est valable entre 1 et 3 mois

selon le projet

5) Estimation

bull Lestimation consiste agrave eacutevaluer par preacutediction les coucircts et deacutelais des tacircches qui

constituent un projet agrave partir destimations dautres grandeurs comme la taille la

puissance ou la capaciteacute Le terme estimation deacutecrit aussi bien la fonction lopeacuteration

que le reacutesultat

6) Quelles sont les regravegles dun bon devis

- Un prix ferme

- une trace eacutecrite en cas de litigehellip

Tel est linteacuterecirct de disposer dun bon devis avant le deacutebut des travaux

Le bon devis doit comporter un certain nombre de mentions obligatoires notamment

- la somme globale agrave payer

- le deacutecompte deacutetailleacute des prestations et des produits utiliseacutes

- le nom et ladresse de lentreprise

- la dureacutee de validiteacute de loffre et lindication du caractegravere gratuit ou payant du

devis

Ces regravegles protegravegent de faccedilon satisfaisante le client

Des mentions suppleacutementaires

Pour autant rien ne lempecircche de demander au professionnel dajouter sur le devis dautres

mentions non obligatoires comme par exemple

- les modaliteacutes de regraveglement avec un eacutecheacuteancier preacutecis des paiements

- la date limite preacutevue pour la fin des travaux

- une peacutenaliteacute de retard par jour deacutepasseacute

Le client disposera ainsi de moyens de pression suppleacutementaires en cas de complicationhellip

Si la facture est plus eacuteleveacutee

Il arrive que le montant de la facture soit supeacuterieur agrave celui du devis alors que le client navait

pas donneacute son accord preacutealablehellip

Que faire

Commencer par veacuterifier si le devis ne comporte pas une clause de reacutevision du prix dans

certains cas expresseacutement preacutevus (ex hausse du coucirct de la main-dœuvre ou des matiegraveres

premiegraveres)

si cest le cas le professionnel a le droit de reacutepercuter cette hausse sur la facture

Agrave deacutefaut le client peut refuser de payer la diffeacuterence

Une simple lettre de reacuteclamation adresseacutee au professionnel en recommandeacute avec accuseacute de

reacuteception devrait suffire En cas deacutechec le client doit saisir la direction de la concurrence de

la consommation et de la reacutepression des fraudes du deacutepartement du professionnel

Chapitre 11

Bon de commande

Commande

Dans le commerce une commande est une intention soit

- verbale

- eacutecrite

dengager une transaction commerciale pour des produits ou services particuliers

Du point de vue de lacheteur elle exprime lintention dacheter et est appeleacutee une commande

dachat

Du point de vue du vendeur elle exprime lintention de vendre et elle se reacutefegravere agrave une

commande de vente

Dans beaucoup dentreprises les commandes sont utiliseacutees pour rassembler et rendre compte

des coucircts et des revenus selon des objectifs bien deacutefinis

Ensuite il est possible de montrer pour quels objectifs les deacutepenses ont eacuteteacute engageacutees

Eacutetapes dans les commandes commerciales

Commerce Action de lacheteur Action du vendeur

Acheteur qui deacutesire le

produit et vendeur qui

vend le produit

Recherche des vendeurs du produit Marketing et publiciteacute

Veacuterification du pricing

du produit disponibiliteacute

speacutecifications coucircts de

livraison

Demande de devis ou demande doffre Devis ou offre creacuteeacutes

Accord de transaction

entre acheteur et vendeur Enregistrement de la commande dachat

Enregistrement de la commande

de vente

Le produit est expeacutedieacute du

vendeur agrave lacheteur

Fiche demballage facture pro

forma pour certaines

expeacuteditions internationales

Lacheteur reccediloit le

produit du vendeur

La fiche demballage et le produit sont

compareacutes avec la commande dachat on

veacuterifie le bon conditionnement du

produit

Le vendeur envoie la

facture (comptabiliteacute) agrave

lacheteur

On fait correspondre la fiche demballage

avec la commande dachat et la facture

on enregistre lachat dans les comptes

financiers dans la comptabiliteacute

fournisseurs

On enregistre la vente dans les

comptes financiers dans la

comptabiliteacute clients

Lacheteur paie le

vendeur

Paiement en espegraveces par chegraveque ou

paiement eacutelectronique enregistrement

du paiement sur la commande dachat

Reacuteception des espegraveces du

chegraveque ou du paiement

eacutelectronique enregistrement du

paiement sur la commande de

vente

Page 12: Maintenance des parcs roulants Partie 2/3

23 Allumage eacutelectronique

Un allumage eacutelectronique est une eacutevolution de lallumage classique par batteriebobine des moteurs agrave

explosion

Il a consisteacute agrave remplacer aussi le meacutecanisme davance agrave lallumage par un systegraveme eacutelectronique (en

reacutealiteacute dans ce cas le systegraveme est reacutegleacute sur

pleine avance) et un retardateur eacutelectronique

introduit le retard neacutecessaire agrave la situation du

moteur

Introduit dans les anneacutees 1970 lallumage

eacutelectronique sest geacuteneacuteraliseacute sur de nombreuses

cateacutegories de moteurs (automobiles motos etc)

agrave partir des anneacutees 1980

Allumage eacutelectronique

24 Avantages et inconveacutenients du moteur agrave allumage commandeacute

bull Plus leacuteger

bull Plus vif

bull Plus silencieux

bull Cout moindre

25 Les pannes

Les pannes dallumage sont une des grandes causes dimmobilisation involontaire des veacutehicules agrave

moteur

bull Usure des rupteurs

bull Deacutereacuteglage du point davance

bull Usure ou grippage du systegraveme davance

26 Combustion

La combustion du meacutelange est une transformation chimique (oxydation vive) du carburant et de

loxygegravene

On utilise geacuteneacuteralement loctane comme moleacutecule permettant de deacutecrire une combustion de ce type

Eacutequation de la combustion de loctane

2 C8H18 + 25 O2 16 CO2 + 18 H2O + Q

2 Moteur Diesel

Principe

Fruit des travaux meneacutes par lingeacutenieur allemand Rudolf Diesel entre 1893 et 1897 le moteur Diesel

est un moteur agrave combustion interne dont lallumage nest pas commandeacute mais spontaneacute par

pheacutenomegravene dauto-inflammation

Il na donc pas besoin de bougies dallumage

Cela est possible gracircce agrave un tregraves fort taux de compression (rapport volumeacutetrique) denviron 141 agrave

251 permettant dobtenir une tempeacuterature de 700 agrave 900 degC

Des bougies de preacutechauffage sont souvent utiliseacutees pour permettre le deacutemarrage du moteur agrave froid en

augmentant la tempeacuterature de la chambre de combustion mais leur preacutesence nest pas systeacutematique

Ce type de moteur agrave taux de compression eacuteleveacute a connu une expansion rapide en automobile agrave partir

de la fin des anneacutees 1980 lorsque la suralimentation par turbocompresseur en a notablement ameacutelioreacute

les performances

Comme le moteur thermique agrave allumage commandeacute le moteur Diesel est constitueacute de pistons

coulissants dans des cylindres fermeacutes par une culasse reliant les cylindres aux collecteurs dadmission

et deacutechappement culasse eacutequipeacutee de soupapes commandeacutees par un ou plusieurs arbres agrave cames

Moteur VW TDI

Le fonctionnement repose sur lauto-inflammation du gazole dans de lair comprimeacute agrave plus de 120

du volume du cylindre a environ

- 35 bar de pression

- 600 degC de tempeacuterature

En brucirclant le meacutelange augmente fortement dans le cylindre

- la pression entre 60 agrave 100 bars

- la tempeacuterature a 1500 degC

Le cycle Diesel agrave quatre temps comporte

- Admission Contrairement au moteur agrave essence crsquoest de lrsquoair pur et non un meacutelange carbureacute qui est

introduit dans le cylindre lors de cette phase

- Compression Lrsquoair fortement comprimeacute est porteacute agrave une pression de 30 agrave 40 bars pour une

tempeacuterature de 500 agrave 600 degC environ

Admission Compression Combustion Echappement

Figure I1 les quatre temps drsquoun moteur Diesel

- combustion A la fin de la compression le gas-oil est alors injecteacute sous forme de fines gouttelettes

soit directement dans la chambre de combustion (injection directe) soit dans une preacute-chambre

turbulente destineacutee agrave favoriser sa combustion au contact de lrsquoair chaud (injection indirecte) La

pression drsquoinjection varie de 80 agrave 250 bars suivant le type de moteur Au contact de lrsquoair agrave tempeacuterature

eacuteleveacutee le combustible srsquoenflamme de lui-mecircme sa tempeacuterature drsquoinflammation eacutetant voisine de 300

degC Il srsquoenflamme spontaneacutement agrave mesure qursquoil est introduit Cependant un certain temps mesurable

srsquoeacutecoule entre le deacutebut drsquoinjection et le deacutebut de la combustion Crsquoest le deacutelai drsquoallumage Les gaz

augmentent tregraves rapidement de volume et chassent le piston vers le bas Crsquoest la deacutetente ou temps

moteur La pression des gaz est de lrsquoordre de 50 agrave 120 bars et la tempeacuterature de 1800 agrave 2000 degC

- Echappement Les gaz brucircleacutes sont chasseacutes par le piston qui remonte gracircce agrave la soupape

drsquoeacutechappement qui srsquoouvre

Les seules bougies preacutesentes sur un moteur diesel sont les bougies de preacutechauffage qui comme leur

nom lindique preacutechauffent les chambres de combustion (ou les preacutechambres suivant le type de diesel)

afin dobtenir lorsque le moteur est froid une tempeacuterature suffisante pour lauto-inflammation du

carburant

332 Vitesse et puissance

Les vitesses de rotation des moteurs diesel sont tregraves diffeacuterentes dun moteur agrave un autre

En effet plus le moteur est gros plus la course du piston est grande et plus le moteur est lent

Trois classes de moteurs sont ainsi deacutefinies

bull moteur lent moins de 200 trmin

bull moteur semi-rapide entre 400 et 1 000 trmin

bull moteur rapide 1 000 trmin et plus

Scheacutematiquement plus le piston est gros plus sa course

est importante

Pour exemplethinsp moteur DW10 ATED de PSA cylindreacutee

1 997 cmsup3 aleacutesage 85 mm course 88 mm reacutegime de

puissance maximale 4 000 trmin

Pour ce moteur la vitesse lineacuteaire du piston dans le

cylindre agrave 4 000 trmin est de 88 x 2 (deux courses par

tour moteur) = 176 mm ou en megravetres 0176 times 4 000

soit 704 mmin ou 70460thinspms = 117 ms

Moteur Diesel PSA

Certains moteurs Diesel lents de type agrave 2 temps atteignent 100 000 ch (voir le porte- conteneurs

Emma Maeligrsk) comme le Waumlrtsilauml RT-flex96C 14 cylindres moteur agrave 2 temps lent

(92102 toursmin)

Les cylindres ont un aleacutesage de 96 cm et le piston une course de

25 m2

Ce moteur a une hauteur denviron 13 megravetres et une longueur de 26

megravetres pour un poids de 2 300 tonnes

333 Combustion

Reacuteaction chimique dans laquelle la combustion du carburant (oxydation vive de lhexadeacutecane) par le

dioxygegravene preacutesent dans lair deacutegage de la chaleur plus des reacutesidus de combustion dioxyde de carbone

et eau

Eacutequation parfaite de la combustion du gazole

hexadeacutecane + dioxygegravene = dioxyde de carbone + eauthinsp

2 C16H34 + 49 O2 rarr 32 CO2 + 34 H2O + Q

En pratique on considegravere quil faut preacutevoir 30 g dair pour brucircler 1 g de combustible

334 Usage

On utilise le moteur Diesel lorsque lon a un besoin dun couple

important ou dun bon rendement

- locomotives

- bateaux

- camions

- Bus et car Diesel-alternateur sur un peacutetrolier

- tracteurs agricoles

- groupes eacutelectrogegravenes

- engins de travaux publics

- automobiles

335 Circuit drsquoalimentation

Le circuit drsquoalimentation (figure I16) du moteur en carburant (gas-oil) dans un moteur diesel

comprend les eacuteleacutements suivants

- Le reacuteservoir qui est souvent muni drsquoun tamis qui arrecircte les plus grosses impureteacutes du combustible

Le bouchon comporte un trou de mise agrave lrsquoair libre

- La pompe drsquoalimentation aspire le combustible dans le reacuteservoir agrave travers une creacutepine Elle est

proteacutegeacutee par un preacute-filtre

- Le filtre complegravete le nettoyage du combustible qui est refouleacute par la pompe drsquoalimentation La

pression fournie par cette pompe est limiteacutee par le clapet de deacutecharge placeacute dans le filtre

- La pompe drsquoinjection distribue sous une forte pression au moment voulu le combustible vers les

cylindres Dans certains cas un clapet de balayage tareacute plus faible que celui du filtre permet une

circulation du combustible qui assure le refroidissement de la pompe

Figure I16 Circuit drsquoalimentation avec pompe en ligne

- Lrsquoinjecteur pulveacuterise tregraves finement le combustible dans la chambre de combustion

- Les canalisations de retour relient la pompe le filtre et les injecteurs au reacuteservoir Elles assurent

lrsquoeacutevacuation de lrsquoexcegraves de deacutebit ou la reacutecupeacuteration des fuites

Une pompe dalimentation solidaire de la pompe dinjection aspire le combustible du reacuteservoir au

travers drsquoun preacute-filtre deacutecanteur et le refoule vers le filtre principal

Le combustible filtreacute est envoyeacute sous pression dans la chambre daspiration de la pompe dinjection

dougrave les eacuteleacutements pistons-cylindre le refoulent sous haute

pression vers les injecteurs

Des soupapes de balayage (ou de deacutegazage) placeacutees sur le filtre et

la chambre daspiration de la pompe agrave injection facilitent

leacutevacuation des bulles dair ou de vapeur et assurent par ailleurs

le refroidissement de la pompe par le deacutebit de combustible ainsi

produit

Pompe agrave injection diesel rotative

Les fuites de combustible sont reacutecupeacutereacutees au niveau des injecteurs et renvoyeacutees au reacuteservoir en mecircme

temps que les divers deacutebits de deacutegazage

335 Deacutelai drsquoallumage

Le temps mis par les premiegraveres gouttelettes injecteacutees pour atteindre la tempeacuterature drsquoinflammation est

deacutefini sous le nom de deacutelai drsquoallumage

Ce deacutelai doit ecirctre aussi court que possible pour que le fonctionnement du moteur soit doux Il sera

drsquoautant plus faible que

- La tempeacuterature de lrsquoair est plus eacuteleveacutee

- La tempeacuterature drsquoinflammation du combustible est

plus basse

- Le combustible est plus finement pulveacuteriseacute

- La tempeacuterature du combustible est plus eacuteleveacutee

- Lrsquoindice de ceacutetane du combustible est eacuteleveacute

336 Moteur agrave injection directe

Moteur agrave combustion interne alimenteacute en air pur le carburant eacutetant injecteacute

sous forte pression directement dans la chambre de combustion (figure

I17)

La pression drsquoair est de 175 agrave 200 bars Ce moteur a besoin drsquoun excegraves drsquoair

important pour favoriser le brassage du meacutelange

Les pressions sont importantes en fin de compression (Reacutef [2])

Injection directe

Avantages

- Le rendement thermique est supeacuterieur drsquoenviron 10 agrave un moteur agrave chambre de preacutecombustion

- Les deacutemarrages sont plus faciles

- La construction est plus simple que pour les autres types de moteurs

Inconveacutenients

Le moteur est assez bruyant et les organes sont soumis agrave de fortes charges

Lrsquoencrassement des injecteurs est plus rapide

336 Avantages du moteur Diesel

Les raisons du succegraves du moteur Diesel dans lautomobile au-delagrave davantages fiscaux qui relegravevent de

choix politiques et non techniques tiennent essentiellement agrave son rendement supeacuterieur agrave celui du

moteur agrave essence

Ce rendement peut ecirctre encore ameacutelioreacute par lutilisation dun

turbocompresseur

Les plus reacutecents modegraveles sont laquo agrave geacuteomeacutetrie variable raquo (TGV)

technologie qui leur permet decirctre plus performants agrave bas reacutegime)

Turbocompresseur

Ainsi que lrsquoutilisation du Common rail (injection directe agrave haute

p r e s s i o n ) i n v e n t eacute p a r F i a t e t M a g n e t i - M a r e l l i

Systegraveme drsquoinjection a rampe commune

Avec les nouveaux injecteurs-pompe rampe commune et pieacutezo-eacutelectrique la pression atteint

jusquagrave

2thinsp500 bars

Contre

- 1thinsp400 pour la premiegravere rampe commune

- moins de 1thinsp000 pour un moteur agrave injection indirecte)

Ce qui assure une pulveacuterisation du gazole

- turbulente

- continue

- constante et

- bien reacutepartie

parametres essentielles pour une bonne combustion

Cette technologie porte le nom de

bull JTD Fiat Alfa Romeo Lancia - inventeur du systegraveme common rail 1re geacuteneacuteration

bull Mjt Fiat Alfa Romeo Lancia Iveco - inventeur et distributeur du systegraveme common rail 2e et

3e geacuteneacuteration

bull HDi Peugeot Citroeumln

bull dCi (Direct Common rail Injection) Renault Nissan Dacia

bull CDI (Common rail Direct Injection) Mercedes-Benz Smart

bull CRD Jeep

bull Td(x) TDV(x) Land Rover (ex Td4 ou TDV8)

bull d BMW (ex 530d)

bull TDI (Turbo Direct Injection) Audi Seat Skoda Volkswagen

bull D-4D ou D-CAT Toyota (CAT signifie Clean Advanced Technologie)

bull d Lexus (exIS 220 d)

bull CDTI (Common rail Turbo Direct Injection) Opel (les DTI sont des moteurs agrave injection

directe sans rampe commune)

bull VDi deacutenomination anciennement utiliseacutee par Nissan aujourdhui remplaceacutee par dCi

bull DI-D Mitsubishi

bull D Volvo (ex 24D ou D5) Jaguar (ex 27D)

bull TDCi Ford (les moteurs TDdi sont agrave injection directe mais ne comportent pas de rampe

commune)

bull MZR-CD Mazda

bull i-CTDi Honda

bull CRDi Hyundai

bull CRDI Kia

bull TCDi VCDi Chevrolet

bull TID Saab

34 Architectures moteurs

341 Introduction

Les deacutefauts du moteur agrave combustion interne classique sont

- meacutediocre rendement

- vibrations

- difficulteacute de reacuteduire son niveau de pollution

De nombreuses architectures alternatives sont neacutees au cours de lhistoire beaucoup sont resteacutees agrave leacutetat

de dessins ou de maquettes certaines ont donneacutees des prototypes fonctionnels et quelques rares

architectures ont eu droit agrave la production industrielle

342 Caracteacuterisation

La cylindreacutee dun moteur est le volume total (tous cylindres) deacuteplaceacute durant un cycle

Elle est calculeacutee agrave partir

- du diamegravetre dun cylindre (laleacutesage)

- de la distance parcourue par un piston (la course) et

- du nombre de cylindres

La puissance deacuteveloppeacutee souvent exprimeacutee par une courbe de puissance moteur doit ecirctre mesureacutee

selon certaines normes deacutefinissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de

tempeacuterature et de pression

Courbes caracteristiques du moteur CMT F4L912

Elle est toujours supeacuterieure agrave la puissance reacuteellement disponible aux roues pour un veacutehicule du fait des

pertes dans la transmission

Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le kiloWatt (kW) mais souvent accoleacute au cheval-vapeur (CV)

1 cheval-vapeur = 736 Watt

Le couple maximal est exerceacute sur laxe

Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le Newton-megravetre (Ntimesm) bien que le kgtimesm reste courant

La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation

Pour obtenir des Watt il faut multiplier le couple en Ntimesm par la vitesse de rotation en radians par

seconde

La vitesse maximale de rotation geacuteneacuteralement exprimeacutee en tours par minute

- La puissance speacutecifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindreacutee (volume de gaz

contenus apregraves le cycle dadmission)

Elle est souvent exprimeacutee en la rapportant au litre de cylindreacutee

- Le taux de compression dun moteur exprime le rapport entre le volume laisseacute dans lun de ses

cylindres au point mort bas et au point mort haut

Plus il est eacuteleveacute plus le meacutelange est comprimeacute donc plus lexplosion sera forte donc difficile agrave geacuterer

(choc meacutecanique tempeacuteraturehellip) mais plus le rendement du moteur sera eacuteleveacute

343 Eleacutements constitutifs drsquoun moteur

3431 Eleacutements fixes

34311 Bloc-moteur

Le bloc-moteur appeleacute eacutegalement carter-cylindres est la

piegravece maicirctresse du moteur (figure I2)

Ses fonctions principales sont les suivantes

- contenir les cylindres

- supporter le vilebrequin la culasse les

accessoires

- servir de support agrave lrsquohuile de lubrification

Scheacutema drsquoun bloc moteur

- servir de support agrave lrsquoeau de refroidissement (si un tel systegraveme de

refroidissement est utiliseacute)

Bloc a 04 cylindres

34312 Chemises

Pour le moteur F4L912 refroidi agrave air les chemises sont munies drsquoailettes (figure I3)

a) b) c)

Figure3 Chemises pour moteurs a) humides b) segraveches c) agrave ailettes du moteur F4L912

34313 Culasse

La culasse obture la partie supeacuterieure du cylindre

Cest une piegravece assez massive obtenue par moulage de fonte dacier ou

drsquoaluminium

Sa forme est tregraves variable suivant le type de moteur

La circulation de leau de refroidissement se fait dans des eacutevidements

ameacutenageacutes dans leacutepaisseur des parois Culasse drsquoun moteur

refroidi agrave eau

Les culasses portent

- les injecteurs

- les soupapes

- les culbuteurs

- les conduits dentreacutee dair et de sortie des gaz brucircleacutes Culasse Renault Kangoo

Pour le moteur refroidi agrave air (F4L912) leur culasse porte des ailettes comme montre la figure

Figure I5 Culasse du moteur F4L912 Figure I6 Vilebrequin pour un moteur a 4 cylindres

I322 Eleacutements mobiles

I3221Vilebrequin

Le vilebrequin (figure I6) est un arbre manivelle il reccediloit les efforts des bielles

Les parties cylindriques par lesquelles il repose dans des

paliers-supports du bacircti sont les laquo tourillonsraquo

Les parties cylindriques qui reccediloivent les coussinets de tecirctes

de bielles sont les

laquo manetons raquo (Reacutef [2])

Manetons et tourillons sont relieacutes entre eux par des flasques

appeleacutes laquo bras de manivelle raquo Fig 6 bis Vilebrequin a 5 paliers avec ses bielles et pistons

Des canaux sont foreacutes dans la masse du vilebrequin pour amener lhuile de graissage

jusquaux coussinets de tecirctes de bielle (figure 7)

Figure 7 Graissage des paliers drsquoun vilebrequin

I2322 Bielles

Les bielles transmettent au vilebrequin les efforts quelles

reccediloivent des pistons pendant les temps moteurs et

entrainent les pistons pendant les temps reacutesistants

Elles sont en acier allieacute

Leurs formes sont conccedilues de maniegravere agrave concilier au mieux la

leacutegegravereteacute et la reacutesistance aux efforts de

- compression

- extension Fig7a Ensemble bielles-pistons

- flexion

Les trois principales parties dune bielle sont

- le pied qui srsquoarticule sur laxe de piston

- le corps

- la tecircte qui sarticule sur un maneton du

vilebrequin

Figure I8 Bielle utiliseacutee dans le moteur F4L912

Le pied est un eacutepanouissement aleacuteseacute du corps dans lequel une

bague en bronze phosphoreux ou un roulement agrave aiguilles est

emmancheacute avec serrage

Le corps est alleacutegeacute par des eacutevidements sa section est souvent en

I parfois tubulaire

La tecircte est en deux parties assembleacutees par boulons pour en

permettre le montage sur le vilebrequin

La partie rapporteacutee est le laquo chapeau raquo

Deux demi-coussinets en bronze ou en acier sencastrent dans

la tecircte ils sont garnis dune couche de meacutetal antifriction

Le garnissage est parfois en laquo meacutetal roseraquo (alliage agrave base de

plomb et de cuivre qui fond agrave 1 000degC) pour les moteurs soumis

agrave de tregraves gros efforts

Quelquefois les coussinets sont deacutepourvus de garnissage ils

sont alors en bronze speacutecial

Fig8a Description de lrsquoensemble bielles-pistons

Dans les moteurs modernes les coussinets sont des laquo coquillesraquo tregraves minces en acier

eacutegalement garnies drsquoalliage antifriction

I3223Piston

Le piston (figure I9) peut ecirctre deacutecomposeacute en quatre parties

principales

- La tecircte ou fond qui reccediloit les efforts dus aux gaz

- le porte-segments qui par lrsquointermeacutediaire des segments assure

lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz et agrave lrsquohuile et dissipe une partie des calories

reccedilues vers le fluide de refroidissement Fig 8b Vue drsquoun piston

- le logement de lrsquoaxe de piston ou trou drsquoaxe

- la jupe ou partie frottant dont le rocircle est de guider le porte-segments et de dissiper une partie des

calories

- Fonctions du piston

Le piston doit transmettre au vilebrequin par lrsquointermeacutediaire de la

bielle les efforts dus aux gaz

- jusqursquoagrave 75 MPa pour les moteurs agrave essence non

suralimenteacutes

- jusqursquoagrave 14 agrave 18 MPa pour les moteurs diesels

Figure I9 Piston

Ils doivent ecirctre suffisamment isolants pour ne pas fournir trop de

calories au fluide de refroidissement

Tout en eacutevitant la formation de points chauds et de grippage

Il faut que le piston soit aussi leacuteger que possible et le moins

encombrant possible (distance entre le trou drsquoaxe et la tecircte la plus

reacuteduite pour avoir un moteur compact)

La dilatation du piston doit ecirctre telle que le jeu pistonchemise varie

peu car trop de jeu agrave froid provoque des claquements et pas assez de

jeu agrave froid un grippage

Le piston doit avoir une bonne reacutesistance meacutecanique en fatigue

Fig 9a Piston pour moteur Diesel

Formes de la tecircte du piston

La forme des chambres de combustion est deacutetermineacutee par

lempreinte reacutealiseacutee dans la culasse si bien que la tecircte du

piston est habituellement plate

Parfois il savegravere au contraire que le piston soit creuseacute et

forme totalement ou partie la chambre de combustion

Neacuteanmoins la tecircte du piston est creuseacutee notamment sur les

automobiles de course pour une toute autre raison

Il sagit en effet de reacutealiser une forme particuliegravere permettant

de reacutepartir et de diriger au mieux le meacutelange airessence

injecteacute dans la chambre

Fig 9c Illustration des diffeacuterentes formes de tecirctes de piston et de la

position de linjecteur selon la technique dinjection

On distingue geacuteneacuteralement 02 grandes techniques dinjection

Dans le cas dune injection dite laquo tumble raquo le jet de fluide produit par

linjecteur est deacutevieacute (par la forme de la tecircte du piston) vers la bougie

dallumage permettant de produire une explosion plus laquo performantes

raquo et stratifieacutee

Dans le cas dune injection dite laquo swirl raquo le carburant agit comme un

tourbillon permettant ainsi dhomogeacuteneacuteiser le meacutelange dans toute la

chambre

Il est eacutegalement possible de combiner les deux types dinjection

Fig9b Illustration des mouvements

tourbillonnaire swirl et tumble

I3224Segmentation

Ce sont des piegraveces composeacutees dun cercle incomplet en acier eacutelastique preacutevues pour semboicircter dans

les gorges du piston

Le diamegravetre exteacuterieur au repos est leacutegegraverement

supeacuterieur agrave celui du cylindre

En partant de la tecircte du piston on a (figue I10)

- le segment ndeg3 segment coup de feu

(ou segment de feu)

- le segment ndeg2 segment drsquoeacutetancheacuteiteacute

- le segment ndeg1 segment racleur ou refouleur

Fig9b Vue drsquoun ensemble piston-segments

Les deux derniers segments sont eacutegalement appeleacutes segments de compression

Les rocircles de la segmentation sont les suivants

- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz

ce rocircle est surtout assureacute par le segment coup de feu

Il est essentiel pour diminuer le Blow-by (gaz de combustion

passant dans le carter-cylindres) et la tempeacuterature des

segments inteacuterieurs

Figure I10 Segments de piston

- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute agrave lrsquohuile de lubrification

crsquoest surtout le rocircle du segment racleur mais le segment

drsquoeacutetancheacuteiteacute a aussi une grande importance

- Eacutevacuer la chaleur du piston vers le cylindre

Elles sont fabriqueacutees agrave partir dun ressort dacier eacutelastique

coupeacute ensuite en rondelles constituant les segments Fig10a Collier pou segments a piston

Elles sont geacuteneacuteralement asymeacutetriques il faut faire attention au sens de montage lors de

lassemblage du moteur (fig10b)

Lespace entre les deux extreacutemiteacutes du segment lorsquil est

de serrage introduit dans le cylindre sappelle le jeu agrave la coupe

Sa mesure permet deacutevaluer lusure du segment

Fig10b Tierccedilages des segments

I3225Axe de piston

Les axes de pistons en acier au nickel ceacutementeacute sont tubulaires leur

surface cylindrique exteacuterieure est rectifieacutee

Trois types de montage sont couramment utiliseacutes

- laxe est maintenu solidaire de la bielle par une vis pointeau il est

libre dons le piston

- laxe est maintenu solidaire du piston par une vis pointeau placeacutee dans

lun des bossages il est libre dans laleacutesage de la bielle Fig10c Axe piston

- laxe est monteacute laquoflottantraquo dans le piston et la bielle son deacuteplacement lateacuteral est limiteacute par

des freins extensibles en anneau (figure I11) logeacutes dans des rainures circulaires

Lajustement de laxe est agrave

- frottement doux dans la bielle

- frottement dur dans le piston

Pour le montage le piston est porteacute agrave la tempeacuterature de 100degc dans un bain dhuile afin de

faciliter la mise en place de laxe

Figure I11 Axe de piston monteacute flottant

52 La distribution

Mais cest quoi dont la distribution

Ce sont les diffeacuterents systegravemes permettant la reacutegulation des eacutechanges gazeux cest agrave dire les eacutetapes

dadmission et deacutechappement

Dans un moteur 2 temps cette fonction est assureacutee par le piston

Sur un moteur quatre temps la distribution se fait au niveau de la culasse par les soupapes et tous les

systegravemes qui permettent leurs ouvertures et fermetures

Chaque cylindre dun moteur possegravede au moins deux soupapes une dadmission et une

deacutechappement

Sur certains moteurs il Y a trois ou quatre soupapes par culasse elles sont commandeacutees simultaneacutement

deux agrave deux

(a) 02 soupapes (b) 03 soupapes (c) 04 soupapes

Fig11a Culasses a 02 03 et 04 soupapes par cylindre

Les soupapes sont normalement appuyeacutees sur leurs siegraveges par des

ressorts en heacutelice

Leur ouverture agrave un instant preacutecis de chaque cycle sobtient gracircce agrave

la pousseacutee exerceacutee par une came (figure12)

La came tourne entraicircneacutee par le vilebrequin sa pousseacutee est

communiqueacutee agrave la soupape par lintermeacutediaire dun poussoir dune

tige et dun culbuteur

Fig12 Distribution

331 Soupapes

Une soupape est un organe meacutecanique de la distribution des moteurs thermiques agrave quatre

temps permettant ladmission des gaz frais et leacutevacuation des gaz brucircleacutes

Les soupapes sont actionneacutees par un arbre agrave cames et maintenues par un ou plusieurs ressorts

de rappel

Les soupapes sont constitueacutees de quatre parties

a) Tecircte de la soupape

Lorsque la soupape est en position fermeacutee elle vient sappuyer sur le siegravege de

soupape dessineacute dans la culasse pour assurer leacutetancheacuteiteacute de la chambre

La partie de la soupape en contact avec le siegravege de forme tronconique est

deacutenommeacutee laquo porteacutee raquo langle varie entre 30deg et 45deg

b) Collet

Elle relie la tecircte agrave la tige est formeacute par un congeacute de grand rayon de faccedilon agrave

faciliter la dissipation de la chaleur provenant de la chambre et eacuteviter leffet

dentaille ducirc au changement de section

c) Tige

Crsquoest une piegravece cylindrique dont le diamegravetre est de lordre du quart de celui de la tecircte assure

le guidage vertical de la soupape

La tige coulisse ainsi dans le guide de soupape ouverture cylindrique pratiqueacutee dans la

culasse

d) Queue

Partie terminale de la soupape supporte laction du poussoir actionneacute par larbre agrave cames

Elle comporte une ou plusieurs gorges le plus souvent de section semi-circulaire pour loger

les clavettes qui transmettent agrave la soupape la tension du ressort de rappel6

Les soupapes sont en acier allieacute tregraves reacutesistant

Les principaux meacutetaux dalliage sont le chrome le

silicium le tungstegravene le nickel

Figure I13 Soupape avec tecircte bombeacutee

332 Culbuteurs et poussoirs

Les culbuteurs (figure I14) sont des leviers oscillants articuleacutes sur un axe solidaire de la

culasse

Leur rocircle est de transmettre de haut en bas aux queues de soupape les pousseacutees quils

reccediloivent de bas en haut agrave intervalles reacuteguliers des poussoirs et tiges de culbuteurs

Figure I14 Culbuteurs Renault 21 TD

Les poussoirs sont des cylindres en acier tregraves reacutesistant qui prennent contact avec les cames

soit

- par lintermeacutediaire dun galet

- par intermeacutediaire dun plateau

Suivant le cas le profil de la came est diffeacuterent

Fig14a Poussoirs et arbre agrave cames en tegravete pour leur entrainement (VW Toureg)

521 Le diagramme de distribution

Le point le plus haut quil peut atteindre quon appelle point mort haut (PMH) et inversement le point

le plus bas quon appelle point mort bas (PMB)

Enfin on appelle la course la longueur du parcours entre le PMH et le PMB

Laleacutesage est le diamegravetre du cylindre

Ces donneacutees et le volume de la chambre de combustion permettent de calculer le taux de compression

ou rapport volumeacutetrique

Figure V1 Point Mort Haut et Point Mort Bas dans un moteur

522 Les systegravemes de controcircle des soupapes

Au vue de la complexiteacute dun diagramme de distribution il faut que les soupapes dadmission et

deacutechappement soient parfaitement synchroniseacutees pour que le cycle sexeacutecute dans de bonnes

conditions

Moteurs culbuteacutes

Dans un moteur agrave combustion interne les culbuteurs servent agrave

transmettre la pousseacutee des tiges de culbuteurs vers les soupapes (les

soupapes se trouvant au-dessus des cylindres les tiges de culbuteurs

le long des cylindres et actionneacutees par un arbre agrave cames lateacuteral ou

central situeacute vers le bas des cylindres proche du vilebrequin)

Ces moteurs sont dits culbuteacutes

Ils ont eacuteteacute tregraves utiliseacutes en automobile de tourisme jusquaux anneacutees

1970-80

Fig 2 Ensemble de distribution culbuteacute

Tout dabord quest ce quune came

La came est lobjet qui permet la commande dune ou de plusieurs soupape Son profil est calculeacutee tregraves

preacuteciseacutement afin de

-fixer la hauteur de la leveacutee de soupape

-amortir le choc entre la came et le poussoir ducirc au jeu initial

-reposer doucement la soupape dans son siegravege lors de la fermeture par ressort

Figure V4 Ensemble soupape-came et arbre agrave cames

La came peut commander la soupape directement avec un poussoir comme repreacutesenteacute ci-agrave gauche

mais elle peut eacutegalement utiliser des basculeurs tels que le linget (ci contre en bas) ou le culbuteur (ci

contre en haut)

Ainsi larbre agrave came contient plusieurs cames permettant de commander les soupapes de tous les

cylindres afin de les synchroniser

Larbre agrave cames est geacuteneacuteralement entraicircneacute au moyen dengrenages

Son pignon denteacute est soit directement en prise avec un pignon caleacute agrave lextreacutemiteacute du vilebrequin soit

relieacute agrave ce dernier par un pignon intermeacutediaire

Les soupapes peuvent ecirctre commandeacutees par simple arbre agrave cames en tecircte

Cela signifie que larbre agrave cames est placeacute au dessus de la culasse et quil actionne les soupapes

dadmission et deacutechappement par lintermeacutediaire de culbuteur

Il existe aussi le systegraveme de double arbre agrave cames en tecircte ougrave dans ce cas il y a deux arbres agrave came

lun commande les soupapes dadmission et lautre les soupapes deacutechappement Ici les soupapes

peuvent ecirctre actionneacutees par tous les systegravemes possibles poussoir ou basculeurs

Moteurs agrave simple arbre agrave cames en tecircte

Si lon souhaite un reacutegime de rotation plus eacuteleveacute il est dusage de

placer le ou les arbres agrave cames juste au-dessus des soupapes

directement dans la ou les culasse(s) (arbre agrave cames en tecircte)

et donc il ny a plus besoin de tiges de culbuteurs (moins de piegraveces

en mouvement de jeux donc moins de risque daffolement de

soupapes)

Lorsque les soupapes sont toutes aligneacutees (soupapes dites droites) elles sont coiffeacutees dun poussoir

cylindrique et ouvertes par laction directe de la came sur le dessus

du poussoir

Si elles ne sont pas toutes aligneacutees (soupapes en V) et que lon

souhaite nutiliser quun seul arbre agrave cames en tecircte on dispose des

culbuteurs pour transmettre la pousseacutee des cames aux soupapes

Moteurs agrave double arbre agrave cames en tecircte

Bien que le montage agrave double arbre agrave cames en tecircte permette de

saffranchir des culbuteurs il arrive dutiliser de petits culbuteurs

dits alors linguets parfois appeleacutes basculeurs

Un culbuteur transmet agrave la soupape la pousseacutee de la came en

inversant le sens de la pousseacutee quil reccediloit Laxe de pivot dun

culbuteur est situeacute entre ses deux extreacutemiteacutes comme une balanccediloire

agrave bascule Figure V4 Entraicircnement des arbres de distribution dun systegraveme agrave 16 soupapes

La question qui vient apregraves cest ben comment il tourne larbre agrave cames

Ce sont les vilebrequins qui en tournant transmettent leur position au(x) arbre(s) agrave cames

Il faut bien comprendre que les vilebrequins sont deacutependant les uns des autres lun ne peut pas tourner

sans lautre car ils sont relieacutes entre eux

Ceci est souvent appeleacute larbre moteur

Cette commande se fait le plus souvent par chaicircne comme preacutesenteacute dans la figure des deux arbres agrave

cames en tecircte (sur la droite)

Cest ce quon appelle la chaine de distribution

On trouve eacutegalement la commande par courroie cranteacutee

Enfin on trouve la commande par pignon qui est tregraves reacutesistant mais cher agrave mettre en place

a) chaine b) pignon c) courroie cranteacutee

Figure V4 commande par chaine non 16032016

323 Nombre de soupapes par cylindre

Bien sur laugmentation nombre de soupapes vous vous en doutez favorise le rendement de

distribution Mais ceci nest pas la seule raison

Commenccedilons simplement par le nombre de soupapes le plus reacutepandu dans les anneacutees 80 cest agrave dire 2

soupapes par cylindre

Les culasses ont une chambre de combustion hemispheacuterique pour favoriser le flux des gaz un angle

entre la soupape dadmission et deacutechappement tregraves eleveacute (proche de 90deg) et enfin un taux de

compression eacuteleveacute

Cependant malgreacute tous ces efforts pour favoriser la distribution il est devenu difficile daccroitre les

performances du moteur

Pour cela il y avait une solution augmenter le diamegravetre des soupapes mais cela est devenu vite

impossible ducirc agrave lencombrement les soupapes auraient fini par se toucher

Par ailleurs lutilisation du double arbre agrave cames en tecircte devenait difficile

En effet imaginez la distance des arbres agrave cames pour commander des soupapes donc lencombrement

moteur eacutetait important et surtout lentrainement des 2 arbres agrave cames eacutetait difficile

Il a donc eacuteteacute utiliseacute des cascades de pignons mais cela rendait la distribution tregraves bruyante et les

contraintes dues agrave leacutechauffement eacutetaient difficiles agrave geacuterer

En revanche cette disposition agrave deux soupapes est meacutecaniquement simple et on peut facilement placer

dune part les vis de fixation de la culasse et dautre part la bougie

Figure 6 Culasse a 2 4 et 5 soupapes

Au milieu des anneacutees 80 Yamaha invente une culasse agrave 5 soupapes sur le FZ750 Genesis encore

utiliseacutee aujourdhui sur les sportives de la gamme

Ainsi ce moteur comptant

- 3 soupapes dadmission

- 2 soupapes deacutechappement

permet un meilleur remplissage de la chambre de combustion

La difficulteacute rencontreacutee est le logement des 5 soupapes

Les trois soupapes dadmission ont eacuteteacute placeacutees sur des plans diffeacuterents

mais de faccedilon agrave converger vers larbre agrave cames eacutevitant le montage de

culbuteurs

Cette architecture meacutecanique provoque une difficulteacute daccessibiliteacute meacutecanique

53 Refroidissement

Les combustions reacutepeacuteteacutees surchauffent les piegraveces en contact (piston cylindre soupape) et se diffusent

sur lensemble des piegraveces meacutecaniques du moteur

Il faut donc les refroidir sous peine de destruction

Pour un bon fonctionnement les moteurs agrave explosion ont besoin drsquoune tempeacuterature reacuteguliegravere et

adapteacutee

531 Refroidissement agrave air

En 1875 le franccedilais Alexis de Bischop utilise lair pour le refroidissement

Son moteur sans compression preacutealable de type mixte comportait un

cylindre entoureacute dailettes meacutetalliques augmentant ainsi la surface en

contact avec lair

Ce type de refroidissement est surtout utiliseacute pour les moteurs eacutequipant les

veacutelomoteurs et motocyclettes de faible cylindreacutee mais aussi sur des

automobiles comme certaines Porsche GS la 2CV ou la Coccinelle

Le refroidissement par air est aussi majoritaire pour les moteurs agrave pistons eacutequipant les avions

Moteur de la VW Coccinelle

Le refroidissement agrave air a longtemps eacuteteacute la reacutefeacuterence pour les moteurs de motocyclette (mecircme sil a

toujours existeacute des moteurs de motocyclette agrave refroidissement liquide) mais les problegravemes entraicircneacutes

par le haut rendement de ces moteurs (casses usure preacutematureacutee) ont conduit agrave la quasi geacuteneacuteralisation

du refroidissement liquide malgreacute les avantages speacutecifiques pour la motocyclette du refroidissement agrave

air (encombrement poids simpliciteacute prix)

Il peut ecirctre optimiseacute par lutilisation dun ventilateur dont la preacutesence ne reacutevegravele toutefois pas toujours

un refroidissement agrave air car il dissipe parfois la chaleur du radiateur dun systegraveme de refroidissement

liquide

532 Refroidissement liquide

Cest langlais Samuel Brown qui inventa le refroidissement du moteur par de leau afin dameacuteliorer les

performances du refroidissement

Dans son moteur leau entraicircneacutee par une pompe circule autour des

cylindres entoureacutes dune chemise leau est refroidie par contact direct

avec lair ambiant

Plus tard on ajouta agrave leau diffeacuterents adjuvants qui devint alors le

liquide de refroidissement

Radiateur moderne en aluminium

Le radiateur fut inventeacute en 1897 par lingeacutenieur allemand Wilhelm Maybach

Apregraves de nombreux tacirctonnements il mit au point le radiateur dit laquo nid dabeille raquo qui permet le

refroidissement tregraves efficace dun liquide

Il est composeacute dun faisceau de conduits courts et eacutetroits entre lesquels circule lair

Lair peut ecirctre acceacuteleacutereacute par un ventilateur placeacute devant ou derriegravere lui

Ce radiateur est situeacute dans un circuit fermeacute ou semi-fermeacute emplit dun liquide (agrave base deau) assurant le

refroidissement du moteur

Dans les moteurs les plus anciens la circulation deau est assureacutee par thermosiphon leau chauffeacutee par

le moteur monte vers le radiateur placeacute en hauteur Une fois refroidie elle redescend vers le moteur

Dans les moteurs modernes on utilise une pompe agrave eau

Un controcircle permanent de la tempeacuterature vise agrave maintenir leau et lhuile dans des conditions

permettant une lubrification optimale

Ideacutealement la tempeacuterature du liquide de refroidissement est denviron 75deg-95degCelsius deacutetermineacutee par

plusieurs facteurs tels que toleacuterances dusinage et reacutesistance au frottement des piegraveces meacutecaniques

lubrifiants utiliseacutes

La reacutegulation de cette tempeacuterature est geacuteneacuteralement obtenue par une vanne thermostatique calorstat

situeacutee dans le circuit de refroidissement associeacutee agrave un ou plusieurs ventilateurs asservi par une sonde

thermocontact agrave la tempeacuterature du liquide dans le radiateur

Dans les moteurs marins le radiateur est remplaceacute par un eacutechangeur de tempeacuterature Leau de mer

assurant le refroidissement du circuit deau douce du moteur

533 Refroidissement par huile

Tous les moteurs agrave combustion interne utilisent deacutejagrave un liquide pour la lubrification des piegraveces en

mouvement lhuile qui circule propulseacutee par une pompe il suffit donc de faire circuler ce liquide dans

les zones les plus chaudes et surtout den assurer le refroidissement correct

Tous utilisent plus ou moins le refroidissement par huile carter dhuile bas moteur ventileacute parfois

muni dailettes un petit radiateur dhuile

Exemple

Certaines motos agrave 4 cylindres de marque Suzuki utilisent un refroidissement mixte air-huile avec un

gros radiateur dhuile

Avantages

Les canalisations pompe radiateur indeacutependant et liquide speacutecifiques au refroidissement deviennent

inutiles

Cela permet un net gain de poids et une plus grande simpliciteacute de conception

Inconveacutenients

Lhuile transporte moins bien la chaleur que leau et les speacutecificiteacutes de ces huiles les rendent plus

coucircteuses pour lutilisateur

De plus le graissage du moteur est moins performant (agrave isopeacuterimegravetre) car il y a des pertes de charges

dues agrave la circulation dans le radiateur dhuile

54 Architecture des moteurs agrave explosion

Figure V3 Moteur en double eacutetoile agrave 14 cylindres

bull Cylindres en ligne

bull Cylindres en V

bull Cylindres en W

bull Cylindres opposeacutes horizontalement (Boxer) (flat)

bull Cylindres en H

bull Cylindres en eacutetoile

bull Moteurs complexes (moteurs en carreacute etc)

541 Monocylindre

Historique

Le premier brevet concernant un moteur agrave explosion a eacuteteacute deacuteposeacute par le Suisse Franccedilois Isaac de Rivaz

le 30 janvier 1807

Le premier moteur agrave deux temps fut imagineacute et reacutealiseacute par Jean-Joseph Eacutetienne Lenoir en 1860 Il

fonctionne selon le cycle de Lenoir

Vers 1862 les Allemands Otto et Langen constatant le faible rendement du moteur agrave deux temps de

Lenoir (1860) entreprirent une seacuterie dameacuteliorations la plus deacutecisive consista agrave synchroniser les

mouvements dans la phase de compression

542 Quatre cylindres

Panhard et Levassor degraves 1896 engagent un laquo quatre cylindres en ligne raquo sur leacutepreuve Paris-Marseille-

Paris

Deux ans plus tard les multicylindres (agrave quatre cylindres) gagnent les

grosses voitures et progressivement se geacuteneacuteralisent agrave lensemble de la

gamme devenant en quelque sorte larcheacutetype mondial pour les

voitures courantes de moyennes et basses gammes

Scheacutema dun moteur 4 cylindres vers 1900

04 cylindres en V

Il fait son apparition en course agrave la charniegravere des deux siegravecles sur des modegraveles Mors et Ader

Quelques anneacutees plus tard cette solution seacuteduit Peugeot et Ariegraves pour leurs modegraveles courants davant

1914

Beaucoup plus tard agrave partir de 1962 Ford en fera une large utilisation mais aussi Matra et SAAB

04 cylindres (en ligne) coucheacute

Que lon trouve en compeacutetition chez Ameacutedeacutee Bolleacutee (189899) (premier moteur agrave quatre cylindre

monobloc (les autres moteurs quatre cylindres agrave leacutepoque eacutetaient des bicylindres ou des monocylindres

accoupleacutes)) et chez Wolseley et Winton (1903 voir Wolseley Motor Company et Winton Motor

Carriage Company))

On la trouveacutee sur les motocyclettes BMW seacuterie K et sur les Peugeot 104 - 205 mais aussi sur les

veacutehicules utilitaires ou monospace optant pour la solution laquo moteur sous le plancher raquo

04 cylindres agrave plat boxer

Cest un quatre cylindres en V ouvert agrave 180deg

Embleacutematique dans sa version refroidissement agrave air des laquo coccinelles raquo de Volkswagen

Cette architecture a le grand avantage de faire beacuteneacuteficier le veacutehicule quil motorise dun centre de

graviteacute assez bas

Une version muscleacutee et turbocompresseacutee eacutequipe actuellement les Subaru Impreza qui sont de

redoutables concurrentes du championnat du monde des rallyes WRC

En 2009U Subaru compte particuliegraverement sur le 20 D pour faire deacutecoller les ventes de sa berline

compacte en Europe

Une grande premiegravere eacutegalement puisque aucun constructeur navait jusquagrave aujourdhui exploreacute la voie

du diesel Boxer (4 cylindres agrave plat opposeacutees deux agrave deux) et ses grands avantages que sont la vivaciteacute

un centre de graviteacute abaisseacute et surtout un grand silence de fonctionnement

Subaru aura mis sept ans agrave deacutevelopper son ineacutedit moteur mais le reacutesultat est particuliegraverement

convaincant

- Pas de claquement agrave froid

- une quasi absence de vibration

- il est bien difficile de faire la diffeacuterence entre un moteur essence et cet eacutetonnant diesel

Si les 350 Nm de couple disponibles degraves 1 800 trmn et les 150 Cv offrent un reacuteel dynamisme agrave la

premiegravere acceacuteleacuteration venue cela seffectue de maniegravere lineacuteaire

Subaru 20 Diesel 150 Cv (2009)

543 Six cylindres

Mais la course mdash ougrave lon recherche la vitesse mdash est exigeante en matiegravere de puissance surtout quand

il sagit de courses de cocircte Dougrave la tentation daugmenter le nombre de cylindres

Figure V5 Moteur V6 moderne (Mercedes)

La marque neacuteerlandaise Spyker avait preacutesenteacute un modegravele 6 cylindres en 19032

Un modegravele Chadwick aux Eacutetats-Unis franchit le pas en 1907 pour la course de cocircte de Fairmont

Lanneacutee suivante cette fois en Europe Rolls-Royce fait de mecircme pour la course Londres-Eacutedimbourg

en faisant appel agrave des six cylindres

La transposition aux modegraveles courants est quasi-immeacutediate pour les voitures de sport et de luxe

En Europe cest le cas pour Delaunay-Belleville Napier Mercedes aux Eacutetats-Unis pour Marmon

Plus tard agrave partir de 1927 on trouvera des six cylindres (presque toujours en ligne) sur un grand

nombre de modegraveles non sportifs mecircme pour des cylindreacutees modestes

Latout principal de cette solution eacutetant la souplesse de fonctionnement du moteur

Dans le monde de la motocyclette le 6 cylindres restera rare

On le trouve en compeacutetition en particulier chez Honda dans les anneacutees 1960 (moteur en ligne) ou chez

Laverda en endurance (moteur en V)

Les moteurs de plus de 4 cylindres seront interdits en compeacutetition

Sur les veacutehicules de tourisme on trouvera essentiellement

- Honda 1000 CBX (moteur agrave 24 soupapes refroidi par air)

- Kawasaki Z 1300 (moteur agrave 12 soupapes refroidi par eau)

- Benelli avec une 750 puis une 900

En 2006 Honda propose toujours agrave son catalogue un modegravele 6 cylindres agrave plat la GoldWing

544 Huit cylindres et plus

Figure V6 Moteur W16 de la Bugatti Veyron

Une nouvelle eacutetape est franchie quand on passe au laquo huit cylindres raquo

Ader (France) ouvre la voie en 1903 pour le Paris-Madrid avec une uniteacute agrave huit cylindres en V

La mecircme anneacutee apparaissent toujours pour la compeacutetition des huit cylindres en ligne

Les moteurs davion des anneacutees 1930 et 1940 reacutepondent agrave la demande sans cesse croissante de

puissance

Les moteurs courants sont des V12 ou des moteurs en eacutetoile de une agrave quatre rangeacutees de 7 agrave 9 cylindres

soit 28 cylindres agrave la fin de la guerre pour les Whright deacuteveloppant 3 500 ch remplaceacutes par les

reacuteacteurs

Les ameacutericains amateurs de grandes automobiles et sans souci du prix de lessence deacutemocratisegraverent

les gros V8 au couple tregraves eacuteleveacute et aux vitesses de rotation assez lentes

Les constructeurs des monoplaces de Formule 1 utilisegraverent pendant longtemps des V8 de 3 litres de

cylindreacutee dont le fameux Ford Cosworth

Dans les anneacutees 1990 cest la structure V10 qui aura la faveur des motoristes de F1

Mecircme leacutecurie Ferrari tregraves attacheacutee aux 12 cylindres en V se pliera aux lois de cette formule

Depuis lanneacutee 2004 les instances sportives (FIA) ont imposeacute un retour au V8 avec des contraintes de

fiabiliteacute plus importantes que par le passeacute

En 2006 les structures en V de 10 ou 12 cylindres et W16 sont reacuteserveacutees aux veacutehicules agrave tendance

sportive

Puissance drsquoun

veacutehicule

1 Calculs de la pesanteur

11 Deacutecliviteacute

Calculons la deacutecliviteacute drsquoune route longue L pour un deacuteniveleacute H

α = H L

α deacutecliviteacute grandeur sans dimension

H deacuteniveleacute exprimeacute en m

L longueur de la route exprimeacutee en m coheacuterence des uniteacutes

12 Poids du veacutehicule

Calculons le poids drsquoun veacutehicule

P = M g

P poids exprimeacute en N

M masse exprimeacutee en kg

g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms2 ( g = 981 ms2)

13 Composante du poids

Calculons la composante du poids parallegravele agrave la route de la voiture

F = M g α

Avec

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-

2

α deacutecliviteacute grandeur sans dimension

14 Travail de la force de traction

Calculons le travail drsquoune force de traction qui srsquoest deacuteplaceacutee sur une distance D

E = F D

E travail exprimeacute en J

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

D distance parcourue exprimeacutee en m

15 Energie

Calculons lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour lever une voiture de masse M agrave une hauteur H

E = M g H

Avec

E eacutenergie absorbeacutee (monteacutee) ou accumuleacutee (descente) exprimeacutee en J

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms-2

H deacuteniveleacute exprimeacute en m

15 Puissance absorbeacutee

Calculons la puissance absorbeacutee par une ascension effectueacutee agrave la vitesse V

B = F V

Avec

B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

V vitesse exprimeacutee en ms

En reacutealiteacute une puissance bien supeacuterieure est neacutecessaire agrave cause de la reacutesistance au roulement

et de la reacutesistance de lrsquoair cette derniegravere eacutetant proportionnelle au carreacute de la vitesse

16 puissance absorbeacutee par une ascension

Lrsquoascension drsquoune masse M agrave une hauteur H en un temps T

B = M g H T

Avec

B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-

2 H deacuteniveleacute exprimeacute en m

T temps exprimeacute en s

2 Calculs Aeacuterodynamiques

21 Surface frontale

Surface drsquoune coupe transversale perpendiculaire agrave lrsquoaxe de symeacutetrie du veacutehicule (effectueacutee agrave

lrsquoendroit le plus large et le plus haut) la surface frontale est approximativement eacutegale au

produit de la largeur par la hauteur

camion maxi-code 26 m x 39 m = 10 m2

autocar 25 m x 32 m = 8 m2

voiture 18 m x 14 m = 25 m 2

motocyclette 1 m x 15 m = 15 m2

22 Coefficient de peacuteneacutetration dans lrsquoair

Le Cx est calculeacute agrave partir

Cx = 2 F (S Mair Vsup2)

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

F force exerceacutee par le flux drsquoair exprimeacutee en N

S surface frontale exprimeacutee en m2

Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)

V vitesse air exprimeacutee en ms

23 Reacutesistance de lrsquoair

R = frac12 S Cx Mair Vsup2

R reacutesistance de lrsquoair exprimeacutee en N

S surface frontale exprimeacutee en m2

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)

V vitesse exprimeacutee en ms

24 SCx

Le SCx Grandeur essentiellement destineacutee agrave comparer diffeacuterents modegraveles de voitures le SCx

est le produit de la surface frontale par le Cx

SCx = S Cx

Le Cx eacutetant une grandeur sans dimension le SCx srsquoexprime en megravetre carreacute

25 Constante aeacuterodynamique

La constante aeacuterodynamique est une caracteacuteristique aeacuterodynamique des veacutehicules

A = S Cx M

Avec

A constante aeacuterodynamique [kgm]

S surface frontale [m2]

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

Mair masse volumique de lrsquoair [kgm3]

26 Puissance absorbeacutee

Calculons la puissance absorbeacutee pour vaincre la reacutesistance de lrsquoair

B = F x V

F force aeacuterodynamique reacutesistante [N]

V vitesse du veacutehicule [ms]

3 Calculs thermiques

31 Calcul de la cylindreacutee

D2

V = π L N

4

Avec

D aleacutesage du cylindre

L course du piston

N nombre de cylindre

32 Calcul du PCI des combustibles

Le pouvoir calorifique ou chaleur de combustion (en anglais Heating value ou Heat of

combustion) dune matiegravere combustible noteacute ΔcH0

Crsquoest lenthalpie de reacuteaction de combustion par uniteacute de masse dans les conditions normales

de tempeacuterature et de pression

Cest leacutenergie deacutegageacutee sous forme de chaleur par la reacuteaction de combustion par le dioxygegravene

(autrement dit la quantiteacute de chaleur)

Le plus souvent on considegravere un hydrocarbure reacuteagissant avec le dioxygegravene de lair pour

donner du dioxyde de carbone de leau et de la chaleur

321 Calculer le PCI du gas-oil (Mazout)

Le gazole est un alcane en C16 appeleacute ceacutetane soit une formule brute moyenne de

C16H34

Soit une masse molaire moyenne de 219 gmole

Combustion

Une combustion est la reacuteaction chimique complegravete ou partielle du carbone et de lhydrogegravene

des combustibles usuels par oxydation de loxygegravene

La combustion vive donne naissance agrave une flamme par reacuteaction en chaicircne entretenue dune

maniegravere plus ou moins limiteacutee par lapport de combustible ou de comburant

Cette reacuteaction produit une combustion exothermique cest-agrave-dire

- qui deacutegage de la chaleur

- elle produit du CO2

- de leau

- dautres composeacutes plus ou moins agressif

La stœchiomeacutetrie (du grec lsquolsquostoikheionrsquorsquo eacuteleacutement et lsquolsquometronrsquorsquo mesure) deacutesigne lrsquoeacutetude des

proportions ideacuteales drsquoeacuteleacutements qui autorisent une reacuteaction chimique complegravete lsquolsquoproprersquorsquo et

sans gaspillage

Equations stœchiomeacutetriques des combustions complegravetes

Pour le gazole

C16H34 + 24 O2 rarr 16 CO2 + 17 H2O + Q

- 219 gr de gazole consomment 532 litres drsquooxygegravene

- agrave 21 drsquoO2 dans lrsquoair donc 2533 litres drsquoair

- Donc 1 kg de gazole consomme 116 m3 drsquoair agrave 29 kg au m3

- La masse du meacutelange est donc de 3374 kg

Le carburant le plus utiliseacute est du gasoil drsquoindice de ceacutetane

La composition eacuteleacutementaire de 1 kg de gas-oil est

Carbone C = 087

Hydrogegravene H = 0126

Oxygegravene O = 0004

Azote N Soufre S vapeur drsquoeau W en faible quantiteacute

Pouvoir calorifique infeacuterieur PCI

PCI = 8140C + 30 000H + 2600(S - O) - 600(9H + W) [kcalkg]

PCI = 3391C + 1256H - 1089(S-O) ndash 251(9H+W) [MJkg]

33 Quantiteacute theacuteorique drsquoair a la combustion du gas-oil

Les lois de la stœchiomeacutetrie appliqueacutees agrave la combustion des hydrocarbures nous montrent

que pour bruler

1 kg de gazole il faut disposer drsquoenviron 146 kg drsquoair soit environ

- 112 kg drsquoN2

- 34 kg drsquoO2

La reacuteaction produit environ

- 112 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 32 kg CO2

- 12 kg drsquoH2O

1 kg drsquoessence il faut disposer drsquoenviron 153 kg drsquoair soit environ

- 118 kg drsquoN2

- 035 kg drsquoO2

La reacuteaction produit environ

- 118 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 31 kg de CO2

- 14 kg drsquoH2O

1 kg de GPL il faut disposer drsquoenviron 156 kilogrammes drsquoair soit environ

- 12 kg drsquoN2

- 036 kg drsquoO2)

La reacuteaction produit environ

- 12 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 3 kg de CO2

- 16 kg drsquoH2O

La quantiteacute theacuteorique drsquoair neacutecessaire pour assurer la combustion complegravete du gasoil il faut

avoir

[kg drsquoairkg]

minus+

= OHCL 8

3

8

230

10

[kmol drsquoairkg]

minus

+

=

32412210

10

OHCL

34 Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil

Une stœchiomeacutetrie parfaite est toujours difficile agrave garantir mecircme en laboratoire notamment agrave

cause de la contamination de lrsquoair ou des composants utiliseacutes dans les expeacuteriences mais on

peut srsquoen approcher

Il en va tout autrement srsquoagissant de la combustion des carburants dans le cadre du

fonctionnement drsquoun moteur

En effet non seulement le carburant peut preacutesenter des diffeacuterences de composition selon les

pays et les distributeurs mais en plus la masse drsquoair introduite dans le moteur varie en

permanence en fonction de la tempeacuterature ambiante et de la pression atmospheacuterique

Agrave cela il faut ajouter le fait que les moteurs ne fonctionnent jamais agrave des reacutegimes

tempeacuteratures et charges de travail constants et ideacuteals ce qui signifie qursquoil faut modifier en

temps reacuteel la quantiteacute de carburant injecteacutee dans les cylindres

Pour y remeacutedier on modifie la richesse ou lrsquoexcegraves drsquoair

Pour les moteurs Diesels lrsquoexcegraves drsquoair du meacutelange combustible doit ecirctre toujours supeacuterieur agrave

la limite drsquoapparition des fumeacutees deacutetermineacutee par λ cong 18 soit r = 055

Lr = λ Lo [kmole drsquoairkg combustible]

35 Quantiteacute des produits produit de combustion

Les produits de combustion sont les produits issus de la reacuteaction chimique entre un

carburant et un comburant ils srsquoappellent aussi gaz brucircleacutes ou fumeacutees

Lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie sont respecteacutees les gaz drsquoeacutechappement ne contiennent

que de lrsquoazote gazeux (N2) du dioxyde de carbone (CO2) et de lrsquoeau agrave lrsquoeacutetat de vapeur (H2O)

Ces corps existent en grandes quantiteacutes dans la nature ils sont chimiquement stables et sont

indispensables au maintien des eacutequilibres naturels ce ne sont donc pas des polluants

Mais que se passe-t-il lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie ne sont plus respecteacutees Pour

simplifier le problegraveme consideacuterons deux configurations opposeacutees

meacutelange riche (trop de carburant pas assez drsquoair) dans cette configuration certains

atomes qui constituent la moleacutecule drsquohydrocarbure ne trouvent pas de lsquolsquopartenaire

oxygegravenersquorsquo en nombre suffisant puisque lrsquoair manque ils ne sont donc pas oxydeacutes

complegravetement et se retrouvent dans les gaz drsquoeacutechappement sous forme de particules

carboneacutees drsquohydrocarbures imbrucircleacutes (symbole chimique HC) ou de monoxyde de

carbone (symbole chimique CO) gaz qursquoil ne faut surtout pas confondre avec le CO2

lrsquoun est tregraves toxique lrsquoautre pas du tout

meacutelange pauvre (peu de carburant trop drsquoair) dans cette configuration un excegraves

drsquoair (crsquoest toujours le cas lorsque le moteur est suralimenteacute) fortement comprimeacute agrave

haute tempeacuterature (crsquoest particuliegraverement le cas des moteurs diesel) peut entraicircner la

formation de monoxyde drsquoazote (symbole chimique NO) suite agrave une reacuteaction entre

lrsquooxygegravene (O2) et lrsquoazote (N2) Une fois expulseacute le monoxyde drsquoazote preacutesente la

particulariteacute de se transformer spontaneacutement en dioxyde drsquoazote (symbole chimique

NO2) au contact de lrsquoair geacuteneacuterant au passage une mutation de lrsquooxygegravene

atmospheacuterique en ozone (symbole chimique O3) Ces deux gaz sont tregraves toxiques pour

les organismes vivants

C

nCO2 = [kmolekg]

12

H

nHO2 = [kmolekg]

2

nO2 = 021 x (λ-1) x Lo [kmolekg]

nN2 = 079 x λ x Lo [kmolekg]

36 Quantiteacute totale des produits de combustion

nTotal = nCO2 + nHO2 + nO2 + nN2 [kmolekg]

37 Puissance nominale

Vous avez surement deacutejagrave feuilleteacute le catalogue drsquoun grand constructeur automobile

Chaque modegravele y est deacuteclineacute en plusieurs versions les diffeacuterences portant essentiellement sur

la puissance du moteur

Le choix est vaste et on srsquoy perd

80 ch 100 ch 120 ch 150 chhellip

Que signifient reacuteellement ces chiffres

Agrave quoi sert la puissance

Comment la mesure-t-on

Quelle est la relation entre la puissance et la vitesse

Voici quelques eacuteleacutements de reacuteponses

Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale la puissance deacutesigne la production la consommation ou la

transformation drsquoeacutenergie par uniteacute de temps

Pour une automobile cette eacutenergie est drsquoabord de nature chimique (combustion du carburant)

puis de nature cineacutetique (acceacuteleacuteration et vitesse sur route horizontale) ou gravitationnelle

(route en deacutecliviteacute)

La puissance drsquoun moteur thermique se rapporte donc agrave lrsquoeacutenergie deacutelivreacutee par uniteacute de temps

mais aussi agrave lrsquoeacutenergie consommeacutee sous forme de carburant dans le mecircme temps

On ne peut jamais mesurer la puissance on ne peut que la calculer en combinant les valeurs

de la charge moteur et de la vitesse de rotation releveacutees sur un banc de puissance

Banc drsquoessai moteur

Passer un moteur au banc consiste drsquoabord agrave lrsquoaccoupler agrave un disque eacutequipeacute drsquoun

- frein

- compte-tours

Une fois le moteur lanceacute agrave plein reacutegime lrsquoopeacuteration consiste agrave actionner progressivement le

frein jusqursquoagrave ce que la vitesse de rotation du moteur soit stabiliseacutee la commande des gaz

restant grande ouverte

En effet une vitesse stabiliseacutee signifie que le couple moteur est alors exactement eacutegal au

couple de freinage

il suffit donc de mesurer lrsquointensiteacute de la force de freinage pour en deacuteduire la valeur du couple

moteur

Autrement dit ce qursquoon appelle agrave tort un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo ne sert qursquoagrave mesurer le couple

moteur et la maniegravere dont il eacutevolue en fonction de la vitesse de rotation

In fine la puissance reacutesulte drsquoun calcul crsquoest le produit de ces deux grandeurs

F N

Pf =

10 000

Ougrave

F charge [N]

N = reacutegime de rotation [trmn]

38 Puissance corrigeacutee

Pfc = Pf f

Avec

f Facteur de correction tenant compte de la tempeacuterature et de la pression ambiante f

= 1085

Tamb = 27 [degC] Diagramme de conversion

f = 1085

Pamb = 719 [mmHg]

39 Consommation speacutecifique

La consommation speacutecifique du moteur est la quantiteacute de carburant (Cs) utiliseacutee pour produire

un travail T donneacute

(3600 v Ps )

Cs = [gkWh]

(t Pf)

Ou

v volume du gas-oil agrave consommer [cm3]

Ps poids speacutecifique du gasoil [grcm3]

t temps de consommation [s]

Pf puissance au frein [kW]

310 Consommation speacutecifique corrigeacutee

Csc = (3600 v Ps ) (t Pfc)

Ou

Pfc puissance corrigeacutee

311 Couple moteur

Quelles sont les caracteacuteristiques essentielles drsquoun veacutehicule agrave moteur

Les services marketing le savent crsquoest la puissance et la vitesse maximale qui au premier

abord focalisent lrsquoattention du public car ce sont les donneacutees les plus valorisantes pour

lrsquoacheteur

Mais pour le technicien comme pour le conducteur aviseacute crsquoest

- la masse de la voiture

- son couple moteur

- le reacutegime auquel il est disponible

qui sont les donneacutees essentielles car elles conditionnent le comportement du veacutehicule en

situation reacuteelle le service qursquoil peut rendre et son prix de revient

Le terme de lsquolsquocouplersquorsquo vient de ce qursquoil associe deux grandeurs

- une force crsquoest la pression que les gaz exercent sur les pistons

- un bras de levier crsquoest la longueur des manetons du vilebrequin

On utilise pour cela un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo qui est un appareil eacutequipeacute drsquoun compte-tours et

drsquoun frein

La valeur du couple moteur deacutepend de lrsquoaptitude drsquoun moteur agrave introduire dans les cylindres

un meacutelange air-carburant parfaitement homogegravene et surtout de sa capaciteacute agrave en tirer le

maximum drsquoeacutenergie au moment de la combustion

Le couple moteur est toujours relativement modeste agrave bas reacutegime il atteint sa valeur

maximale aux reacutegimes intermeacutediaires pour deacutecroicirctre ensuite inexorablement au fur et agrave

mesure que la vitesse de rotation augmente comme si le moteur finissait par srsquoasphyxierhellip

Tant que le moteur fonctionne dans sa plage de reacutegime de couple maximum la consommation

de carburant la pollution de lrsquoenvironnement et donc le prix de revient du kilomegravetre parcouru

se maintiennent aux valeurs les plus basses dont le veacutehicule est capable

Pour toutes ces raisons il est preacutefeacuterable que le couple maximum soit deacutelivreacute agrave un reacutegime pas

trop eacuteleveacutehellip

30PN 1000

CN = [Nm]

N π

Ou

PN Puissance nominale [kW]

N Vitesse de rotation [trmn]

312 Couple corrigeacutee

30Pfc 1000

Cc = [Nm]

N π

Ou

Pf Puissance corrigeacutee [kW]

4 Bilan thermique des moteurs

Que devient lrsquoeacutenergie libeacutereacutee par la combustion

Elle apparaicirct sous deux formes distinctes

Chaleur crsquoest la mecircme que celle qursquoon peut ressentir devant nrsquoimporte quel

brasier Lrsquoeacutechauffement drsquoun moteur dit lsquolsquothermiquersquorsquo est donc un pheacutenomegravene

normal Heacutelas cette chaleur ne sert agrave rien sinon agrave chauffer lrsquohabitacle elle est

donc voueacutee agrave se disperser dans lrsquoenvironnement

Mouvement crsquoest ce dont on a besoin pour faire avancer la voiture Dans le

cas drsquoun moteur drsquoautomobile la pression des gaz dans la chambre de

combustion provoque le mouvement des pistons et la rotation du vilebrequin

signe tangible qursquoune autre partie de lrsquoeacutenergie libeacutereacutee srsquoest manifesteacutee sous

forme de mouvement (4)

Comment distinguer ces deux formes drsquoeacutenergie

En calculant le rendement du moteur ou plus exactement son bilan thermique

En effet le rendement se deacutefinit comme

eacutenergie reacutecupeacutereacutee

Rendement =

eacutenergie consommeacutee

Dans le cas drsquoun moteur

lrsquoeacutenergie reacutecupeacutereacutee est celle mesureacutee en bout de vilebrequin sur un banc de puissance

exprimeacutee en kilowattheure [kW]

lrsquoeacutenergie consommeacutee correspond agrave la masse de carburant brucircleacutee (exprimeacutee drsquoabord en

kilogrammes puis convertie en joules)

Le reacutesultat est une grandeur sans dimension

Si on fait un bilan thermique dans un moteur de combustion interne

QT = Qe + Qr + Qra + Qa + Qres + Qge

- QT Flux de chaleur deacutegageacute si on brucircle tout le combustible

- Qe Flux de chaleur transformeacutee en puissance effective

- Qr Flux de chaleur eacutevacueacute au liquide de refroidissement

- Qge Flux de chaleur perdu avec les gaz deacutechappement

- QP Flux de chaleur perdu (par rayonnement vers lrsquohuile agrave cause de la combustion

incomplegravete frottements etc)

Scheacutema de la conversion et des pertes thermique dans un moteur

Si on fait un bilan des pertes de chaleur pour prendre en compte ougrave elles se produisent on

trouve

41 Chaleur totale introduite dans le moteur par la combustion

Eacutenergie brute libeacutereacutee par la combustion du carburant

Gazole 443 MJkg-1 (374 MJl-1 )

Essence 469 MJkg-1 (356 MJl-1 )

GPL 487 MJkg-1 (268 MJl-1 )

Eacutenergie nette libeacutereacutee par la combustion du carburant

Gazole 417 MJkg-1 (352 MJl-1 )

Essence 437 MJkg-1 (332 MJl-1 )

GPL 451 MJkg-1 (248 MJl-1 )

(PCI Csh)

QT =

36

Calcul de la consommation horaire

- PCI pouvoir calorifique inferieur [kJkg]

- Csh consommation speacutecifique horaire [kgh]

42 Chaleur eacutequivalente au travail effectif par uniteacute de temps

Qe = 1000 Pf [Js]

Sachant que

- Pf puissance au frein [W]

43 Chaleur transmise au systegraveme de refroidissement

Cette chaleur est donneacutee par la formule suivante

C i D(1+2m ) Nm

Qr = [Js]

λ Avec

- C Coefficient de proportionnaliteacute dont la valeur pour les moteurs agrave 4 temps varie

dans la plage [045 divide 0 53]

- i Nombre de cylindres

- D Aleacutesage du cylindre

- N freacutequence de rotation du vilebrequin

- m Exposant empirique dont la valeur pour les moteur agrave 4 temps est limiteacutee par

lrsquointervalle [06 divide 07 ]

- λ Coefficient drsquoexcegraves drsquoair

44 Chaleur emporteacutee par les gaz drsquoeacutechappement

Csh

Qge = [nt(mcp)tr (Tr-273 ) - Lr(mcp)t2 (T2- 273)]

36 Avec

- L Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil [kmole drsquoairkg de

combustible]

- nt Quantiteacute totale des produits de combustion [kmolekg]

- Tr Tempeacuterature des gaz drsquoeacutechappement [K]

- T2 Tempeacuterature de lrsquoair a lrsquoentreacutee du moteur [K]

- Csh Consommation massique de gas-oil horaire [kgh]

- (mcp)tr ( mcp)t2 sont respectivement la capaciteacute calorifique molaire moyenne agrave

pression constante des gaz reacutesiduels et de lrsquoair admis

45 Autres pertes de chaleur

QP = QT - (Qe + Qr + Qge)

Chapitre 8

Identification du

veacutehicule

Vehicle Identification Number

Le code VIN - Vehicle Identification Number - est un code alphanumeacuterique unique qui est

donneacute agrave chaque veacutehicule automobile depuis 1950

Il apparaicirct sur le chacircssis du veacutehicule

ainsi que sur le moteur et dans

lordinateur de bord

Lanceacute dans une forme simplifieacutee en

1950 par les constructeurs ameacutericains

ce code passera aux 17 caractegraveres

actuels en 1980

Le numeacutero inscrit sur la carte grise

dans la zone laquo numeacutero dans la seacuterie

du type raquo correspond bien agrave celui

figurant sur la voiture Passat IV B ndash 2000 (=B55 ou =Typ 3BG ou = VI) Dapregraves le VIN cest une 3B et le E correpond agrave la version Sport 212130 serait le numeacutero de seacuterie du cassis

Ce numeacutero dans la seacuterie du type est parfois appeleacute numeacutero de seacuterie ou numeacutero de chacircssis

mais son appellation officielle est

Numeacutero drsquoIdentification du Veacutehicule

(NIV ou Vehicle Identification Number VIN en anglais) et regroupe

laquo Type raquo et laquo N dans la seacuterie du type raquo

Cette normalisation preacutevoit entre autres que le NIV doit avoir une

Longueur de 17 caractegraveres

et peut ecirctre diviseacute en 3 sections

bull Les 3 premiers caractegraveres sont reacuteserveacutes agrave

Identification Mondiale du Constructeur

WMI World Manufacturer Identification (anglais)

Suivant cette codification chaque constructeur est identifieacute mondialement avec parfois des

variations suivant le pays ougrave se trouve lrsquousine de fabrication

A titre drsquoexemple la codification de - Renault est VF1

- Peugeot est VF3

- Citroeumln est VF7

Les 03 premiers caractegraveres didentification du constructeur

(WMI)

On distingue les constructeurs qui fabriquent plus de 500 exemplaires par an des autres

Un constructeur dont la production est infeacuterieure agrave 500 veacutehicules par an utilise 9

caractegraveres les autres 14

Certains constructeurs utilisent le 3egraveme caractegravere pour une cateacutegorie de veacutehicules comme les

bus ou les camions comme par exemple

bull le code Ameacuterique du Nord 1G attribueacute agrave General Motors se deacutecompose en

- 1G1 pour Chevrolet

- 1G2 pour Pontiac et

- 1GC pour Chevrolet camions

bull le code Italie F attribueacute agrave Fiat se deacutecompose en

- FA pour Fiat Auto et

- FC pour Fiat VI

Le premier caractegravere WMI correspond au code du pays dans lequel lusine du constructeur est

implanteacutee Exemple

- ZFA Fiat Auto Italie

- SUF Fiat Auto Pologne

- 8AF Fiat Auto Argentine

- NRT Tofas-Fiat Auto Turquie

- 9BD Fiat Automoveicircs Breacutesil

bull Les 6 caractegraveres suivants sont consacreacutes agrave la

Section de Description du Veacutehicule

VDS Vehicle Description Section (anglais)

ougrave lrsquoon va trouver une codification du type eacutelaboreacutee par le constructeur PSA et Renault

utilisent dans cette zone ce que lrsquoon appelait autrefois le type mines

bull Enfin les 8 derniers caractegraveres constituent la

Section drsquoIdentification du Veacutehicule

VIS Vehicle Identification Section en anglais

Il srsquoagit drsquoun numeacutero seacutequentiel attribueacute au veacutehicule et ce dans le type et pour le constructeur

concerneacute

Emplacement du VIN

Afin de veacuterifier la concordance entre ce numeacutero se trouvant sur la carte grise et celui

figurant sur la voiture

il faut savoir que ce numeacutero peut ecirctre trouveacute agrave 2 ou 3 endroits du veacutehicule suivant les cas sur

chacircssis du veacutehicule plaque constructeur derriegravere le pare brise

Cette derniegravere option nrsquoest pas obligatoire mais de plus en plus les constructeurs europeacuteens

en eacutequipent leurs modegraveles les plus reacutecents Pour connaicirctre lendroit ougrave se trouve ce numeacutero

reportez-vous au manuel dutilisation du veacutehicule ou adressez-vous agrave un concessionnaire de la

marque

Le NIV se trouvant sur le chacircssis doit ecirctre

- frappeacute agrave lrsquoaide de poinccedilons ou

- graveacute sur une piegravece essentielle de la voiture

En geacuteneacuteral faisant partie de la caisse ou du chacircssis de maniegravere agrave ce quil ne puisse seffacer

accidentellement ou salteacuterer

Il doit ecirctre placeacute de maniegravere visible sans qursquoun deacutemontage ne soit neacutecessaire

Pour ce qui est de sa localisation il doit impeacuterativement se situer dans la partie droite du

veacutehicule et lrsquoexpeacuterience montre que dans 80 agrave 85 des cas ce NIV se trouve

- dans la partie droite ou centrale du compartiment moteur

- aux environs immeacutediats du siegravege passager avant droit

La plaque constructeur sur laquelle figure eacutegalement le NIV est

- soit une plaque aluminium de couleur argenteacutee ou noire

- soit une eacutetiquette adheacutesive qui peut ecirctre noire blanche ou translucide

Cette plaque constructeur se trouve en geacuteneacuteral

- dans le compartiment moteur

- sur le pied de porte avant droit

- dans le coffre

Enfin le NIV optionnel qui peut se trouver derriegravere le pare-brise est visible agrave travers une

petite fenecirctre en bas agrave gauche et donc coteacute conducteur

Evolution du code VIN en fonction des types

Mercedes W201

Mercedes W202

Mercedes W203

Mercedes W204

Composition du code

Les veacutehicules modernes qui sont reacutefeacuterenceacutes avec des codes VIN sont identifiables par un

systegraveme baseacute sur la norme ISO Organisation internationale de normalisation

- ISO 3779 de 1979 et

- ISO 3780 de 1980

Avant-propos

LISO (Organisation internationale de normalisation) est une feacutedeacuteration mondiale

dorganismes nationaux de normalisation (comiteacutes membres de lISO)

1 Domaine dapplication

La preacutesente Norme internationale speacutecifie le contenu et la structure dun numeacutero

didentification des veacutehicules (VIN) permettant dassurer agrave leacutechelle mondiale un systegraveme

uniforme de numeacuterotation pour lidentification des veacutehicules routiers

La preacutesente Norme internationale sapplique aux veacutehicules agrave moteur aux veacutehicules tracteacutes

aux motocycles et aux cyclomoteurs deacutefinis dans lISO 3833

3 Termes et deacutefinitions

31 Numeacutero didentification dun veacutehicule VIN

Combinaison structureacutee de caractegraveres attribueacutee agrave un veacutehicule par son constructeur en vue de

son identification

32 Code didentification mondiale du constructeur WMI

Premiegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui deacutesigne le constructeur du

veacutehicule et qui est assigneacutee agrave un constructeur de veacutehicules afin de permettre lidentification

dudit constructeur

33 Descripteur VDS

Deuxiegraveme section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui donne une information sur les

caracteacuteristiques geacuteneacuterales du veacutehicule

34 Indicateur VIS

Troisiegraveme et derniegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui constitue une

combinaison de caractegraveres attribueacutes par le constructeur pour distinguer un veacutehicule dun autre

veacutehicule

35 Constructeur

Personne entreprise ou socieacuteteacute qui deacutelivre le certificat de conformiteacute ou qui deacutemontre la

conformiteacute et assume la responsabiliteacute du produit pour un veacutehicule precirct agrave ecirctre mis en service

indeacutependante de lemplacement de lusine de montage

36 Anneacutee

Anneacutee calendaire pendant laquelle le veacutehicule est produit ou anneacutee du modegravele du veacutehicule

deacutetermineacutee par le constructeur

37 Seacuteparation

Symbole caractegravere ou bordure mateacuterielle qui peut ecirctre utiliseacute pour seacuteparer les sections du

numeacutero didentification dun veacutehicule ou pour deacutefinir ses limites

Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee

Code

1971 1 1980 A 1992 N 2001 1 2010 A

1972 2 1981 B 1993 P 2002 2 2011 B

1973 3 1982 C 1994 R 2003 3 2012 C

1974 4 1983 D 1995 S 2004 4 2013 D

1975 5 1984 E 1996 T 2005 5 2014 E

1976 6 1985 F 1997 V 2006 6 2015 F

1977 7 1986 G 1998 W 2007 7 2016 G

1978 8 1987 H 1999 X 2008 8 2017 H

1979 9 1988 J 2000 Y 2009 9 2018 J

1989 K 2019 K

1990 L 2020 L

1991 M 2021 M

Quelques diffeacuterences existent pour la codification des tregraves petites seacuteries

Standard 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1

5

1

6

1

7

ISO 3779

Code

constructeu

r-WMI

Composition du

veacutehicule Code veacutehicule-VIS

Union

Europeacuteen

ne

amp

Ameacuterique

du Nord

plus de 500

veacutehiculesan

Code

constructeu

r-WMI

Compositio

n du

veacutehicule

Code

eacutequipeme

nt du

veacutehicule

Code

Anneacutee

Modegravel

e

Code

Veacutehicul

e

Numeacutero progressif

seacuterie

Union

Europeacuteen

ne

amp

Ameacuterique

du Nord

moins de 500

veacutehiculesan

WMI

Compositio

n du

veacutehicule

Code

eacutequipeme

nt du

veacutehicule

Code

Anneacutee

Modegravel

e

Code

Veacutehicul

e

Code

constructeu

r-WMI

Numeacutero

progressi

f seacuterie

Exemple de code VIN

Poinccedilon Peugeot VF3 741 A4 7F535G815 Poinccedilon Peugeot

- Poinccedilon Peugeot - Code constructeur WMI (03)

1 VF (Europe S-Z France VF-VR)

3 3 (Peugeot)

- Type au mines (06)

4-6 741 (Composition du veacutehicule)

7 (306)

4 (04 portes)

1 ou A (Moteur D1768 cc)

7-8 A4 (type de veacutehicule coupe cabriolet etc)

9 7 (Code eacutequipement du veacutehicule)

- Anneacutee modegravele (01)

10 F (1985)

- Code VIS (07)

11 5 (code usine chiffre ou lettre selon les constructeur)

12-17 35G815 (numeacutero dans la seacuterie du type)

Poinccedilon Peugeot

WAUZZZ8GZPA001181

Codes pays

AndashH = Afrique JndashR = Asie SndashZ = Europe

1ndash5 =

Ameacuterique

du Nord

6ndash7 =

Oceacuteanie

8ndash9 =

Ameacuterique

du Sud

AA-AH Afrique

du Sud

AJ-AN Cocircte

dIvoire

AP-A0 non

attribueacute

BA-BE Angola

BF-BK Kenya

BL-BR Tanzanie

BR Algeacuterie

BS-B0 non

attribueacute

CA-CE Benin

CF-CK

Madagascar

CL-CR Tunisie

CS-C0 non

attribueacute

DA-DE Egypte

DF-DK Maroc

DL-DR Zambie

DS-D0 non

attribueacute

(probable

Algerie)

EA-EE Ethiopie

EF-EK

Mozambique

EL-E0 non

attribueacute

FA-FE Ghana

FF-FK Nigeria

FF-FK

Madagascar

FL-F0 non

attribueacute

GA-G0 non

attribueacute

HA-H0 non

attribueacute

JA-J0 Japon

KA-KE Sri

Lanka

KF-KK

Israel

KL-KR

Coreacutee du Sud

KS-K0 non

attribueacute

LA-L0 Chine

MA-ME Inde

MF-MK

Indoneacutesie

ML-MR

Thaiumllande

MS-M0 non

attribueacute

NF-NK

Pakistan

NL-NR

Turquie

NS-N0 non

attribueacute

PA-PE

Philippines

PF-PK

Singapour

PL-PR

Malaysie

PS-P0 non

attribueacute

RA-RE

Emirat

Arabes Unis

RF-RK

Taiwan

RL-RR

Vietnam

RS-R0 non

attribueacute

SA-SM

Grande

Bretagne

SN-ST

Allemagne

SU-SZ

Pologne

S1-S0 non

attribueacute

TA-TH Suisse

TJ-TP

Reacutepublique

Tchegraveque

TR-TV

Hongrie

TW-T1

Portugal

T2-T0 non

attribueacute

UA-UG non

attribueacute

UH-UM

Danemark

UN-UT Irlande

UU-UZ

Roumanie

U1-U4 non

attribueacute

U5-U7

Slovaquie

U8-U0 non

attribueacute

VA-VE

Autriche

VF-VR France

VS-VW

Espagne

VX-V2

Yougoslavie

V3-V5 Croatie

V6-V0 Estonie

WA-W0

1A-10 Etats

Unis

2A-20

Canada

3A-3W

Mexique

3X-37 Costa

Rica

38-30 non

attribueacute

4A-40 Etats

Unis

5A-50 Etats

Unis

6A-6W

Australie

6X-60 non

attribueacute

7A-7E

Nouvelle

Zeacutelande

7F-70 non

attribueacute

8A-8E

Argentine

8F-8K Chili

8L-8R

Equateur

8S-8W

Peacuterou

8X-82

Veacuteneacutezueacutela

83-80 non

attribueacute

9A-9E Breacutesil

9F-9K

Colombie

9L-9R

Paraguay

9S-9W

Uruguay

9X-92

Trinidad amp

Tobago

93-99 Breacutesil

90 non

attribueacute

Allemagne

XA-XE

Bulgarie

XF-XK Gregravece

XL-XR Pays

Bas

XS-XW Russie

XX-X2

Luxembourg

X3-X0 Russie

YA-YE

Belgique

YF-YK

Finlande

YL-YR Malte

YS-YW Suegravede

YX-Y2

Norvegravege

Y3-Y5

Bielorussie

Y6-Y0 Ukraine

ZA-ZR Italie

ZS-ZW non

attribueacute

ZX-Z2

Sloveacutenie

Z3-Z5 Lituanie

Z6-Z0 non

attribueacute

Chapitre 9

Organisation du

garage

1 Introduction

Un atelier de reacuteparation automobile plus communeacutement

appeleacute

garage

est une structure speacutecialiseacutee dans lentretien courant et la

reacuteparation des veacutehicules automobile

Un petit atelier de garagiste en

Nouvelle-Galles du Sud (Australie)

laquo Garagiste raquo est un terme geacuteneacuterique deacutesignant une personne travaillant dans un garage et

peut sappliquer agrave tous les meacutetiers de lentretien automobile

- meacutecanicien

- carrossier

- peintre en carrosserie

- vendeur etchellip

Un garage peut faire office de station-service tandis que

bon nombre de ces derniegraveres principalement deacutedieacutees agrave la

distribution de carburant proposent un service basique

de laquo garage raquo permettant lentretien courant du veacutehicule

et les reacuteparations mineures

Certains garages en outre proposent un service de vente

de veacutehicules Garage Citroeumln agrave Constantine

au debut du XX siegravecle (Algeacuterie)

Il existe des concessionnaires et des garagistes indeacutependants

2 Histoire

Les ateliers de reacuteparation ont fait leur apparition et se sont multiplieacutes de par le monde en

mecircme temps que lautomobile a commenceacute agrave se banaliser agrave compter du deacutebut du XXe siegravecle

passant du statut de curiositeacute tregraves oneacutereuse agrave celui de bien de grande consommation -

progressivement accessible au plus grand nombre ( FORD T)

Laugmentation du parc installeacute a constitueacute lopportuniteacute de creacuteer un nouveau modegravele

eacuteconomique axeacute sur ce nouveau mode de transport

Tandis que les pays industrialiseacutes sadaptaient agrave lautomobile en

- seacutecurisant et regraveglementant son emploi

- deacuteveloppant un reacuteseau de routes adapteacute

le besoin en points dentretien deacutedieacutes est alleacute croissant et les laquo garages raquo ont commenceacute agrave se

multiplier au bord des routes et dans les agglomeacuterations

3 CHOIX DE LIMPLANTATION

Limplantation dun garage en centre-ville ou en bordure de ville implique avantages et

inconveacutenients quelque soit le cas Critegraveres de choix

- Trafic

- Publiciteacute

- Faciliteacute daccegraves

- Coucirct du terrain

- Superficies possibles

- Frais fixes

4 REacutePARTITION DES SURFACES

La reacutepartition ideacuteale des surfaces est de

- 13 bacircti

- 23 non-bacircti

a) SURFACES NON-BATIES Elles sont essentiellement constitueacutees

- Aires de stationnement Clients magasin de PR

- veacutehicules en attente de reacuteparation

- veacutehicules clients reacutepareacutes

- veacutehicules neufs et occasions

- veacutehicules du personnel

- veacutehicules visiteurs ex repreacutesentants deacutepanneuse bennes agrave deacutechets

b) SURFACES BATIES Les locaux doivent ecirctre

- spacieux

- bien eacuteclaireacutes

- ventileacutes

- chauffeacutes

- daccegraves facile

Il faut preacutevoir

Piegraveces agrave usage de bureau

- 6msup2 par personne

Reacuteception et daccueil des clients

- sa localisation doit ecirctre eacutevidente

Salle dattente clients

- spacieuse

- confortable

- agreacutementeacutee

- documenteacutee

- eacutequipeacutee

- eacuteclaireacutee

- peinte toujours en blanc mat

Magasin de Piegraveces de Rechange plusieurs accegraves seacutepareacutes

- clients

- meacutecaniciens

- agents

Atelier de reacuteparation plusieurs zones

- reacuteparations rapides

- interventions longues

- carrosserie

- peinture

- eacutelectriciteacute

- mise au point etc

Piegraveces annexes

- deacutechets

- aire de lavage

- compresseurs

- vestiaires personnels

- sanitaires etc

5 LES MATEacuteRIELS

a) GROS MATEacuteRIELS

Stations de lavage Stations de vidange graissage Station de controcircle de geacuteomeacutetrie

des trains roulants

Montage et eacutequilibrage de pneumatiques Station de diagnostic Station de controcircles

Electriciteacute

Mateacuteriels de manutention (grues crics) ponts eacuteleacutevateurs

b) PETITS MATEacuteRIELS

Outillages speacutecialiseacutes Outillages individuels

6 LES PERSONNELS

La hieacuterarchie se compose de 2 cateacutegories

a) ENCADREMENT

Directeur geacuteneacuteral Directeur commercial Directeur technique

Directeur financier

b) EXEacuteCUTION

Secreacutetaires de direction Secreacutetaires dadministration de commerce et de gestion-finance

Chef deacutequipe Reacuteceptionnaire Preacuteparateurs

Meacutecaniciens Magasiniers Vendeurs

a EXEMPLE DAMEacuteNAGEMENT DUN GARAGE AUTOMOBILE

a) RDC

b) Etage Bureaux et administration

b ORGANISATION DUNE ENTREPRISE DE REacutePARATION

AUTOMOBILE

a) OBJECTIF DE LENTREPRISE

Accroicirctre la productiviteacute

- en structurant les ateliers

- en deacutefinissant avec preacutecision les tacircches de chacun des personnels afin quelles

ne se chevauchent pas

b) ORGANIGRAMME DUNE ENTREPRISE STRUCTUREacuteE

- Un responsable par secteur assure la liaison avec le chef dentreprise qui controcircle tous

les secteurs

- Chaque secteur est autonome

- Limportance des activiteacutes de reacuteparation permet de subdiviser le travail sous la

responsabiliteacute de plusieurs reacuteceptionnaires ainsi que plusieurs chefs deacutequipe

c FONCTIONS DES DIFFEacuteRENTS PERSONNELS AU SEIN DE

LENTREPRISE

a) LE CHEF DENTREPRISE

Il deacutefinit les objectifs et les prioriteacutes de lentreprise en assurant le controcircle de tous

les secteurs

b) LE CHEF DATELIER

- Il est responsable du fonctionnement des ateliers et de la formation des

employeacutes

- Il coordonne tous les services

c) LE REacuteCEPTIONNAIRE

- accueil le client

- deacutefinie la nature des travaux agrave effectuer

- eacutetablie eacuteventuellement un devis

- preacutecise les deacutelais de reacuteparation

Si le client est daccord

- reacutedige et fait signer LOR quil remplit avec rigueur (ex eacutetat du veacutehicule

carburant accessoires)

- charge le planning de latelier

Apregraves les travaux

- rend le veacutehicule apregraves paiement de la facture

d) LE CHEF DEacuteQUIPE

Il reacutepartit le travail et prend les deacutecisions au niveau de la reacuteparation

e) LES COMPAGNONS

Ce sont les exeacutecutants des reacuteparations

f) LE MAGASINIER

Il approvisionne latelier en piegraveces de rechange et assure le service clientegravele

g) SERVICE FACTURATION

Reacutedaction des factures dapregraves lOR pointeacute par le chef deacutequipe

h) SERVICE COMPTABILITEacute

Il gegravere et reacutealise les bilans dexploitation

Chapitre 10

Devis

1 ORGANIGRAMME DrsquoUNE INTERVENTION

2 Deacutefinition

Un devis est une estimation des prix reacutealiseacutee avant lexeacutecution de travaux ou avant lachat

dun bien

Le DEVIS est une eacutevaluation la plus preacutecise possible du coucirct dune reacuteparation

Dans le cadre de son DEVOIR dinformation et dans le souci permanent de conserver des

relations claires avec le client le devis est devenu une deacutemarche indispensable

3 Enjeux dun devis

Lorsquun particulier ou une socieacuteteacute demande des devis aupregraves de plusieurs entreprises cela

permet de comparer les prix et les prestations fournies

Les Destinataires

- un client

- une compagnie dassurance ou cabinet dexpertise

bull Le Client Le devis permet dinformer le client Il est geacuteneacuteralement eacutetabli sans

deacutemontage meacutecanique Par conseacutequent le devis reste approximatif sachant quune

erreur supeacuterieure agrave 10 nest pas toleacuterable

bull Assurances ndash Experts Le devis est eacutetabli de maniegravere preacutecise pour permettre agrave

lassureur de prendre une deacutecision sur lopportuniteacute de la reacuteparation remise en eacutetat

ou mise en eacutepave lorsque la reacuteparation deacutepasse la valeur veacutenale du veacutehicule

Geacuteneacuteralement les devis sont gratuits

4 Deacutemarche dutilisation des devis

a) Ce que doit comporter un devis

Identification du prestataire qui reacutedige le devis

bull nom et raison sociale

bull adresse complegravete

bull teacuteleacutephone

bull teacuteleacutecopie

bull email et site internet

Identification de la personne qui a demandeacute le devis

bull nom preacutenom

bull adresse

bull teacuteleacutephone

Le mot devis doit ecirctre eacutecrit en gros

La date du devis

La liste des prix et le total

b) Ce quil faut preacuteciser dans un devis

bull La dureacutee de la validiteacute de loffre par exemple ce devis est valable entre 1 et 3 mois

selon le projet

5) Estimation

bull Lestimation consiste agrave eacutevaluer par preacutediction les coucircts et deacutelais des tacircches qui

constituent un projet agrave partir destimations dautres grandeurs comme la taille la

puissance ou la capaciteacute Le terme estimation deacutecrit aussi bien la fonction lopeacuteration

que le reacutesultat

6) Quelles sont les regravegles dun bon devis

- Un prix ferme

- une trace eacutecrite en cas de litigehellip

Tel est linteacuterecirct de disposer dun bon devis avant le deacutebut des travaux

Le bon devis doit comporter un certain nombre de mentions obligatoires notamment

- la somme globale agrave payer

- le deacutecompte deacutetailleacute des prestations et des produits utiliseacutes

- le nom et ladresse de lentreprise

- la dureacutee de validiteacute de loffre et lindication du caractegravere gratuit ou payant du

devis

Ces regravegles protegravegent de faccedilon satisfaisante le client

Des mentions suppleacutementaires

Pour autant rien ne lempecircche de demander au professionnel dajouter sur le devis dautres

mentions non obligatoires comme par exemple

- les modaliteacutes de regraveglement avec un eacutecheacuteancier preacutecis des paiements

- la date limite preacutevue pour la fin des travaux

- une peacutenaliteacute de retard par jour deacutepasseacute

Le client disposera ainsi de moyens de pression suppleacutementaires en cas de complicationhellip

Si la facture est plus eacuteleveacutee

Il arrive que le montant de la facture soit supeacuterieur agrave celui du devis alors que le client navait

pas donneacute son accord preacutealablehellip

Que faire

Commencer par veacuterifier si le devis ne comporte pas une clause de reacutevision du prix dans

certains cas expresseacutement preacutevus (ex hausse du coucirct de la main-dœuvre ou des matiegraveres

premiegraveres)

si cest le cas le professionnel a le droit de reacutepercuter cette hausse sur la facture

Agrave deacutefaut le client peut refuser de payer la diffeacuterence

Une simple lettre de reacuteclamation adresseacutee au professionnel en recommandeacute avec accuseacute de

reacuteception devrait suffire En cas deacutechec le client doit saisir la direction de la concurrence de

la consommation et de la reacutepression des fraudes du deacutepartement du professionnel

Chapitre 11

Bon de commande

Commande

Dans le commerce une commande est une intention soit

- verbale

- eacutecrite

dengager une transaction commerciale pour des produits ou services particuliers

Du point de vue de lacheteur elle exprime lintention dacheter et est appeleacutee une commande

dachat

Du point de vue du vendeur elle exprime lintention de vendre et elle se reacutefegravere agrave une

commande de vente

Dans beaucoup dentreprises les commandes sont utiliseacutees pour rassembler et rendre compte

des coucircts et des revenus selon des objectifs bien deacutefinis

Ensuite il est possible de montrer pour quels objectifs les deacutepenses ont eacuteteacute engageacutees

Eacutetapes dans les commandes commerciales

Commerce Action de lacheteur Action du vendeur

Acheteur qui deacutesire le

produit et vendeur qui

vend le produit

Recherche des vendeurs du produit Marketing et publiciteacute

Veacuterification du pricing

du produit disponibiliteacute

speacutecifications coucircts de

livraison

Demande de devis ou demande doffre Devis ou offre creacuteeacutes

Accord de transaction

entre acheteur et vendeur Enregistrement de la commande dachat

Enregistrement de la commande

de vente

Le produit est expeacutedieacute du

vendeur agrave lacheteur

Fiche demballage facture pro

forma pour certaines

expeacuteditions internationales

Lacheteur reccediloit le

produit du vendeur

La fiche demballage et le produit sont

compareacutes avec la commande dachat on

veacuterifie le bon conditionnement du

produit

Le vendeur envoie la

facture (comptabiliteacute) agrave

lacheteur

On fait correspondre la fiche demballage

avec la commande dachat et la facture

on enregistre lachat dans les comptes

financiers dans la comptabiliteacute

fournisseurs

On enregistre la vente dans les

comptes financiers dans la

comptabiliteacute clients

Lacheteur paie le

vendeur

Paiement en espegraveces par chegraveque ou

paiement eacutelectronique enregistrement

du paiement sur la commande dachat

Reacuteception des espegraveces du

chegraveque ou du paiement

eacutelectronique enregistrement du

paiement sur la commande de

vente

Page 13: Maintenance des parcs roulants Partie 2/3

2 Moteur Diesel

Principe

Fruit des travaux meneacutes par lingeacutenieur allemand Rudolf Diesel entre 1893 et 1897 le moteur Diesel

est un moteur agrave combustion interne dont lallumage nest pas commandeacute mais spontaneacute par

pheacutenomegravene dauto-inflammation

Il na donc pas besoin de bougies dallumage

Cela est possible gracircce agrave un tregraves fort taux de compression (rapport volumeacutetrique) denviron 141 agrave

251 permettant dobtenir une tempeacuterature de 700 agrave 900 degC

Des bougies de preacutechauffage sont souvent utiliseacutees pour permettre le deacutemarrage du moteur agrave froid en

augmentant la tempeacuterature de la chambre de combustion mais leur preacutesence nest pas systeacutematique

Ce type de moteur agrave taux de compression eacuteleveacute a connu une expansion rapide en automobile agrave partir

de la fin des anneacutees 1980 lorsque la suralimentation par turbocompresseur en a notablement ameacutelioreacute

les performances

Comme le moteur thermique agrave allumage commandeacute le moteur Diesel est constitueacute de pistons

coulissants dans des cylindres fermeacutes par une culasse reliant les cylindres aux collecteurs dadmission

et deacutechappement culasse eacutequipeacutee de soupapes commandeacutees par un ou plusieurs arbres agrave cames

Moteur VW TDI

Le fonctionnement repose sur lauto-inflammation du gazole dans de lair comprimeacute agrave plus de 120

du volume du cylindre a environ

- 35 bar de pression

- 600 degC de tempeacuterature

En brucirclant le meacutelange augmente fortement dans le cylindre

- la pression entre 60 agrave 100 bars

- la tempeacuterature a 1500 degC

Le cycle Diesel agrave quatre temps comporte

- Admission Contrairement au moteur agrave essence crsquoest de lrsquoair pur et non un meacutelange carbureacute qui est

introduit dans le cylindre lors de cette phase

- Compression Lrsquoair fortement comprimeacute est porteacute agrave une pression de 30 agrave 40 bars pour une

tempeacuterature de 500 agrave 600 degC environ

Admission Compression Combustion Echappement

Figure I1 les quatre temps drsquoun moteur Diesel

- combustion A la fin de la compression le gas-oil est alors injecteacute sous forme de fines gouttelettes

soit directement dans la chambre de combustion (injection directe) soit dans une preacute-chambre

turbulente destineacutee agrave favoriser sa combustion au contact de lrsquoair chaud (injection indirecte) La

pression drsquoinjection varie de 80 agrave 250 bars suivant le type de moteur Au contact de lrsquoair agrave tempeacuterature

eacuteleveacutee le combustible srsquoenflamme de lui-mecircme sa tempeacuterature drsquoinflammation eacutetant voisine de 300

degC Il srsquoenflamme spontaneacutement agrave mesure qursquoil est introduit Cependant un certain temps mesurable

srsquoeacutecoule entre le deacutebut drsquoinjection et le deacutebut de la combustion Crsquoest le deacutelai drsquoallumage Les gaz

augmentent tregraves rapidement de volume et chassent le piston vers le bas Crsquoest la deacutetente ou temps

moteur La pression des gaz est de lrsquoordre de 50 agrave 120 bars et la tempeacuterature de 1800 agrave 2000 degC

- Echappement Les gaz brucircleacutes sont chasseacutes par le piston qui remonte gracircce agrave la soupape

drsquoeacutechappement qui srsquoouvre

Les seules bougies preacutesentes sur un moteur diesel sont les bougies de preacutechauffage qui comme leur

nom lindique preacutechauffent les chambres de combustion (ou les preacutechambres suivant le type de diesel)

afin dobtenir lorsque le moteur est froid une tempeacuterature suffisante pour lauto-inflammation du

carburant

332 Vitesse et puissance

Les vitesses de rotation des moteurs diesel sont tregraves diffeacuterentes dun moteur agrave un autre

En effet plus le moteur est gros plus la course du piston est grande et plus le moteur est lent

Trois classes de moteurs sont ainsi deacutefinies

bull moteur lent moins de 200 trmin

bull moteur semi-rapide entre 400 et 1 000 trmin

bull moteur rapide 1 000 trmin et plus

Scheacutematiquement plus le piston est gros plus sa course

est importante

Pour exemplethinsp moteur DW10 ATED de PSA cylindreacutee

1 997 cmsup3 aleacutesage 85 mm course 88 mm reacutegime de

puissance maximale 4 000 trmin

Pour ce moteur la vitesse lineacuteaire du piston dans le

cylindre agrave 4 000 trmin est de 88 x 2 (deux courses par

tour moteur) = 176 mm ou en megravetres 0176 times 4 000

soit 704 mmin ou 70460thinspms = 117 ms

Moteur Diesel PSA

Certains moteurs Diesel lents de type agrave 2 temps atteignent 100 000 ch (voir le porte- conteneurs

Emma Maeligrsk) comme le Waumlrtsilauml RT-flex96C 14 cylindres moteur agrave 2 temps lent

(92102 toursmin)

Les cylindres ont un aleacutesage de 96 cm et le piston une course de

25 m2

Ce moteur a une hauteur denviron 13 megravetres et une longueur de 26

megravetres pour un poids de 2 300 tonnes

333 Combustion

Reacuteaction chimique dans laquelle la combustion du carburant (oxydation vive de lhexadeacutecane) par le

dioxygegravene preacutesent dans lair deacutegage de la chaleur plus des reacutesidus de combustion dioxyde de carbone

et eau

Eacutequation parfaite de la combustion du gazole

hexadeacutecane + dioxygegravene = dioxyde de carbone + eauthinsp

2 C16H34 + 49 O2 rarr 32 CO2 + 34 H2O + Q

En pratique on considegravere quil faut preacutevoir 30 g dair pour brucircler 1 g de combustible

334 Usage

On utilise le moteur Diesel lorsque lon a un besoin dun couple

important ou dun bon rendement

- locomotives

- bateaux

- camions

- Bus et car Diesel-alternateur sur un peacutetrolier

- tracteurs agricoles

- groupes eacutelectrogegravenes

- engins de travaux publics

- automobiles

335 Circuit drsquoalimentation

Le circuit drsquoalimentation (figure I16) du moteur en carburant (gas-oil) dans un moteur diesel

comprend les eacuteleacutements suivants

- Le reacuteservoir qui est souvent muni drsquoun tamis qui arrecircte les plus grosses impureteacutes du combustible

Le bouchon comporte un trou de mise agrave lrsquoair libre

- La pompe drsquoalimentation aspire le combustible dans le reacuteservoir agrave travers une creacutepine Elle est

proteacutegeacutee par un preacute-filtre

- Le filtre complegravete le nettoyage du combustible qui est refouleacute par la pompe drsquoalimentation La

pression fournie par cette pompe est limiteacutee par le clapet de deacutecharge placeacute dans le filtre

- La pompe drsquoinjection distribue sous une forte pression au moment voulu le combustible vers les

cylindres Dans certains cas un clapet de balayage tareacute plus faible que celui du filtre permet une

circulation du combustible qui assure le refroidissement de la pompe

Figure I16 Circuit drsquoalimentation avec pompe en ligne

- Lrsquoinjecteur pulveacuterise tregraves finement le combustible dans la chambre de combustion

- Les canalisations de retour relient la pompe le filtre et les injecteurs au reacuteservoir Elles assurent

lrsquoeacutevacuation de lrsquoexcegraves de deacutebit ou la reacutecupeacuteration des fuites

Une pompe dalimentation solidaire de la pompe dinjection aspire le combustible du reacuteservoir au

travers drsquoun preacute-filtre deacutecanteur et le refoule vers le filtre principal

Le combustible filtreacute est envoyeacute sous pression dans la chambre daspiration de la pompe dinjection

dougrave les eacuteleacutements pistons-cylindre le refoulent sous haute

pression vers les injecteurs

Des soupapes de balayage (ou de deacutegazage) placeacutees sur le filtre et

la chambre daspiration de la pompe agrave injection facilitent

leacutevacuation des bulles dair ou de vapeur et assurent par ailleurs

le refroidissement de la pompe par le deacutebit de combustible ainsi

produit

Pompe agrave injection diesel rotative

Les fuites de combustible sont reacutecupeacutereacutees au niveau des injecteurs et renvoyeacutees au reacuteservoir en mecircme

temps que les divers deacutebits de deacutegazage

335 Deacutelai drsquoallumage

Le temps mis par les premiegraveres gouttelettes injecteacutees pour atteindre la tempeacuterature drsquoinflammation est

deacutefini sous le nom de deacutelai drsquoallumage

Ce deacutelai doit ecirctre aussi court que possible pour que le fonctionnement du moteur soit doux Il sera

drsquoautant plus faible que

- La tempeacuterature de lrsquoair est plus eacuteleveacutee

- La tempeacuterature drsquoinflammation du combustible est

plus basse

- Le combustible est plus finement pulveacuteriseacute

- La tempeacuterature du combustible est plus eacuteleveacutee

- Lrsquoindice de ceacutetane du combustible est eacuteleveacute

336 Moteur agrave injection directe

Moteur agrave combustion interne alimenteacute en air pur le carburant eacutetant injecteacute

sous forte pression directement dans la chambre de combustion (figure

I17)

La pression drsquoair est de 175 agrave 200 bars Ce moteur a besoin drsquoun excegraves drsquoair

important pour favoriser le brassage du meacutelange

Les pressions sont importantes en fin de compression (Reacutef [2])

Injection directe

Avantages

- Le rendement thermique est supeacuterieur drsquoenviron 10 agrave un moteur agrave chambre de preacutecombustion

- Les deacutemarrages sont plus faciles

- La construction est plus simple que pour les autres types de moteurs

Inconveacutenients

Le moteur est assez bruyant et les organes sont soumis agrave de fortes charges

Lrsquoencrassement des injecteurs est plus rapide

336 Avantages du moteur Diesel

Les raisons du succegraves du moteur Diesel dans lautomobile au-delagrave davantages fiscaux qui relegravevent de

choix politiques et non techniques tiennent essentiellement agrave son rendement supeacuterieur agrave celui du

moteur agrave essence

Ce rendement peut ecirctre encore ameacutelioreacute par lutilisation dun

turbocompresseur

Les plus reacutecents modegraveles sont laquo agrave geacuteomeacutetrie variable raquo (TGV)

technologie qui leur permet decirctre plus performants agrave bas reacutegime)

Turbocompresseur

Ainsi que lrsquoutilisation du Common rail (injection directe agrave haute

p r e s s i o n ) i n v e n t eacute p a r F i a t e t M a g n e t i - M a r e l l i

Systegraveme drsquoinjection a rampe commune

Avec les nouveaux injecteurs-pompe rampe commune et pieacutezo-eacutelectrique la pression atteint

jusquagrave

2thinsp500 bars

Contre

- 1thinsp400 pour la premiegravere rampe commune

- moins de 1thinsp000 pour un moteur agrave injection indirecte)

Ce qui assure une pulveacuterisation du gazole

- turbulente

- continue

- constante et

- bien reacutepartie

parametres essentielles pour une bonne combustion

Cette technologie porte le nom de

bull JTD Fiat Alfa Romeo Lancia - inventeur du systegraveme common rail 1re geacuteneacuteration

bull Mjt Fiat Alfa Romeo Lancia Iveco - inventeur et distributeur du systegraveme common rail 2e et

3e geacuteneacuteration

bull HDi Peugeot Citroeumln

bull dCi (Direct Common rail Injection) Renault Nissan Dacia

bull CDI (Common rail Direct Injection) Mercedes-Benz Smart

bull CRD Jeep

bull Td(x) TDV(x) Land Rover (ex Td4 ou TDV8)

bull d BMW (ex 530d)

bull TDI (Turbo Direct Injection) Audi Seat Skoda Volkswagen

bull D-4D ou D-CAT Toyota (CAT signifie Clean Advanced Technologie)

bull d Lexus (exIS 220 d)

bull CDTI (Common rail Turbo Direct Injection) Opel (les DTI sont des moteurs agrave injection

directe sans rampe commune)

bull VDi deacutenomination anciennement utiliseacutee par Nissan aujourdhui remplaceacutee par dCi

bull DI-D Mitsubishi

bull D Volvo (ex 24D ou D5) Jaguar (ex 27D)

bull TDCi Ford (les moteurs TDdi sont agrave injection directe mais ne comportent pas de rampe

commune)

bull MZR-CD Mazda

bull i-CTDi Honda

bull CRDi Hyundai

bull CRDI Kia

bull TCDi VCDi Chevrolet

bull TID Saab

34 Architectures moteurs

341 Introduction

Les deacutefauts du moteur agrave combustion interne classique sont

- meacutediocre rendement

- vibrations

- difficulteacute de reacuteduire son niveau de pollution

De nombreuses architectures alternatives sont neacutees au cours de lhistoire beaucoup sont resteacutees agrave leacutetat

de dessins ou de maquettes certaines ont donneacutees des prototypes fonctionnels et quelques rares

architectures ont eu droit agrave la production industrielle

342 Caracteacuterisation

La cylindreacutee dun moteur est le volume total (tous cylindres) deacuteplaceacute durant un cycle

Elle est calculeacutee agrave partir

- du diamegravetre dun cylindre (laleacutesage)

- de la distance parcourue par un piston (la course) et

- du nombre de cylindres

La puissance deacuteveloppeacutee souvent exprimeacutee par une courbe de puissance moteur doit ecirctre mesureacutee

selon certaines normes deacutefinissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de

tempeacuterature et de pression

Courbes caracteristiques du moteur CMT F4L912

Elle est toujours supeacuterieure agrave la puissance reacuteellement disponible aux roues pour un veacutehicule du fait des

pertes dans la transmission

Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le kiloWatt (kW) mais souvent accoleacute au cheval-vapeur (CV)

1 cheval-vapeur = 736 Watt

Le couple maximal est exerceacute sur laxe

Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le Newton-megravetre (Ntimesm) bien que le kgtimesm reste courant

La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation

Pour obtenir des Watt il faut multiplier le couple en Ntimesm par la vitesse de rotation en radians par

seconde

La vitesse maximale de rotation geacuteneacuteralement exprimeacutee en tours par minute

- La puissance speacutecifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindreacutee (volume de gaz

contenus apregraves le cycle dadmission)

Elle est souvent exprimeacutee en la rapportant au litre de cylindreacutee

- Le taux de compression dun moteur exprime le rapport entre le volume laisseacute dans lun de ses

cylindres au point mort bas et au point mort haut

Plus il est eacuteleveacute plus le meacutelange est comprimeacute donc plus lexplosion sera forte donc difficile agrave geacuterer

(choc meacutecanique tempeacuteraturehellip) mais plus le rendement du moteur sera eacuteleveacute

343 Eleacutements constitutifs drsquoun moteur

3431 Eleacutements fixes

34311 Bloc-moteur

Le bloc-moteur appeleacute eacutegalement carter-cylindres est la

piegravece maicirctresse du moteur (figure I2)

Ses fonctions principales sont les suivantes

- contenir les cylindres

- supporter le vilebrequin la culasse les

accessoires

- servir de support agrave lrsquohuile de lubrification

Scheacutema drsquoun bloc moteur

- servir de support agrave lrsquoeau de refroidissement (si un tel systegraveme de

refroidissement est utiliseacute)

Bloc a 04 cylindres

34312 Chemises

Pour le moteur F4L912 refroidi agrave air les chemises sont munies drsquoailettes (figure I3)

a) b) c)

Figure3 Chemises pour moteurs a) humides b) segraveches c) agrave ailettes du moteur F4L912

34313 Culasse

La culasse obture la partie supeacuterieure du cylindre

Cest une piegravece assez massive obtenue par moulage de fonte dacier ou

drsquoaluminium

Sa forme est tregraves variable suivant le type de moteur

La circulation de leau de refroidissement se fait dans des eacutevidements

ameacutenageacutes dans leacutepaisseur des parois Culasse drsquoun moteur

refroidi agrave eau

Les culasses portent

- les injecteurs

- les soupapes

- les culbuteurs

- les conduits dentreacutee dair et de sortie des gaz brucircleacutes Culasse Renault Kangoo

Pour le moteur refroidi agrave air (F4L912) leur culasse porte des ailettes comme montre la figure

Figure I5 Culasse du moteur F4L912 Figure I6 Vilebrequin pour un moteur a 4 cylindres

I322 Eleacutements mobiles

I3221Vilebrequin

Le vilebrequin (figure I6) est un arbre manivelle il reccediloit les efforts des bielles

Les parties cylindriques par lesquelles il repose dans des

paliers-supports du bacircti sont les laquo tourillonsraquo

Les parties cylindriques qui reccediloivent les coussinets de tecirctes

de bielles sont les

laquo manetons raquo (Reacutef [2])

Manetons et tourillons sont relieacutes entre eux par des flasques

appeleacutes laquo bras de manivelle raquo Fig 6 bis Vilebrequin a 5 paliers avec ses bielles et pistons

Des canaux sont foreacutes dans la masse du vilebrequin pour amener lhuile de graissage

jusquaux coussinets de tecirctes de bielle (figure 7)

Figure 7 Graissage des paliers drsquoun vilebrequin

I2322 Bielles

Les bielles transmettent au vilebrequin les efforts quelles

reccediloivent des pistons pendant les temps moteurs et

entrainent les pistons pendant les temps reacutesistants

Elles sont en acier allieacute

Leurs formes sont conccedilues de maniegravere agrave concilier au mieux la

leacutegegravereteacute et la reacutesistance aux efforts de

- compression

- extension Fig7a Ensemble bielles-pistons

- flexion

Les trois principales parties dune bielle sont

- le pied qui srsquoarticule sur laxe de piston

- le corps

- la tecircte qui sarticule sur un maneton du

vilebrequin

Figure I8 Bielle utiliseacutee dans le moteur F4L912

Le pied est un eacutepanouissement aleacuteseacute du corps dans lequel une

bague en bronze phosphoreux ou un roulement agrave aiguilles est

emmancheacute avec serrage

Le corps est alleacutegeacute par des eacutevidements sa section est souvent en

I parfois tubulaire

La tecircte est en deux parties assembleacutees par boulons pour en

permettre le montage sur le vilebrequin

La partie rapporteacutee est le laquo chapeau raquo

Deux demi-coussinets en bronze ou en acier sencastrent dans

la tecircte ils sont garnis dune couche de meacutetal antifriction

Le garnissage est parfois en laquo meacutetal roseraquo (alliage agrave base de

plomb et de cuivre qui fond agrave 1 000degC) pour les moteurs soumis

agrave de tregraves gros efforts

Quelquefois les coussinets sont deacutepourvus de garnissage ils

sont alors en bronze speacutecial

Fig8a Description de lrsquoensemble bielles-pistons

Dans les moteurs modernes les coussinets sont des laquo coquillesraquo tregraves minces en acier

eacutegalement garnies drsquoalliage antifriction

I3223Piston

Le piston (figure I9) peut ecirctre deacutecomposeacute en quatre parties

principales

- La tecircte ou fond qui reccediloit les efforts dus aux gaz

- le porte-segments qui par lrsquointermeacutediaire des segments assure

lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz et agrave lrsquohuile et dissipe une partie des calories

reccedilues vers le fluide de refroidissement Fig 8b Vue drsquoun piston

- le logement de lrsquoaxe de piston ou trou drsquoaxe

- la jupe ou partie frottant dont le rocircle est de guider le porte-segments et de dissiper une partie des

calories

- Fonctions du piston

Le piston doit transmettre au vilebrequin par lrsquointermeacutediaire de la

bielle les efforts dus aux gaz

- jusqursquoagrave 75 MPa pour les moteurs agrave essence non

suralimenteacutes

- jusqursquoagrave 14 agrave 18 MPa pour les moteurs diesels

Figure I9 Piston

Ils doivent ecirctre suffisamment isolants pour ne pas fournir trop de

calories au fluide de refroidissement

Tout en eacutevitant la formation de points chauds et de grippage

Il faut que le piston soit aussi leacuteger que possible et le moins

encombrant possible (distance entre le trou drsquoaxe et la tecircte la plus

reacuteduite pour avoir un moteur compact)

La dilatation du piston doit ecirctre telle que le jeu pistonchemise varie

peu car trop de jeu agrave froid provoque des claquements et pas assez de

jeu agrave froid un grippage

Le piston doit avoir une bonne reacutesistance meacutecanique en fatigue

Fig 9a Piston pour moteur Diesel

Formes de la tecircte du piston

La forme des chambres de combustion est deacutetermineacutee par

lempreinte reacutealiseacutee dans la culasse si bien que la tecircte du

piston est habituellement plate

Parfois il savegravere au contraire que le piston soit creuseacute et

forme totalement ou partie la chambre de combustion

Neacuteanmoins la tecircte du piston est creuseacutee notamment sur les

automobiles de course pour une toute autre raison

Il sagit en effet de reacutealiser une forme particuliegravere permettant

de reacutepartir et de diriger au mieux le meacutelange airessence

injecteacute dans la chambre

Fig 9c Illustration des diffeacuterentes formes de tecirctes de piston et de la

position de linjecteur selon la technique dinjection

On distingue geacuteneacuteralement 02 grandes techniques dinjection

Dans le cas dune injection dite laquo tumble raquo le jet de fluide produit par

linjecteur est deacutevieacute (par la forme de la tecircte du piston) vers la bougie

dallumage permettant de produire une explosion plus laquo performantes

raquo et stratifieacutee

Dans le cas dune injection dite laquo swirl raquo le carburant agit comme un

tourbillon permettant ainsi dhomogeacuteneacuteiser le meacutelange dans toute la

chambre

Il est eacutegalement possible de combiner les deux types dinjection

Fig9b Illustration des mouvements

tourbillonnaire swirl et tumble

I3224Segmentation

Ce sont des piegraveces composeacutees dun cercle incomplet en acier eacutelastique preacutevues pour semboicircter dans

les gorges du piston

Le diamegravetre exteacuterieur au repos est leacutegegraverement

supeacuterieur agrave celui du cylindre

En partant de la tecircte du piston on a (figue I10)

- le segment ndeg3 segment coup de feu

(ou segment de feu)

- le segment ndeg2 segment drsquoeacutetancheacuteiteacute

- le segment ndeg1 segment racleur ou refouleur

Fig9b Vue drsquoun ensemble piston-segments

Les deux derniers segments sont eacutegalement appeleacutes segments de compression

Les rocircles de la segmentation sont les suivants

- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz

ce rocircle est surtout assureacute par le segment coup de feu

Il est essentiel pour diminuer le Blow-by (gaz de combustion

passant dans le carter-cylindres) et la tempeacuterature des

segments inteacuterieurs

Figure I10 Segments de piston

- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute agrave lrsquohuile de lubrification

crsquoest surtout le rocircle du segment racleur mais le segment

drsquoeacutetancheacuteiteacute a aussi une grande importance

- Eacutevacuer la chaleur du piston vers le cylindre

Elles sont fabriqueacutees agrave partir dun ressort dacier eacutelastique

coupeacute ensuite en rondelles constituant les segments Fig10a Collier pou segments a piston

Elles sont geacuteneacuteralement asymeacutetriques il faut faire attention au sens de montage lors de

lassemblage du moteur (fig10b)

Lespace entre les deux extreacutemiteacutes du segment lorsquil est

de serrage introduit dans le cylindre sappelle le jeu agrave la coupe

Sa mesure permet deacutevaluer lusure du segment

Fig10b Tierccedilages des segments

I3225Axe de piston

Les axes de pistons en acier au nickel ceacutementeacute sont tubulaires leur

surface cylindrique exteacuterieure est rectifieacutee

Trois types de montage sont couramment utiliseacutes

- laxe est maintenu solidaire de la bielle par une vis pointeau il est

libre dons le piston

- laxe est maintenu solidaire du piston par une vis pointeau placeacutee dans

lun des bossages il est libre dans laleacutesage de la bielle Fig10c Axe piston

- laxe est monteacute laquoflottantraquo dans le piston et la bielle son deacuteplacement lateacuteral est limiteacute par

des freins extensibles en anneau (figure I11) logeacutes dans des rainures circulaires

Lajustement de laxe est agrave

- frottement doux dans la bielle

- frottement dur dans le piston

Pour le montage le piston est porteacute agrave la tempeacuterature de 100degc dans un bain dhuile afin de

faciliter la mise en place de laxe

Figure I11 Axe de piston monteacute flottant

52 La distribution

Mais cest quoi dont la distribution

Ce sont les diffeacuterents systegravemes permettant la reacutegulation des eacutechanges gazeux cest agrave dire les eacutetapes

dadmission et deacutechappement

Dans un moteur 2 temps cette fonction est assureacutee par le piston

Sur un moteur quatre temps la distribution se fait au niveau de la culasse par les soupapes et tous les

systegravemes qui permettent leurs ouvertures et fermetures

Chaque cylindre dun moteur possegravede au moins deux soupapes une dadmission et une

deacutechappement

Sur certains moteurs il Y a trois ou quatre soupapes par culasse elles sont commandeacutees simultaneacutement

deux agrave deux

(a) 02 soupapes (b) 03 soupapes (c) 04 soupapes

Fig11a Culasses a 02 03 et 04 soupapes par cylindre

Les soupapes sont normalement appuyeacutees sur leurs siegraveges par des

ressorts en heacutelice

Leur ouverture agrave un instant preacutecis de chaque cycle sobtient gracircce agrave

la pousseacutee exerceacutee par une came (figure12)

La came tourne entraicircneacutee par le vilebrequin sa pousseacutee est

communiqueacutee agrave la soupape par lintermeacutediaire dun poussoir dune

tige et dun culbuteur

Fig12 Distribution

331 Soupapes

Une soupape est un organe meacutecanique de la distribution des moteurs thermiques agrave quatre

temps permettant ladmission des gaz frais et leacutevacuation des gaz brucircleacutes

Les soupapes sont actionneacutees par un arbre agrave cames et maintenues par un ou plusieurs ressorts

de rappel

Les soupapes sont constitueacutees de quatre parties

a) Tecircte de la soupape

Lorsque la soupape est en position fermeacutee elle vient sappuyer sur le siegravege de

soupape dessineacute dans la culasse pour assurer leacutetancheacuteiteacute de la chambre

La partie de la soupape en contact avec le siegravege de forme tronconique est

deacutenommeacutee laquo porteacutee raquo langle varie entre 30deg et 45deg

b) Collet

Elle relie la tecircte agrave la tige est formeacute par un congeacute de grand rayon de faccedilon agrave

faciliter la dissipation de la chaleur provenant de la chambre et eacuteviter leffet

dentaille ducirc au changement de section

c) Tige

Crsquoest une piegravece cylindrique dont le diamegravetre est de lordre du quart de celui de la tecircte assure

le guidage vertical de la soupape

La tige coulisse ainsi dans le guide de soupape ouverture cylindrique pratiqueacutee dans la

culasse

d) Queue

Partie terminale de la soupape supporte laction du poussoir actionneacute par larbre agrave cames

Elle comporte une ou plusieurs gorges le plus souvent de section semi-circulaire pour loger

les clavettes qui transmettent agrave la soupape la tension du ressort de rappel6

Les soupapes sont en acier allieacute tregraves reacutesistant

Les principaux meacutetaux dalliage sont le chrome le

silicium le tungstegravene le nickel

Figure I13 Soupape avec tecircte bombeacutee

332 Culbuteurs et poussoirs

Les culbuteurs (figure I14) sont des leviers oscillants articuleacutes sur un axe solidaire de la

culasse

Leur rocircle est de transmettre de haut en bas aux queues de soupape les pousseacutees quils

reccediloivent de bas en haut agrave intervalles reacuteguliers des poussoirs et tiges de culbuteurs

Figure I14 Culbuteurs Renault 21 TD

Les poussoirs sont des cylindres en acier tregraves reacutesistant qui prennent contact avec les cames

soit

- par lintermeacutediaire dun galet

- par intermeacutediaire dun plateau

Suivant le cas le profil de la came est diffeacuterent

Fig14a Poussoirs et arbre agrave cames en tegravete pour leur entrainement (VW Toureg)

521 Le diagramme de distribution

Le point le plus haut quil peut atteindre quon appelle point mort haut (PMH) et inversement le point

le plus bas quon appelle point mort bas (PMB)

Enfin on appelle la course la longueur du parcours entre le PMH et le PMB

Laleacutesage est le diamegravetre du cylindre

Ces donneacutees et le volume de la chambre de combustion permettent de calculer le taux de compression

ou rapport volumeacutetrique

Figure V1 Point Mort Haut et Point Mort Bas dans un moteur

522 Les systegravemes de controcircle des soupapes

Au vue de la complexiteacute dun diagramme de distribution il faut que les soupapes dadmission et

deacutechappement soient parfaitement synchroniseacutees pour que le cycle sexeacutecute dans de bonnes

conditions

Moteurs culbuteacutes

Dans un moteur agrave combustion interne les culbuteurs servent agrave

transmettre la pousseacutee des tiges de culbuteurs vers les soupapes (les

soupapes se trouvant au-dessus des cylindres les tiges de culbuteurs

le long des cylindres et actionneacutees par un arbre agrave cames lateacuteral ou

central situeacute vers le bas des cylindres proche du vilebrequin)

Ces moteurs sont dits culbuteacutes

Ils ont eacuteteacute tregraves utiliseacutes en automobile de tourisme jusquaux anneacutees

1970-80

Fig 2 Ensemble de distribution culbuteacute

Tout dabord quest ce quune came

La came est lobjet qui permet la commande dune ou de plusieurs soupape Son profil est calculeacutee tregraves

preacuteciseacutement afin de

-fixer la hauteur de la leveacutee de soupape

-amortir le choc entre la came et le poussoir ducirc au jeu initial

-reposer doucement la soupape dans son siegravege lors de la fermeture par ressort

Figure V4 Ensemble soupape-came et arbre agrave cames

La came peut commander la soupape directement avec un poussoir comme repreacutesenteacute ci-agrave gauche

mais elle peut eacutegalement utiliser des basculeurs tels que le linget (ci contre en bas) ou le culbuteur (ci

contre en haut)

Ainsi larbre agrave came contient plusieurs cames permettant de commander les soupapes de tous les

cylindres afin de les synchroniser

Larbre agrave cames est geacuteneacuteralement entraicircneacute au moyen dengrenages

Son pignon denteacute est soit directement en prise avec un pignon caleacute agrave lextreacutemiteacute du vilebrequin soit

relieacute agrave ce dernier par un pignon intermeacutediaire

Les soupapes peuvent ecirctre commandeacutees par simple arbre agrave cames en tecircte

Cela signifie que larbre agrave cames est placeacute au dessus de la culasse et quil actionne les soupapes

dadmission et deacutechappement par lintermeacutediaire de culbuteur

Il existe aussi le systegraveme de double arbre agrave cames en tecircte ougrave dans ce cas il y a deux arbres agrave came

lun commande les soupapes dadmission et lautre les soupapes deacutechappement Ici les soupapes

peuvent ecirctre actionneacutees par tous les systegravemes possibles poussoir ou basculeurs

Moteurs agrave simple arbre agrave cames en tecircte

Si lon souhaite un reacutegime de rotation plus eacuteleveacute il est dusage de

placer le ou les arbres agrave cames juste au-dessus des soupapes

directement dans la ou les culasse(s) (arbre agrave cames en tecircte)

et donc il ny a plus besoin de tiges de culbuteurs (moins de piegraveces

en mouvement de jeux donc moins de risque daffolement de

soupapes)

Lorsque les soupapes sont toutes aligneacutees (soupapes dites droites) elles sont coiffeacutees dun poussoir

cylindrique et ouvertes par laction directe de la came sur le dessus

du poussoir

Si elles ne sont pas toutes aligneacutees (soupapes en V) et que lon

souhaite nutiliser quun seul arbre agrave cames en tecircte on dispose des

culbuteurs pour transmettre la pousseacutee des cames aux soupapes

Moteurs agrave double arbre agrave cames en tecircte

Bien que le montage agrave double arbre agrave cames en tecircte permette de

saffranchir des culbuteurs il arrive dutiliser de petits culbuteurs

dits alors linguets parfois appeleacutes basculeurs

Un culbuteur transmet agrave la soupape la pousseacutee de la came en

inversant le sens de la pousseacutee quil reccediloit Laxe de pivot dun

culbuteur est situeacute entre ses deux extreacutemiteacutes comme une balanccediloire

agrave bascule Figure V4 Entraicircnement des arbres de distribution dun systegraveme agrave 16 soupapes

La question qui vient apregraves cest ben comment il tourne larbre agrave cames

Ce sont les vilebrequins qui en tournant transmettent leur position au(x) arbre(s) agrave cames

Il faut bien comprendre que les vilebrequins sont deacutependant les uns des autres lun ne peut pas tourner

sans lautre car ils sont relieacutes entre eux

Ceci est souvent appeleacute larbre moteur

Cette commande se fait le plus souvent par chaicircne comme preacutesenteacute dans la figure des deux arbres agrave

cames en tecircte (sur la droite)

Cest ce quon appelle la chaine de distribution

On trouve eacutegalement la commande par courroie cranteacutee

Enfin on trouve la commande par pignon qui est tregraves reacutesistant mais cher agrave mettre en place

a) chaine b) pignon c) courroie cranteacutee

Figure V4 commande par chaine non 16032016

323 Nombre de soupapes par cylindre

Bien sur laugmentation nombre de soupapes vous vous en doutez favorise le rendement de

distribution Mais ceci nest pas la seule raison

Commenccedilons simplement par le nombre de soupapes le plus reacutepandu dans les anneacutees 80 cest agrave dire 2

soupapes par cylindre

Les culasses ont une chambre de combustion hemispheacuterique pour favoriser le flux des gaz un angle

entre la soupape dadmission et deacutechappement tregraves eleveacute (proche de 90deg) et enfin un taux de

compression eacuteleveacute

Cependant malgreacute tous ces efforts pour favoriser la distribution il est devenu difficile daccroitre les

performances du moteur

Pour cela il y avait une solution augmenter le diamegravetre des soupapes mais cela est devenu vite

impossible ducirc agrave lencombrement les soupapes auraient fini par se toucher

Par ailleurs lutilisation du double arbre agrave cames en tecircte devenait difficile

En effet imaginez la distance des arbres agrave cames pour commander des soupapes donc lencombrement

moteur eacutetait important et surtout lentrainement des 2 arbres agrave cames eacutetait difficile

Il a donc eacuteteacute utiliseacute des cascades de pignons mais cela rendait la distribution tregraves bruyante et les

contraintes dues agrave leacutechauffement eacutetaient difficiles agrave geacuterer

En revanche cette disposition agrave deux soupapes est meacutecaniquement simple et on peut facilement placer

dune part les vis de fixation de la culasse et dautre part la bougie

Figure 6 Culasse a 2 4 et 5 soupapes

Au milieu des anneacutees 80 Yamaha invente une culasse agrave 5 soupapes sur le FZ750 Genesis encore

utiliseacutee aujourdhui sur les sportives de la gamme

Ainsi ce moteur comptant

- 3 soupapes dadmission

- 2 soupapes deacutechappement

permet un meilleur remplissage de la chambre de combustion

La difficulteacute rencontreacutee est le logement des 5 soupapes

Les trois soupapes dadmission ont eacuteteacute placeacutees sur des plans diffeacuterents

mais de faccedilon agrave converger vers larbre agrave cames eacutevitant le montage de

culbuteurs

Cette architecture meacutecanique provoque une difficulteacute daccessibiliteacute meacutecanique

53 Refroidissement

Les combustions reacutepeacuteteacutees surchauffent les piegraveces en contact (piston cylindre soupape) et se diffusent

sur lensemble des piegraveces meacutecaniques du moteur

Il faut donc les refroidir sous peine de destruction

Pour un bon fonctionnement les moteurs agrave explosion ont besoin drsquoune tempeacuterature reacuteguliegravere et

adapteacutee

531 Refroidissement agrave air

En 1875 le franccedilais Alexis de Bischop utilise lair pour le refroidissement

Son moteur sans compression preacutealable de type mixte comportait un

cylindre entoureacute dailettes meacutetalliques augmentant ainsi la surface en

contact avec lair

Ce type de refroidissement est surtout utiliseacute pour les moteurs eacutequipant les

veacutelomoteurs et motocyclettes de faible cylindreacutee mais aussi sur des

automobiles comme certaines Porsche GS la 2CV ou la Coccinelle

Le refroidissement par air est aussi majoritaire pour les moteurs agrave pistons eacutequipant les avions

Moteur de la VW Coccinelle

Le refroidissement agrave air a longtemps eacuteteacute la reacutefeacuterence pour les moteurs de motocyclette (mecircme sil a

toujours existeacute des moteurs de motocyclette agrave refroidissement liquide) mais les problegravemes entraicircneacutes

par le haut rendement de ces moteurs (casses usure preacutematureacutee) ont conduit agrave la quasi geacuteneacuteralisation

du refroidissement liquide malgreacute les avantages speacutecifiques pour la motocyclette du refroidissement agrave

air (encombrement poids simpliciteacute prix)

Il peut ecirctre optimiseacute par lutilisation dun ventilateur dont la preacutesence ne reacutevegravele toutefois pas toujours

un refroidissement agrave air car il dissipe parfois la chaleur du radiateur dun systegraveme de refroidissement

liquide

532 Refroidissement liquide

Cest langlais Samuel Brown qui inventa le refroidissement du moteur par de leau afin dameacuteliorer les

performances du refroidissement

Dans son moteur leau entraicircneacutee par une pompe circule autour des

cylindres entoureacutes dune chemise leau est refroidie par contact direct

avec lair ambiant

Plus tard on ajouta agrave leau diffeacuterents adjuvants qui devint alors le

liquide de refroidissement

Radiateur moderne en aluminium

Le radiateur fut inventeacute en 1897 par lingeacutenieur allemand Wilhelm Maybach

Apregraves de nombreux tacirctonnements il mit au point le radiateur dit laquo nid dabeille raquo qui permet le

refroidissement tregraves efficace dun liquide

Il est composeacute dun faisceau de conduits courts et eacutetroits entre lesquels circule lair

Lair peut ecirctre acceacuteleacutereacute par un ventilateur placeacute devant ou derriegravere lui

Ce radiateur est situeacute dans un circuit fermeacute ou semi-fermeacute emplit dun liquide (agrave base deau) assurant le

refroidissement du moteur

Dans les moteurs les plus anciens la circulation deau est assureacutee par thermosiphon leau chauffeacutee par

le moteur monte vers le radiateur placeacute en hauteur Une fois refroidie elle redescend vers le moteur

Dans les moteurs modernes on utilise une pompe agrave eau

Un controcircle permanent de la tempeacuterature vise agrave maintenir leau et lhuile dans des conditions

permettant une lubrification optimale

Ideacutealement la tempeacuterature du liquide de refroidissement est denviron 75deg-95degCelsius deacutetermineacutee par

plusieurs facteurs tels que toleacuterances dusinage et reacutesistance au frottement des piegraveces meacutecaniques

lubrifiants utiliseacutes

La reacutegulation de cette tempeacuterature est geacuteneacuteralement obtenue par une vanne thermostatique calorstat

situeacutee dans le circuit de refroidissement associeacutee agrave un ou plusieurs ventilateurs asservi par une sonde

thermocontact agrave la tempeacuterature du liquide dans le radiateur

Dans les moteurs marins le radiateur est remplaceacute par un eacutechangeur de tempeacuterature Leau de mer

assurant le refroidissement du circuit deau douce du moteur

533 Refroidissement par huile

Tous les moteurs agrave combustion interne utilisent deacutejagrave un liquide pour la lubrification des piegraveces en

mouvement lhuile qui circule propulseacutee par une pompe il suffit donc de faire circuler ce liquide dans

les zones les plus chaudes et surtout den assurer le refroidissement correct

Tous utilisent plus ou moins le refroidissement par huile carter dhuile bas moteur ventileacute parfois

muni dailettes un petit radiateur dhuile

Exemple

Certaines motos agrave 4 cylindres de marque Suzuki utilisent un refroidissement mixte air-huile avec un

gros radiateur dhuile

Avantages

Les canalisations pompe radiateur indeacutependant et liquide speacutecifiques au refroidissement deviennent

inutiles

Cela permet un net gain de poids et une plus grande simpliciteacute de conception

Inconveacutenients

Lhuile transporte moins bien la chaleur que leau et les speacutecificiteacutes de ces huiles les rendent plus

coucircteuses pour lutilisateur

De plus le graissage du moteur est moins performant (agrave isopeacuterimegravetre) car il y a des pertes de charges

dues agrave la circulation dans le radiateur dhuile

54 Architecture des moteurs agrave explosion

Figure V3 Moteur en double eacutetoile agrave 14 cylindres

bull Cylindres en ligne

bull Cylindres en V

bull Cylindres en W

bull Cylindres opposeacutes horizontalement (Boxer) (flat)

bull Cylindres en H

bull Cylindres en eacutetoile

bull Moteurs complexes (moteurs en carreacute etc)

541 Monocylindre

Historique

Le premier brevet concernant un moteur agrave explosion a eacuteteacute deacuteposeacute par le Suisse Franccedilois Isaac de Rivaz

le 30 janvier 1807

Le premier moteur agrave deux temps fut imagineacute et reacutealiseacute par Jean-Joseph Eacutetienne Lenoir en 1860 Il

fonctionne selon le cycle de Lenoir

Vers 1862 les Allemands Otto et Langen constatant le faible rendement du moteur agrave deux temps de

Lenoir (1860) entreprirent une seacuterie dameacuteliorations la plus deacutecisive consista agrave synchroniser les

mouvements dans la phase de compression

542 Quatre cylindres

Panhard et Levassor degraves 1896 engagent un laquo quatre cylindres en ligne raquo sur leacutepreuve Paris-Marseille-

Paris

Deux ans plus tard les multicylindres (agrave quatre cylindres) gagnent les

grosses voitures et progressivement se geacuteneacuteralisent agrave lensemble de la

gamme devenant en quelque sorte larcheacutetype mondial pour les

voitures courantes de moyennes et basses gammes

Scheacutema dun moteur 4 cylindres vers 1900

04 cylindres en V

Il fait son apparition en course agrave la charniegravere des deux siegravecles sur des modegraveles Mors et Ader

Quelques anneacutees plus tard cette solution seacuteduit Peugeot et Ariegraves pour leurs modegraveles courants davant

1914

Beaucoup plus tard agrave partir de 1962 Ford en fera une large utilisation mais aussi Matra et SAAB

04 cylindres (en ligne) coucheacute

Que lon trouve en compeacutetition chez Ameacutedeacutee Bolleacutee (189899) (premier moteur agrave quatre cylindre

monobloc (les autres moteurs quatre cylindres agrave leacutepoque eacutetaient des bicylindres ou des monocylindres

accoupleacutes)) et chez Wolseley et Winton (1903 voir Wolseley Motor Company et Winton Motor

Carriage Company))

On la trouveacutee sur les motocyclettes BMW seacuterie K et sur les Peugeot 104 - 205 mais aussi sur les

veacutehicules utilitaires ou monospace optant pour la solution laquo moteur sous le plancher raquo

04 cylindres agrave plat boxer

Cest un quatre cylindres en V ouvert agrave 180deg

Embleacutematique dans sa version refroidissement agrave air des laquo coccinelles raquo de Volkswagen

Cette architecture a le grand avantage de faire beacuteneacuteficier le veacutehicule quil motorise dun centre de

graviteacute assez bas

Une version muscleacutee et turbocompresseacutee eacutequipe actuellement les Subaru Impreza qui sont de

redoutables concurrentes du championnat du monde des rallyes WRC

En 2009U Subaru compte particuliegraverement sur le 20 D pour faire deacutecoller les ventes de sa berline

compacte en Europe

Une grande premiegravere eacutegalement puisque aucun constructeur navait jusquagrave aujourdhui exploreacute la voie

du diesel Boxer (4 cylindres agrave plat opposeacutees deux agrave deux) et ses grands avantages que sont la vivaciteacute

un centre de graviteacute abaisseacute et surtout un grand silence de fonctionnement

Subaru aura mis sept ans agrave deacutevelopper son ineacutedit moteur mais le reacutesultat est particuliegraverement

convaincant

- Pas de claquement agrave froid

- une quasi absence de vibration

- il est bien difficile de faire la diffeacuterence entre un moteur essence et cet eacutetonnant diesel

Si les 350 Nm de couple disponibles degraves 1 800 trmn et les 150 Cv offrent un reacuteel dynamisme agrave la

premiegravere acceacuteleacuteration venue cela seffectue de maniegravere lineacuteaire

Subaru 20 Diesel 150 Cv (2009)

543 Six cylindres

Mais la course mdash ougrave lon recherche la vitesse mdash est exigeante en matiegravere de puissance surtout quand

il sagit de courses de cocircte Dougrave la tentation daugmenter le nombre de cylindres

Figure V5 Moteur V6 moderne (Mercedes)

La marque neacuteerlandaise Spyker avait preacutesenteacute un modegravele 6 cylindres en 19032

Un modegravele Chadwick aux Eacutetats-Unis franchit le pas en 1907 pour la course de cocircte de Fairmont

Lanneacutee suivante cette fois en Europe Rolls-Royce fait de mecircme pour la course Londres-Eacutedimbourg

en faisant appel agrave des six cylindres

La transposition aux modegraveles courants est quasi-immeacutediate pour les voitures de sport et de luxe

En Europe cest le cas pour Delaunay-Belleville Napier Mercedes aux Eacutetats-Unis pour Marmon

Plus tard agrave partir de 1927 on trouvera des six cylindres (presque toujours en ligne) sur un grand

nombre de modegraveles non sportifs mecircme pour des cylindreacutees modestes

Latout principal de cette solution eacutetant la souplesse de fonctionnement du moteur

Dans le monde de la motocyclette le 6 cylindres restera rare

On le trouve en compeacutetition en particulier chez Honda dans les anneacutees 1960 (moteur en ligne) ou chez

Laverda en endurance (moteur en V)

Les moteurs de plus de 4 cylindres seront interdits en compeacutetition

Sur les veacutehicules de tourisme on trouvera essentiellement

- Honda 1000 CBX (moteur agrave 24 soupapes refroidi par air)

- Kawasaki Z 1300 (moteur agrave 12 soupapes refroidi par eau)

- Benelli avec une 750 puis une 900

En 2006 Honda propose toujours agrave son catalogue un modegravele 6 cylindres agrave plat la GoldWing

544 Huit cylindres et plus

Figure V6 Moteur W16 de la Bugatti Veyron

Une nouvelle eacutetape est franchie quand on passe au laquo huit cylindres raquo

Ader (France) ouvre la voie en 1903 pour le Paris-Madrid avec une uniteacute agrave huit cylindres en V

La mecircme anneacutee apparaissent toujours pour la compeacutetition des huit cylindres en ligne

Les moteurs davion des anneacutees 1930 et 1940 reacutepondent agrave la demande sans cesse croissante de

puissance

Les moteurs courants sont des V12 ou des moteurs en eacutetoile de une agrave quatre rangeacutees de 7 agrave 9 cylindres

soit 28 cylindres agrave la fin de la guerre pour les Whright deacuteveloppant 3 500 ch remplaceacutes par les

reacuteacteurs

Les ameacutericains amateurs de grandes automobiles et sans souci du prix de lessence deacutemocratisegraverent

les gros V8 au couple tregraves eacuteleveacute et aux vitesses de rotation assez lentes

Les constructeurs des monoplaces de Formule 1 utilisegraverent pendant longtemps des V8 de 3 litres de

cylindreacutee dont le fameux Ford Cosworth

Dans les anneacutees 1990 cest la structure V10 qui aura la faveur des motoristes de F1

Mecircme leacutecurie Ferrari tregraves attacheacutee aux 12 cylindres en V se pliera aux lois de cette formule

Depuis lanneacutee 2004 les instances sportives (FIA) ont imposeacute un retour au V8 avec des contraintes de

fiabiliteacute plus importantes que par le passeacute

En 2006 les structures en V de 10 ou 12 cylindres et W16 sont reacuteserveacutees aux veacutehicules agrave tendance

sportive

Puissance drsquoun

veacutehicule

1 Calculs de la pesanteur

11 Deacutecliviteacute

Calculons la deacutecliviteacute drsquoune route longue L pour un deacuteniveleacute H

α = H L

α deacutecliviteacute grandeur sans dimension

H deacuteniveleacute exprimeacute en m

L longueur de la route exprimeacutee en m coheacuterence des uniteacutes

12 Poids du veacutehicule

Calculons le poids drsquoun veacutehicule

P = M g

P poids exprimeacute en N

M masse exprimeacutee en kg

g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms2 ( g = 981 ms2)

13 Composante du poids

Calculons la composante du poids parallegravele agrave la route de la voiture

F = M g α

Avec

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-

2

α deacutecliviteacute grandeur sans dimension

14 Travail de la force de traction

Calculons le travail drsquoune force de traction qui srsquoest deacuteplaceacutee sur une distance D

E = F D

E travail exprimeacute en J

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

D distance parcourue exprimeacutee en m

15 Energie

Calculons lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour lever une voiture de masse M agrave une hauteur H

E = M g H

Avec

E eacutenergie absorbeacutee (monteacutee) ou accumuleacutee (descente) exprimeacutee en J

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms-2

H deacuteniveleacute exprimeacute en m

15 Puissance absorbeacutee

Calculons la puissance absorbeacutee par une ascension effectueacutee agrave la vitesse V

B = F V

Avec

B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

V vitesse exprimeacutee en ms

En reacutealiteacute une puissance bien supeacuterieure est neacutecessaire agrave cause de la reacutesistance au roulement

et de la reacutesistance de lrsquoair cette derniegravere eacutetant proportionnelle au carreacute de la vitesse

16 puissance absorbeacutee par une ascension

Lrsquoascension drsquoune masse M agrave une hauteur H en un temps T

B = M g H T

Avec

B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-

2 H deacuteniveleacute exprimeacute en m

T temps exprimeacute en s

2 Calculs Aeacuterodynamiques

21 Surface frontale

Surface drsquoune coupe transversale perpendiculaire agrave lrsquoaxe de symeacutetrie du veacutehicule (effectueacutee agrave

lrsquoendroit le plus large et le plus haut) la surface frontale est approximativement eacutegale au

produit de la largeur par la hauteur

camion maxi-code 26 m x 39 m = 10 m2

autocar 25 m x 32 m = 8 m2

voiture 18 m x 14 m = 25 m 2

motocyclette 1 m x 15 m = 15 m2

22 Coefficient de peacuteneacutetration dans lrsquoair

Le Cx est calculeacute agrave partir

Cx = 2 F (S Mair Vsup2)

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

F force exerceacutee par le flux drsquoair exprimeacutee en N

S surface frontale exprimeacutee en m2

Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)

V vitesse air exprimeacutee en ms

23 Reacutesistance de lrsquoair

R = frac12 S Cx Mair Vsup2

R reacutesistance de lrsquoair exprimeacutee en N

S surface frontale exprimeacutee en m2

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)

V vitesse exprimeacutee en ms

24 SCx

Le SCx Grandeur essentiellement destineacutee agrave comparer diffeacuterents modegraveles de voitures le SCx

est le produit de la surface frontale par le Cx

SCx = S Cx

Le Cx eacutetant une grandeur sans dimension le SCx srsquoexprime en megravetre carreacute

25 Constante aeacuterodynamique

La constante aeacuterodynamique est une caracteacuteristique aeacuterodynamique des veacutehicules

A = S Cx M

Avec

A constante aeacuterodynamique [kgm]

S surface frontale [m2]

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

Mair masse volumique de lrsquoair [kgm3]

26 Puissance absorbeacutee

Calculons la puissance absorbeacutee pour vaincre la reacutesistance de lrsquoair

B = F x V

F force aeacuterodynamique reacutesistante [N]

V vitesse du veacutehicule [ms]

3 Calculs thermiques

31 Calcul de la cylindreacutee

D2

V = π L N

4

Avec

D aleacutesage du cylindre

L course du piston

N nombre de cylindre

32 Calcul du PCI des combustibles

Le pouvoir calorifique ou chaleur de combustion (en anglais Heating value ou Heat of

combustion) dune matiegravere combustible noteacute ΔcH0

Crsquoest lenthalpie de reacuteaction de combustion par uniteacute de masse dans les conditions normales

de tempeacuterature et de pression

Cest leacutenergie deacutegageacutee sous forme de chaleur par la reacuteaction de combustion par le dioxygegravene

(autrement dit la quantiteacute de chaleur)

Le plus souvent on considegravere un hydrocarbure reacuteagissant avec le dioxygegravene de lair pour

donner du dioxyde de carbone de leau et de la chaleur

321 Calculer le PCI du gas-oil (Mazout)

Le gazole est un alcane en C16 appeleacute ceacutetane soit une formule brute moyenne de

C16H34

Soit une masse molaire moyenne de 219 gmole

Combustion

Une combustion est la reacuteaction chimique complegravete ou partielle du carbone et de lhydrogegravene

des combustibles usuels par oxydation de loxygegravene

La combustion vive donne naissance agrave une flamme par reacuteaction en chaicircne entretenue dune

maniegravere plus ou moins limiteacutee par lapport de combustible ou de comburant

Cette reacuteaction produit une combustion exothermique cest-agrave-dire

- qui deacutegage de la chaleur

- elle produit du CO2

- de leau

- dautres composeacutes plus ou moins agressif

La stœchiomeacutetrie (du grec lsquolsquostoikheionrsquorsquo eacuteleacutement et lsquolsquometronrsquorsquo mesure) deacutesigne lrsquoeacutetude des

proportions ideacuteales drsquoeacuteleacutements qui autorisent une reacuteaction chimique complegravete lsquolsquoproprersquorsquo et

sans gaspillage

Equations stœchiomeacutetriques des combustions complegravetes

Pour le gazole

C16H34 + 24 O2 rarr 16 CO2 + 17 H2O + Q

- 219 gr de gazole consomment 532 litres drsquooxygegravene

- agrave 21 drsquoO2 dans lrsquoair donc 2533 litres drsquoair

- Donc 1 kg de gazole consomme 116 m3 drsquoair agrave 29 kg au m3

- La masse du meacutelange est donc de 3374 kg

Le carburant le plus utiliseacute est du gasoil drsquoindice de ceacutetane

La composition eacuteleacutementaire de 1 kg de gas-oil est

Carbone C = 087

Hydrogegravene H = 0126

Oxygegravene O = 0004

Azote N Soufre S vapeur drsquoeau W en faible quantiteacute

Pouvoir calorifique infeacuterieur PCI

PCI = 8140C + 30 000H + 2600(S - O) - 600(9H + W) [kcalkg]

PCI = 3391C + 1256H - 1089(S-O) ndash 251(9H+W) [MJkg]

33 Quantiteacute theacuteorique drsquoair a la combustion du gas-oil

Les lois de la stœchiomeacutetrie appliqueacutees agrave la combustion des hydrocarbures nous montrent

que pour bruler

1 kg de gazole il faut disposer drsquoenviron 146 kg drsquoair soit environ

- 112 kg drsquoN2

- 34 kg drsquoO2

La reacuteaction produit environ

- 112 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 32 kg CO2

- 12 kg drsquoH2O

1 kg drsquoessence il faut disposer drsquoenviron 153 kg drsquoair soit environ

- 118 kg drsquoN2

- 035 kg drsquoO2

La reacuteaction produit environ

- 118 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 31 kg de CO2

- 14 kg drsquoH2O

1 kg de GPL il faut disposer drsquoenviron 156 kilogrammes drsquoair soit environ

- 12 kg drsquoN2

- 036 kg drsquoO2)

La reacuteaction produit environ

- 12 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 3 kg de CO2

- 16 kg drsquoH2O

La quantiteacute theacuteorique drsquoair neacutecessaire pour assurer la combustion complegravete du gasoil il faut

avoir

[kg drsquoairkg]

minus+

= OHCL 8

3

8

230

10

[kmol drsquoairkg]

minus

+

=

32412210

10

OHCL

34 Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil

Une stœchiomeacutetrie parfaite est toujours difficile agrave garantir mecircme en laboratoire notamment agrave

cause de la contamination de lrsquoair ou des composants utiliseacutes dans les expeacuteriences mais on

peut srsquoen approcher

Il en va tout autrement srsquoagissant de la combustion des carburants dans le cadre du

fonctionnement drsquoun moteur

En effet non seulement le carburant peut preacutesenter des diffeacuterences de composition selon les

pays et les distributeurs mais en plus la masse drsquoair introduite dans le moteur varie en

permanence en fonction de la tempeacuterature ambiante et de la pression atmospheacuterique

Agrave cela il faut ajouter le fait que les moteurs ne fonctionnent jamais agrave des reacutegimes

tempeacuteratures et charges de travail constants et ideacuteals ce qui signifie qursquoil faut modifier en

temps reacuteel la quantiteacute de carburant injecteacutee dans les cylindres

Pour y remeacutedier on modifie la richesse ou lrsquoexcegraves drsquoair

Pour les moteurs Diesels lrsquoexcegraves drsquoair du meacutelange combustible doit ecirctre toujours supeacuterieur agrave

la limite drsquoapparition des fumeacutees deacutetermineacutee par λ cong 18 soit r = 055

Lr = λ Lo [kmole drsquoairkg combustible]

35 Quantiteacute des produits produit de combustion

Les produits de combustion sont les produits issus de la reacuteaction chimique entre un

carburant et un comburant ils srsquoappellent aussi gaz brucircleacutes ou fumeacutees

Lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie sont respecteacutees les gaz drsquoeacutechappement ne contiennent

que de lrsquoazote gazeux (N2) du dioxyde de carbone (CO2) et de lrsquoeau agrave lrsquoeacutetat de vapeur (H2O)

Ces corps existent en grandes quantiteacutes dans la nature ils sont chimiquement stables et sont

indispensables au maintien des eacutequilibres naturels ce ne sont donc pas des polluants

Mais que se passe-t-il lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie ne sont plus respecteacutees Pour

simplifier le problegraveme consideacuterons deux configurations opposeacutees

meacutelange riche (trop de carburant pas assez drsquoair) dans cette configuration certains

atomes qui constituent la moleacutecule drsquohydrocarbure ne trouvent pas de lsquolsquopartenaire

oxygegravenersquorsquo en nombre suffisant puisque lrsquoair manque ils ne sont donc pas oxydeacutes

complegravetement et se retrouvent dans les gaz drsquoeacutechappement sous forme de particules

carboneacutees drsquohydrocarbures imbrucircleacutes (symbole chimique HC) ou de monoxyde de

carbone (symbole chimique CO) gaz qursquoil ne faut surtout pas confondre avec le CO2

lrsquoun est tregraves toxique lrsquoautre pas du tout

meacutelange pauvre (peu de carburant trop drsquoair) dans cette configuration un excegraves

drsquoair (crsquoest toujours le cas lorsque le moteur est suralimenteacute) fortement comprimeacute agrave

haute tempeacuterature (crsquoest particuliegraverement le cas des moteurs diesel) peut entraicircner la

formation de monoxyde drsquoazote (symbole chimique NO) suite agrave une reacuteaction entre

lrsquooxygegravene (O2) et lrsquoazote (N2) Une fois expulseacute le monoxyde drsquoazote preacutesente la

particulariteacute de se transformer spontaneacutement en dioxyde drsquoazote (symbole chimique

NO2) au contact de lrsquoair geacuteneacuterant au passage une mutation de lrsquooxygegravene

atmospheacuterique en ozone (symbole chimique O3) Ces deux gaz sont tregraves toxiques pour

les organismes vivants

C

nCO2 = [kmolekg]

12

H

nHO2 = [kmolekg]

2

nO2 = 021 x (λ-1) x Lo [kmolekg]

nN2 = 079 x λ x Lo [kmolekg]

36 Quantiteacute totale des produits de combustion

nTotal = nCO2 + nHO2 + nO2 + nN2 [kmolekg]

37 Puissance nominale

Vous avez surement deacutejagrave feuilleteacute le catalogue drsquoun grand constructeur automobile

Chaque modegravele y est deacuteclineacute en plusieurs versions les diffeacuterences portant essentiellement sur

la puissance du moteur

Le choix est vaste et on srsquoy perd

80 ch 100 ch 120 ch 150 chhellip

Que signifient reacuteellement ces chiffres

Agrave quoi sert la puissance

Comment la mesure-t-on

Quelle est la relation entre la puissance et la vitesse

Voici quelques eacuteleacutements de reacuteponses

Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale la puissance deacutesigne la production la consommation ou la

transformation drsquoeacutenergie par uniteacute de temps

Pour une automobile cette eacutenergie est drsquoabord de nature chimique (combustion du carburant)

puis de nature cineacutetique (acceacuteleacuteration et vitesse sur route horizontale) ou gravitationnelle

(route en deacutecliviteacute)

La puissance drsquoun moteur thermique se rapporte donc agrave lrsquoeacutenergie deacutelivreacutee par uniteacute de temps

mais aussi agrave lrsquoeacutenergie consommeacutee sous forme de carburant dans le mecircme temps

On ne peut jamais mesurer la puissance on ne peut que la calculer en combinant les valeurs

de la charge moteur et de la vitesse de rotation releveacutees sur un banc de puissance

Banc drsquoessai moteur

Passer un moteur au banc consiste drsquoabord agrave lrsquoaccoupler agrave un disque eacutequipeacute drsquoun

- frein

- compte-tours

Une fois le moteur lanceacute agrave plein reacutegime lrsquoopeacuteration consiste agrave actionner progressivement le

frein jusqursquoagrave ce que la vitesse de rotation du moteur soit stabiliseacutee la commande des gaz

restant grande ouverte

En effet une vitesse stabiliseacutee signifie que le couple moteur est alors exactement eacutegal au

couple de freinage

il suffit donc de mesurer lrsquointensiteacute de la force de freinage pour en deacuteduire la valeur du couple

moteur

Autrement dit ce qursquoon appelle agrave tort un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo ne sert qursquoagrave mesurer le couple

moteur et la maniegravere dont il eacutevolue en fonction de la vitesse de rotation

In fine la puissance reacutesulte drsquoun calcul crsquoest le produit de ces deux grandeurs

F N

Pf =

10 000

Ougrave

F charge [N]

N = reacutegime de rotation [trmn]

38 Puissance corrigeacutee

Pfc = Pf f

Avec

f Facteur de correction tenant compte de la tempeacuterature et de la pression ambiante f

= 1085

Tamb = 27 [degC] Diagramme de conversion

f = 1085

Pamb = 719 [mmHg]

39 Consommation speacutecifique

La consommation speacutecifique du moteur est la quantiteacute de carburant (Cs) utiliseacutee pour produire

un travail T donneacute

(3600 v Ps )

Cs = [gkWh]

(t Pf)

Ou

v volume du gas-oil agrave consommer [cm3]

Ps poids speacutecifique du gasoil [grcm3]

t temps de consommation [s]

Pf puissance au frein [kW]

310 Consommation speacutecifique corrigeacutee

Csc = (3600 v Ps ) (t Pfc)

Ou

Pfc puissance corrigeacutee

311 Couple moteur

Quelles sont les caracteacuteristiques essentielles drsquoun veacutehicule agrave moteur

Les services marketing le savent crsquoest la puissance et la vitesse maximale qui au premier

abord focalisent lrsquoattention du public car ce sont les donneacutees les plus valorisantes pour

lrsquoacheteur

Mais pour le technicien comme pour le conducteur aviseacute crsquoest

- la masse de la voiture

- son couple moteur

- le reacutegime auquel il est disponible

qui sont les donneacutees essentielles car elles conditionnent le comportement du veacutehicule en

situation reacuteelle le service qursquoil peut rendre et son prix de revient

Le terme de lsquolsquocouplersquorsquo vient de ce qursquoil associe deux grandeurs

- une force crsquoest la pression que les gaz exercent sur les pistons

- un bras de levier crsquoest la longueur des manetons du vilebrequin

On utilise pour cela un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo qui est un appareil eacutequipeacute drsquoun compte-tours et

drsquoun frein

La valeur du couple moteur deacutepend de lrsquoaptitude drsquoun moteur agrave introduire dans les cylindres

un meacutelange air-carburant parfaitement homogegravene et surtout de sa capaciteacute agrave en tirer le

maximum drsquoeacutenergie au moment de la combustion

Le couple moteur est toujours relativement modeste agrave bas reacutegime il atteint sa valeur

maximale aux reacutegimes intermeacutediaires pour deacutecroicirctre ensuite inexorablement au fur et agrave

mesure que la vitesse de rotation augmente comme si le moteur finissait par srsquoasphyxierhellip

Tant que le moteur fonctionne dans sa plage de reacutegime de couple maximum la consommation

de carburant la pollution de lrsquoenvironnement et donc le prix de revient du kilomegravetre parcouru

se maintiennent aux valeurs les plus basses dont le veacutehicule est capable

Pour toutes ces raisons il est preacutefeacuterable que le couple maximum soit deacutelivreacute agrave un reacutegime pas

trop eacuteleveacutehellip

30PN 1000

CN = [Nm]

N π

Ou

PN Puissance nominale [kW]

N Vitesse de rotation [trmn]

312 Couple corrigeacutee

30Pfc 1000

Cc = [Nm]

N π

Ou

Pf Puissance corrigeacutee [kW]

4 Bilan thermique des moteurs

Que devient lrsquoeacutenergie libeacutereacutee par la combustion

Elle apparaicirct sous deux formes distinctes

Chaleur crsquoest la mecircme que celle qursquoon peut ressentir devant nrsquoimporte quel

brasier Lrsquoeacutechauffement drsquoun moteur dit lsquolsquothermiquersquorsquo est donc un pheacutenomegravene

normal Heacutelas cette chaleur ne sert agrave rien sinon agrave chauffer lrsquohabitacle elle est

donc voueacutee agrave se disperser dans lrsquoenvironnement

Mouvement crsquoest ce dont on a besoin pour faire avancer la voiture Dans le

cas drsquoun moteur drsquoautomobile la pression des gaz dans la chambre de

combustion provoque le mouvement des pistons et la rotation du vilebrequin

signe tangible qursquoune autre partie de lrsquoeacutenergie libeacutereacutee srsquoest manifesteacutee sous

forme de mouvement (4)

Comment distinguer ces deux formes drsquoeacutenergie

En calculant le rendement du moteur ou plus exactement son bilan thermique

En effet le rendement se deacutefinit comme

eacutenergie reacutecupeacutereacutee

Rendement =

eacutenergie consommeacutee

Dans le cas drsquoun moteur

lrsquoeacutenergie reacutecupeacutereacutee est celle mesureacutee en bout de vilebrequin sur un banc de puissance

exprimeacutee en kilowattheure [kW]

lrsquoeacutenergie consommeacutee correspond agrave la masse de carburant brucircleacutee (exprimeacutee drsquoabord en

kilogrammes puis convertie en joules)

Le reacutesultat est une grandeur sans dimension

Si on fait un bilan thermique dans un moteur de combustion interne

QT = Qe + Qr + Qra + Qa + Qres + Qge

- QT Flux de chaleur deacutegageacute si on brucircle tout le combustible

- Qe Flux de chaleur transformeacutee en puissance effective

- Qr Flux de chaleur eacutevacueacute au liquide de refroidissement

- Qge Flux de chaleur perdu avec les gaz deacutechappement

- QP Flux de chaleur perdu (par rayonnement vers lrsquohuile agrave cause de la combustion

incomplegravete frottements etc)

Scheacutema de la conversion et des pertes thermique dans un moteur

Si on fait un bilan des pertes de chaleur pour prendre en compte ougrave elles se produisent on

trouve

41 Chaleur totale introduite dans le moteur par la combustion

Eacutenergie brute libeacutereacutee par la combustion du carburant

Gazole 443 MJkg-1 (374 MJl-1 )

Essence 469 MJkg-1 (356 MJl-1 )

GPL 487 MJkg-1 (268 MJl-1 )

Eacutenergie nette libeacutereacutee par la combustion du carburant

Gazole 417 MJkg-1 (352 MJl-1 )

Essence 437 MJkg-1 (332 MJl-1 )

GPL 451 MJkg-1 (248 MJl-1 )

(PCI Csh)

QT =

36

Calcul de la consommation horaire

- PCI pouvoir calorifique inferieur [kJkg]

- Csh consommation speacutecifique horaire [kgh]

42 Chaleur eacutequivalente au travail effectif par uniteacute de temps

Qe = 1000 Pf [Js]

Sachant que

- Pf puissance au frein [W]

43 Chaleur transmise au systegraveme de refroidissement

Cette chaleur est donneacutee par la formule suivante

C i D(1+2m ) Nm

Qr = [Js]

λ Avec

- C Coefficient de proportionnaliteacute dont la valeur pour les moteurs agrave 4 temps varie

dans la plage [045 divide 0 53]

- i Nombre de cylindres

- D Aleacutesage du cylindre

- N freacutequence de rotation du vilebrequin

- m Exposant empirique dont la valeur pour les moteur agrave 4 temps est limiteacutee par

lrsquointervalle [06 divide 07 ]

- λ Coefficient drsquoexcegraves drsquoair

44 Chaleur emporteacutee par les gaz drsquoeacutechappement

Csh

Qge = [nt(mcp)tr (Tr-273 ) - Lr(mcp)t2 (T2- 273)]

36 Avec

- L Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil [kmole drsquoairkg de

combustible]

- nt Quantiteacute totale des produits de combustion [kmolekg]

- Tr Tempeacuterature des gaz drsquoeacutechappement [K]

- T2 Tempeacuterature de lrsquoair a lrsquoentreacutee du moteur [K]

- Csh Consommation massique de gas-oil horaire [kgh]

- (mcp)tr ( mcp)t2 sont respectivement la capaciteacute calorifique molaire moyenne agrave

pression constante des gaz reacutesiduels et de lrsquoair admis

45 Autres pertes de chaleur

QP = QT - (Qe + Qr + Qge)

Chapitre 8

Identification du

veacutehicule

Vehicle Identification Number

Le code VIN - Vehicle Identification Number - est un code alphanumeacuterique unique qui est

donneacute agrave chaque veacutehicule automobile depuis 1950

Il apparaicirct sur le chacircssis du veacutehicule

ainsi que sur le moteur et dans

lordinateur de bord

Lanceacute dans une forme simplifieacutee en

1950 par les constructeurs ameacutericains

ce code passera aux 17 caractegraveres

actuels en 1980

Le numeacutero inscrit sur la carte grise

dans la zone laquo numeacutero dans la seacuterie

du type raquo correspond bien agrave celui

figurant sur la voiture Passat IV B ndash 2000 (=B55 ou =Typ 3BG ou = VI) Dapregraves le VIN cest une 3B et le E correpond agrave la version Sport 212130 serait le numeacutero de seacuterie du cassis

Ce numeacutero dans la seacuterie du type est parfois appeleacute numeacutero de seacuterie ou numeacutero de chacircssis

mais son appellation officielle est

Numeacutero drsquoIdentification du Veacutehicule

(NIV ou Vehicle Identification Number VIN en anglais) et regroupe

laquo Type raquo et laquo N dans la seacuterie du type raquo

Cette normalisation preacutevoit entre autres que le NIV doit avoir une

Longueur de 17 caractegraveres

et peut ecirctre diviseacute en 3 sections

bull Les 3 premiers caractegraveres sont reacuteserveacutes agrave

Identification Mondiale du Constructeur

WMI World Manufacturer Identification (anglais)

Suivant cette codification chaque constructeur est identifieacute mondialement avec parfois des

variations suivant le pays ougrave se trouve lrsquousine de fabrication

A titre drsquoexemple la codification de - Renault est VF1

- Peugeot est VF3

- Citroeumln est VF7

Les 03 premiers caractegraveres didentification du constructeur

(WMI)

On distingue les constructeurs qui fabriquent plus de 500 exemplaires par an des autres

Un constructeur dont la production est infeacuterieure agrave 500 veacutehicules par an utilise 9

caractegraveres les autres 14

Certains constructeurs utilisent le 3egraveme caractegravere pour une cateacutegorie de veacutehicules comme les

bus ou les camions comme par exemple

bull le code Ameacuterique du Nord 1G attribueacute agrave General Motors se deacutecompose en

- 1G1 pour Chevrolet

- 1G2 pour Pontiac et

- 1GC pour Chevrolet camions

bull le code Italie F attribueacute agrave Fiat se deacutecompose en

- FA pour Fiat Auto et

- FC pour Fiat VI

Le premier caractegravere WMI correspond au code du pays dans lequel lusine du constructeur est

implanteacutee Exemple

- ZFA Fiat Auto Italie

- SUF Fiat Auto Pologne

- 8AF Fiat Auto Argentine

- NRT Tofas-Fiat Auto Turquie

- 9BD Fiat Automoveicircs Breacutesil

bull Les 6 caractegraveres suivants sont consacreacutes agrave la

Section de Description du Veacutehicule

VDS Vehicle Description Section (anglais)

ougrave lrsquoon va trouver une codification du type eacutelaboreacutee par le constructeur PSA et Renault

utilisent dans cette zone ce que lrsquoon appelait autrefois le type mines

bull Enfin les 8 derniers caractegraveres constituent la

Section drsquoIdentification du Veacutehicule

VIS Vehicle Identification Section en anglais

Il srsquoagit drsquoun numeacutero seacutequentiel attribueacute au veacutehicule et ce dans le type et pour le constructeur

concerneacute

Emplacement du VIN

Afin de veacuterifier la concordance entre ce numeacutero se trouvant sur la carte grise et celui

figurant sur la voiture

il faut savoir que ce numeacutero peut ecirctre trouveacute agrave 2 ou 3 endroits du veacutehicule suivant les cas sur

chacircssis du veacutehicule plaque constructeur derriegravere le pare brise

Cette derniegravere option nrsquoest pas obligatoire mais de plus en plus les constructeurs europeacuteens

en eacutequipent leurs modegraveles les plus reacutecents Pour connaicirctre lendroit ougrave se trouve ce numeacutero

reportez-vous au manuel dutilisation du veacutehicule ou adressez-vous agrave un concessionnaire de la

marque

Le NIV se trouvant sur le chacircssis doit ecirctre

- frappeacute agrave lrsquoaide de poinccedilons ou

- graveacute sur une piegravece essentielle de la voiture

En geacuteneacuteral faisant partie de la caisse ou du chacircssis de maniegravere agrave ce quil ne puisse seffacer

accidentellement ou salteacuterer

Il doit ecirctre placeacute de maniegravere visible sans qursquoun deacutemontage ne soit neacutecessaire

Pour ce qui est de sa localisation il doit impeacuterativement se situer dans la partie droite du

veacutehicule et lrsquoexpeacuterience montre que dans 80 agrave 85 des cas ce NIV se trouve

- dans la partie droite ou centrale du compartiment moteur

- aux environs immeacutediats du siegravege passager avant droit

La plaque constructeur sur laquelle figure eacutegalement le NIV est

- soit une plaque aluminium de couleur argenteacutee ou noire

- soit une eacutetiquette adheacutesive qui peut ecirctre noire blanche ou translucide

Cette plaque constructeur se trouve en geacuteneacuteral

- dans le compartiment moteur

- sur le pied de porte avant droit

- dans le coffre

Enfin le NIV optionnel qui peut se trouver derriegravere le pare-brise est visible agrave travers une

petite fenecirctre en bas agrave gauche et donc coteacute conducteur

Evolution du code VIN en fonction des types

Mercedes W201

Mercedes W202

Mercedes W203

Mercedes W204

Composition du code

Les veacutehicules modernes qui sont reacutefeacuterenceacutes avec des codes VIN sont identifiables par un

systegraveme baseacute sur la norme ISO Organisation internationale de normalisation

- ISO 3779 de 1979 et

- ISO 3780 de 1980

Avant-propos

LISO (Organisation internationale de normalisation) est une feacutedeacuteration mondiale

dorganismes nationaux de normalisation (comiteacutes membres de lISO)

1 Domaine dapplication

La preacutesente Norme internationale speacutecifie le contenu et la structure dun numeacutero

didentification des veacutehicules (VIN) permettant dassurer agrave leacutechelle mondiale un systegraveme

uniforme de numeacuterotation pour lidentification des veacutehicules routiers

La preacutesente Norme internationale sapplique aux veacutehicules agrave moteur aux veacutehicules tracteacutes

aux motocycles et aux cyclomoteurs deacutefinis dans lISO 3833

3 Termes et deacutefinitions

31 Numeacutero didentification dun veacutehicule VIN

Combinaison structureacutee de caractegraveres attribueacutee agrave un veacutehicule par son constructeur en vue de

son identification

32 Code didentification mondiale du constructeur WMI

Premiegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui deacutesigne le constructeur du

veacutehicule et qui est assigneacutee agrave un constructeur de veacutehicules afin de permettre lidentification

dudit constructeur

33 Descripteur VDS

Deuxiegraveme section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui donne une information sur les

caracteacuteristiques geacuteneacuterales du veacutehicule

34 Indicateur VIS

Troisiegraveme et derniegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui constitue une

combinaison de caractegraveres attribueacutes par le constructeur pour distinguer un veacutehicule dun autre

veacutehicule

35 Constructeur

Personne entreprise ou socieacuteteacute qui deacutelivre le certificat de conformiteacute ou qui deacutemontre la

conformiteacute et assume la responsabiliteacute du produit pour un veacutehicule precirct agrave ecirctre mis en service

indeacutependante de lemplacement de lusine de montage

36 Anneacutee

Anneacutee calendaire pendant laquelle le veacutehicule est produit ou anneacutee du modegravele du veacutehicule

deacutetermineacutee par le constructeur

37 Seacuteparation

Symbole caractegravere ou bordure mateacuterielle qui peut ecirctre utiliseacute pour seacuteparer les sections du

numeacutero didentification dun veacutehicule ou pour deacutefinir ses limites

Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee

Code

1971 1 1980 A 1992 N 2001 1 2010 A

1972 2 1981 B 1993 P 2002 2 2011 B

1973 3 1982 C 1994 R 2003 3 2012 C

1974 4 1983 D 1995 S 2004 4 2013 D

1975 5 1984 E 1996 T 2005 5 2014 E

1976 6 1985 F 1997 V 2006 6 2015 F

1977 7 1986 G 1998 W 2007 7 2016 G

1978 8 1987 H 1999 X 2008 8 2017 H

1979 9 1988 J 2000 Y 2009 9 2018 J

1989 K 2019 K

1990 L 2020 L

1991 M 2021 M

Quelques diffeacuterences existent pour la codification des tregraves petites seacuteries

Standard 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1

5

1

6

1

7

ISO 3779

Code

constructeu

r-WMI

Composition du

veacutehicule Code veacutehicule-VIS

Union

Europeacuteen

ne

amp

Ameacuterique

du Nord

plus de 500

veacutehiculesan

Code

constructeu

r-WMI

Compositio

n du

veacutehicule

Code

eacutequipeme

nt du

veacutehicule

Code

Anneacutee

Modegravel

e

Code

Veacutehicul

e

Numeacutero progressif

seacuterie

Union

Europeacuteen

ne

amp

Ameacuterique

du Nord

moins de 500

veacutehiculesan

WMI

Compositio

n du

veacutehicule

Code

eacutequipeme

nt du

veacutehicule

Code

Anneacutee

Modegravel

e

Code

Veacutehicul

e

Code

constructeu

r-WMI

Numeacutero

progressi

f seacuterie

Exemple de code VIN

Poinccedilon Peugeot VF3 741 A4 7F535G815 Poinccedilon Peugeot

- Poinccedilon Peugeot - Code constructeur WMI (03)

1 VF (Europe S-Z France VF-VR)

3 3 (Peugeot)

- Type au mines (06)

4-6 741 (Composition du veacutehicule)

7 (306)

4 (04 portes)

1 ou A (Moteur D1768 cc)

7-8 A4 (type de veacutehicule coupe cabriolet etc)

9 7 (Code eacutequipement du veacutehicule)

- Anneacutee modegravele (01)

10 F (1985)

- Code VIS (07)

11 5 (code usine chiffre ou lettre selon les constructeur)

12-17 35G815 (numeacutero dans la seacuterie du type)

Poinccedilon Peugeot

WAUZZZ8GZPA001181

Codes pays

AndashH = Afrique JndashR = Asie SndashZ = Europe

1ndash5 =

Ameacuterique

du Nord

6ndash7 =

Oceacuteanie

8ndash9 =

Ameacuterique

du Sud

AA-AH Afrique

du Sud

AJ-AN Cocircte

dIvoire

AP-A0 non

attribueacute

BA-BE Angola

BF-BK Kenya

BL-BR Tanzanie

BR Algeacuterie

BS-B0 non

attribueacute

CA-CE Benin

CF-CK

Madagascar

CL-CR Tunisie

CS-C0 non

attribueacute

DA-DE Egypte

DF-DK Maroc

DL-DR Zambie

DS-D0 non

attribueacute

(probable

Algerie)

EA-EE Ethiopie

EF-EK

Mozambique

EL-E0 non

attribueacute

FA-FE Ghana

FF-FK Nigeria

FF-FK

Madagascar

FL-F0 non

attribueacute

GA-G0 non

attribueacute

HA-H0 non

attribueacute

JA-J0 Japon

KA-KE Sri

Lanka

KF-KK

Israel

KL-KR

Coreacutee du Sud

KS-K0 non

attribueacute

LA-L0 Chine

MA-ME Inde

MF-MK

Indoneacutesie

ML-MR

Thaiumllande

MS-M0 non

attribueacute

NF-NK

Pakistan

NL-NR

Turquie

NS-N0 non

attribueacute

PA-PE

Philippines

PF-PK

Singapour

PL-PR

Malaysie

PS-P0 non

attribueacute

RA-RE

Emirat

Arabes Unis

RF-RK

Taiwan

RL-RR

Vietnam

RS-R0 non

attribueacute

SA-SM

Grande

Bretagne

SN-ST

Allemagne

SU-SZ

Pologne

S1-S0 non

attribueacute

TA-TH Suisse

TJ-TP

Reacutepublique

Tchegraveque

TR-TV

Hongrie

TW-T1

Portugal

T2-T0 non

attribueacute

UA-UG non

attribueacute

UH-UM

Danemark

UN-UT Irlande

UU-UZ

Roumanie

U1-U4 non

attribueacute

U5-U7

Slovaquie

U8-U0 non

attribueacute

VA-VE

Autriche

VF-VR France

VS-VW

Espagne

VX-V2

Yougoslavie

V3-V5 Croatie

V6-V0 Estonie

WA-W0

1A-10 Etats

Unis

2A-20

Canada

3A-3W

Mexique

3X-37 Costa

Rica

38-30 non

attribueacute

4A-40 Etats

Unis

5A-50 Etats

Unis

6A-6W

Australie

6X-60 non

attribueacute

7A-7E

Nouvelle

Zeacutelande

7F-70 non

attribueacute

8A-8E

Argentine

8F-8K Chili

8L-8R

Equateur

8S-8W

Peacuterou

8X-82

Veacuteneacutezueacutela

83-80 non

attribueacute

9A-9E Breacutesil

9F-9K

Colombie

9L-9R

Paraguay

9S-9W

Uruguay

9X-92

Trinidad amp

Tobago

93-99 Breacutesil

90 non

attribueacute

Allemagne

XA-XE

Bulgarie

XF-XK Gregravece

XL-XR Pays

Bas

XS-XW Russie

XX-X2

Luxembourg

X3-X0 Russie

YA-YE

Belgique

YF-YK

Finlande

YL-YR Malte

YS-YW Suegravede

YX-Y2

Norvegravege

Y3-Y5

Bielorussie

Y6-Y0 Ukraine

ZA-ZR Italie

ZS-ZW non

attribueacute

ZX-Z2

Sloveacutenie

Z3-Z5 Lituanie

Z6-Z0 non

attribueacute

Chapitre 9

Organisation du

garage

1 Introduction

Un atelier de reacuteparation automobile plus communeacutement

appeleacute

garage

est une structure speacutecialiseacutee dans lentretien courant et la

reacuteparation des veacutehicules automobile

Un petit atelier de garagiste en

Nouvelle-Galles du Sud (Australie)

laquo Garagiste raquo est un terme geacuteneacuterique deacutesignant une personne travaillant dans un garage et

peut sappliquer agrave tous les meacutetiers de lentretien automobile

- meacutecanicien

- carrossier

- peintre en carrosserie

- vendeur etchellip

Un garage peut faire office de station-service tandis que

bon nombre de ces derniegraveres principalement deacutedieacutees agrave la

distribution de carburant proposent un service basique

de laquo garage raquo permettant lentretien courant du veacutehicule

et les reacuteparations mineures

Certains garages en outre proposent un service de vente

de veacutehicules Garage Citroeumln agrave Constantine

au debut du XX siegravecle (Algeacuterie)

Il existe des concessionnaires et des garagistes indeacutependants

2 Histoire

Les ateliers de reacuteparation ont fait leur apparition et se sont multiplieacutes de par le monde en

mecircme temps que lautomobile a commenceacute agrave se banaliser agrave compter du deacutebut du XXe siegravecle

passant du statut de curiositeacute tregraves oneacutereuse agrave celui de bien de grande consommation -

progressivement accessible au plus grand nombre ( FORD T)

Laugmentation du parc installeacute a constitueacute lopportuniteacute de creacuteer un nouveau modegravele

eacuteconomique axeacute sur ce nouveau mode de transport

Tandis que les pays industrialiseacutes sadaptaient agrave lautomobile en

- seacutecurisant et regraveglementant son emploi

- deacuteveloppant un reacuteseau de routes adapteacute

le besoin en points dentretien deacutedieacutes est alleacute croissant et les laquo garages raquo ont commenceacute agrave se

multiplier au bord des routes et dans les agglomeacuterations

3 CHOIX DE LIMPLANTATION

Limplantation dun garage en centre-ville ou en bordure de ville implique avantages et

inconveacutenients quelque soit le cas Critegraveres de choix

- Trafic

- Publiciteacute

- Faciliteacute daccegraves

- Coucirct du terrain

- Superficies possibles

- Frais fixes

4 REacutePARTITION DES SURFACES

La reacutepartition ideacuteale des surfaces est de

- 13 bacircti

- 23 non-bacircti

a) SURFACES NON-BATIES Elles sont essentiellement constitueacutees

- Aires de stationnement Clients magasin de PR

- veacutehicules en attente de reacuteparation

- veacutehicules clients reacutepareacutes

- veacutehicules neufs et occasions

- veacutehicules du personnel

- veacutehicules visiteurs ex repreacutesentants deacutepanneuse bennes agrave deacutechets

b) SURFACES BATIES Les locaux doivent ecirctre

- spacieux

- bien eacuteclaireacutes

- ventileacutes

- chauffeacutes

- daccegraves facile

Il faut preacutevoir

Piegraveces agrave usage de bureau

- 6msup2 par personne

Reacuteception et daccueil des clients

- sa localisation doit ecirctre eacutevidente

Salle dattente clients

- spacieuse

- confortable

- agreacutementeacutee

- documenteacutee

- eacutequipeacutee

- eacuteclaireacutee

- peinte toujours en blanc mat

Magasin de Piegraveces de Rechange plusieurs accegraves seacutepareacutes

- clients

- meacutecaniciens

- agents

Atelier de reacuteparation plusieurs zones

- reacuteparations rapides

- interventions longues

- carrosserie

- peinture

- eacutelectriciteacute

- mise au point etc

Piegraveces annexes

- deacutechets

- aire de lavage

- compresseurs

- vestiaires personnels

- sanitaires etc

5 LES MATEacuteRIELS

a) GROS MATEacuteRIELS

Stations de lavage Stations de vidange graissage Station de controcircle de geacuteomeacutetrie

des trains roulants

Montage et eacutequilibrage de pneumatiques Station de diagnostic Station de controcircles

Electriciteacute

Mateacuteriels de manutention (grues crics) ponts eacuteleacutevateurs

b) PETITS MATEacuteRIELS

Outillages speacutecialiseacutes Outillages individuels

6 LES PERSONNELS

La hieacuterarchie se compose de 2 cateacutegories

a) ENCADREMENT

Directeur geacuteneacuteral Directeur commercial Directeur technique

Directeur financier

b) EXEacuteCUTION

Secreacutetaires de direction Secreacutetaires dadministration de commerce et de gestion-finance

Chef deacutequipe Reacuteceptionnaire Preacuteparateurs

Meacutecaniciens Magasiniers Vendeurs

a EXEMPLE DAMEacuteNAGEMENT DUN GARAGE AUTOMOBILE

a) RDC

b) Etage Bureaux et administration

b ORGANISATION DUNE ENTREPRISE DE REacutePARATION

AUTOMOBILE

a) OBJECTIF DE LENTREPRISE

Accroicirctre la productiviteacute

- en structurant les ateliers

- en deacutefinissant avec preacutecision les tacircches de chacun des personnels afin quelles

ne se chevauchent pas

b) ORGANIGRAMME DUNE ENTREPRISE STRUCTUREacuteE

- Un responsable par secteur assure la liaison avec le chef dentreprise qui controcircle tous

les secteurs

- Chaque secteur est autonome

- Limportance des activiteacutes de reacuteparation permet de subdiviser le travail sous la

responsabiliteacute de plusieurs reacuteceptionnaires ainsi que plusieurs chefs deacutequipe

c FONCTIONS DES DIFFEacuteRENTS PERSONNELS AU SEIN DE

LENTREPRISE

a) LE CHEF DENTREPRISE

Il deacutefinit les objectifs et les prioriteacutes de lentreprise en assurant le controcircle de tous

les secteurs

b) LE CHEF DATELIER

- Il est responsable du fonctionnement des ateliers et de la formation des

employeacutes

- Il coordonne tous les services

c) LE REacuteCEPTIONNAIRE

- accueil le client

- deacutefinie la nature des travaux agrave effectuer

- eacutetablie eacuteventuellement un devis

- preacutecise les deacutelais de reacuteparation

Si le client est daccord

- reacutedige et fait signer LOR quil remplit avec rigueur (ex eacutetat du veacutehicule

carburant accessoires)

- charge le planning de latelier

Apregraves les travaux

- rend le veacutehicule apregraves paiement de la facture

d) LE CHEF DEacuteQUIPE

Il reacutepartit le travail et prend les deacutecisions au niveau de la reacuteparation

e) LES COMPAGNONS

Ce sont les exeacutecutants des reacuteparations

f) LE MAGASINIER

Il approvisionne latelier en piegraveces de rechange et assure le service clientegravele

g) SERVICE FACTURATION

Reacutedaction des factures dapregraves lOR pointeacute par le chef deacutequipe

h) SERVICE COMPTABILITEacute

Il gegravere et reacutealise les bilans dexploitation

Chapitre 10

Devis

1 ORGANIGRAMME DrsquoUNE INTERVENTION

2 Deacutefinition

Un devis est une estimation des prix reacutealiseacutee avant lexeacutecution de travaux ou avant lachat

dun bien

Le DEVIS est une eacutevaluation la plus preacutecise possible du coucirct dune reacuteparation

Dans le cadre de son DEVOIR dinformation et dans le souci permanent de conserver des

relations claires avec le client le devis est devenu une deacutemarche indispensable

3 Enjeux dun devis

Lorsquun particulier ou une socieacuteteacute demande des devis aupregraves de plusieurs entreprises cela

permet de comparer les prix et les prestations fournies

Les Destinataires

- un client

- une compagnie dassurance ou cabinet dexpertise

bull Le Client Le devis permet dinformer le client Il est geacuteneacuteralement eacutetabli sans

deacutemontage meacutecanique Par conseacutequent le devis reste approximatif sachant quune

erreur supeacuterieure agrave 10 nest pas toleacuterable

bull Assurances ndash Experts Le devis est eacutetabli de maniegravere preacutecise pour permettre agrave

lassureur de prendre une deacutecision sur lopportuniteacute de la reacuteparation remise en eacutetat

ou mise en eacutepave lorsque la reacuteparation deacutepasse la valeur veacutenale du veacutehicule

Geacuteneacuteralement les devis sont gratuits

4 Deacutemarche dutilisation des devis

a) Ce que doit comporter un devis

Identification du prestataire qui reacutedige le devis

bull nom et raison sociale

bull adresse complegravete

bull teacuteleacutephone

bull teacuteleacutecopie

bull email et site internet

Identification de la personne qui a demandeacute le devis

bull nom preacutenom

bull adresse

bull teacuteleacutephone

Le mot devis doit ecirctre eacutecrit en gros

La date du devis

La liste des prix et le total

b) Ce quil faut preacuteciser dans un devis

bull La dureacutee de la validiteacute de loffre par exemple ce devis est valable entre 1 et 3 mois

selon le projet

5) Estimation

bull Lestimation consiste agrave eacutevaluer par preacutediction les coucircts et deacutelais des tacircches qui

constituent un projet agrave partir destimations dautres grandeurs comme la taille la

puissance ou la capaciteacute Le terme estimation deacutecrit aussi bien la fonction lopeacuteration

que le reacutesultat

6) Quelles sont les regravegles dun bon devis

- Un prix ferme

- une trace eacutecrite en cas de litigehellip

Tel est linteacuterecirct de disposer dun bon devis avant le deacutebut des travaux

Le bon devis doit comporter un certain nombre de mentions obligatoires notamment

- la somme globale agrave payer

- le deacutecompte deacutetailleacute des prestations et des produits utiliseacutes

- le nom et ladresse de lentreprise

- la dureacutee de validiteacute de loffre et lindication du caractegravere gratuit ou payant du

devis

Ces regravegles protegravegent de faccedilon satisfaisante le client

Des mentions suppleacutementaires

Pour autant rien ne lempecircche de demander au professionnel dajouter sur le devis dautres

mentions non obligatoires comme par exemple

- les modaliteacutes de regraveglement avec un eacutecheacuteancier preacutecis des paiements

- la date limite preacutevue pour la fin des travaux

- une peacutenaliteacute de retard par jour deacutepasseacute

Le client disposera ainsi de moyens de pression suppleacutementaires en cas de complicationhellip

Si la facture est plus eacuteleveacutee

Il arrive que le montant de la facture soit supeacuterieur agrave celui du devis alors que le client navait

pas donneacute son accord preacutealablehellip

Que faire

Commencer par veacuterifier si le devis ne comporte pas une clause de reacutevision du prix dans

certains cas expresseacutement preacutevus (ex hausse du coucirct de la main-dœuvre ou des matiegraveres

premiegraveres)

si cest le cas le professionnel a le droit de reacutepercuter cette hausse sur la facture

Agrave deacutefaut le client peut refuser de payer la diffeacuterence

Une simple lettre de reacuteclamation adresseacutee au professionnel en recommandeacute avec accuseacute de

reacuteception devrait suffire En cas deacutechec le client doit saisir la direction de la concurrence de

la consommation et de la reacutepression des fraudes du deacutepartement du professionnel

Chapitre 11

Bon de commande

Commande

Dans le commerce une commande est une intention soit

- verbale

- eacutecrite

dengager une transaction commerciale pour des produits ou services particuliers

Du point de vue de lacheteur elle exprime lintention dacheter et est appeleacutee une commande

dachat

Du point de vue du vendeur elle exprime lintention de vendre et elle se reacutefegravere agrave une

commande de vente

Dans beaucoup dentreprises les commandes sont utiliseacutees pour rassembler et rendre compte

des coucircts et des revenus selon des objectifs bien deacutefinis

Ensuite il est possible de montrer pour quels objectifs les deacutepenses ont eacuteteacute engageacutees

Eacutetapes dans les commandes commerciales

Commerce Action de lacheteur Action du vendeur

Acheteur qui deacutesire le

produit et vendeur qui

vend le produit

Recherche des vendeurs du produit Marketing et publiciteacute

Veacuterification du pricing

du produit disponibiliteacute

speacutecifications coucircts de

livraison

Demande de devis ou demande doffre Devis ou offre creacuteeacutes

Accord de transaction

entre acheteur et vendeur Enregistrement de la commande dachat

Enregistrement de la commande

de vente

Le produit est expeacutedieacute du

vendeur agrave lacheteur

Fiche demballage facture pro

forma pour certaines

expeacuteditions internationales

Lacheteur reccediloit le

produit du vendeur

La fiche demballage et le produit sont

compareacutes avec la commande dachat on

veacuterifie le bon conditionnement du

produit

Le vendeur envoie la

facture (comptabiliteacute) agrave

lacheteur

On fait correspondre la fiche demballage

avec la commande dachat et la facture

on enregistre lachat dans les comptes

financiers dans la comptabiliteacute

fournisseurs

On enregistre la vente dans les

comptes financiers dans la

comptabiliteacute clients

Lacheteur paie le

vendeur

Paiement en espegraveces par chegraveque ou

paiement eacutelectronique enregistrement

du paiement sur la commande dachat

Reacuteception des espegraveces du

chegraveque ou du paiement

eacutelectronique enregistrement du

paiement sur la commande de

vente

Page 14: Maintenance des parcs roulants Partie 2/3

- 35 bar de pression

- 600 degC de tempeacuterature

En brucirclant le meacutelange augmente fortement dans le cylindre

- la pression entre 60 agrave 100 bars

- la tempeacuterature a 1500 degC

Le cycle Diesel agrave quatre temps comporte

- Admission Contrairement au moteur agrave essence crsquoest de lrsquoair pur et non un meacutelange carbureacute qui est

introduit dans le cylindre lors de cette phase

- Compression Lrsquoair fortement comprimeacute est porteacute agrave une pression de 30 agrave 40 bars pour une

tempeacuterature de 500 agrave 600 degC environ

Admission Compression Combustion Echappement

Figure I1 les quatre temps drsquoun moteur Diesel

- combustion A la fin de la compression le gas-oil est alors injecteacute sous forme de fines gouttelettes

soit directement dans la chambre de combustion (injection directe) soit dans une preacute-chambre

turbulente destineacutee agrave favoriser sa combustion au contact de lrsquoair chaud (injection indirecte) La

pression drsquoinjection varie de 80 agrave 250 bars suivant le type de moteur Au contact de lrsquoair agrave tempeacuterature

eacuteleveacutee le combustible srsquoenflamme de lui-mecircme sa tempeacuterature drsquoinflammation eacutetant voisine de 300

degC Il srsquoenflamme spontaneacutement agrave mesure qursquoil est introduit Cependant un certain temps mesurable

srsquoeacutecoule entre le deacutebut drsquoinjection et le deacutebut de la combustion Crsquoest le deacutelai drsquoallumage Les gaz

augmentent tregraves rapidement de volume et chassent le piston vers le bas Crsquoest la deacutetente ou temps

moteur La pression des gaz est de lrsquoordre de 50 agrave 120 bars et la tempeacuterature de 1800 agrave 2000 degC

- Echappement Les gaz brucircleacutes sont chasseacutes par le piston qui remonte gracircce agrave la soupape

drsquoeacutechappement qui srsquoouvre

Les seules bougies preacutesentes sur un moteur diesel sont les bougies de preacutechauffage qui comme leur

nom lindique preacutechauffent les chambres de combustion (ou les preacutechambres suivant le type de diesel)

afin dobtenir lorsque le moteur est froid une tempeacuterature suffisante pour lauto-inflammation du

carburant

332 Vitesse et puissance

Les vitesses de rotation des moteurs diesel sont tregraves diffeacuterentes dun moteur agrave un autre

En effet plus le moteur est gros plus la course du piston est grande et plus le moteur est lent

Trois classes de moteurs sont ainsi deacutefinies

bull moteur lent moins de 200 trmin

bull moteur semi-rapide entre 400 et 1 000 trmin

bull moteur rapide 1 000 trmin et plus

Scheacutematiquement plus le piston est gros plus sa course

est importante

Pour exemplethinsp moteur DW10 ATED de PSA cylindreacutee

1 997 cmsup3 aleacutesage 85 mm course 88 mm reacutegime de

puissance maximale 4 000 trmin

Pour ce moteur la vitesse lineacuteaire du piston dans le

cylindre agrave 4 000 trmin est de 88 x 2 (deux courses par

tour moteur) = 176 mm ou en megravetres 0176 times 4 000

soit 704 mmin ou 70460thinspms = 117 ms

Moteur Diesel PSA

Certains moteurs Diesel lents de type agrave 2 temps atteignent 100 000 ch (voir le porte- conteneurs

Emma Maeligrsk) comme le Waumlrtsilauml RT-flex96C 14 cylindres moteur agrave 2 temps lent

(92102 toursmin)

Les cylindres ont un aleacutesage de 96 cm et le piston une course de

25 m2

Ce moteur a une hauteur denviron 13 megravetres et une longueur de 26

megravetres pour un poids de 2 300 tonnes

333 Combustion

Reacuteaction chimique dans laquelle la combustion du carburant (oxydation vive de lhexadeacutecane) par le

dioxygegravene preacutesent dans lair deacutegage de la chaleur plus des reacutesidus de combustion dioxyde de carbone

et eau

Eacutequation parfaite de la combustion du gazole

hexadeacutecane + dioxygegravene = dioxyde de carbone + eauthinsp

2 C16H34 + 49 O2 rarr 32 CO2 + 34 H2O + Q

En pratique on considegravere quil faut preacutevoir 30 g dair pour brucircler 1 g de combustible

334 Usage

On utilise le moteur Diesel lorsque lon a un besoin dun couple

important ou dun bon rendement

- locomotives

- bateaux

- camions

- Bus et car Diesel-alternateur sur un peacutetrolier

- tracteurs agricoles

- groupes eacutelectrogegravenes

- engins de travaux publics

- automobiles

335 Circuit drsquoalimentation

Le circuit drsquoalimentation (figure I16) du moteur en carburant (gas-oil) dans un moteur diesel

comprend les eacuteleacutements suivants

- Le reacuteservoir qui est souvent muni drsquoun tamis qui arrecircte les plus grosses impureteacutes du combustible

Le bouchon comporte un trou de mise agrave lrsquoair libre

- La pompe drsquoalimentation aspire le combustible dans le reacuteservoir agrave travers une creacutepine Elle est

proteacutegeacutee par un preacute-filtre

- Le filtre complegravete le nettoyage du combustible qui est refouleacute par la pompe drsquoalimentation La

pression fournie par cette pompe est limiteacutee par le clapet de deacutecharge placeacute dans le filtre

- La pompe drsquoinjection distribue sous une forte pression au moment voulu le combustible vers les

cylindres Dans certains cas un clapet de balayage tareacute plus faible que celui du filtre permet une

circulation du combustible qui assure le refroidissement de la pompe

Figure I16 Circuit drsquoalimentation avec pompe en ligne

- Lrsquoinjecteur pulveacuterise tregraves finement le combustible dans la chambre de combustion

- Les canalisations de retour relient la pompe le filtre et les injecteurs au reacuteservoir Elles assurent

lrsquoeacutevacuation de lrsquoexcegraves de deacutebit ou la reacutecupeacuteration des fuites

Une pompe dalimentation solidaire de la pompe dinjection aspire le combustible du reacuteservoir au

travers drsquoun preacute-filtre deacutecanteur et le refoule vers le filtre principal

Le combustible filtreacute est envoyeacute sous pression dans la chambre daspiration de la pompe dinjection

dougrave les eacuteleacutements pistons-cylindre le refoulent sous haute

pression vers les injecteurs

Des soupapes de balayage (ou de deacutegazage) placeacutees sur le filtre et

la chambre daspiration de la pompe agrave injection facilitent

leacutevacuation des bulles dair ou de vapeur et assurent par ailleurs

le refroidissement de la pompe par le deacutebit de combustible ainsi

produit

Pompe agrave injection diesel rotative

Les fuites de combustible sont reacutecupeacutereacutees au niveau des injecteurs et renvoyeacutees au reacuteservoir en mecircme

temps que les divers deacutebits de deacutegazage

335 Deacutelai drsquoallumage

Le temps mis par les premiegraveres gouttelettes injecteacutees pour atteindre la tempeacuterature drsquoinflammation est

deacutefini sous le nom de deacutelai drsquoallumage

Ce deacutelai doit ecirctre aussi court que possible pour que le fonctionnement du moteur soit doux Il sera

drsquoautant plus faible que

- La tempeacuterature de lrsquoair est plus eacuteleveacutee

- La tempeacuterature drsquoinflammation du combustible est

plus basse

- Le combustible est plus finement pulveacuteriseacute

- La tempeacuterature du combustible est plus eacuteleveacutee

- Lrsquoindice de ceacutetane du combustible est eacuteleveacute

336 Moteur agrave injection directe

Moteur agrave combustion interne alimenteacute en air pur le carburant eacutetant injecteacute

sous forte pression directement dans la chambre de combustion (figure

I17)

La pression drsquoair est de 175 agrave 200 bars Ce moteur a besoin drsquoun excegraves drsquoair

important pour favoriser le brassage du meacutelange

Les pressions sont importantes en fin de compression (Reacutef [2])

Injection directe

Avantages

- Le rendement thermique est supeacuterieur drsquoenviron 10 agrave un moteur agrave chambre de preacutecombustion

- Les deacutemarrages sont plus faciles

- La construction est plus simple que pour les autres types de moteurs

Inconveacutenients

Le moteur est assez bruyant et les organes sont soumis agrave de fortes charges

Lrsquoencrassement des injecteurs est plus rapide

336 Avantages du moteur Diesel

Les raisons du succegraves du moteur Diesel dans lautomobile au-delagrave davantages fiscaux qui relegravevent de

choix politiques et non techniques tiennent essentiellement agrave son rendement supeacuterieur agrave celui du

moteur agrave essence

Ce rendement peut ecirctre encore ameacutelioreacute par lutilisation dun

turbocompresseur

Les plus reacutecents modegraveles sont laquo agrave geacuteomeacutetrie variable raquo (TGV)

technologie qui leur permet decirctre plus performants agrave bas reacutegime)

Turbocompresseur

Ainsi que lrsquoutilisation du Common rail (injection directe agrave haute

p r e s s i o n ) i n v e n t eacute p a r F i a t e t M a g n e t i - M a r e l l i

Systegraveme drsquoinjection a rampe commune

Avec les nouveaux injecteurs-pompe rampe commune et pieacutezo-eacutelectrique la pression atteint

jusquagrave

2thinsp500 bars

Contre

- 1thinsp400 pour la premiegravere rampe commune

- moins de 1thinsp000 pour un moteur agrave injection indirecte)

Ce qui assure une pulveacuterisation du gazole

- turbulente

- continue

- constante et

- bien reacutepartie

parametres essentielles pour une bonne combustion

Cette technologie porte le nom de

bull JTD Fiat Alfa Romeo Lancia - inventeur du systegraveme common rail 1re geacuteneacuteration

bull Mjt Fiat Alfa Romeo Lancia Iveco - inventeur et distributeur du systegraveme common rail 2e et

3e geacuteneacuteration

bull HDi Peugeot Citroeumln

bull dCi (Direct Common rail Injection) Renault Nissan Dacia

bull CDI (Common rail Direct Injection) Mercedes-Benz Smart

bull CRD Jeep

bull Td(x) TDV(x) Land Rover (ex Td4 ou TDV8)

bull d BMW (ex 530d)

bull TDI (Turbo Direct Injection) Audi Seat Skoda Volkswagen

bull D-4D ou D-CAT Toyota (CAT signifie Clean Advanced Technologie)

bull d Lexus (exIS 220 d)

bull CDTI (Common rail Turbo Direct Injection) Opel (les DTI sont des moteurs agrave injection

directe sans rampe commune)

bull VDi deacutenomination anciennement utiliseacutee par Nissan aujourdhui remplaceacutee par dCi

bull DI-D Mitsubishi

bull D Volvo (ex 24D ou D5) Jaguar (ex 27D)

bull TDCi Ford (les moteurs TDdi sont agrave injection directe mais ne comportent pas de rampe

commune)

bull MZR-CD Mazda

bull i-CTDi Honda

bull CRDi Hyundai

bull CRDI Kia

bull TCDi VCDi Chevrolet

bull TID Saab

34 Architectures moteurs

341 Introduction

Les deacutefauts du moteur agrave combustion interne classique sont

- meacutediocre rendement

- vibrations

- difficulteacute de reacuteduire son niveau de pollution

De nombreuses architectures alternatives sont neacutees au cours de lhistoire beaucoup sont resteacutees agrave leacutetat

de dessins ou de maquettes certaines ont donneacutees des prototypes fonctionnels et quelques rares

architectures ont eu droit agrave la production industrielle

342 Caracteacuterisation

La cylindreacutee dun moteur est le volume total (tous cylindres) deacuteplaceacute durant un cycle

Elle est calculeacutee agrave partir

- du diamegravetre dun cylindre (laleacutesage)

- de la distance parcourue par un piston (la course) et

- du nombre de cylindres

La puissance deacuteveloppeacutee souvent exprimeacutee par une courbe de puissance moteur doit ecirctre mesureacutee

selon certaines normes deacutefinissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de

tempeacuterature et de pression

Courbes caracteristiques du moteur CMT F4L912

Elle est toujours supeacuterieure agrave la puissance reacuteellement disponible aux roues pour un veacutehicule du fait des

pertes dans la transmission

Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le kiloWatt (kW) mais souvent accoleacute au cheval-vapeur (CV)

1 cheval-vapeur = 736 Watt

Le couple maximal est exerceacute sur laxe

Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le Newton-megravetre (Ntimesm) bien que le kgtimesm reste courant

La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation

Pour obtenir des Watt il faut multiplier le couple en Ntimesm par la vitesse de rotation en radians par

seconde

La vitesse maximale de rotation geacuteneacuteralement exprimeacutee en tours par minute

- La puissance speacutecifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindreacutee (volume de gaz

contenus apregraves le cycle dadmission)

Elle est souvent exprimeacutee en la rapportant au litre de cylindreacutee

- Le taux de compression dun moteur exprime le rapport entre le volume laisseacute dans lun de ses

cylindres au point mort bas et au point mort haut

Plus il est eacuteleveacute plus le meacutelange est comprimeacute donc plus lexplosion sera forte donc difficile agrave geacuterer

(choc meacutecanique tempeacuteraturehellip) mais plus le rendement du moteur sera eacuteleveacute

343 Eleacutements constitutifs drsquoun moteur

3431 Eleacutements fixes

34311 Bloc-moteur

Le bloc-moteur appeleacute eacutegalement carter-cylindres est la

piegravece maicirctresse du moteur (figure I2)

Ses fonctions principales sont les suivantes

- contenir les cylindres

- supporter le vilebrequin la culasse les

accessoires

- servir de support agrave lrsquohuile de lubrification

Scheacutema drsquoun bloc moteur

- servir de support agrave lrsquoeau de refroidissement (si un tel systegraveme de

refroidissement est utiliseacute)

Bloc a 04 cylindres

34312 Chemises

Pour le moteur F4L912 refroidi agrave air les chemises sont munies drsquoailettes (figure I3)

a) b) c)

Figure3 Chemises pour moteurs a) humides b) segraveches c) agrave ailettes du moteur F4L912

34313 Culasse

La culasse obture la partie supeacuterieure du cylindre

Cest une piegravece assez massive obtenue par moulage de fonte dacier ou

drsquoaluminium

Sa forme est tregraves variable suivant le type de moteur

La circulation de leau de refroidissement se fait dans des eacutevidements

ameacutenageacutes dans leacutepaisseur des parois Culasse drsquoun moteur

refroidi agrave eau

Les culasses portent

- les injecteurs

- les soupapes

- les culbuteurs

- les conduits dentreacutee dair et de sortie des gaz brucircleacutes Culasse Renault Kangoo

Pour le moteur refroidi agrave air (F4L912) leur culasse porte des ailettes comme montre la figure

Figure I5 Culasse du moteur F4L912 Figure I6 Vilebrequin pour un moteur a 4 cylindres

I322 Eleacutements mobiles

I3221Vilebrequin

Le vilebrequin (figure I6) est un arbre manivelle il reccediloit les efforts des bielles

Les parties cylindriques par lesquelles il repose dans des

paliers-supports du bacircti sont les laquo tourillonsraquo

Les parties cylindriques qui reccediloivent les coussinets de tecirctes

de bielles sont les

laquo manetons raquo (Reacutef [2])

Manetons et tourillons sont relieacutes entre eux par des flasques

appeleacutes laquo bras de manivelle raquo Fig 6 bis Vilebrequin a 5 paliers avec ses bielles et pistons

Des canaux sont foreacutes dans la masse du vilebrequin pour amener lhuile de graissage

jusquaux coussinets de tecirctes de bielle (figure 7)

Figure 7 Graissage des paliers drsquoun vilebrequin

I2322 Bielles

Les bielles transmettent au vilebrequin les efforts quelles

reccediloivent des pistons pendant les temps moteurs et

entrainent les pistons pendant les temps reacutesistants

Elles sont en acier allieacute

Leurs formes sont conccedilues de maniegravere agrave concilier au mieux la

leacutegegravereteacute et la reacutesistance aux efforts de

- compression

- extension Fig7a Ensemble bielles-pistons

- flexion

Les trois principales parties dune bielle sont

- le pied qui srsquoarticule sur laxe de piston

- le corps

- la tecircte qui sarticule sur un maneton du

vilebrequin

Figure I8 Bielle utiliseacutee dans le moteur F4L912

Le pied est un eacutepanouissement aleacuteseacute du corps dans lequel une

bague en bronze phosphoreux ou un roulement agrave aiguilles est

emmancheacute avec serrage

Le corps est alleacutegeacute par des eacutevidements sa section est souvent en

I parfois tubulaire

La tecircte est en deux parties assembleacutees par boulons pour en

permettre le montage sur le vilebrequin

La partie rapporteacutee est le laquo chapeau raquo

Deux demi-coussinets en bronze ou en acier sencastrent dans

la tecircte ils sont garnis dune couche de meacutetal antifriction

Le garnissage est parfois en laquo meacutetal roseraquo (alliage agrave base de

plomb et de cuivre qui fond agrave 1 000degC) pour les moteurs soumis

agrave de tregraves gros efforts

Quelquefois les coussinets sont deacutepourvus de garnissage ils

sont alors en bronze speacutecial

Fig8a Description de lrsquoensemble bielles-pistons

Dans les moteurs modernes les coussinets sont des laquo coquillesraquo tregraves minces en acier

eacutegalement garnies drsquoalliage antifriction

I3223Piston

Le piston (figure I9) peut ecirctre deacutecomposeacute en quatre parties

principales

- La tecircte ou fond qui reccediloit les efforts dus aux gaz

- le porte-segments qui par lrsquointermeacutediaire des segments assure

lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz et agrave lrsquohuile et dissipe une partie des calories

reccedilues vers le fluide de refroidissement Fig 8b Vue drsquoun piston

- le logement de lrsquoaxe de piston ou trou drsquoaxe

- la jupe ou partie frottant dont le rocircle est de guider le porte-segments et de dissiper une partie des

calories

- Fonctions du piston

Le piston doit transmettre au vilebrequin par lrsquointermeacutediaire de la

bielle les efforts dus aux gaz

- jusqursquoagrave 75 MPa pour les moteurs agrave essence non

suralimenteacutes

- jusqursquoagrave 14 agrave 18 MPa pour les moteurs diesels

Figure I9 Piston

Ils doivent ecirctre suffisamment isolants pour ne pas fournir trop de

calories au fluide de refroidissement

Tout en eacutevitant la formation de points chauds et de grippage

Il faut que le piston soit aussi leacuteger que possible et le moins

encombrant possible (distance entre le trou drsquoaxe et la tecircte la plus

reacuteduite pour avoir un moteur compact)

La dilatation du piston doit ecirctre telle que le jeu pistonchemise varie

peu car trop de jeu agrave froid provoque des claquements et pas assez de

jeu agrave froid un grippage

Le piston doit avoir une bonne reacutesistance meacutecanique en fatigue

Fig 9a Piston pour moteur Diesel

Formes de la tecircte du piston

La forme des chambres de combustion est deacutetermineacutee par

lempreinte reacutealiseacutee dans la culasse si bien que la tecircte du

piston est habituellement plate

Parfois il savegravere au contraire que le piston soit creuseacute et

forme totalement ou partie la chambre de combustion

Neacuteanmoins la tecircte du piston est creuseacutee notamment sur les

automobiles de course pour une toute autre raison

Il sagit en effet de reacutealiser une forme particuliegravere permettant

de reacutepartir et de diriger au mieux le meacutelange airessence

injecteacute dans la chambre

Fig 9c Illustration des diffeacuterentes formes de tecirctes de piston et de la

position de linjecteur selon la technique dinjection

On distingue geacuteneacuteralement 02 grandes techniques dinjection

Dans le cas dune injection dite laquo tumble raquo le jet de fluide produit par

linjecteur est deacutevieacute (par la forme de la tecircte du piston) vers la bougie

dallumage permettant de produire une explosion plus laquo performantes

raquo et stratifieacutee

Dans le cas dune injection dite laquo swirl raquo le carburant agit comme un

tourbillon permettant ainsi dhomogeacuteneacuteiser le meacutelange dans toute la

chambre

Il est eacutegalement possible de combiner les deux types dinjection

Fig9b Illustration des mouvements

tourbillonnaire swirl et tumble

I3224Segmentation

Ce sont des piegraveces composeacutees dun cercle incomplet en acier eacutelastique preacutevues pour semboicircter dans

les gorges du piston

Le diamegravetre exteacuterieur au repos est leacutegegraverement

supeacuterieur agrave celui du cylindre

En partant de la tecircte du piston on a (figue I10)

- le segment ndeg3 segment coup de feu

(ou segment de feu)

- le segment ndeg2 segment drsquoeacutetancheacuteiteacute

- le segment ndeg1 segment racleur ou refouleur

Fig9b Vue drsquoun ensemble piston-segments

Les deux derniers segments sont eacutegalement appeleacutes segments de compression

Les rocircles de la segmentation sont les suivants

- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz

ce rocircle est surtout assureacute par le segment coup de feu

Il est essentiel pour diminuer le Blow-by (gaz de combustion

passant dans le carter-cylindres) et la tempeacuterature des

segments inteacuterieurs

Figure I10 Segments de piston

- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute agrave lrsquohuile de lubrification

crsquoest surtout le rocircle du segment racleur mais le segment

drsquoeacutetancheacuteiteacute a aussi une grande importance

- Eacutevacuer la chaleur du piston vers le cylindre

Elles sont fabriqueacutees agrave partir dun ressort dacier eacutelastique

coupeacute ensuite en rondelles constituant les segments Fig10a Collier pou segments a piston

Elles sont geacuteneacuteralement asymeacutetriques il faut faire attention au sens de montage lors de

lassemblage du moteur (fig10b)

Lespace entre les deux extreacutemiteacutes du segment lorsquil est

de serrage introduit dans le cylindre sappelle le jeu agrave la coupe

Sa mesure permet deacutevaluer lusure du segment

Fig10b Tierccedilages des segments

I3225Axe de piston

Les axes de pistons en acier au nickel ceacutementeacute sont tubulaires leur

surface cylindrique exteacuterieure est rectifieacutee

Trois types de montage sont couramment utiliseacutes

- laxe est maintenu solidaire de la bielle par une vis pointeau il est

libre dons le piston

- laxe est maintenu solidaire du piston par une vis pointeau placeacutee dans

lun des bossages il est libre dans laleacutesage de la bielle Fig10c Axe piston

- laxe est monteacute laquoflottantraquo dans le piston et la bielle son deacuteplacement lateacuteral est limiteacute par

des freins extensibles en anneau (figure I11) logeacutes dans des rainures circulaires

Lajustement de laxe est agrave

- frottement doux dans la bielle

- frottement dur dans le piston

Pour le montage le piston est porteacute agrave la tempeacuterature de 100degc dans un bain dhuile afin de

faciliter la mise en place de laxe

Figure I11 Axe de piston monteacute flottant

52 La distribution

Mais cest quoi dont la distribution

Ce sont les diffeacuterents systegravemes permettant la reacutegulation des eacutechanges gazeux cest agrave dire les eacutetapes

dadmission et deacutechappement

Dans un moteur 2 temps cette fonction est assureacutee par le piston

Sur un moteur quatre temps la distribution se fait au niveau de la culasse par les soupapes et tous les

systegravemes qui permettent leurs ouvertures et fermetures

Chaque cylindre dun moteur possegravede au moins deux soupapes une dadmission et une

deacutechappement

Sur certains moteurs il Y a trois ou quatre soupapes par culasse elles sont commandeacutees simultaneacutement

deux agrave deux

(a) 02 soupapes (b) 03 soupapes (c) 04 soupapes

Fig11a Culasses a 02 03 et 04 soupapes par cylindre

Les soupapes sont normalement appuyeacutees sur leurs siegraveges par des

ressorts en heacutelice

Leur ouverture agrave un instant preacutecis de chaque cycle sobtient gracircce agrave

la pousseacutee exerceacutee par une came (figure12)

La came tourne entraicircneacutee par le vilebrequin sa pousseacutee est

communiqueacutee agrave la soupape par lintermeacutediaire dun poussoir dune

tige et dun culbuteur

Fig12 Distribution

331 Soupapes

Une soupape est un organe meacutecanique de la distribution des moteurs thermiques agrave quatre

temps permettant ladmission des gaz frais et leacutevacuation des gaz brucircleacutes

Les soupapes sont actionneacutees par un arbre agrave cames et maintenues par un ou plusieurs ressorts

de rappel

Les soupapes sont constitueacutees de quatre parties

a) Tecircte de la soupape

Lorsque la soupape est en position fermeacutee elle vient sappuyer sur le siegravege de

soupape dessineacute dans la culasse pour assurer leacutetancheacuteiteacute de la chambre

La partie de la soupape en contact avec le siegravege de forme tronconique est

deacutenommeacutee laquo porteacutee raquo langle varie entre 30deg et 45deg

b) Collet

Elle relie la tecircte agrave la tige est formeacute par un congeacute de grand rayon de faccedilon agrave

faciliter la dissipation de la chaleur provenant de la chambre et eacuteviter leffet

dentaille ducirc au changement de section

c) Tige

Crsquoest une piegravece cylindrique dont le diamegravetre est de lordre du quart de celui de la tecircte assure

le guidage vertical de la soupape

La tige coulisse ainsi dans le guide de soupape ouverture cylindrique pratiqueacutee dans la

culasse

d) Queue

Partie terminale de la soupape supporte laction du poussoir actionneacute par larbre agrave cames

Elle comporte une ou plusieurs gorges le plus souvent de section semi-circulaire pour loger

les clavettes qui transmettent agrave la soupape la tension du ressort de rappel6

Les soupapes sont en acier allieacute tregraves reacutesistant

Les principaux meacutetaux dalliage sont le chrome le

silicium le tungstegravene le nickel

Figure I13 Soupape avec tecircte bombeacutee

332 Culbuteurs et poussoirs

Les culbuteurs (figure I14) sont des leviers oscillants articuleacutes sur un axe solidaire de la

culasse

Leur rocircle est de transmettre de haut en bas aux queues de soupape les pousseacutees quils

reccediloivent de bas en haut agrave intervalles reacuteguliers des poussoirs et tiges de culbuteurs

Figure I14 Culbuteurs Renault 21 TD

Les poussoirs sont des cylindres en acier tregraves reacutesistant qui prennent contact avec les cames

soit

- par lintermeacutediaire dun galet

- par intermeacutediaire dun plateau

Suivant le cas le profil de la came est diffeacuterent

Fig14a Poussoirs et arbre agrave cames en tegravete pour leur entrainement (VW Toureg)

521 Le diagramme de distribution

Le point le plus haut quil peut atteindre quon appelle point mort haut (PMH) et inversement le point

le plus bas quon appelle point mort bas (PMB)

Enfin on appelle la course la longueur du parcours entre le PMH et le PMB

Laleacutesage est le diamegravetre du cylindre

Ces donneacutees et le volume de la chambre de combustion permettent de calculer le taux de compression

ou rapport volumeacutetrique

Figure V1 Point Mort Haut et Point Mort Bas dans un moteur

522 Les systegravemes de controcircle des soupapes

Au vue de la complexiteacute dun diagramme de distribution il faut que les soupapes dadmission et

deacutechappement soient parfaitement synchroniseacutees pour que le cycle sexeacutecute dans de bonnes

conditions

Moteurs culbuteacutes

Dans un moteur agrave combustion interne les culbuteurs servent agrave

transmettre la pousseacutee des tiges de culbuteurs vers les soupapes (les

soupapes se trouvant au-dessus des cylindres les tiges de culbuteurs

le long des cylindres et actionneacutees par un arbre agrave cames lateacuteral ou

central situeacute vers le bas des cylindres proche du vilebrequin)

Ces moteurs sont dits culbuteacutes

Ils ont eacuteteacute tregraves utiliseacutes en automobile de tourisme jusquaux anneacutees

1970-80

Fig 2 Ensemble de distribution culbuteacute

Tout dabord quest ce quune came

La came est lobjet qui permet la commande dune ou de plusieurs soupape Son profil est calculeacutee tregraves

preacuteciseacutement afin de

-fixer la hauteur de la leveacutee de soupape

-amortir le choc entre la came et le poussoir ducirc au jeu initial

-reposer doucement la soupape dans son siegravege lors de la fermeture par ressort

Figure V4 Ensemble soupape-came et arbre agrave cames

La came peut commander la soupape directement avec un poussoir comme repreacutesenteacute ci-agrave gauche

mais elle peut eacutegalement utiliser des basculeurs tels que le linget (ci contre en bas) ou le culbuteur (ci

contre en haut)

Ainsi larbre agrave came contient plusieurs cames permettant de commander les soupapes de tous les

cylindres afin de les synchroniser

Larbre agrave cames est geacuteneacuteralement entraicircneacute au moyen dengrenages

Son pignon denteacute est soit directement en prise avec un pignon caleacute agrave lextreacutemiteacute du vilebrequin soit

relieacute agrave ce dernier par un pignon intermeacutediaire

Les soupapes peuvent ecirctre commandeacutees par simple arbre agrave cames en tecircte

Cela signifie que larbre agrave cames est placeacute au dessus de la culasse et quil actionne les soupapes

dadmission et deacutechappement par lintermeacutediaire de culbuteur

Il existe aussi le systegraveme de double arbre agrave cames en tecircte ougrave dans ce cas il y a deux arbres agrave came

lun commande les soupapes dadmission et lautre les soupapes deacutechappement Ici les soupapes

peuvent ecirctre actionneacutees par tous les systegravemes possibles poussoir ou basculeurs

Moteurs agrave simple arbre agrave cames en tecircte

Si lon souhaite un reacutegime de rotation plus eacuteleveacute il est dusage de

placer le ou les arbres agrave cames juste au-dessus des soupapes

directement dans la ou les culasse(s) (arbre agrave cames en tecircte)

et donc il ny a plus besoin de tiges de culbuteurs (moins de piegraveces

en mouvement de jeux donc moins de risque daffolement de

soupapes)

Lorsque les soupapes sont toutes aligneacutees (soupapes dites droites) elles sont coiffeacutees dun poussoir

cylindrique et ouvertes par laction directe de la came sur le dessus

du poussoir

Si elles ne sont pas toutes aligneacutees (soupapes en V) et que lon

souhaite nutiliser quun seul arbre agrave cames en tecircte on dispose des

culbuteurs pour transmettre la pousseacutee des cames aux soupapes

Moteurs agrave double arbre agrave cames en tecircte

Bien que le montage agrave double arbre agrave cames en tecircte permette de

saffranchir des culbuteurs il arrive dutiliser de petits culbuteurs

dits alors linguets parfois appeleacutes basculeurs

Un culbuteur transmet agrave la soupape la pousseacutee de la came en

inversant le sens de la pousseacutee quil reccediloit Laxe de pivot dun

culbuteur est situeacute entre ses deux extreacutemiteacutes comme une balanccediloire

agrave bascule Figure V4 Entraicircnement des arbres de distribution dun systegraveme agrave 16 soupapes

La question qui vient apregraves cest ben comment il tourne larbre agrave cames

Ce sont les vilebrequins qui en tournant transmettent leur position au(x) arbre(s) agrave cames

Il faut bien comprendre que les vilebrequins sont deacutependant les uns des autres lun ne peut pas tourner

sans lautre car ils sont relieacutes entre eux

Ceci est souvent appeleacute larbre moteur

Cette commande se fait le plus souvent par chaicircne comme preacutesenteacute dans la figure des deux arbres agrave

cames en tecircte (sur la droite)

Cest ce quon appelle la chaine de distribution

On trouve eacutegalement la commande par courroie cranteacutee

Enfin on trouve la commande par pignon qui est tregraves reacutesistant mais cher agrave mettre en place

a) chaine b) pignon c) courroie cranteacutee

Figure V4 commande par chaine non 16032016

323 Nombre de soupapes par cylindre

Bien sur laugmentation nombre de soupapes vous vous en doutez favorise le rendement de

distribution Mais ceci nest pas la seule raison

Commenccedilons simplement par le nombre de soupapes le plus reacutepandu dans les anneacutees 80 cest agrave dire 2

soupapes par cylindre

Les culasses ont une chambre de combustion hemispheacuterique pour favoriser le flux des gaz un angle

entre la soupape dadmission et deacutechappement tregraves eleveacute (proche de 90deg) et enfin un taux de

compression eacuteleveacute

Cependant malgreacute tous ces efforts pour favoriser la distribution il est devenu difficile daccroitre les

performances du moteur

Pour cela il y avait une solution augmenter le diamegravetre des soupapes mais cela est devenu vite

impossible ducirc agrave lencombrement les soupapes auraient fini par se toucher

Par ailleurs lutilisation du double arbre agrave cames en tecircte devenait difficile

En effet imaginez la distance des arbres agrave cames pour commander des soupapes donc lencombrement

moteur eacutetait important et surtout lentrainement des 2 arbres agrave cames eacutetait difficile

Il a donc eacuteteacute utiliseacute des cascades de pignons mais cela rendait la distribution tregraves bruyante et les

contraintes dues agrave leacutechauffement eacutetaient difficiles agrave geacuterer

En revanche cette disposition agrave deux soupapes est meacutecaniquement simple et on peut facilement placer

dune part les vis de fixation de la culasse et dautre part la bougie

Figure 6 Culasse a 2 4 et 5 soupapes

Au milieu des anneacutees 80 Yamaha invente une culasse agrave 5 soupapes sur le FZ750 Genesis encore

utiliseacutee aujourdhui sur les sportives de la gamme

Ainsi ce moteur comptant

- 3 soupapes dadmission

- 2 soupapes deacutechappement

permet un meilleur remplissage de la chambre de combustion

La difficulteacute rencontreacutee est le logement des 5 soupapes

Les trois soupapes dadmission ont eacuteteacute placeacutees sur des plans diffeacuterents

mais de faccedilon agrave converger vers larbre agrave cames eacutevitant le montage de

culbuteurs

Cette architecture meacutecanique provoque une difficulteacute daccessibiliteacute meacutecanique

53 Refroidissement

Les combustions reacutepeacuteteacutees surchauffent les piegraveces en contact (piston cylindre soupape) et se diffusent

sur lensemble des piegraveces meacutecaniques du moteur

Il faut donc les refroidir sous peine de destruction

Pour un bon fonctionnement les moteurs agrave explosion ont besoin drsquoune tempeacuterature reacuteguliegravere et

adapteacutee

531 Refroidissement agrave air

En 1875 le franccedilais Alexis de Bischop utilise lair pour le refroidissement

Son moteur sans compression preacutealable de type mixte comportait un

cylindre entoureacute dailettes meacutetalliques augmentant ainsi la surface en

contact avec lair

Ce type de refroidissement est surtout utiliseacute pour les moteurs eacutequipant les

veacutelomoteurs et motocyclettes de faible cylindreacutee mais aussi sur des

automobiles comme certaines Porsche GS la 2CV ou la Coccinelle

Le refroidissement par air est aussi majoritaire pour les moteurs agrave pistons eacutequipant les avions

Moteur de la VW Coccinelle

Le refroidissement agrave air a longtemps eacuteteacute la reacutefeacuterence pour les moteurs de motocyclette (mecircme sil a

toujours existeacute des moteurs de motocyclette agrave refroidissement liquide) mais les problegravemes entraicircneacutes

par le haut rendement de ces moteurs (casses usure preacutematureacutee) ont conduit agrave la quasi geacuteneacuteralisation

du refroidissement liquide malgreacute les avantages speacutecifiques pour la motocyclette du refroidissement agrave

air (encombrement poids simpliciteacute prix)

Il peut ecirctre optimiseacute par lutilisation dun ventilateur dont la preacutesence ne reacutevegravele toutefois pas toujours

un refroidissement agrave air car il dissipe parfois la chaleur du radiateur dun systegraveme de refroidissement

liquide

532 Refroidissement liquide

Cest langlais Samuel Brown qui inventa le refroidissement du moteur par de leau afin dameacuteliorer les

performances du refroidissement

Dans son moteur leau entraicircneacutee par une pompe circule autour des

cylindres entoureacutes dune chemise leau est refroidie par contact direct

avec lair ambiant

Plus tard on ajouta agrave leau diffeacuterents adjuvants qui devint alors le

liquide de refroidissement

Radiateur moderne en aluminium

Le radiateur fut inventeacute en 1897 par lingeacutenieur allemand Wilhelm Maybach

Apregraves de nombreux tacirctonnements il mit au point le radiateur dit laquo nid dabeille raquo qui permet le

refroidissement tregraves efficace dun liquide

Il est composeacute dun faisceau de conduits courts et eacutetroits entre lesquels circule lair

Lair peut ecirctre acceacuteleacutereacute par un ventilateur placeacute devant ou derriegravere lui

Ce radiateur est situeacute dans un circuit fermeacute ou semi-fermeacute emplit dun liquide (agrave base deau) assurant le

refroidissement du moteur

Dans les moteurs les plus anciens la circulation deau est assureacutee par thermosiphon leau chauffeacutee par

le moteur monte vers le radiateur placeacute en hauteur Une fois refroidie elle redescend vers le moteur

Dans les moteurs modernes on utilise une pompe agrave eau

Un controcircle permanent de la tempeacuterature vise agrave maintenir leau et lhuile dans des conditions

permettant une lubrification optimale

Ideacutealement la tempeacuterature du liquide de refroidissement est denviron 75deg-95degCelsius deacutetermineacutee par

plusieurs facteurs tels que toleacuterances dusinage et reacutesistance au frottement des piegraveces meacutecaniques

lubrifiants utiliseacutes

La reacutegulation de cette tempeacuterature est geacuteneacuteralement obtenue par une vanne thermostatique calorstat

situeacutee dans le circuit de refroidissement associeacutee agrave un ou plusieurs ventilateurs asservi par une sonde

thermocontact agrave la tempeacuterature du liquide dans le radiateur

Dans les moteurs marins le radiateur est remplaceacute par un eacutechangeur de tempeacuterature Leau de mer

assurant le refroidissement du circuit deau douce du moteur

533 Refroidissement par huile

Tous les moteurs agrave combustion interne utilisent deacutejagrave un liquide pour la lubrification des piegraveces en

mouvement lhuile qui circule propulseacutee par une pompe il suffit donc de faire circuler ce liquide dans

les zones les plus chaudes et surtout den assurer le refroidissement correct

Tous utilisent plus ou moins le refroidissement par huile carter dhuile bas moteur ventileacute parfois

muni dailettes un petit radiateur dhuile

Exemple

Certaines motos agrave 4 cylindres de marque Suzuki utilisent un refroidissement mixte air-huile avec un

gros radiateur dhuile

Avantages

Les canalisations pompe radiateur indeacutependant et liquide speacutecifiques au refroidissement deviennent

inutiles

Cela permet un net gain de poids et une plus grande simpliciteacute de conception

Inconveacutenients

Lhuile transporte moins bien la chaleur que leau et les speacutecificiteacutes de ces huiles les rendent plus

coucircteuses pour lutilisateur

De plus le graissage du moteur est moins performant (agrave isopeacuterimegravetre) car il y a des pertes de charges

dues agrave la circulation dans le radiateur dhuile

54 Architecture des moteurs agrave explosion

Figure V3 Moteur en double eacutetoile agrave 14 cylindres

bull Cylindres en ligne

bull Cylindres en V

bull Cylindres en W

bull Cylindres opposeacutes horizontalement (Boxer) (flat)

bull Cylindres en H

bull Cylindres en eacutetoile

bull Moteurs complexes (moteurs en carreacute etc)

541 Monocylindre

Historique

Le premier brevet concernant un moteur agrave explosion a eacuteteacute deacuteposeacute par le Suisse Franccedilois Isaac de Rivaz

le 30 janvier 1807

Le premier moteur agrave deux temps fut imagineacute et reacutealiseacute par Jean-Joseph Eacutetienne Lenoir en 1860 Il

fonctionne selon le cycle de Lenoir

Vers 1862 les Allemands Otto et Langen constatant le faible rendement du moteur agrave deux temps de

Lenoir (1860) entreprirent une seacuterie dameacuteliorations la plus deacutecisive consista agrave synchroniser les

mouvements dans la phase de compression

542 Quatre cylindres

Panhard et Levassor degraves 1896 engagent un laquo quatre cylindres en ligne raquo sur leacutepreuve Paris-Marseille-

Paris

Deux ans plus tard les multicylindres (agrave quatre cylindres) gagnent les

grosses voitures et progressivement se geacuteneacuteralisent agrave lensemble de la

gamme devenant en quelque sorte larcheacutetype mondial pour les

voitures courantes de moyennes et basses gammes

Scheacutema dun moteur 4 cylindres vers 1900

04 cylindres en V

Il fait son apparition en course agrave la charniegravere des deux siegravecles sur des modegraveles Mors et Ader

Quelques anneacutees plus tard cette solution seacuteduit Peugeot et Ariegraves pour leurs modegraveles courants davant

1914

Beaucoup plus tard agrave partir de 1962 Ford en fera une large utilisation mais aussi Matra et SAAB

04 cylindres (en ligne) coucheacute

Que lon trouve en compeacutetition chez Ameacutedeacutee Bolleacutee (189899) (premier moteur agrave quatre cylindre

monobloc (les autres moteurs quatre cylindres agrave leacutepoque eacutetaient des bicylindres ou des monocylindres

accoupleacutes)) et chez Wolseley et Winton (1903 voir Wolseley Motor Company et Winton Motor

Carriage Company))

On la trouveacutee sur les motocyclettes BMW seacuterie K et sur les Peugeot 104 - 205 mais aussi sur les

veacutehicules utilitaires ou monospace optant pour la solution laquo moteur sous le plancher raquo

04 cylindres agrave plat boxer

Cest un quatre cylindres en V ouvert agrave 180deg

Embleacutematique dans sa version refroidissement agrave air des laquo coccinelles raquo de Volkswagen

Cette architecture a le grand avantage de faire beacuteneacuteficier le veacutehicule quil motorise dun centre de

graviteacute assez bas

Une version muscleacutee et turbocompresseacutee eacutequipe actuellement les Subaru Impreza qui sont de

redoutables concurrentes du championnat du monde des rallyes WRC

En 2009U Subaru compte particuliegraverement sur le 20 D pour faire deacutecoller les ventes de sa berline

compacte en Europe

Une grande premiegravere eacutegalement puisque aucun constructeur navait jusquagrave aujourdhui exploreacute la voie

du diesel Boxer (4 cylindres agrave plat opposeacutees deux agrave deux) et ses grands avantages que sont la vivaciteacute

un centre de graviteacute abaisseacute et surtout un grand silence de fonctionnement

Subaru aura mis sept ans agrave deacutevelopper son ineacutedit moteur mais le reacutesultat est particuliegraverement

convaincant

- Pas de claquement agrave froid

- une quasi absence de vibration

- il est bien difficile de faire la diffeacuterence entre un moteur essence et cet eacutetonnant diesel

Si les 350 Nm de couple disponibles degraves 1 800 trmn et les 150 Cv offrent un reacuteel dynamisme agrave la

premiegravere acceacuteleacuteration venue cela seffectue de maniegravere lineacuteaire

Subaru 20 Diesel 150 Cv (2009)

543 Six cylindres

Mais la course mdash ougrave lon recherche la vitesse mdash est exigeante en matiegravere de puissance surtout quand

il sagit de courses de cocircte Dougrave la tentation daugmenter le nombre de cylindres

Figure V5 Moteur V6 moderne (Mercedes)

La marque neacuteerlandaise Spyker avait preacutesenteacute un modegravele 6 cylindres en 19032

Un modegravele Chadwick aux Eacutetats-Unis franchit le pas en 1907 pour la course de cocircte de Fairmont

Lanneacutee suivante cette fois en Europe Rolls-Royce fait de mecircme pour la course Londres-Eacutedimbourg

en faisant appel agrave des six cylindres

La transposition aux modegraveles courants est quasi-immeacutediate pour les voitures de sport et de luxe

En Europe cest le cas pour Delaunay-Belleville Napier Mercedes aux Eacutetats-Unis pour Marmon

Plus tard agrave partir de 1927 on trouvera des six cylindres (presque toujours en ligne) sur un grand

nombre de modegraveles non sportifs mecircme pour des cylindreacutees modestes

Latout principal de cette solution eacutetant la souplesse de fonctionnement du moteur

Dans le monde de la motocyclette le 6 cylindres restera rare

On le trouve en compeacutetition en particulier chez Honda dans les anneacutees 1960 (moteur en ligne) ou chez

Laverda en endurance (moteur en V)

Les moteurs de plus de 4 cylindres seront interdits en compeacutetition

Sur les veacutehicules de tourisme on trouvera essentiellement

- Honda 1000 CBX (moteur agrave 24 soupapes refroidi par air)

- Kawasaki Z 1300 (moteur agrave 12 soupapes refroidi par eau)

- Benelli avec une 750 puis une 900

En 2006 Honda propose toujours agrave son catalogue un modegravele 6 cylindres agrave plat la GoldWing

544 Huit cylindres et plus

Figure V6 Moteur W16 de la Bugatti Veyron

Une nouvelle eacutetape est franchie quand on passe au laquo huit cylindres raquo

Ader (France) ouvre la voie en 1903 pour le Paris-Madrid avec une uniteacute agrave huit cylindres en V

La mecircme anneacutee apparaissent toujours pour la compeacutetition des huit cylindres en ligne

Les moteurs davion des anneacutees 1930 et 1940 reacutepondent agrave la demande sans cesse croissante de

puissance

Les moteurs courants sont des V12 ou des moteurs en eacutetoile de une agrave quatre rangeacutees de 7 agrave 9 cylindres

soit 28 cylindres agrave la fin de la guerre pour les Whright deacuteveloppant 3 500 ch remplaceacutes par les

reacuteacteurs

Les ameacutericains amateurs de grandes automobiles et sans souci du prix de lessence deacutemocratisegraverent

les gros V8 au couple tregraves eacuteleveacute et aux vitesses de rotation assez lentes

Les constructeurs des monoplaces de Formule 1 utilisegraverent pendant longtemps des V8 de 3 litres de

cylindreacutee dont le fameux Ford Cosworth

Dans les anneacutees 1990 cest la structure V10 qui aura la faveur des motoristes de F1

Mecircme leacutecurie Ferrari tregraves attacheacutee aux 12 cylindres en V se pliera aux lois de cette formule

Depuis lanneacutee 2004 les instances sportives (FIA) ont imposeacute un retour au V8 avec des contraintes de

fiabiliteacute plus importantes que par le passeacute

En 2006 les structures en V de 10 ou 12 cylindres et W16 sont reacuteserveacutees aux veacutehicules agrave tendance

sportive

Puissance drsquoun

veacutehicule

1 Calculs de la pesanteur

11 Deacutecliviteacute

Calculons la deacutecliviteacute drsquoune route longue L pour un deacuteniveleacute H

α = H L

α deacutecliviteacute grandeur sans dimension

H deacuteniveleacute exprimeacute en m

L longueur de la route exprimeacutee en m coheacuterence des uniteacutes

12 Poids du veacutehicule

Calculons le poids drsquoun veacutehicule

P = M g

P poids exprimeacute en N

M masse exprimeacutee en kg

g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms2 ( g = 981 ms2)

13 Composante du poids

Calculons la composante du poids parallegravele agrave la route de la voiture

F = M g α

Avec

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-

2

α deacutecliviteacute grandeur sans dimension

14 Travail de la force de traction

Calculons le travail drsquoune force de traction qui srsquoest deacuteplaceacutee sur une distance D

E = F D

E travail exprimeacute en J

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

D distance parcourue exprimeacutee en m

15 Energie

Calculons lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour lever une voiture de masse M agrave une hauteur H

E = M g H

Avec

E eacutenergie absorbeacutee (monteacutee) ou accumuleacutee (descente) exprimeacutee en J

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms-2

H deacuteniveleacute exprimeacute en m

15 Puissance absorbeacutee

Calculons la puissance absorbeacutee par une ascension effectueacutee agrave la vitesse V

B = F V

Avec

B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

V vitesse exprimeacutee en ms

En reacutealiteacute une puissance bien supeacuterieure est neacutecessaire agrave cause de la reacutesistance au roulement

et de la reacutesistance de lrsquoair cette derniegravere eacutetant proportionnelle au carreacute de la vitesse

16 puissance absorbeacutee par une ascension

Lrsquoascension drsquoune masse M agrave une hauteur H en un temps T

B = M g H T

Avec

B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-

2 H deacuteniveleacute exprimeacute en m

T temps exprimeacute en s

2 Calculs Aeacuterodynamiques

21 Surface frontale

Surface drsquoune coupe transversale perpendiculaire agrave lrsquoaxe de symeacutetrie du veacutehicule (effectueacutee agrave

lrsquoendroit le plus large et le plus haut) la surface frontale est approximativement eacutegale au

produit de la largeur par la hauteur

camion maxi-code 26 m x 39 m = 10 m2

autocar 25 m x 32 m = 8 m2

voiture 18 m x 14 m = 25 m 2

motocyclette 1 m x 15 m = 15 m2

22 Coefficient de peacuteneacutetration dans lrsquoair

Le Cx est calculeacute agrave partir

Cx = 2 F (S Mair Vsup2)

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

F force exerceacutee par le flux drsquoair exprimeacutee en N

S surface frontale exprimeacutee en m2

Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)

V vitesse air exprimeacutee en ms

23 Reacutesistance de lrsquoair

R = frac12 S Cx Mair Vsup2

R reacutesistance de lrsquoair exprimeacutee en N

S surface frontale exprimeacutee en m2

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)

V vitesse exprimeacutee en ms

24 SCx

Le SCx Grandeur essentiellement destineacutee agrave comparer diffeacuterents modegraveles de voitures le SCx

est le produit de la surface frontale par le Cx

SCx = S Cx

Le Cx eacutetant une grandeur sans dimension le SCx srsquoexprime en megravetre carreacute

25 Constante aeacuterodynamique

La constante aeacuterodynamique est une caracteacuteristique aeacuterodynamique des veacutehicules

A = S Cx M

Avec

A constante aeacuterodynamique [kgm]

S surface frontale [m2]

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

Mair masse volumique de lrsquoair [kgm3]

26 Puissance absorbeacutee

Calculons la puissance absorbeacutee pour vaincre la reacutesistance de lrsquoair

B = F x V

F force aeacuterodynamique reacutesistante [N]

V vitesse du veacutehicule [ms]

3 Calculs thermiques

31 Calcul de la cylindreacutee

D2

V = π L N

4

Avec

D aleacutesage du cylindre

L course du piston

N nombre de cylindre

32 Calcul du PCI des combustibles

Le pouvoir calorifique ou chaleur de combustion (en anglais Heating value ou Heat of

combustion) dune matiegravere combustible noteacute ΔcH0

Crsquoest lenthalpie de reacuteaction de combustion par uniteacute de masse dans les conditions normales

de tempeacuterature et de pression

Cest leacutenergie deacutegageacutee sous forme de chaleur par la reacuteaction de combustion par le dioxygegravene

(autrement dit la quantiteacute de chaleur)

Le plus souvent on considegravere un hydrocarbure reacuteagissant avec le dioxygegravene de lair pour

donner du dioxyde de carbone de leau et de la chaleur

321 Calculer le PCI du gas-oil (Mazout)

Le gazole est un alcane en C16 appeleacute ceacutetane soit une formule brute moyenne de

C16H34

Soit une masse molaire moyenne de 219 gmole

Combustion

Une combustion est la reacuteaction chimique complegravete ou partielle du carbone et de lhydrogegravene

des combustibles usuels par oxydation de loxygegravene

La combustion vive donne naissance agrave une flamme par reacuteaction en chaicircne entretenue dune

maniegravere plus ou moins limiteacutee par lapport de combustible ou de comburant

Cette reacuteaction produit une combustion exothermique cest-agrave-dire

- qui deacutegage de la chaleur

- elle produit du CO2

- de leau

- dautres composeacutes plus ou moins agressif

La stœchiomeacutetrie (du grec lsquolsquostoikheionrsquorsquo eacuteleacutement et lsquolsquometronrsquorsquo mesure) deacutesigne lrsquoeacutetude des

proportions ideacuteales drsquoeacuteleacutements qui autorisent une reacuteaction chimique complegravete lsquolsquoproprersquorsquo et

sans gaspillage

Equations stœchiomeacutetriques des combustions complegravetes

Pour le gazole

C16H34 + 24 O2 rarr 16 CO2 + 17 H2O + Q

- 219 gr de gazole consomment 532 litres drsquooxygegravene

- agrave 21 drsquoO2 dans lrsquoair donc 2533 litres drsquoair

- Donc 1 kg de gazole consomme 116 m3 drsquoair agrave 29 kg au m3

- La masse du meacutelange est donc de 3374 kg

Le carburant le plus utiliseacute est du gasoil drsquoindice de ceacutetane

La composition eacuteleacutementaire de 1 kg de gas-oil est

Carbone C = 087

Hydrogegravene H = 0126

Oxygegravene O = 0004

Azote N Soufre S vapeur drsquoeau W en faible quantiteacute

Pouvoir calorifique infeacuterieur PCI

PCI = 8140C + 30 000H + 2600(S - O) - 600(9H + W) [kcalkg]

PCI = 3391C + 1256H - 1089(S-O) ndash 251(9H+W) [MJkg]

33 Quantiteacute theacuteorique drsquoair a la combustion du gas-oil

Les lois de la stœchiomeacutetrie appliqueacutees agrave la combustion des hydrocarbures nous montrent

que pour bruler

1 kg de gazole il faut disposer drsquoenviron 146 kg drsquoair soit environ

- 112 kg drsquoN2

- 34 kg drsquoO2

La reacuteaction produit environ

- 112 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 32 kg CO2

- 12 kg drsquoH2O

1 kg drsquoessence il faut disposer drsquoenviron 153 kg drsquoair soit environ

- 118 kg drsquoN2

- 035 kg drsquoO2

La reacuteaction produit environ

- 118 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 31 kg de CO2

- 14 kg drsquoH2O

1 kg de GPL il faut disposer drsquoenviron 156 kilogrammes drsquoair soit environ

- 12 kg drsquoN2

- 036 kg drsquoO2)

La reacuteaction produit environ

- 12 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 3 kg de CO2

- 16 kg drsquoH2O

La quantiteacute theacuteorique drsquoair neacutecessaire pour assurer la combustion complegravete du gasoil il faut

avoir

[kg drsquoairkg]

minus+

= OHCL 8

3

8

230

10

[kmol drsquoairkg]

minus

+

=

32412210

10

OHCL

34 Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil

Une stœchiomeacutetrie parfaite est toujours difficile agrave garantir mecircme en laboratoire notamment agrave

cause de la contamination de lrsquoair ou des composants utiliseacutes dans les expeacuteriences mais on

peut srsquoen approcher

Il en va tout autrement srsquoagissant de la combustion des carburants dans le cadre du

fonctionnement drsquoun moteur

En effet non seulement le carburant peut preacutesenter des diffeacuterences de composition selon les

pays et les distributeurs mais en plus la masse drsquoair introduite dans le moteur varie en

permanence en fonction de la tempeacuterature ambiante et de la pression atmospheacuterique

Agrave cela il faut ajouter le fait que les moteurs ne fonctionnent jamais agrave des reacutegimes

tempeacuteratures et charges de travail constants et ideacuteals ce qui signifie qursquoil faut modifier en

temps reacuteel la quantiteacute de carburant injecteacutee dans les cylindres

Pour y remeacutedier on modifie la richesse ou lrsquoexcegraves drsquoair

Pour les moteurs Diesels lrsquoexcegraves drsquoair du meacutelange combustible doit ecirctre toujours supeacuterieur agrave

la limite drsquoapparition des fumeacutees deacutetermineacutee par λ cong 18 soit r = 055

Lr = λ Lo [kmole drsquoairkg combustible]

35 Quantiteacute des produits produit de combustion

Les produits de combustion sont les produits issus de la reacuteaction chimique entre un

carburant et un comburant ils srsquoappellent aussi gaz brucircleacutes ou fumeacutees

Lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie sont respecteacutees les gaz drsquoeacutechappement ne contiennent

que de lrsquoazote gazeux (N2) du dioxyde de carbone (CO2) et de lrsquoeau agrave lrsquoeacutetat de vapeur (H2O)

Ces corps existent en grandes quantiteacutes dans la nature ils sont chimiquement stables et sont

indispensables au maintien des eacutequilibres naturels ce ne sont donc pas des polluants

Mais que se passe-t-il lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie ne sont plus respecteacutees Pour

simplifier le problegraveme consideacuterons deux configurations opposeacutees

meacutelange riche (trop de carburant pas assez drsquoair) dans cette configuration certains

atomes qui constituent la moleacutecule drsquohydrocarbure ne trouvent pas de lsquolsquopartenaire

oxygegravenersquorsquo en nombre suffisant puisque lrsquoair manque ils ne sont donc pas oxydeacutes

complegravetement et se retrouvent dans les gaz drsquoeacutechappement sous forme de particules

carboneacutees drsquohydrocarbures imbrucircleacutes (symbole chimique HC) ou de monoxyde de

carbone (symbole chimique CO) gaz qursquoil ne faut surtout pas confondre avec le CO2

lrsquoun est tregraves toxique lrsquoautre pas du tout

meacutelange pauvre (peu de carburant trop drsquoair) dans cette configuration un excegraves

drsquoair (crsquoest toujours le cas lorsque le moteur est suralimenteacute) fortement comprimeacute agrave

haute tempeacuterature (crsquoest particuliegraverement le cas des moteurs diesel) peut entraicircner la

formation de monoxyde drsquoazote (symbole chimique NO) suite agrave une reacuteaction entre

lrsquooxygegravene (O2) et lrsquoazote (N2) Une fois expulseacute le monoxyde drsquoazote preacutesente la

particulariteacute de se transformer spontaneacutement en dioxyde drsquoazote (symbole chimique

NO2) au contact de lrsquoair geacuteneacuterant au passage une mutation de lrsquooxygegravene

atmospheacuterique en ozone (symbole chimique O3) Ces deux gaz sont tregraves toxiques pour

les organismes vivants

C

nCO2 = [kmolekg]

12

H

nHO2 = [kmolekg]

2

nO2 = 021 x (λ-1) x Lo [kmolekg]

nN2 = 079 x λ x Lo [kmolekg]

36 Quantiteacute totale des produits de combustion

nTotal = nCO2 + nHO2 + nO2 + nN2 [kmolekg]

37 Puissance nominale

Vous avez surement deacutejagrave feuilleteacute le catalogue drsquoun grand constructeur automobile

Chaque modegravele y est deacuteclineacute en plusieurs versions les diffeacuterences portant essentiellement sur

la puissance du moteur

Le choix est vaste et on srsquoy perd

80 ch 100 ch 120 ch 150 chhellip

Que signifient reacuteellement ces chiffres

Agrave quoi sert la puissance

Comment la mesure-t-on

Quelle est la relation entre la puissance et la vitesse

Voici quelques eacuteleacutements de reacuteponses

Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale la puissance deacutesigne la production la consommation ou la

transformation drsquoeacutenergie par uniteacute de temps

Pour une automobile cette eacutenergie est drsquoabord de nature chimique (combustion du carburant)

puis de nature cineacutetique (acceacuteleacuteration et vitesse sur route horizontale) ou gravitationnelle

(route en deacutecliviteacute)

La puissance drsquoun moteur thermique se rapporte donc agrave lrsquoeacutenergie deacutelivreacutee par uniteacute de temps

mais aussi agrave lrsquoeacutenergie consommeacutee sous forme de carburant dans le mecircme temps

On ne peut jamais mesurer la puissance on ne peut que la calculer en combinant les valeurs

de la charge moteur et de la vitesse de rotation releveacutees sur un banc de puissance

Banc drsquoessai moteur

Passer un moteur au banc consiste drsquoabord agrave lrsquoaccoupler agrave un disque eacutequipeacute drsquoun

- frein

- compte-tours

Une fois le moteur lanceacute agrave plein reacutegime lrsquoopeacuteration consiste agrave actionner progressivement le

frein jusqursquoagrave ce que la vitesse de rotation du moteur soit stabiliseacutee la commande des gaz

restant grande ouverte

En effet une vitesse stabiliseacutee signifie que le couple moteur est alors exactement eacutegal au

couple de freinage

il suffit donc de mesurer lrsquointensiteacute de la force de freinage pour en deacuteduire la valeur du couple

moteur

Autrement dit ce qursquoon appelle agrave tort un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo ne sert qursquoagrave mesurer le couple

moteur et la maniegravere dont il eacutevolue en fonction de la vitesse de rotation

In fine la puissance reacutesulte drsquoun calcul crsquoest le produit de ces deux grandeurs

F N

Pf =

10 000

Ougrave

F charge [N]

N = reacutegime de rotation [trmn]

38 Puissance corrigeacutee

Pfc = Pf f

Avec

f Facteur de correction tenant compte de la tempeacuterature et de la pression ambiante f

= 1085

Tamb = 27 [degC] Diagramme de conversion

f = 1085

Pamb = 719 [mmHg]

39 Consommation speacutecifique

La consommation speacutecifique du moteur est la quantiteacute de carburant (Cs) utiliseacutee pour produire

un travail T donneacute

(3600 v Ps )

Cs = [gkWh]

(t Pf)

Ou

v volume du gas-oil agrave consommer [cm3]

Ps poids speacutecifique du gasoil [grcm3]

t temps de consommation [s]

Pf puissance au frein [kW]

310 Consommation speacutecifique corrigeacutee

Csc = (3600 v Ps ) (t Pfc)

Ou

Pfc puissance corrigeacutee

311 Couple moteur

Quelles sont les caracteacuteristiques essentielles drsquoun veacutehicule agrave moteur

Les services marketing le savent crsquoest la puissance et la vitesse maximale qui au premier

abord focalisent lrsquoattention du public car ce sont les donneacutees les plus valorisantes pour

lrsquoacheteur

Mais pour le technicien comme pour le conducteur aviseacute crsquoest

- la masse de la voiture

- son couple moteur

- le reacutegime auquel il est disponible

qui sont les donneacutees essentielles car elles conditionnent le comportement du veacutehicule en

situation reacuteelle le service qursquoil peut rendre et son prix de revient

Le terme de lsquolsquocouplersquorsquo vient de ce qursquoil associe deux grandeurs

- une force crsquoest la pression que les gaz exercent sur les pistons

- un bras de levier crsquoest la longueur des manetons du vilebrequin

On utilise pour cela un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo qui est un appareil eacutequipeacute drsquoun compte-tours et

drsquoun frein

La valeur du couple moteur deacutepend de lrsquoaptitude drsquoun moteur agrave introduire dans les cylindres

un meacutelange air-carburant parfaitement homogegravene et surtout de sa capaciteacute agrave en tirer le

maximum drsquoeacutenergie au moment de la combustion

Le couple moteur est toujours relativement modeste agrave bas reacutegime il atteint sa valeur

maximale aux reacutegimes intermeacutediaires pour deacutecroicirctre ensuite inexorablement au fur et agrave

mesure que la vitesse de rotation augmente comme si le moteur finissait par srsquoasphyxierhellip

Tant que le moteur fonctionne dans sa plage de reacutegime de couple maximum la consommation

de carburant la pollution de lrsquoenvironnement et donc le prix de revient du kilomegravetre parcouru

se maintiennent aux valeurs les plus basses dont le veacutehicule est capable

Pour toutes ces raisons il est preacutefeacuterable que le couple maximum soit deacutelivreacute agrave un reacutegime pas

trop eacuteleveacutehellip

30PN 1000

CN = [Nm]

N π

Ou

PN Puissance nominale [kW]

N Vitesse de rotation [trmn]

312 Couple corrigeacutee

30Pfc 1000

Cc = [Nm]

N π

Ou

Pf Puissance corrigeacutee [kW]

4 Bilan thermique des moteurs

Que devient lrsquoeacutenergie libeacutereacutee par la combustion

Elle apparaicirct sous deux formes distinctes

Chaleur crsquoest la mecircme que celle qursquoon peut ressentir devant nrsquoimporte quel

brasier Lrsquoeacutechauffement drsquoun moteur dit lsquolsquothermiquersquorsquo est donc un pheacutenomegravene

normal Heacutelas cette chaleur ne sert agrave rien sinon agrave chauffer lrsquohabitacle elle est

donc voueacutee agrave se disperser dans lrsquoenvironnement

Mouvement crsquoest ce dont on a besoin pour faire avancer la voiture Dans le

cas drsquoun moteur drsquoautomobile la pression des gaz dans la chambre de

combustion provoque le mouvement des pistons et la rotation du vilebrequin

signe tangible qursquoune autre partie de lrsquoeacutenergie libeacutereacutee srsquoest manifesteacutee sous

forme de mouvement (4)

Comment distinguer ces deux formes drsquoeacutenergie

En calculant le rendement du moteur ou plus exactement son bilan thermique

En effet le rendement se deacutefinit comme

eacutenergie reacutecupeacutereacutee

Rendement =

eacutenergie consommeacutee

Dans le cas drsquoun moteur

lrsquoeacutenergie reacutecupeacutereacutee est celle mesureacutee en bout de vilebrequin sur un banc de puissance

exprimeacutee en kilowattheure [kW]

lrsquoeacutenergie consommeacutee correspond agrave la masse de carburant brucircleacutee (exprimeacutee drsquoabord en

kilogrammes puis convertie en joules)

Le reacutesultat est une grandeur sans dimension

Si on fait un bilan thermique dans un moteur de combustion interne

QT = Qe + Qr + Qra + Qa + Qres + Qge

- QT Flux de chaleur deacutegageacute si on brucircle tout le combustible

- Qe Flux de chaleur transformeacutee en puissance effective

- Qr Flux de chaleur eacutevacueacute au liquide de refroidissement

- Qge Flux de chaleur perdu avec les gaz deacutechappement

- QP Flux de chaleur perdu (par rayonnement vers lrsquohuile agrave cause de la combustion

incomplegravete frottements etc)

Scheacutema de la conversion et des pertes thermique dans un moteur

Si on fait un bilan des pertes de chaleur pour prendre en compte ougrave elles se produisent on

trouve

41 Chaleur totale introduite dans le moteur par la combustion

Eacutenergie brute libeacutereacutee par la combustion du carburant

Gazole 443 MJkg-1 (374 MJl-1 )

Essence 469 MJkg-1 (356 MJl-1 )

GPL 487 MJkg-1 (268 MJl-1 )

Eacutenergie nette libeacutereacutee par la combustion du carburant

Gazole 417 MJkg-1 (352 MJl-1 )

Essence 437 MJkg-1 (332 MJl-1 )

GPL 451 MJkg-1 (248 MJl-1 )

(PCI Csh)

QT =

36

Calcul de la consommation horaire

- PCI pouvoir calorifique inferieur [kJkg]

- Csh consommation speacutecifique horaire [kgh]

42 Chaleur eacutequivalente au travail effectif par uniteacute de temps

Qe = 1000 Pf [Js]

Sachant que

- Pf puissance au frein [W]

43 Chaleur transmise au systegraveme de refroidissement

Cette chaleur est donneacutee par la formule suivante

C i D(1+2m ) Nm

Qr = [Js]

λ Avec

- C Coefficient de proportionnaliteacute dont la valeur pour les moteurs agrave 4 temps varie

dans la plage [045 divide 0 53]

- i Nombre de cylindres

- D Aleacutesage du cylindre

- N freacutequence de rotation du vilebrequin

- m Exposant empirique dont la valeur pour les moteur agrave 4 temps est limiteacutee par

lrsquointervalle [06 divide 07 ]

- λ Coefficient drsquoexcegraves drsquoair

44 Chaleur emporteacutee par les gaz drsquoeacutechappement

Csh

Qge = [nt(mcp)tr (Tr-273 ) - Lr(mcp)t2 (T2- 273)]

36 Avec

- L Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil [kmole drsquoairkg de

combustible]

- nt Quantiteacute totale des produits de combustion [kmolekg]

- Tr Tempeacuterature des gaz drsquoeacutechappement [K]

- T2 Tempeacuterature de lrsquoair a lrsquoentreacutee du moteur [K]

- Csh Consommation massique de gas-oil horaire [kgh]

- (mcp)tr ( mcp)t2 sont respectivement la capaciteacute calorifique molaire moyenne agrave

pression constante des gaz reacutesiduels et de lrsquoair admis

45 Autres pertes de chaleur

QP = QT - (Qe + Qr + Qge)

Chapitre 8

Identification du

veacutehicule

Vehicle Identification Number

Le code VIN - Vehicle Identification Number - est un code alphanumeacuterique unique qui est

donneacute agrave chaque veacutehicule automobile depuis 1950

Il apparaicirct sur le chacircssis du veacutehicule

ainsi que sur le moteur et dans

lordinateur de bord

Lanceacute dans une forme simplifieacutee en

1950 par les constructeurs ameacutericains

ce code passera aux 17 caractegraveres

actuels en 1980

Le numeacutero inscrit sur la carte grise

dans la zone laquo numeacutero dans la seacuterie

du type raquo correspond bien agrave celui

figurant sur la voiture Passat IV B ndash 2000 (=B55 ou =Typ 3BG ou = VI) Dapregraves le VIN cest une 3B et le E correpond agrave la version Sport 212130 serait le numeacutero de seacuterie du cassis

Ce numeacutero dans la seacuterie du type est parfois appeleacute numeacutero de seacuterie ou numeacutero de chacircssis

mais son appellation officielle est

Numeacutero drsquoIdentification du Veacutehicule

(NIV ou Vehicle Identification Number VIN en anglais) et regroupe

laquo Type raquo et laquo N dans la seacuterie du type raquo

Cette normalisation preacutevoit entre autres que le NIV doit avoir une

Longueur de 17 caractegraveres

et peut ecirctre diviseacute en 3 sections

bull Les 3 premiers caractegraveres sont reacuteserveacutes agrave

Identification Mondiale du Constructeur

WMI World Manufacturer Identification (anglais)

Suivant cette codification chaque constructeur est identifieacute mondialement avec parfois des

variations suivant le pays ougrave se trouve lrsquousine de fabrication

A titre drsquoexemple la codification de - Renault est VF1

- Peugeot est VF3

- Citroeumln est VF7

Les 03 premiers caractegraveres didentification du constructeur

(WMI)

On distingue les constructeurs qui fabriquent plus de 500 exemplaires par an des autres

Un constructeur dont la production est infeacuterieure agrave 500 veacutehicules par an utilise 9

caractegraveres les autres 14

Certains constructeurs utilisent le 3egraveme caractegravere pour une cateacutegorie de veacutehicules comme les

bus ou les camions comme par exemple

bull le code Ameacuterique du Nord 1G attribueacute agrave General Motors se deacutecompose en

- 1G1 pour Chevrolet

- 1G2 pour Pontiac et

- 1GC pour Chevrolet camions

bull le code Italie F attribueacute agrave Fiat se deacutecompose en

- FA pour Fiat Auto et

- FC pour Fiat VI

Le premier caractegravere WMI correspond au code du pays dans lequel lusine du constructeur est

implanteacutee Exemple

- ZFA Fiat Auto Italie

- SUF Fiat Auto Pologne

- 8AF Fiat Auto Argentine

- NRT Tofas-Fiat Auto Turquie

- 9BD Fiat Automoveicircs Breacutesil

bull Les 6 caractegraveres suivants sont consacreacutes agrave la

Section de Description du Veacutehicule

VDS Vehicle Description Section (anglais)

ougrave lrsquoon va trouver une codification du type eacutelaboreacutee par le constructeur PSA et Renault

utilisent dans cette zone ce que lrsquoon appelait autrefois le type mines

bull Enfin les 8 derniers caractegraveres constituent la

Section drsquoIdentification du Veacutehicule

VIS Vehicle Identification Section en anglais

Il srsquoagit drsquoun numeacutero seacutequentiel attribueacute au veacutehicule et ce dans le type et pour le constructeur

concerneacute

Emplacement du VIN

Afin de veacuterifier la concordance entre ce numeacutero se trouvant sur la carte grise et celui

figurant sur la voiture

il faut savoir que ce numeacutero peut ecirctre trouveacute agrave 2 ou 3 endroits du veacutehicule suivant les cas sur

chacircssis du veacutehicule plaque constructeur derriegravere le pare brise

Cette derniegravere option nrsquoest pas obligatoire mais de plus en plus les constructeurs europeacuteens

en eacutequipent leurs modegraveles les plus reacutecents Pour connaicirctre lendroit ougrave se trouve ce numeacutero

reportez-vous au manuel dutilisation du veacutehicule ou adressez-vous agrave un concessionnaire de la

marque

Le NIV se trouvant sur le chacircssis doit ecirctre

- frappeacute agrave lrsquoaide de poinccedilons ou

- graveacute sur une piegravece essentielle de la voiture

En geacuteneacuteral faisant partie de la caisse ou du chacircssis de maniegravere agrave ce quil ne puisse seffacer

accidentellement ou salteacuterer

Il doit ecirctre placeacute de maniegravere visible sans qursquoun deacutemontage ne soit neacutecessaire

Pour ce qui est de sa localisation il doit impeacuterativement se situer dans la partie droite du

veacutehicule et lrsquoexpeacuterience montre que dans 80 agrave 85 des cas ce NIV se trouve

- dans la partie droite ou centrale du compartiment moteur

- aux environs immeacutediats du siegravege passager avant droit

La plaque constructeur sur laquelle figure eacutegalement le NIV est

- soit une plaque aluminium de couleur argenteacutee ou noire

- soit une eacutetiquette adheacutesive qui peut ecirctre noire blanche ou translucide

Cette plaque constructeur se trouve en geacuteneacuteral

- dans le compartiment moteur

- sur le pied de porte avant droit

- dans le coffre

Enfin le NIV optionnel qui peut se trouver derriegravere le pare-brise est visible agrave travers une

petite fenecirctre en bas agrave gauche et donc coteacute conducteur

Evolution du code VIN en fonction des types

Mercedes W201

Mercedes W202

Mercedes W203

Mercedes W204

Composition du code

Les veacutehicules modernes qui sont reacutefeacuterenceacutes avec des codes VIN sont identifiables par un

systegraveme baseacute sur la norme ISO Organisation internationale de normalisation

- ISO 3779 de 1979 et

- ISO 3780 de 1980

Avant-propos

LISO (Organisation internationale de normalisation) est une feacutedeacuteration mondiale

dorganismes nationaux de normalisation (comiteacutes membres de lISO)

1 Domaine dapplication

La preacutesente Norme internationale speacutecifie le contenu et la structure dun numeacutero

didentification des veacutehicules (VIN) permettant dassurer agrave leacutechelle mondiale un systegraveme

uniforme de numeacuterotation pour lidentification des veacutehicules routiers

La preacutesente Norme internationale sapplique aux veacutehicules agrave moteur aux veacutehicules tracteacutes

aux motocycles et aux cyclomoteurs deacutefinis dans lISO 3833

3 Termes et deacutefinitions

31 Numeacutero didentification dun veacutehicule VIN

Combinaison structureacutee de caractegraveres attribueacutee agrave un veacutehicule par son constructeur en vue de

son identification

32 Code didentification mondiale du constructeur WMI

Premiegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui deacutesigne le constructeur du

veacutehicule et qui est assigneacutee agrave un constructeur de veacutehicules afin de permettre lidentification

dudit constructeur

33 Descripteur VDS

Deuxiegraveme section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui donne une information sur les

caracteacuteristiques geacuteneacuterales du veacutehicule

34 Indicateur VIS

Troisiegraveme et derniegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui constitue une

combinaison de caractegraveres attribueacutes par le constructeur pour distinguer un veacutehicule dun autre

veacutehicule

35 Constructeur

Personne entreprise ou socieacuteteacute qui deacutelivre le certificat de conformiteacute ou qui deacutemontre la

conformiteacute et assume la responsabiliteacute du produit pour un veacutehicule precirct agrave ecirctre mis en service

indeacutependante de lemplacement de lusine de montage

36 Anneacutee

Anneacutee calendaire pendant laquelle le veacutehicule est produit ou anneacutee du modegravele du veacutehicule

deacutetermineacutee par le constructeur

37 Seacuteparation

Symbole caractegravere ou bordure mateacuterielle qui peut ecirctre utiliseacute pour seacuteparer les sections du

numeacutero didentification dun veacutehicule ou pour deacutefinir ses limites

Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee

Code

1971 1 1980 A 1992 N 2001 1 2010 A

1972 2 1981 B 1993 P 2002 2 2011 B

1973 3 1982 C 1994 R 2003 3 2012 C

1974 4 1983 D 1995 S 2004 4 2013 D

1975 5 1984 E 1996 T 2005 5 2014 E

1976 6 1985 F 1997 V 2006 6 2015 F

1977 7 1986 G 1998 W 2007 7 2016 G

1978 8 1987 H 1999 X 2008 8 2017 H

1979 9 1988 J 2000 Y 2009 9 2018 J

1989 K 2019 K

1990 L 2020 L

1991 M 2021 M

Quelques diffeacuterences existent pour la codification des tregraves petites seacuteries

Standard 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1

5

1

6

1

7

ISO 3779

Code

constructeu

r-WMI

Composition du

veacutehicule Code veacutehicule-VIS

Union

Europeacuteen

ne

amp

Ameacuterique

du Nord

plus de 500

veacutehiculesan

Code

constructeu

r-WMI

Compositio

n du

veacutehicule

Code

eacutequipeme

nt du

veacutehicule

Code

Anneacutee

Modegravel

e

Code

Veacutehicul

e

Numeacutero progressif

seacuterie

Union

Europeacuteen

ne

amp

Ameacuterique

du Nord

moins de 500

veacutehiculesan

WMI

Compositio

n du

veacutehicule

Code

eacutequipeme

nt du

veacutehicule

Code

Anneacutee

Modegravel

e

Code

Veacutehicul

e

Code

constructeu

r-WMI

Numeacutero

progressi

f seacuterie

Exemple de code VIN

Poinccedilon Peugeot VF3 741 A4 7F535G815 Poinccedilon Peugeot

- Poinccedilon Peugeot - Code constructeur WMI (03)

1 VF (Europe S-Z France VF-VR)

3 3 (Peugeot)

- Type au mines (06)

4-6 741 (Composition du veacutehicule)

7 (306)

4 (04 portes)

1 ou A (Moteur D1768 cc)

7-8 A4 (type de veacutehicule coupe cabriolet etc)

9 7 (Code eacutequipement du veacutehicule)

- Anneacutee modegravele (01)

10 F (1985)

- Code VIS (07)

11 5 (code usine chiffre ou lettre selon les constructeur)

12-17 35G815 (numeacutero dans la seacuterie du type)

Poinccedilon Peugeot

WAUZZZ8GZPA001181

Codes pays

AndashH = Afrique JndashR = Asie SndashZ = Europe

1ndash5 =

Ameacuterique

du Nord

6ndash7 =

Oceacuteanie

8ndash9 =

Ameacuterique

du Sud

AA-AH Afrique

du Sud

AJ-AN Cocircte

dIvoire

AP-A0 non

attribueacute

BA-BE Angola

BF-BK Kenya

BL-BR Tanzanie

BR Algeacuterie

BS-B0 non

attribueacute

CA-CE Benin

CF-CK

Madagascar

CL-CR Tunisie

CS-C0 non

attribueacute

DA-DE Egypte

DF-DK Maroc

DL-DR Zambie

DS-D0 non

attribueacute

(probable

Algerie)

EA-EE Ethiopie

EF-EK

Mozambique

EL-E0 non

attribueacute

FA-FE Ghana

FF-FK Nigeria

FF-FK

Madagascar

FL-F0 non

attribueacute

GA-G0 non

attribueacute

HA-H0 non

attribueacute

JA-J0 Japon

KA-KE Sri

Lanka

KF-KK

Israel

KL-KR

Coreacutee du Sud

KS-K0 non

attribueacute

LA-L0 Chine

MA-ME Inde

MF-MK

Indoneacutesie

ML-MR

Thaiumllande

MS-M0 non

attribueacute

NF-NK

Pakistan

NL-NR

Turquie

NS-N0 non

attribueacute

PA-PE

Philippines

PF-PK

Singapour

PL-PR

Malaysie

PS-P0 non

attribueacute

RA-RE

Emirat

Arabes Unis

RF-RK

Taiwan

RL-RR

Vietnam

RS-R0 non

attribueacute

SA-SM

Grande

Bretagne

SN-ST

Allemagne

SU-SZ

Pologne

S1-S0 non

attribueacute

TA-TH Suisse

TJ-TP

Reacutepublique

Tchegraveque

TR-TV

Hongrie

TW-T1

Portugal

T2-T0 non

attribueacute

UA-UG non

attribueacute

UH-UM

Danemark

UN-UT Irlande

UU-UZ

Roumanie

U1-U4 non

attribueacute

U5-U7

Slovaquie

U8-U0 non

attribueacute

VA-VE

Autriche

VF-VR France

VS-VW

Espagne

VX-V2

Yougoslavie

V3-V5 Croatie

V6-V0 Estonie

WA-W0

1A-10 Etats

Unis

2A-20

Canada

3A-3W

Mexique

3X-37 Costa

Rica

38-30 non

attribueacute

4A-40 Etats

Unis

5A-50 Etats

Unis

6A-6W

Australie

6X-60 non

attribueacute

7A-7E

Nouvelle

Zeacutelande

7F-70 non

attribueacute

8A-8E

Argentine

8F-8K Chili

8L-8R

Equateur

8S-8W

Peacuterou

8X-82

Veacuteneacutezueacutela

83-80 non

attribueacute

9A-9E Breacutesil

9F-9K

Colombie

9L-9R

Paraguay

9S-9W

Uruguay

9X-92

Trinidad amp

Tobago

93-99 Breacutesil

90 non

attribueacute

Allemagne

XA-XE

Bulgarie

XF-XK Gregravece

XL-XR Pays

Bas

XS-XW Russie

XX-X2

Luxembourg

X3-X0 Russie

YA-YE

Belgique

YF-YK

Finlande

YL-YR Malte

YS-YW Suegravede

YX-Y2

Norvegravege

Y3-Y5

Bielorussie

Y6-Y0 Ukraine

ZA-ZR Italie

ZS-ZW non

attribueacute

ZX-Z2

Sloveacutenie

Z3-Z5 Lituanie

Z6-Z0 non

attribueacute

Chapitre 9

Organisation du

garage

1 Introduction

Un atelier de reacuteparation automobile plus communeacutement

appeleacute

garage

est une structure speacutecialiseacutee dans lentretien courant et la

reacuteparation des veacutehicules automobile

Un petit atelier de garagiste en

Nouvelle-Galles du Sud (Australie)

laquo Garagiste raquo est un terme geacuteneacuterique deacutesignant une personne travaillant dans un garage et

peut sappliquer agrave tous les meacutetiers de lentretien automobile

- meacutecanicien

- carrossier

- peintre en carrosserie

- vendeur etchellip

Un garage peut faire office de station-service tandis que

bon nombre de ces derniegraveres principalement deacutedieacutees agrave la

distribution de carburant proposent un service basique

de laquo garage raquo permettant lentretien courant du veacutehicule

et les reacuteparations mineures

Certains garages en outre proposent un service de vente

de veacutehicules Garage Citroeumln agrave Constantine

au debut du XX siegravecle (Algeacuterie)

Il existe des concessionnaires et des garagistes indeacutependants

2 Histoire

Les ateliers de reacuteparation ont fait leur apparition et se sont multiplieacutes de par le monde en

mecircme temps que lautomobile a commenceacute agrave se banaliser agrave compter du deacutebut du XXe siegravecle

passant du statut de curiositeacute tregraves oneacutereuse agrave celui de bien de grande consommation -

progressivement accessible au plus grand nombre ( FORD T)

Laugmentation du parc installeacute a constitueacute lopportuniteacute de creacuteer un nouveau modegravele

eacuteconomique axeacute sur ce nouveau mode de transport

Tandis que les pays industrialiseacutes sadaptaient agrave lautomobile en

- seacutecurisant et regraveglementant son emploi

- deacuteveloppant un reacuteseau de routes adapteacute

le besoin en points dentretien deacutedieacutes est alleacute croissant et les laquo garages raquo ont commenceacute agrave se

multiplier au bord des routes et dans les agglomeacuterations

3 CHOIX DE LIMPLANTATION

Limplantation dun garage en centre-ville ou en bordure de ville implique avantages et

inconveacutenients quelque soit le cas Critegraveres de choix

- Trafic

- Publiciteacute

- Faciliteacute daccegraves

- Coucirct du terrain

- Superficies possibles

- Frais fixes

4 REacutePARTITION DES SURFACES

La reacutepartition ideacuteale des surfaces est de

- 13 bacircti

- 23 non-bacircti

a) SURFACES NON-BATIES Elles sont essentiellement constitueacutees

- Aires de stationnement Clients magasin de PR

- veacutehicules en attente de reacuteparation

- veacutehicules clients reacutepareacutes

- veacutehicules neufs et occasions

- veacutehicules du personnel

- veacutehicules visiteurs ex repreacutesentants deacutepanneuse bennes agrave deacutechets

b) SURFACES BATIES Les locaux doivent ecirctre

- spacieux

- bien eacuteclaireacutes

- ventileacutes

- chauffeacutes

- daccegraves facile

Il faut preacutevoir

Piegraveces agrave usage de bureau

- 6msup2 par personne

Reacuteception et daccueil des clients

- sa localisation doit ecirctre eacutevidente

Salle dattente clients

- spacieuse

- confortable

- agreacutementeacutee

- documenteacutee

- eacutequipeacutee

- eacuteclaireacutee

- peinte toujours en blanc mat

Magasin de Piegraveces de Rechange plusieurs accegraves seacutepareacutes

- clients

- meacutecaniciens

- agents

Atelier de reacuteparation plusieurs zones

- reacuteparations rapides

- interventions longues

- carrosserie

- peinture

- eacutelectriciteacute

- mise au point etc

Piegraveces annexes

- deacutechets

- aire de lavage

- compresseurs

- vestiaires personnels

- sanitaires etc

5 LES MATEacuteRIELS

a) GROS MATEacuteRIELS

Stations de lavage Stations de vidange graissage Station de controcircle de geacuteomeacutetrie

des trains roulants

Montage et eacutequilibrage de pneumatiques Station de diagnostic Station de controcircles

Electriciteacute

Mateacuteriels de manutention (grues crics) ponts eacuteleacutevateurs

b) PETITS MATEacuteRIELS

Outillages speacutecialiseacutes Outillages individuels

6 LES PERSONNELS

La hieacuterarchie se compose de 2 cateacutegories

a) ENCADREMENT

Directeur geacuteneacuteral Directeur commercial Directeur technique

Directeur financier

b) EXEacuteCUTION

Secreacutetaires de direction Secreacutetaires dadministration de commerce et de gestion-finance

Chef deacutequipe Reacuteceptionnaire Preacuteparateurs

Meacutecaniciens Magasiniers Vendeurs

a EXEMPLE DAMEacuteNAGEMENT DUN GARAGE AUTOMOBILE

a) RDC

b) Etage Bureaux et administration

b ORGANISATION DUNE ENTREPRISE DE REacutePARATION

AUTOMOBILE

a) OBJECTIF DE LENTREPRISE

Accroicirctre la productiviteacute

- en structurant les ateliers

- en deacutefinissant avec preacutecision les tacircches de chacun des personnels afin quelles

ne se chevauchent pas

b) ORGANIGRAMME DUNE ENTREPRISE STRUCTUREacuteE

- Un responsable par secteur assure la liaison avec le chef dentreprise qui controcircle tous

les secteurs

- Chaque secteur est autonome

- Limportance des activiteacutes de reacuteparation permet de subdiviser le travail sous la

responsabiliteacute de plusieurs reacuteceptionnaires ainsi que plusieurs chefs deacutequipe

c FONCTIONS DES DIFFEacuteRENTS PERSONNELS AU SEIN DE

LENTREPRISE

a) LE CHEF DENTREPRISE

Il deacutefinit les objectifs et les prioriteacutes de lentreprise en assurant le controcircle de tous

les secteurs

b) LE CHEF DATELIER

- Il est responsable du fonctionnement des ateliers et de la formation des

employeacutes

- Il coordonne tous les services

c) LE REacuteCEPTIONNAIRE

- accueil le client

- deacutefinie la nature des travaux agrave effectuer

- eacutetablie eacuteventuellement un devis

- preacutecise les deacutelais de reacuteparation

Si le client est daccord

- reacutedige et fait signer LOR quil remplit avec rigueur (ex eacutetat du veacutehicule

carburant accessoires)

- charge le planning de latelier

Apregraves les travaux

- rend le veacutehicule apregraves paiement de la facture

d) LE CHEF DEacuteQUIPE

Il reacutepartit le travail et prend les deacutecisions au niveau de la reacuteparation

e) LES COMPAGNONS

Ce sont les exeacutecutants des reacuteparations

f) LE MAGASINIER

Il approvisionne latelier en piegraveces de rechange et assure le service clientegravele

g) SERVICE FACTURATION

Reacutedaction des factures dapregraves lOR pointeacute par le chef deacutequipe

h) SERVICE COMPTABILITEacute

Il gegravere et reacutealise les bilans dexploitation

Chapitre 10

Devis

1 ORGANIGRAMME DrsquoUNE INTERVENTION

2 Deacutefinition

Un devis est une estimation des prix reacutealiseacutee avant lexeacutecution de travaux ou avant lachat

dun bien

Le DEVIS est une eacutevaluation la plus preacutecise possible du coucirct dune reacuteparation

Dans le cadre de son DEVOIR dinformation et dans le souci permanent de conserver des

relations claires avec le client le devis est devenu une deacutemarche indispensable

3 Enjeux dun devis

Lorsquun particulier ou une socieacuteteacute demande des devis aupregraves de plusieurs entreprises cela

permet de comparer les prix et les prestations fournies

Les Destinataires

- un client

- une compagnie dassurance ou cabinet dexpertise

bull Le Client Le devis permet dinformer le client Il est geacuteneacuteralement eacutetabli sans

deacutemontage meacutecanique Par conseacutequent le devis reste approximatif sachant quune

erreur supeacuterieure agrave 10 nest pas toleacuterable

bull Assurances ndash Experts Le devis est eacutetabli de maniegravere preacutecise pour permettre agrave

lassureur de prendre une deacutecision sur lopportuniteacute de la reacuteparation remise en eacutetat

ou mise en eacutepave lorsque la reacuteparation deacutepasse la valeur veacutenale du veacutehicule

Geacuteneacuteralement les devis sont gratuits

4 Deacutemarche dutilisation des devis

a) Ce que doit comporter un devis

Identification du prestataire qui reacutedige le devis

bull nom et raison sociale

bull adresse complegravete

bull teacuteleacutephone

bull teacuteleacutecopie

bull email et site internet

Identification de la personne qui a demandeacute le devis

bull nom preacutenom

bull adresse

bull teacuteleacutephone

Le mot devis doit ecirctre eacutecrit en gros

La date du devis

La liste des prix et le total

b) Ce quil faut preacuteciser dans un devis

bull La dureacutee de la validiteacute de loffre par exemple ce devis est valable entre 1 et 3 mois

selon le projet

5) Estimation

bull Lestimation consiste agrave eacutevaluer par preacutediction les coucircts et deacutelais des tacircches qui

constituent un projet agrave partir destimations dautres grandeurs comme la taille la

puissance ou la capaciteacute Le terme estimation deacutecrit aussi bien la fonction lopeacuteration

que le reacutesultat

6) Quelles sont les regravegles dun bon devis

- Un prix ferme

- une trace eacutecrite en cas de litigehellip

Tel est linteacuterecirct de disposer dun bon devis avant le deacutebut des travaux

Le bon devis doit comporter un certain nombre de mentions obligatoires notamment

- la somme globale agrave payer

- le deacutecompte deacutetailleacute des prestations et des produits utiliseacutes

- le nom et ladresse de lentreprise

- la dureacutee de validiteacute de loffre et lindication du caractegravere gratuit ou payant du

devis

Ces regravegles protegravegent de faccedilon satisfaisante le client

Des mentions suppleacutementaires

Pour autant rien ne lempecircche de demander au professionnel dajouter sur le devis dautres

mentions non obligatoires comme par exemple

- les modaliteacutes de regraveglement avec un eacutecheacuteancier preacutecis des paiements

- la date limite preacutevue pour la fin des travaux

- une peacutenaliteacute de retard par jour deacutepasseacute

Le client disposera ainsi de moyens de pression suppleacutementaires en cas de complicationhellip

Si la facture est plus eacuteleveacutee

Il arrive que le montant de la facture soit supeacuterieur agrave celui du devis alors que le client navait

pas donneacute son accord preacutealablehellip

Que faire

Commencer par veacuterifier si le devis ne comporte pas une clause de reacutevision du prix dans

certains cas expresseacutement preacutevus (ex hausse du coucirct de la main-dœuvre ou des matiegraveres

premiegraveres)

si cest le cas le professionnel a le droit de reacutepercuter cette hausse sur la facture

Agrave deacutefaut le client peut refuser de payer la diffeacuterence

Une simple lettre de reacuteclamation adresseacutee au professionnel en recommandeacute avec accuseacute de

reacuteception devrait suffire En cas deacutechec le client doit saisir la direction de la concurrence de

la consommation et de la reacutepression des fraudes du deacutepartement du professionnel

Chapitre 11

Bon de commande

Commande

Dans le commerce une commande est une intention soit

- verbale

- eacutecrite

dengager une transaction commerciale pour des produits ou services particuliers

Du point de vue de lacheteur elle exprime lintention dacheter et est appeleacutee une commande

dachat

Du point de vue du vendeur elle exprime lintention de vendre et elle se reacutefegravere agrave une

commande de vente

Dans beaucoup dentreprises les commandes sont utiliseacutees pour rassembler et rendre compte

des coucircts et des revenus selon des objectifs bien deacutefinis

Ensuite il est possible de montrer pour quels objectifs les deacutepenses ont eacuteteacute engageacutees

Eacutetapes dans les commandes commerciales

Commerce Action de lacheteur Action du vendeur

Acheteur qui deacutesire le

produit et vendeur qui

vend le produit

Recherche des vendeurs du produit Marketing et publiciteacute

Veacuterification du pricing

du produit disponibiliteacute

speacutecifications coucircts de

livraison

Demande de devis ou demande doffre Devis ou offre creacuteeacutes

Accord de transaction

entre acheteur et vendeur Enregistrement de la commande dachat

Enregistrement de la commande

de vente

Le produit est expeacutedieacute du

vendeur agrave lacheteur

Fiche demballage facture pro

forma pour certaines

expeacuteditions internationales

Lacheteur reccediloit le

produit du vendeur

La fiche demballage et le produit sont

compareacutes avec la commande dachat on

veacuterifie le bon conditionnement du

produit

Le vendeur envoie la

facture (comptabiliteacute) agrave

lacheteur

On fait correspondre la fiche demballage

avec la commande dachat et la facture

on enregistre lachat dans les comptes

financiers dans la comptabiliteacute

fournisseurs

On enregistre la vente dans les

comptes financiers dans la

comptabiliteacute clients

Lacheteur paie le

vendeur

Paiement en espegraveces par chegraveque ou

paiement eacutelectronique enregistrement

du paiement sur la commande dachat

Reacuteception des espegraveces du

chegraveque ou du paiement

eacutelectronique enregistrement du

paiement sur la commande de

vente

Page 15: Maintenance des parcs roulants Partie 2/3

- Echappement Les gaz brucircleacutes sont chasseacutes par le piston qui remonte gracircce agrave la soupape

drsquoeacutechappement qui srsquoouvre

Les seules bougies preacutesentes sur un moteur diesel sont les bougies de preacutechauffage qui comme leur

nom lindique preacutechauffent les chambres de combustion (ou les preacutechambres suivant le type de diesel)

afin dobtenir lorsque le moteur est froid une tempeacuterature suffisante pour lauto-inflammation du

carburant

332 Vitesse et puissance

Les vitesses de rotation des moteurs diesel sont tregraves diffeacuterentes dun moteur agrave un autre

En effet plus le moteur est gros plus la course du piston est grande et plus le moteur est lent

Trois classes de moteurs sont ainsi deacutefinies

bull moteur lent moins de 200 trmin

bull moteur semi-rapide entre 400 et 1 000 trmin

bull moteur rapide 1 000 trmin et plus

Scheacutematiquement plus le piston est gros plus sa course

est importante

Pour exemplethinsp moteur DW10 ATED de PSA cylindreacutee

1 997 cmsup3 aleacutesage 85 mm course 88 mm reacutegime de

puissance maximale 4 000 trmin

Pour ce moteur la vitesse lineacuteaire du piston dans le

cylindre agrave 4 000 trmin est de 88 x 2 (deux courses par

tour moteur) = 176 mm ou en megravetres 0176 times 4 000

soit 704 mmin ou 70460thinspms = 117 ms

Moteur Diesel PSA

Certains moteurs Diesel lents de type agrave 2 temps atteignent 100 000 ch (voir le porte- conteneurs

Emma Maeligrsk) comme le Waumlrtsilauml RT-flex96C 14 cylindres moteur agrave 2 temps lent

(92102 toursmin)

Les cylindres ont un aleacutesage de 96 cm et le piston une course de

25 m2

Ce moteur a une hauteur denviron 13 megravetres et une longueur de 26

megravetres pour un poids de 2 300 tonnes

333 Combustion

Reacuteaction chimique dans laquelle la combustion du carburant (oxydation vive de lhexadeacutecane) par le

dioxygegravene preacutesent dans lair deacutegage de la chaleur plus des reacutesidus de combustion dioxyde de carbone

et eau

Eacutequation parfaite de la combustion du gazole

hexadeacutecane + dioxygegravene = dioxyde de carbone + eauthinsp

2 C16H34 + 49 O2 rarr 32 CO2 + 34 H2O + Q

En pratique on considegravere quil faut preacutevoir 30 g dair pour brucircler 1 g de combustible

334 Usage

On utilise le moteur Diesel lorsque lon a un besoin dun couple

important ou dun bon rendement

- locomotives

- bateaux

- camions

- Bus et car Diesel-alternateur sur un peacutetrolier

- tracteurs agricoles

- groupes eacutelectrogegravenes

- engins de travaux publics

- automobiles

335 Circuit drsquoalimentation

Le circuit drsquoalimentation (figure I16) du moteur en carburant (gas-oil) dans un moteur diesel

comprend les eacuteleacutements suivants

- Le reacuteservoir qui est souvent muni drsquoun tamis qui arrecircte les plus grosses impureteacutes du combustible

Le bouchon comporte un trou de mise agrave lrsquoair libre

- La pompe drsquoalimentation aspire le combustible dans le reacuteservoir agrave travers une creacutepine Elle est

proteacutegeacutee par un preacute-filtre

- Le filtre complegravete le nettoyage du combustible qui est refouleacute par la pompe drsquoalimentation La

pression fournie par cette pompe est limiteacutee par le clapet de deacutecharge placeacute dans le filtre

- La pompe drsquoinjection distribue sous une forte pression au moment voulu le combustible vers les

cylindres Dans certains cas un clapet de balayage tareacute plus faible que celui du filtre permet une

circulation du combustible qui assure le refroidissement de la pompe

Figure I16 Circuit drsquoalimentation avec pompe en ligne

- Lrsquoinjecteur pulveacuterise tregraves finement le combustible dans la chambre de combustion

- Les canalisations de retour relient la pompe le filtre et les injecteurs au reacuteservoir Elles assurent

lrsquoeacutevacuation de lrsquoexcegraves de deacutebit ou la reacutecupeacuteration des fuites

Une pompe dalimentation solidaire de la pompe dinjection aspire le combustible du reacuteservoir au

travers drsquoun preacute-filtre deacutecanteur et le refoule vers le filtre principal

Le combustible filtreacute est envoyeacute sous pression dans la chambre daspiration de la pompe dinjection

dougrave les eacuteleacutements pistons-cylindre le refoulent sous haute

pression vers les injecteurs

Des soupapes de balayage (ou de deacutegazage) placeacutees sur le filtre et

la chambre daspiration de la pompe agrave injection facilitent

leacutevacuation des bulles dair ou de vapeur et assurent par ailleurs

le refroidissement de la pompe par le deacutebit de combustible ainsi

produit

Pompe agrave injection diesel rotative

Les fuites de combustible sont reacutecupeacutereacutees au niveau des injecteurs et renvoyeacutees au reacuteservoir en mecircme

temps que les divers deacutebits de deacutegazage

335 Deacutelai drsquoallumage

Le temps mis par les premiegraveres gouttelettes injecteacutees pour atteindre la tempeacuterature drsquoinflammation est

deacutefini sous le nom de deacutelai drsquoallumage

Ce deacutelai doit ecirctre aussi court que possible pour que le fonctionnement du moteur soit doux Il sera

drsquoautant plus faible que

- La tempeacuterature de lrsquoair est plus eacuteleveacutee

- La tempeacuterature drsquoinflammation du combustible est

plus basse

- Le combustible est plus finement pulveacuteriseacute

- La tempeacuterature du combustible est plus eacuteleveacutee

- Lrsquoindice de ceacutetane du combustible est eacuteleveacute

336 Moteur agrave injection directe

Moteur agrave combustion interne alimenteacute en air pur le carburant eacutetant injecteacute

sous forte pression directement dans la chambre de combustion (figure

I17)

La pression drsquoair est de 175 agrave 200 bars Ce moteur a besoin drsquoun excegraves drsquoair

important pour favoriser le brassage du meacutelange

Les pressions sont importantes en fin de compression (Reacutef [2])

Injection directe

Avantages

- Le rendement thermique est supeacuterieur drsquoenviron 10 agrave un moteur agrave chambre de preacutecombustion

- Les deacutemarrages sont plus faciles

- La construction est plus simple que pour les autres types de moteurs

Inconveacutenients

Le moteur est assez bruyant et les organes sont soumis agrave de fortes charges

Lrsquoencrassement des injecteurs est plus rapide

336 Avantages du moteur Diesel

Les raisons du succegraves du moteur Diesel dans lautomobile au-delagrave davantages fiscaux qui relegravevent de

choix politiques et non techniques tiennent essentiellement agrave son rendement supeacuterieur agrave celui du

moteur agrave essence

Ce rendement peut ecirctre encore ameacutelioreacute par lutilisation dun

turbocompresseur

Les plus reacutecents modegraveles sont laquo agrave geacuteomeacutetrie variable raquo (TGV)

technologie qui leur permet decirctre plus performants agrave bas reacutegime)

Turbocompresseur

Ainsi que lrsquoutilisation du Common rail (injection directe agrave haute

p r e s s i o n ) i n v e n t eacute p a r F i a t e t M a g n e t i - M a r e l l i

Systegraveme drsquoinjection a rampe commune

Avec les nouveaux injecteurs-pompe rampe commune et pieacutezo-eacutelectrique la pression atteint

jusquagrave

2thinsp500 bars

Contre

- 1thinsp400 pour la premiegravere rampe commune

- moins de 1thinsp000 pour un moteur agrave injection indirecte)

Ce qui assure une pulveacuterisation du gazole

- turbulente

- continue

- constante et

- bien reacutepartie

parametres essentielles pour une bonne combustion

Cette technologie porte le nom de

bull JTD Fiat Alfa Romeo Lancia - inventeur du systegraveme common rail 1re geacuteneacuteration

bull Mjt Fiat Alfa Romeo Lancia Iveco - inventeur et distributeur du systegraveme common rail 2e et

3e geacuteneacuteration

bull HDi Peugeot Citroeumln

bull dCi (Direct Common rail Injection) Renault Nissan Dacia

bull CDI (Common rail Direct Injection) Mercedes-Benz Smart

bull CRD Jeep

bull Td(x) TDV(x) Land Rover (ex Td4 ou TDV8)

bull d BMW (ex 530d)

bull TDI (Turbo Direct Injection) Audi Seat Skoda Volkswagen

bull D-4D ou D-CAT Toyota (CAT signifie Clean Advanced Technologie)

bull d Lexus (exIS 220 d)

bull CDTI (Common rail Turbo Direct Injection) Opel (les DTI sont des moteurs agrave injection

directe sans rampe commune)

bull VDi deacutenomination anciennement utiliseacutee par Nissan aujourdhui remplaceacutee par dCi

bull DI-D Mitsubishi

bull D Volvo (ex 24D ou D5) Jaguar (ex 27D)

bull TDCi Ford (les moteurs TDdi sont agrave injection directe mais ne comportent pas de rampe

commune)

bull MZR-CD Mazda

bull i-CTDi Honda

bull CRDi Hyundai

bull CRDI Kia

bull TCDi VCDi Chevrolet

bull TID Saab

34 Architectures moteurs

341 Introduction

Les deacutefauts du moteur agrave combustion interne classique sont

- meacutediocre rendement

- vibrations

- difficulteacute de reacuteduire son niveau de pollution

De nombreuses architectures alternatives sont neacutees au cours de lhistoire beaucoup sont resteacutees agrave leacutetat

de dessins ou de maquettes certaines ont donneacutees des prototypes fonctionnels et quelques rares

architectures ont eu droit agrave la production industrielle

342 Caracteacuterisation

La cylindreacutee dun moteur est le volume total (tous cylindres) deacuteplaceacute durant un cycle

Elle est calculeacutee agrave partir

- du diamegravetre dun cylindre (laleacutesage)

- de la distance parcourue par un piston (la course) et

- du nombre de cylindres

La puissance deacuteveloppeacutee souvent exprimeacutee par une courbe de puissance moteur doit ecirctre mesureacutee

selon certaines normes deacutefinissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de

tempeacuterature et de pression

Courbes caracteristiques du moteur CMT F4L912

Elle est toujours supeacuterieure agrave la puissance reacuteellement disponible aux roues pour un veacutehicule du fait des

pertes dans la transmission

Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le kiloWatt (kW) mais souvent accoleacute au cheval-vapeur (CV)

1 cheval-vapeur = 736 Watt

Le couple maximal est exerceacute sur laxe

Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le Newton-megravetre (Ntimesm) bien que le kgtimesm reste courant

La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation

Pour obtenir des Watt il faut multiplier le couple en Ntimesm par la vitesse de rotation en radians par

seconde

La vitesse maximale de rotation geacuteneacuteralement exprimeacutee en tours par minute

- La puissance speacutecifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindreacutee (volume de gaz

contenus apregraves le cycle dadmission)

Elle est souvent exprimeacutee en la rapportant au litre de cylindreacutee

- Le taux de compression dun moteur exprime le rapport entre le volume laisseacute dans lun de ses

cylindres au point mort bas et au point mort haut

Plus il est eacuteleveacute plus le meacutelange est comprimeacute donc plus lexplosion sera forte donc difficile agrave geacuterer

(choc meacutecanique tempeacuteraturehellip) mais plus le rendement du moteur sera eacuteleveacute

343 Eleacutements constitutifs drsquoun moteur

3431 Eleacutements fixes

34311 Bloc-moteur

Le bloc-moteur appeleacute eacutegalement carter-cylindres est la

piegravece maicirctresse du moteur (figure I2)

Ses fonctions principales sont les suivantes

- contenir les cylindres

- supporter le vilebrequin la culasse les

accessoires

- servir de support agrave lrsquohuile de lubrification

Scheacutema drsquoun bloc moteur

- servir de support agrave lrsquoeau de refroidissement (si un tel systegraveme de

refroidissement est utiliseacute)

Bloc a 04 cylindres

34312 Chemises

Pour le moteur F4L912 refroidi agrave air les chemises sont munies drsquoailettes (figure I3)

a) b) c)

Figure3 Chemises pour moteurs a) humides b) segraveches c) agrave ailettes du moteur F4L912

34313 Culasse

La culasse obture la partie supeacuterieure du cylindre

Cest une piegravece assez massive obtenue par moulage de fonte dacier ou

drsquoaluminium

Sa forme est tregraves variable suivant le type de moteur

La circulation de leau de refroidissement se fait dans des eacutevidements

ameacutenageacutes dans leacutepaisseur des parois Culasse drsquoun moteur

refroidi agrave eau

Les culasses portent

- les injecteurs

- les soupapes

- les culbuteurs

- les conduits dentreacutee dair et de sortie des gaz brucircleacutes Culasse Renault Kangoo

Pour le moteur refroidi agrave air (F4L912) leur culasse porte des ailettes comme montre la figure

Figure I5 Culasse du moteur F4L912 Figure I6 Vilebrequin pour un moteur a 4 cylindres

I322 Eleacutements mobiles

I3221Vilebrequin

Le vilebrequin (figure I6) est un arbre manivelle il reccediloit les efforts des bielles

Les parties cylindriques par lesquelles il repose dans des

paliers-supports du bacircti sont les laquo tourillonsraquo

Les parties cylindriques qui reccediloivent les coussinets de tecirctes

de bielles sont les

laquo manetons raquo (Reacutef [2])

Manetons et tourillons sont relieacutes entre eux par des flasques

appeleacutes laquo bras de manivelle raquo Fig 6 bis Vilebrequin a 5 paliers avec ses bielles et pistons

Des canaux sont foreacutes dans la masse du vilebrequin pour amener lhuile de graissage

jusquaux coussinets de tecirctes de bielle (figure 7)

Figure 7 Graissage des paliers drsquoun vilebrequin

I2322 Bielles

Les bielles transmettent au vilebrequin les efforts quelles

reccediloivent des pistons pendant les temps moteurs et

entrainent les pistons pendant les temps reacutesistants

Elles sont en acier allieacute

Leurs formes sont conccedilues de maniegravere agrave concilier au mieux la

leacutegegravereteacute et la reacutesistance aux efforts de

- compression

- extension Fig7a Ensemble bielles-pistons

- flexion

Les trois principales parties dune bielle sont

- le pied qui srsquoarticule sur laxe de piston

- le corps

- la tecircte qui sarticule sur un maneton du

vilebrequin

Figure I8 Bielle utiliseacutee dans le moteur F4L912

Le pied est un eacutepanouissement aleacuteseacute du corps dans lequel une

bague en bronze phosphoreux ou un roulement agrave aiguilles est

emmancheacute avec serrage

Le corps est alleacutegeacute par des eacutevidements sa section est souvent en

I parfois tubulaire

La tecircte est en deux parties assembleacutees par boulons pour en

permettre le montage sur le vilebrequin

La partie rapporteacutee est le laquo chapeau raquo

Deux demi-coussinets en bronze ou en acier sencastrent dans

la tecircte ils sont garnis dune couche de meacutetal antifriction

Le garnissage est parfois en laquo meacutetal roseraquo (alliage agrave base de

plomb et de cuivre qui fond agrave 1 000degC) pour les moteurs soumis

agrave de tregraves gros efforts

Quelquefois les coussinets sont deacutepourvus de garnissage ils

sont alors en bronze speacutecial

Fig8a Description de lrsquoensemble bielles-pistons

Dans les moteurs modernes les coussinets sont des laquo coquillesraquo tregraves minces en acier

eacutegalement garnies drsquoalliage antifriction

I3223Piston

Le piston (figure I9) peut ecirctre deacutecomposeacute en quatre parties

principales

- La tecircte ou fond qui reccediloit les efforts dus aux gaz

- le porte-segments qui par lrsquointermeacutediaire des segments assure

lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz et agrave lrsquohuile et dissipe une partie des calories

reccedilues vers le fluide de refroidissement Fig 8b Vue drsquoun piston

- le logement de lrsquoaxe de piston ou trou drsquoaxe

- la jupe ou partie frottant dont le rocircle est de guider le porte-segments et de dissiper une partie des

calories

- Fonctions du piston

Le piston doit transmettre au vilebrequin par lrsquointermeacutediaire de la

bielle les efforts dus aux gaz

- jusqursquoagrave 75 MPa pour les moteurs agrave essence non

suralimenteacutes

- jusqursquoagrave 14 agrave 18 MPa pour les moteurs diesels

Figure I9 Piston

Ils doivent ecirctre suffisamment isolants pour ne pas fournir trop de

calories au fluide de refroidissement

Tout en eacutevitant la formation de points chauds et de grippage

Il faut que le piston soit aussi leacuteger que possible et le moins

encombrant possible (distance entre le trou drsquoaxe et la tecircte la plus

reacuteduite pour avoir un moteur compact)

La dilatation du piston doit ecirctre telle que le jeu pistonchemise varie

peu car trop de jeu agrave froid provoque des claquements et pas assez de

jeu agrave froid un grippage

Le piston doit avoir une bonne reacutesistance meacutecanique en fatigue

Fig 9a Piston pour moteur Diesel

Formes de la tecircte du piston

La forme des chambres de combustion est deacutetermineacutee par

lempreinte reacutealiseacutee dans la culasse si bien que la tecircte du

piston est habituellement plate

Parfois il savegravere au contraire que le piston soit creuseacute et

forme totalement ou partie la chambre de combustion

Neacuteanmoins la tecircte du piston est creuseacutee notamment sur les

automobiles de course pour une toute autre raison

Il sagit en effet de reacutealiser une forme particuliegravere permettant

de reacutepartir et de diriger au mieux le meacutelange airessence

injecteacute dans la chambre

Fig 9c Illustration des diffeacuterentes formes de tecirctes de piston et de la

position de linjecteur selon la technique dinjection

On distingue geacuteneacuteralement 02 grandes techniques dinjection

Dans le cas dune injection dite laquo tumble raquo le jet de fluide produit par

linjecteur est deacutevieacute (par la forme de la tecircte du piston) vers la bougie

dallumage permettant de produire une explosion plus laquo performantes

raquo et stratifieacutee

Dans le cas dune injection dite laquo swirl raquo le carburant agit comme un

tourbillon permettant ainsi dhomogeacuteneacuteiser le meacutelange dans toute la

chambre

Il est eacutegalement possible de combiner les deux types dinjection

Fig9b Illustration des mouvements

tourbillonnaire swirl et tumble

I3224Segmentation

Ce sont des piegraveces composeacutees dun cercle incomplet en acier eacutelastique preacutevues pour semboicircter dans

les gorges du piston

Le diamegravetre exteacuterieur au repos est leacutegegraverement

supeacuterieur agrave celui du cylindre

En partant de la tecircte du piston on a (figue I10)

- le segment ndeg3 segment coup de feu

(ou segment de feu)

- le segment ndeg2 segment drsquoeacutetancheacuteiteacute

- le segment ndeg1 segment racleur ou refouleur

Fig9b Vue drsquoun ensemble piston-segments

Les deux derniers segments sont eacutegalement appeleacutes segments de compression

Les rocircles de la segmentation sont les suivants

- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz

ce rocircle est surtout assureacute par le segment coup de feu

Il est essentiel pour diminuer le Blow-by (gaz de combustion

passant dans le carter-cylindres) et la tempeacuterature des

segments inteacuterieurs

Figure I10 Segments de piston

- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute agrave lrsquohuile de lubrification

crsquoest surtout le rocircle du segment racleur mais le segment

drsquoeacutetancheacuteiteacute a aussi une grande importance

- Eacutevacuer la chaleur du piston vers le cylindre

Elles sont fabriqueacutees agrave partir dun ressort dacier eacutelastique

coupeacute ensuite en rondelles constituant les segments Fig10a Collier pou segments a piston

Elles sont geacuteneacuteralement asymeacutetriques il faut faire attention au sens de montage lors de

lassemblage du moteur (fig10b)

Lespace entre les deux extreacutemiteacutes du segment lorsquil est

de serrage introduit dans le cylindre sappelle le jeu agrave la coupe

Sa mesure permet deacutevaluer lusure du segment

Fig10b Tierccedilages des segments

I3225Axe de piston

Les axes de pistons en acier au nickel ceacutementeacute sont tubulaires leur

surface cylindrique exteacuterieure est rectifieacutee

Trois types de montage sont couramment utiliseacutes

- laxe est maintenu solidaire de la bielle par une vis pointeau il est

libre dons le piston

- laxe est maintenu solidaire du piston par une vis pointeau placeacutee dans

lun des bossages il est libre dans laleacutesage de la bielle Fig10c Axe piston

- laxe est monteacute laquoflottantraquo dans le piston et la bielle son deacuteplacement lateacuteral est limiteacute par

des freins extensibles en anneau (figure I11) logeacutes dans des rainures circulaires

Lajustement de laxe est agrave

- frottement doux dans la bielle

- frottement dur dans le piston

Pour le montage le piston est porteacute agrave la tempeacuterature de 100degc dans un bain dhuile afin de

faciliter la mise en place de laxe

Figure I11 Axe de piston monteacute flottant

52 La distribution

Mais cest quoi dont la distribution

Ce sont les diffeacuterents systegravemes permettant la reacutegulation des eacutechanges gazeux cest agrave dire les eacutetapes

dadmission et deacutechappement

Dans un moteur 2 temps cette fonction est assureacutee par le piston

Sur un moteur quatre temps la distribution se fait au niveau de la culasse par les soupapes et tous les

systegravemes qui permettent leurs ouvertures et fermetures

Chaque cylindre dun moteur possegravede au moins deux soupapes une dadmission et une

deacutechappement

Sur certains moteurs il Y a trois ou quatre soupapes par culasse elles sont commandeacutees simultaneacutement

deux agrave deux

(a) 02 soupapes (b) 03 soupapes (c) 04 soupapes

Fig11a Culasses a 02 03 et 04 soupapes par cylindre

Les soupapes sont normalement appuyeacutees sur leurs siegraveges par des

ressorts en heacutelice

Leur ouverture agrave un instant preacutecis de chaque cycle sobtient gracircce agrave

la pousseacutee exerceacutee par une came (figure12)

La came tourne entraicircneacutee par le vilebrequin sa pousseacutee est

communiqueacutee agrave la soupape par lintermeacutediaire dun poussoir dune

tige et dun culbuteur

Fig12 Distribution

331 Soupapes

Une soupape est un organe meacutecanique de la distribution des moteurs thermiques agrave quatre

temps permettant ladmission des gaz frais et leacutevacuation des gaz brucircleacutes

Les soupapes sont actionneacutees par un arbre agrave cames et maintenues par un ou plusieurs ressorts

de rappel

Les soupapes sont constitueacutees de quatre parties

a) Tecircte de la soupape

Lorsque la soupape est en position fermeacutee elle vient sappuyer sur le siegravege de

soupape dessineacute dans la culasse pour assurer leacutetancheacuteiteacute de la chambre

La partie de la soupape en contact avec le siegravege de forme tronconique est

deacutenommeacutee laquo porteacutee raquo langle varie entre 30deg et 45deg

b) Collet

Elle relie la tecircte agrave la tige est formeacute par un congeacute de grand rayon de faccedilon agrave

faciliter la dissipation de la chaleur provenant de la chambre et eacuteviter leffet

dentaille ducirc au changement de section

c) Tige

Crsquoest une piegravece cylindrique dont le diamegravetre est de lordre du quart de celui de la tecircte assure

le guidage vertical de la soupape

La tige coulisse ainsi dans le guide de soupape ouverture cylindrique pratiqueacutee dans la

culasse

d) Queue

Partie terminale de la soupape supporte laction du poussoir actionneacute par larbre agrave cames

Elle comporte une ou plusieurs gorges le plus souvent de section semi-circulaire pour loger

les clavettes qui transmettent agrave la soupape la tension du ressort de rappel6

Les soupapes sont en acier allieacute tregraves reacutesistant

Les principaux meacutetaux dalliage sont le chrome le

silicium le tungstegravene le nickel

Figure I13 Soupape avec tecircte bombeacutee

332 Culbuteurs et poussoirs

Les culbuteurs (figure I14) sont des leviers oscillants articuleacutes sur un axe solidaire de la

culasse

Leur rocircle est de transmettre de haut en bas aux queues de soupape les pousseacutees quils

reccediloivent de bas en haut agrave intervalles reacuteguliers des poussoirs et tiges de culbuteurs

Figure I14 Culbuteurs Renault 21 TD

Les poussoirs sont des cylindres en acier tregraves reacutesistant qui prennent contact avec les cames

soit

- par lintermeacutediaire dun galet

- par intermeacutediaire dun plateau

Suivant le cas le profil de la came est diffeacuterent

Fig14a Poussoirs et arbre agrave cames en tegravete pour leur entrainement (VW Toureg)

521 Le diagramme de distribution

Le point le plus haut quil peut atteindre quon appelle point mort haut (PMH) et inversement le point

le plus bas quon appelle point mort bas (PMB)

Enfin on appelle la course la longueur du parcours entre le PMH et le PMB

Laleacutesage est le diamegravetre du cylindre

Ces donneacutees et le volume de la chambre de combustion permettent de calculer le taux de compression

ou rapport volumeacutetrique

Figure V1 Point Mort Haut et Point Mort Bas dans un moteur

522 Les systegravemes de controcircle des soupapes

Au vue de la complexiteacute dun diagramme de distribution il faut que les soupapes dadmission et

deacutechappement soient parfaitement synchroniseacutees pour que le cycle sexeacutecute dans de bonnes

conditions

Moteurs culbuteacutes

Dans un moteur agrave combustion interne les culbuteurs servent agrave

transmettre la pousseacutee des tiges de culbuteurs vers les soupapes (les

soupapes se trouvant au-dessus des cylindres les tiges de culbuteurs

le long des cylindres et actionneacutees par un arbre agrave cames lateacuteral ou

central situeacute vers le bas des cylindres proche du vilebrequin)

Ces moteurs sont dits culbuteacutes

Ils ont eacuteteacute tregraves utiliseacutes en automobile de tourisme jusquaux anneacutees

1970-80

Fig 2 Ensemble de distribution culbuteacute

Tout dabord quest ce quune came

La came est lobjet qui permet la commande dune ou de plusieurs soupape Son profil est calculeacutee tregraves

preacuteciseacutement afin de

-fixer la hauteur de la leveacutee de soupape

-amortir le choc entre la came et le poussoir ducirc au jeu initial

-reposer doucement la soupape dans son siegravege lors de la fermeture par ressort

Figure V4 Ensemble soupape-came et arbre agrave cames

La came peut commander la soupape directement avec un poussoir comme repreacutesenteacute ci-agrave gauche

mais elle peut eacutegalement utiliser des basculeurs tels que le linget (ci contre en bas) ou le culbuteur (ci

contre en haut)

Ainsi larbre agrave came contient plusieurs cames permettant de commander les soupapes de tous les

cylindres afin de les synchroniser

Larbre agrave cames est geacuteneacuteralement entraicircneacute au moyen dengrenages

Son pignon denteacute est soit directement en prise avec un pignon caleacute agrave lextreacutemiteacute du vilebrequin soit

relieacute agrave ce dernier par un pignon intermeacutediaire

Les soupapes peuvent ecirctre commandeacutees par simple arbre agrave cames en tecircte

Cela signifie que larbre agrave cames est placeacute au dessus de la culasse et quil actionne les soupapes

dadmission et deacutechappement par lintermeacutediaire de culbuteur

Il existe aussi le systegraveme de double arbre agrave cames en tecircte ougrave dans ce cas il y a deux arbres agrave came

lun commande les soupapes dadmission et lautre les soupapes deacutechappement Ici les soupapes

peuvent ecirctre actionneacutees par tous les systegravemes possibles poussoir ou basculeurs

Moteurs agrave simple arbre agrave cames en tecircte

Si lon souhaite un reacutegime de rotation plus eacuteleveacute il est dusage de

placer le ou les arbres agrave cames juste au-dessus des soupapes

directement dans la ou les culasse(s) (arbre agrave cames en tecircte)

et donc il ny a plus besoin de tiges de culbuteurs (moins de piegraveces

en mouvement de jeux donc moins de risque daffolement de

soupapes)

Lorsque les soupapes sont toutes aligneacutees (soupapes dites droites) elles sont coiffeacutees dun poussoir

cylindrique et ouvertes par laction directe de la came sur le dessus

du poussoir

Si elles ne sont pas toutes aligneacutees (soupapes en V) et que lon

souhaite nutiliser quun seul arbre agrave cames en tecircte on dispose des

culbuteurs pour transmettre la pousseacutee des cames aux soupapes

Moteurs agrave double arbre agrave cames en tecircte

Bien que le montage agrave double arbre agrave cames en tecircte permette de

saffranchir des culbuteurs il arrive dutiliser de petits culbuteurs

dits alors linguets parfois appeleacutes basculeurs

Un culbuteur transmet agrave la soupape la pousseacutee de la came en

inversant le sens de la pousseacutee quil reccediloit Laxe de pivot dun

culbuteur est situeacute entre ses deux extreacutemiteacutes comme une balanccediloire

agrave bascule Figure V4 Entraicircnement des arbres de distribution dun systegraveme agrave 16 soupapes

La question qui vient apregraves cest ben comment il tourne larbre agrave cames

Ce sont les vilebrequins qui en tournant transmettent leur position au(x) arbre(s) agrave cames

Il faut bien comprendre que les vilebrequins sont deacutependant les uns des autres lun ne peut pas tourner

sans lautre car ils sont relieacutes entre eux

Ceci est souvent appeleacute larbre moteur

Cette commande se fait le plus souvent par chaicircne comme preacutesenteacute dans la figure des deux arbres agrave

cames en tecircte (sur la droite)

Cest ce quon appelle la chaine de distribution

On trouve eacutegalement la commande par courroie cranteacutee

Enfin on trouve la commande par pignon qui est tregraves reacutesistant mais cher agrave mettre en place

a) chaine b) pignon c) courroie cranteacutee

Figure V4 commande par chaine non 16032016

323 Nombre de soupapes par cylindre

Bien sur laugmentation nombre de soupapes vous vous en doutez favorise le rendement de

distribution Mais ceci nest pas la seule raison

Commenccedilons simplement par le nombre de soupapes le plus reacutepandu dans les anneacutees 80 cest agrave dire 2

soupapes par cylindre

Les culasses ont une chambre de combustion hemispheacuterique pour favoriser le flux des gaz un angle

entre la soupape dadmission et deacutechappement tregraves eleveacute (proche de 90deg) et enfin un taux de

compression eacuteleveacute

Cependant malgreacute tous ces efforts pour favoriser la distribution il est devenu difficile daccroitre les

performances du moteur

Pour cela il y avait une solution augmenter le diamegravetre des soupapes mais cela est devenu vite

impossible ducirc agrave lencombrement les soupapes auraient fini par se toucher

Par ailleurs lutilisation du double arbre agrave cames en tecircte devenait difficile

En effet imaginez la distance des arbres agrave cames pour commander des soupapes donc lencombrement

moteur eacutetait important et surtout lentrainement des 2 arbres agrave cames eacutetait difficile

Il a donc eacuteteacute utiliseacute des cascades de pignons mais cela rendait la distribution tregraves bruyante et les

contraintes dues agrave leacutechauffement eacutetaient difficiles agrave geacuterer

En revanche cette disposition agrave deux soupapes est meacutecaniquement simple et on peut facilement placer

dune part les vis de fixation de la culasse et dautre part la bougie

Figure 6 Culasse a 2 4 et 5 soupapes

Au milieu des anneacutees 80 Yamaha invente une culasse agrave 5 soupapes sur le FZ750 Genesis encore

utiliseacutee aujourdhui sur les sportives de la gamme

Ainsi ce moteur comptant

- 3 soupapes dadmission

- 2 soupapes deacutechappement

permet un meilleur remplissage de la chambre de combustion

La difficulteacute rencontreacutee est le logement des 5 soupapes

Les trois soupapes dadmission ont eacuteteacute placeacutees sur des plans diffeacuterents

mais de faccedilon agrave converger vers larbre agrave cames eacutevitant le montage de

culbuteurs

Cette architecture meacutecanique provoque une difficulteacute daccessibiliteacute meacutecanique

53 Refroidissement

Les combustions reacutepeacuteteacutees surchauffent les piegraveces en contact (piston cylindre soupape) et se diffusent

sur lensemble des piegraveces meacutecaniques du moteur

Il faut donc les refroidir sous peine de destruction

Pour un bon fonctionnement les moteurs agrave explosion ont besoin drsquoune tempeacuterature reacuteguliegravere et

adapteacutee

531 Refroidissement agrave air

En 1875 le franccedilais Alexis de Bischop utilise lair pour le refroidissement

Son moteur sans compression preacutealable de type mixte comportait un

cylindre entoureacute dailettes meacutetalliques augmentant ainsi la surface en

contact avec lair

Ce type de refroidissement est surtout utiliseacute pour les moteurs eacutequipant les

veacutelomoteurs et motocyclettes de faible cylindreacutee mais aussi sur des

automobiles comme certaines Porsche GS la 2CV ou la Coccinelle

Le refroidissement par air est aussi majoritaire pour les moteurs agrave pistons eacutequipant les avions

Moteur de la VW Coccinelle

Le refroidissement agrave air a longtemps eacuteteacute la reacutefeacuterence pour les moteurs de motocyclette (mecircme sil a

toujours existeacute des moteurs de motocyclette agrave refroidissement liquide) mais les problegravemes entraicircneacutes

par le haut rendement de ces moteurs (casses usure preacutematureacutee) ont conduit agrave la quasi geacuteneacuteralisation

du refroidissement liquide malgreacute les avantages speacutecifiques pour la motocyclette du refroidissement agrave

air (encombrement poids simpliciteacute prix)

Il peut ecirctre optimiseacute par lutilisation dun ventilateur dont la preacutesence ne reacutevegravele toutefois pas toujours

un refroidissement agrave air car il dissipe parfois la chaleur du radiateur dun systegraveme de refroidissement

liquide

532 Refroidissement liquide

Cest langlais Samuel Brown qui inventa le refroidissement du moteur par de leau afin dameacuteliorer les

performances du refroidissement

Dans son moteur leau entraicircneacutee par une pompe circule autour des

cylindres entoureacutes dune chemise leau est refroidie par contact direct

avec lair ambiant

Plus tard on ajouta agrave leau diffeacuterents adjuvants qui devint alors le

liquide de refroidissement

Radiateur moderne en aluminium

Le radiateur fut inventeacute en 1897 par lingeacutenieur allemand Wilhelm Maybach

Apregraves de nombreux tacirctonnements il mit au point le radiateur dit laquo nid dabeille raquo qui permet le

refroidissement tregraves efficace dun liquide

Il est composeacute dun faisceau de conduits courts et eacutetroits entre lesquels circule lair

Lair peut ecirctre acceacuteleacutereacute par un ventilateur placeacute devant ou derriegravere lui

Ce radiateur est situeacute dans un circuit fermeacute ou semi-fermeacute emplit dun liquide (agrave base deau) assurant le

refroidissement du moteur

Dans les moteurs les plus anciens la circulation deau est assureacutee par thermosiphon leau chauffeacutee par

le moteur monte vers le radiateur placeacute en hauteur Une fois refroidie elle redescend vers le moteur

Dans les moteurs modernes on utilise une pompe agrave eau

Un controcircle permanent de la tempeacuterature vise agrave maintenir leau et lhuile dans des conditions

permettant une lubrification optimale

Ideacutealement la tempeacuterature du liquide de refroidissement est denviron 75deg-95degCelsius deacutetermineacutee par

plusieurs facteurs tels que toleacuterances dusinage et reacutesistance au frottement des piegraveces meacutecaniques

lubrifiants utiliseacutes

La reacutegulation de cette tempeacuterature est geacuteneacuteralement obtenue par une vanne thermostatique calorstat

situeacutee dans le circuit de refroidissement associeacutee agrave un ou plusieurs ventilateurs asservi par une sonde

thermocontact agrave la tempeacuterature du liquide dans le radiateur

Dans les moteurs marins le radiateur est remplaceacute par un eacutechangeur de tempeacuterature Leau de mer

assurant le refroidissement du circuit deau douce du moteur

533 Refroidissement par huile

Tous les moteurs agrave combustion interne utilisent deacutejagrave un liquide pour la lubrification des piegraveces en

mouvement lhuile qui circule propulseacutee par une pompe il suffit donc de faire circuler ce liquide dans

les zones les plus chaudes et surtout den assurer le refroidissement correct

Tous utilisent plus ou moins le refroidissement par huile carter dhuile bas moteur ventileacute parfois

muni dailettes un petit radiateur dhuile

Exemple

Certaines motos agrave 4 cylindres de marque Suzuki utilisent un refroidissement mixte air-huile avec un

gros radiateur dhuile

Avantages

Les canalisations pompe radiateur indeacutependant et liquide speacutecifiques au refroidissement deviennent

inutiles

Cela permet un net gain de poids et une plus grande simpliciteacute de conception

Inconveacutenients

Lhuile transporte moins bien la chaleur que leau et les speacutecificiteacutes de ces huiles les rendent plus

coucircteuses pour lutilisateur

De plus le graissage du moteur est moins performant (agrave isopeacuterimegravetre) car il y a des pertes de charges

dues agrave la circulation dans le radiateur dhuile

54 Architecture des moteurs agrave explosion

Figure V3 Moteur en double eacutetoile agrave 14 cylindres

bull Cylindres en ligne

bull Cylindres en V

bull Cylindres en W

bull Cylindres opposeacutes horizontalement (Boxer) (flat)

bull Cylindres en H

bull Cylindres en eacutetoile

bull Moteurs complexes (moteurs en carreacute etc)

541 Monocylindre

Historique

Le premier brevet concernant un moteur agrave explosion a eacuteteacute deacuteposeacute par le Suisse Franccedilois Isaac de Rivaz

le 30 janvier 1807

Le premier moteur agrave deux temps fut imagineacute et reacutealiseacute par Jean-Joseph Eacutetienne Lenoir en 1860 Il

fonctionne selon le cycle de Lenoir

Vers 1862 les Allemands Otto et Langen constatant le faible rendement du moteur agrave deux temps de

Lenoir (1860) entreprirent une seacuterie dameacuteliorations la plus deacutecisive consista agrave synchroniser les

mouvements dans la phase de compression

542 Quatre cylindres

Panhard et Levassor degraves 1896 engagent un laquo quatre cylindres en ligne raquo sur leacutepreuve Paris-Marseille-

Paris

Deux ans plus tard les multicylindres (agrave quatre cylindres) gagnent les

grosses voitures et progressivement se geacuteneacuteralisent agrave lensemble de la

gamme devenant en quelque sorte larcheacutetype mondial pour les

voitures courantes de moyennes et basses gammes

Scheacutema dun moteur 4 cylindres vers 1900

04 cylindres en V

Il fait son apparition en course agrave la charniegravere des deux siegravecles sur des modegraveles Mors et Ader

Quelques anneacutees plus tard cette solution seacuteduit Peugeot et Ariegraves pour leurs modegraveles courants davant

1914

Beaucoup plus tard agrave partir de 1962 Ford en fera une large utilisation mais aussi Matra et SAAB

04 cylindres (en ligne) coucheacute

Que lon trouve en compeacutetition chez Ameacutedeacutee Bolleacutee (189899) (premier moteur agrave quatre cylindre

monobloc (les autres moteurs quatre cylindres agrave leacutepoque eacutetaient des bicylindres ou des monocylindres

accoupleacutes)) et chez Wolseley et Winton (1903 voir Wolseley Motor Company et Winton Motor

Carriage Company))

On la trouveacutee sur les motocyclettes BMW seacuterie K et sur les Peugeot 104 - 205 mais aussi sur les

veacutehicules utilitaires ou monospace optant pour la solution laquo moteur sous le plancher raquo

04 cylindres agrave plat boxer

Cest un quatre cylindres en V ouvert agrave 180deg

Embleacutematique dans sa version refroidissement agrave air des laquo coccinelles raquo de Volkswagen

Cette architecture a le grand avantage de faire beacuteneacuteficier le veacutehicule quil motorise dun centre de

graviteacute assez bas

Une version muscleacutee et turbocompresseacutee eacutequipe actuellement les Subaru Impreza qui sont de

redoutables concurrentes du championnat du monde des rallyes WRC

En 2009U Subaru compte particuliegraverement sur le 20 D pour faire deacutecoller les ventes de sa berline

compacte en Europe

Une grande premiegravere eacutegalement puisque aucun constructeur navait jusquagrave aujourdhui exploreacute la voie

du diesel Boxer (4 cylindres agrave plat opposeacutees deux agrave deux) et ses grands avantages que sont la vivaciteacute

un centre de graviteacute abaisseacute et surtout un grand silence de fonctionnement

Subaru aura mis sept ans agrave deacutevelopper son ineacutedit moteur mais le reacutesultat est particuliegraverement

convaincant

- Pas de claquement agrave froid

- une quasi absence de vibration

- il est bien difficile de faire la diffeacuterence entre un moteur essence et cet eacutetonnant diesel

Si les 350 Nm de couple disponibles degraves 1 800 trmn et les 150 Cv offrent un reacuteel dynamisme agrave la

premiegravere acceacuteleacuteration venue cela seffectue de maniegravere lineacuteaire

Subaru 20 Diesel 150 Cv (2009)

543 Six cylindres

Mais la course mdash ougrave lon recherche la vitesse mdash est exigeante en matiegravere de puissance surtout quand

il sagit de courses de cocircte Dougrave la tentation daugmenter le nombre de cylindres

Figure V5 Moteur V6 moderne (Mercedes)

La marque neacuteerlandaise Spyker avait preacutesenteacute un modegravele 6 cylindres en 19032

Un modegravele Chadwick aux Eacutetats-Unis franchit le pas en 1907 pour la course de cocircte de Fairmont

Lanneacutee suivante cette fois en Europe Rolls-Royce fait de mecircme pour la course Londres-Eacutedimbourg

en faisant appel agrave des six cylindres

La transposition aux modegraveles courants est quasi-immeacutediate pour les voitures de sport et de luxe

En Europe cest le cas pour Delaunay-Belleville Napier Mercedes aux Eacutetats-Unis pour Marmon

Plus tard agrave partir de 1927 on trouvera des six cylindres (presque toujours en ligne) sur un grand

nombre de modegraveles non sportifs mecircme pour des cylindreacutees modestes

Latout principal de cette solution eacutetant la souplesse de fonctionnement du moteur

Dans le monde de la motocyclette le 6 cylindres restera rare

On le trouve en compeacutetition en particulier chez Honda dans les anneacutees 1960 (moteur en ligne) ou chez

Laverda en endurance (moteur en V)

Les moteurs de plus de 4 cylindres seront interdits en compeacutetition

Sur les veacutehicules de tourisme on trouvera essentiellement

- Honda 1000 CBX (moteur agrave 24 soupapes refroidi par air)

- Kawasaki Z 1300 (moteur agrave 12 soupapes refroidi par eau)

- Benelli avec une 750 puis une 900

En 2006 Honda propose toujours agrave son catalogue un modegravele 6 cylindres agrave plat la GoldWing

544 Huit cylindres et plus

Figure V6 Moteur W16 de la Bugatti Veyron

Une nouvelle eacutetape est franchie quand on passe au laquo huit cylindres raquo

Ader (France) ouvre la voie en 1903 pour le Paris-Madrid avec une uniteacute agrave huit cylindres en V

La mecircme anneacutee apparaissent toujours pour la compeacutetition des huit cylindres en ligne

Les moteurs davion des anneacutees 1930 et 1940 reacutepondent agrave la demande sans cesse croissante de

puissance

Les moteurs courants sont des V12 ou des moteurs en eacutetoile de une agrave quatre rangeacutees de 7 agrave 9 cylindres

soit 28 cylindres agrave la fin de la guerre pour les Whright deacuteveloppant 3 500 ch remplaceacutes par les

reacuteacteurs

Les ameacutericains amateurs de grandes automobiles et sans souci du prix de lessence deacutemocratisegraverent

les gros V8 au couple tregraves eacuteleveacute et aux vitesses de rotation assez lentes

Les constructeurs des monoplaces de Formule 1 utilisegraverent pendant longtemps des V8 de 3 litres de

cylindreacutee dont le fameux Ford Cosworth

Dans les anneacutees 1990 cest la structure V10 qui aura la faveur des motoristes de F1

Mecircme leacutecurie Ferrari tregraves attacheacutee aux 12 cylindres en V se pliera aux lois de cette formule

Depuis lanneacutee 2004 les instances sportives (FIA) ont imposeacute un retour au V8 avec des contraintes de

fiabiliteacute plus importantes que par le passeacute

En 2006 les structures en V de 10 ou 12 cylindres et W16 sont reacuteserveacutees aux veacutehicules agrave tendance

sportive

Puissance drsquoun

veacutehicule

1 Calculs de la pesanteur

11 Deacutecliviteacute

Calculons la deacutecliviteacute drsquoune route longue L pour un deacuteniveleacute H

α = H L

α deacutecliviteacute grandeur sans dimension

H deacuteniveleacute exprimeacute en m

L longueur de la route exprimeacutee en m coheacuterence des uniteacutes

12 Poids du veacutehicule

Calculons le poids drsquoun veacutehicule

P = M g

P poids exprimeacute en N

M masse exprimeacutee en kg

g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms2 ( g = 981 ms2)

13 Composante du poids

Calculons la composante du poids parallegravele agrave la route de la voiture

F = M g α

Avec

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-

2

α deacutecliviteacute grandeur sans dimension

14 Travail de la force de traction

Calculons le travail drsquoune force de traction qui srsquoest deacuteplaceacutee sur une distance D

E = F D

E travail exprimeacute en J

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

D distance parcourue exprimeacutee en m

15 Energie

Calculons lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour lever une voiture de masse M agrave une hauteur H

E = M g H

Avec

E eacutenergie absorbeacutee (monteacutee) ou accumuleacutee (descente) exprimeacutee en J

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms-2

H deacuteniveleacute exprimeacute en m

15 Puissance absorbeacutee

Calculons la puissance absorbeacutee par une ascension effectueacutee agrave la vitesse V

B = F V

Avec

B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

V vitesse exprimeacutee en ms

En reacutealiteacute une puissance bien supeacuterieure est neacutecessaire agrave cause de la reacutesistance au roulement

et de la reacutesistance de lrsquoair cette derniegravere eacutetant proportionnelle au carreacute de la vitesse

16 puissance absorbeacutee par une ascension

Lrsquoascension drsquoune masse M agrave une hauteur H en un temps T

B = M g H T

Avec

B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-

2 H deacuteniveleacute exprimeacute en m

T temps exprimeacute en s

2 Calculs Aeacuterodynamiques

21 Surface frontale

Surface drsquoune coupe transversale perpendiculaire agrave lrsquoaxe de symeacutetrie du veacutehicule (effectueacutee agrave

lrsquoendroit le plus large et le plus haut) la surface frontale est approximativement eacutegale au

produit de la largeur par la hauteur

camion maxi-code 26 m x 39 m = 10 m2

autocar 25 m x 32 m = 8 m2

voiture 18 m x 14 m = 25 m 2

motocyclette 1 m x 15 m = 15 m2

22 Coefficient de peacuteneacutetration dans lrsquoair

Le Cx est calculeacute agrave partir

Cx = 2 F (S Mair Vsup2)

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

F force exerceacutee par le flux drsquoair exprimeacutee en N

S surface frontale exprimeacutee en m2

Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)

V vitesse air exprimeacutee en ms

23 Reacutesistance de lrsquoair

R = frac12 S Cx Mair Vsup2

R reacutesistance de lrsquoair exprimeacutee en N

S surface frontale exprimeacutee en m2

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)

V vitesse exprimeacutee en ms

24 SCx

Le SCx Grandeur essentiellement destineacutee agrave comparer diffeacuterents modegraveles de voitures le SCx

est le produit de la surface frontale par le Cx

SCx = S Cx

Le Cx eacutetant une grandeur sans dimension le SCx srsquoexprime en megravetre carreacute

25 Constante aeacuterodynamique

La constante aeacuterodynamique est une caracteacuteristique aeacuterodynamique des veacutehicules

A = S Cx M

Avec

A constante aeacuterodynamique [kgm]

S surface frontale [m2]

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

Mair masse volumique de lrsquoair [kgm3]

26 Puissance absorbeacutee

Calculons la puissance absorbeacutee pour vaincre la reacutesistance de lrsquoair

B = F x V

F force aeacuterodynamique reacutesistante [N]

V vitesse du veacutehicule [ms]

3 Calculs thermiques

31 Calcul de la cylindreacutee

D2

V = π L N

4

Avec

D aleacutesage du cylindre

L course du piston

N nombre de cylindre

32 Calcul du PCI des combustibles

Le pouvoir calorifique ou chaleur de combustion (en anglais Heating value ou Heat of

combustion) dune matiegravere combustible noteacute ΔcH0

Crsquoest lenthalpie de reacuteaction de combustion par uniteacute de masse dans les conditions normales

de tempeacuterature et de pression

Cest leacutenergie deacutegageacutee sous forme de chaleur par la reacuteaction de combustion par le dioxygegravene

(autrement dit la quantiteacute de chaleur)

Le plus souvent on considegravere un hydrocarbure reacuteagissant avec le dioxygegravene de lair pour

donner du dioxyde de carbone de leau et de la chaleur

321 Calculer le PCI du gas-oil (Mazout)

Le gazole est un alcane en C16 appeleacute ceacutetane soit une formule brute moyenne de

C16H34

Soit une masse molaire moyenne de 219 gmole

Combustion

Une combustion est la reacuteaction chimique complegravete ou partielle du carbone et de lhydrogegravene

des combustibles usuels par oxydation de loxygegravene

La combustion vive donne naissance agrave une flamme par reacuteaction en chaicircne entretenue dune

maniegravere plus ou moins limiteacutee par lapport de combustible ou de comburant

Cette reacuteaction produit une combustion exothermique cest-agrave-dire

- qui deacutegage de la chaleur

- elle produit du CO2

- de leau

- dautres composeacutes plus ou moins agressif

La stœchiomeacutetrie (du grec lsquolsquostoikheionrsquorsquo eacuteleacutement et lsquolsquometronrsquorsquo mesure) deacutesigne lrsquoeacutetude des

proportions ideacuteales drsquoeacuteleacutements qui autorisent une reacuteaction chimique complegravete lsquolsquoproprersquorsquo et

sans gaspillage

Equations stœchiomeacutetriques des combustions complegravetes

Pour le gazole

C16H34 + 24 O2 rarr 16 CO2 + 17 H2O + Q

- 219 gr de gazole consomment 532 litres drsquooxygegravene

- agrave 21 drsquoO2 dans lrsquoair donc 2533 litres drsquoair

- Donc 1 kg de gazole consomme 116 m3 drsquoair agrave 29 kg au m3

- La masse du meacutelange est donc de 3374 kg

Le carburant le plus utiliseacute est du gasoil drsquoindice de ceacutetane

La composition eacuteleacutementaire de 1 kg de gas-oil est

Carbone C = 087

Hydrogegravene H = 0126

Oxygegravene O = 0004

Azote N Soufre S vapeur drsquoeau W en faible quantiteacute

Pouvoir calorifique infeacuterieur PCI

PCI = 8140C + 30 000H + 2600(S - O) - 600(9H + W) [kcalkg]

PCI = 3391C + 1256H - 1089(S-O) ndash 251(9H+W) [MJkg]

33 Quantiteacute theacuteorique drsquoair a la combustion du gas-oil

Les lois de la stœchiomeacutetrie appliqueacutees agrave la combustion des hydrocarbures nous montrent

que pour bruler

1 kg de gazole il faut disposer drsquoenviron 146 kg drsquoair soit environ

- 112 kg drsquoN2

- 34 kg drsquoO2

La reacuteaction produit environ

- 112 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 32 kg CO2

- 12 kg drsquoH2O

1 kg drsquoessence il faut disposer drsquoenviron 153 kg drsquoair soit environ

- 118 kg drsquoN2

- 035 kg drsquoO2

La reacuteaction produit environ

- 118 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 31 kg de CO2

- 14 kg drsquoH2O

1 kg de GPL il faut disposer drsquoenviron 156 kilogrammes drsquoair soit environ

- 12 kg drsquoN2

- 036 kg drsquoO2)

La reacuteaction produit environ

- 12 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 3 kg de CO2

- 16 kg drsquoH2O

La quantiteacute theacuteorique drsquoair neacutecessaire pour assurer la combustion complegravete du gasoil il faut

avoir

[kg drsquoairkg]

minus+

= OHCL 8

3

8

230

10

[kmol drsquoairkg]

minus

+

=

32412210

10

OHCL

34 Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil

Une stœchiomeacutetrie parfaite est toujours difficile agrave garantir mecircme en laboratoire notamment agrave

cause de la contamination de lrsquoair ou des composants utiliseacutes dans les expeacuteriences mais on

peut srsquoen approcher

Il en va tout autrement srsquoagissant de la combustion des carburants dans le cadre du

fonctionnement drsquoun moteur

En effet non seulement le carburant peut preacutesenter des diffeacuterences de composition selon les

pays et les distributeurs mais en plus la masse drsquoair introduite dans le moteur varie en

permanence en fonction de la tempeacuterature ambiante et de la pression atmospheacuterique

Agrave cela il faut ajouter le fait que les moteurs ne fonctionnent jamais agrave des reacutegimes

tempeacuteratures et charges de travail constants et ideacuteals ce qui signifie qursquoil faut modifier en

temps reacuteel la quantiteacute de carburant injecteacutee dans les cylindres

Pour y remeacutedier on modifie la richesse ou lrsquoexcegraves drsquoair

Pour les moteurs Diesels lrsquoexcegraves drsquoair du meacutelange combustible doit ecirctre toujours supeacuterieur agrave

la limite drsquoapparition des fumeacutees deacutetermineacutee par λ cong 18 soit r = 055

Lr = λ Lo [kmole drsquoairkg combustible]

35 Quantiteacute des produits produit de combustion

Les produits de combustion sont les produits issus de la reacuteaction chimique entre un

carburant et un comburant ils srsquoappellent aussi gaz brucircleacutes ou fumeacutees

Lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie sont respecteacutees les gaz drsquoeacutechappement ne contiennent

que de lrsquoazote gazeux (N2) du dioxyde de carbone (CO2) et de lrsquoeau agrave lrsquoeacutetat de vapeur (H2O)

Ces corps existent en grandes quantiteacutes dans la nature ils sont chimiquement stables et sont

indispensables au maintien des eacutequilibres naturels ce ne sont donc pas des polluants

Mais que se passe-t-il lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie ne sont plus respecteacutees Pour

simplifier le problegraveme consideacuterons deux configurations opposeacutees

meacutelange riche (trop de carburant pas assez drsquoair) dans cette configuration certains

atomes qui constituent la moleacutecule drsquohydrocarbure ne trouvent pas de lsquolsquopartenaire

oxygegravenersquorsquo en nombre suffisant puisque lrsquoair manque ils ne sont donc pas oxydeacutes

complegravetement et se retrouvent dans les gaz drsquoeacutechappement sous forme de particules

carboneacutees drsquohydrocarbures imbrucircleacutes (symbole chimique HC) ou de monoxyde de

carbone (symbole chimique CO) gaz qursquoil ne faut surtout pas confondre avec le CO2

lrsquoun est tregraves toxique lrsquoautre pas du tout

meacutelange pauvre (peu de carburant trop drsquoair) dans cette configuration un excegraves

drsquoair (crsquoest toujours le cas lorsque le moteur est suralimenteacute) fortement comprimeacute agrave

haute tempeacuterature (crsquoest particuliegraverement le cas des moteurs diesel) peut entraicircner la

formation de monoxyde drsquoazote (symbole chimique NO) suite agrave une reacuteaction entre

lrsquooxygegravene (O2) et lrsquoazote (N2) Une fois expulseacute le monoxyde drsquoazote preacutesente la

particulariteacute de se transformer spontaneacutement en dioxyde drsquoazote (symbole chimique

NO2) au contact de lrsquoair geacuteneacuterant au passage une mutation de lrsquooxygegravene

atmospheacuterique en ozone (symbole chimique O3) Ces deux gaz sont tregraves toxiques pour

les organismes vivants

C

nCO2 = [kmolekg]

12

H

nHO2 = [kmolekg]

2

nO2 = 021 x (λ-1) x Lo [kmolekg]

nN2 = 079 x λ x Lo [kmolekg]

36 Quantiteacute totale des produits de combustion

nTotal = nCO2 + nHO2 + nO2 + nN2 [kmolekg]

37 Puissance nominale

Vous avez surement deacutejagrave feuilleteacute le catalogue drsquoun grand constructeur automobile

Chaque modegravele y est deacuteclineacute en plusieurs versions les diffeacuterences portant essentiellement sur

la puissance du moteur

Le choix est vaste et on srsquoy perd

80 ch 100 ch 120 ch 150 chhellip

Que signifient reacuteellement ces chiffres

Agrave quoi sert la puissance

Comment la mesure-t-on

Quelle est la relation entre la puissance et la vitesse

Voici quelques eacuteleacutements de reacuteponses

Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale la puissance deacutesigne la production la consommation ou la

transformation drsquoeacutenergie par uniteacute de temps

Pour une automobile cette eacutenergie est drsquoabord de nature chimique (combustion du carburant)

puis de nature cineacutetique (acceacuteleacuteration et vitesse sur route horizontale) ou gravitationnelle

(route en deacutecliviteacute)

La puissance drsquoun moteur thermique se rapporte donc agrave lrsquoeacutenergie deacutelivreacutee par uniteacute de temps

mais aussi agrave lrsquoeacutenergie consommeacutee sous forme de carburant dans le mecircme temps

On ne peut jamais mesurer la puissance on ne peut que la calculer en combinant les valeurs

de la charge moteur et de la vitesse de rotation releveacutees sur un banc de puissance

Banc drsquoessai moteur

Passer un moteur au banc consiste drsquoabord agrave lrsquoaccoupler agrave un disque eacutequipeacute drsquoun

- frein

- compte-tours

Une fois le moteur lanceacute agrave plein reacutegime lrsquoopeacuteration consiste agrave actionner progressivement le

frein jusqursquoagrave ce que la vitesse de rotation du moteur soit stabiliseacutee la commande des gaz

restant grande ouverte

En effet une vitesse stabiliseacutee signifie que le couple moteur est alors exactement eacutegal au

couple de freinage

il suffit donc de mesurer lrsquointensiteacute de la force de freinage pour en deacuteduire la valeur du couple

moteur

Autrement dit ce qursquoon appelle agrave tort un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo ne sert qursquoagrave mesurer le couple

moteur et la maniegravere dont il eacutevolue en fonction de la vitesse de rotation

In fine la puissance reacutesulte drsquoun calcul crsquoest le produit de ces deux grandeurs

F N

Pf =

10 000

Ougrave

F charge [N]

N = reacutegime de rotation [trmn]

38 Puissance corrigeacutee

Pfc = Pf f

Avec

f Facteur de correction tenant compte de la tempeacuterature et de la pression ambiante f

= 1085

Tamb = 27 [degC] Diagramme de conversion

f = 1085

Pamb = 719 [mmHg]

39 Consommation speacutecifique

La consommation speacutecifique du moteur est la quantiteacute de carburant (Cs) utiliseacutee pour produire

un travail T donneacute

(3600 v Ps )

Cs = [gkWh]

(t Pf)

Ou

v volume du gas-oil agrave consommer [cm3]

Ps poids speacutecifique du gasoil [grcm3]

t temps de consommation [s]

Pf puissance au frein [kW]

310 Consommation speacutecifique corrigeacutee

Csc = (3600 v Ps ) (t Pfc)

Ou

Pfc puissance corrigeacutee

311 Couple moteur

Quelles sont les caracteacuteristiques essentielles drsquoun veacutehicule agrave moteur

Les services marketing le savent crsquoest la puissance et la vitesse maximale qui au premier

abord focalisent lrsquoattention du public car ce sont les donneacutees les plus valorisantes pour

lrsquoacheteur

Mais pour le technicien comme pour le conducteur aviseacute crsquoest

- la masse de la voiture

- son couple moteur

- le reacutegime auquel il est disponible

qui sont les donneacutees essentielles car elles conditionnent le comportement du veacutehicule en

situation reacuteelle le service qursquoil peut rendre et son prix de revient

Le terme de lsquolsquocouplersquorsquo vient de ce qursquoil associe deux grandeurs

- une force crsquoest la pression que les gaz exercent sur les pistons

- un bras de levier crsquoest la longueur des manetons du vilebrequin

On utilise pour cela un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo qui est un appareil eacutequipeacute drsquoun compte-tours et

drsquoun frein

La valeur du couple moteur deacutepend de lrsquoaptitude drsquoun moteur agrave introduire dans les cylindres

un meacutelange air-carburant parfaitement homogegravene et surtout de sa capaciteacute agrave en tirer le

maximum drsquoeacutenergie au moment de la combustion

Le couple moteur est toujours relativement modeste agrave bas reacutegime il atteint sa valeur

maximale aux reacutegimes intermeacutediaires pour deacutecroicirctre ensuite inexorablement au fur et agrave

mesure que la vitesse de rotation augmente comme si le moteur finissait par srsquoasphyxierhellip

Tant que le moteur fonctionne dans sa plage de reacutegime de couple maximum la consommation

de carburant la pollution de lrsquoenvironnement et donc le prix de revient du kilomegravetre parcouru

se maintiennent aux valeurs les plus basses dont le veacutehicule est capable

Pour toutes ces raisons il est preacutefeacuterable que le couple maximum soit deacutelivreacute agrave un reacutegime pas

trop eacuteleveacutehellip

30PN 1000

CN = [Nm]

N π

Ou

PN Puissance nominale [kW]

N Vitesse de rotation [trmn]

312 Couple corrigeacutee

30Pfc 1000

Cc = [Nm]

N π

Ou

Pf Puissance corrigeacutee [kW]

4 Bilan thermique des moteurs

Que devient lrsquoeacutenergie libeacutereacutee par la combustion

Elle apparaicirct sous deux formes distinctes

Chaleur crsquoest la mecircme que celle qursquoon peut ressentir devant nrsquoimporte quel

brasier Lrsquoeacutechauffement drsquoun moteur dit lsquolsquothermiquersquorsquo est donc un pheacutenomegravene

normal Heacutelas cette chaleur ne sert agrave rien sinon agrave chauffer lrsquohabitacle elle est

donc voueacutee agrave se disperser dans lrsquoenvironnement

Mouvement crsquoest ce dont on a besoin pour faire avancer la voiture Dans le

cas drsquoun moteur drsquoautomobile la pression des gaz dans la chambre de

combustion provoque le mouvement des pistons et la rotation du vilebrequin

signe tangible qursquoune autre partie de lrsquoeacutenergie libeacutereacutee srsquoest manifesteacutee sous

forme de mouvement (4)

Comment distinguer ces deux formes drsquoeacutenergie

En calculant le rendement du moteur ou plus exactement son bilan thermique

En effet le rendement se deacutefinit comme

eacutenergie reacutecupeacutereacutee

Rendement =

eacutenergie consommeacutee

Dans le cas drsquoun moteur

lrsquoeacutenergie reacutecupeacutereacutee est celle mesureacutee en bout de vilebrequin sur un banc de puissance

exprimeacutee en kilowattheure [kW]

lrsquoeacutenergie consommeacutee correspond agrave la masse de carburant brucircleacutee (exprimeacutee drsquoabord en

kilogrammes puis convertie en joules)

Le reacutesultat est une grandeur sans dimension

Si on fait un bilan thermique dans un moteur de combustion interne

QT = Qe + Qr + Qra + Qa + Qres + Qge

- QT Flux de chaleur deacutegageacute si on brucircle tout le combustible

- Qe Flux de chaleur transformeacutee en puissance effective

- Qr Flux de chaleur eacutevacueacute au liquide de refroidissement

- Qge Flux de chaleur perdu avec les gaz deacutechappement

- QP Flux de chaleur perdu (par rayonnement vers lrsquohuile agrave cause de la combustion

incomplegravete frottements etc)

Scheacutema de la conversion et des pertes thermique dans un moteur

Si on fait un bilan des pertes de chaleur pour prendre en compte ougrave elles se produisent on

trouve

41 Chaleur totale introduite dans le moteur par la combustion

Eacutenergie brute libeacutereacutee par la combustion du carburant

Gazole 443 MJkg-1 (374 MJl-1 )

Essence 469 MJkg-1 (356 MJl-1 )

GPL 487 MJkg-1 (268 MJl-1 )

Eacutenergie nette libeacutereacutee par la combustion du carburant

Gazole 417 MJkg-1 (352 MJl-1 )

Essence 437 MJkg-1 (332 MJl-1 )

GPL 451 MJkg-1 (248 MJl-1 )

(PCI Csh)

QT =

36

Calcul de la consommation horaire

- PCI pouvoir calorifique inferieur [kJkg]

- Csh consommation speacutecifique horaire [kgh]

42 Chaleur eacutequivalente au travail effectif par uniteacute de temps

Qe = 1000 Pf [Js]

Sachant que

- Pf puissance au frein [W]

43 Chaleur transmise au systegraveme de refroidissement

Cette chaleur est donneacutee par la formule suivante

C i D(1+2m ) Nm

Qr = [Js]

λ Avec

- C Coefficient de proportionnaliteacute dont la valeur pour les moteurs agrave 4 temps varie

dans la plage [045 divide 0 53]

- i Nombre de cylindres

- D Aleacutesage du cylindre

- N freacutequence de rotation du vilebrequin

- m Exposant empirique dont la valeur pour les moteur agrave 4 temps est limiteacutee par

lrsquointervalle [06 divide 07 ]

- λ Coefficient drsquoexcegraves drsquoair

44 Chaleur emporteacutee par les gaz drsquoeacutechappement

Csh

Qge = [nt(mcp)tr (Tr-273 ) - Lr(mcp)t2 (T2- 273)]

36 Avec

- L Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil [kmole drsquoairkg de

combustible]

- nt Quantiteacute totale des produits de combustion [kmolekg]

- Tr Tempeacuterature des gaz drsquoeacutechappement [K]

- T2 Tempeacuterature de lrsquoair a lrsquoentreacutee du moteur [K]

- Csh Consommation massique de gas-oil horaire [kgh]

- (mcp)tr ( mcp)t2 sont respectivement la capaciteacute calorifique molaire moyenne agrave

pression constante des gaz reacutesiduels et de lrsquoair admis

45 Autres pertes de chaleur

QP = QT - (Qe + Qr + Qge)

Chapitre 8

Identification du

veacutehicule

Vehicle Identification Number

Le code VIN - Vehicle Identification Number - est un code alphanumeacuterique unique qui est

donneacute agrave chaque veacutehicule automobile depuis 1950

Il apparaicirct sur le chacircssis du veacutehicule

ainsi que sur le moteur et dans

lordinateur de bord

Lanceacute dans une forme simplifieacutee en

1950 par les constructeurs ameacutericains

ce code passera aux 17 caractegraveres

actuels en 1980

Le numeacutero inscrit sur la carte grise

dans la zone laquo numeacutero dans la seacuterie

du type raquo correspond bien agrave celui

figurant sur la voiture Passat IV B ndash 2000 (=B55 ou =Typ 3BG ou = VI) Dapregraves le VIN cest une 3B et le E correpond agrave la version Sport 212130 serait le numeacutero de seacuterie du cassis

Ce numeacutero dans la seacuterie du type est parfois appeleacute numeacutero de seacuterie ou numeacutero de chacircssis

mais son appellation officielle est

Numeacutero drsquoIdentification du Veacutehicule

(NIV ou Vehicle Identification Number VIN en anglais) et regroupe

laquo Type raquo et laquo N dans la seacuterie du type raquo

Cette normalisation preacutevoit entre autres que le NIV doit avoir une

Longueur de 17 caractegraveres

et peut ecirctre diviseacute en 3 sections

bull Les 3 premiers caractegraveres sont reacuteserveacutes agrave

Identification Mondiale du Constructeur

WMI World Manufacturer Identification (anglais)

Suivant cette codification chaque constructeur est identifieacute mondialement avec parfois des

variations suivant le pays ougrave se trouve lrsquousine de fabrication

A titre drsquoexemple la codification de - Renault est VF1

- Peugeot est VF3

- Citroeumln est VF7

Les 03 premiers caractegraveres didentification du constructeur

(WMI)

On distingue les constructeurs qui fabriquent plus de 500 exemplaires par an des autres

Un constructeur dont la production est infeacuterieure agrave 500 veacutehicules par an utilise 9

caractegraveres les autres 14

Certains constructeurs utilisent le 3egraveme caractegravere pour une cateacutegorie de veacutehicules comme les

bus ou les camions comme par exemple

bull le code Ameacuterique du Nord 1G attribueacute agrave General Motors se deacutecompose en

- 1G1 pour Chevrolet

- 1G2 pour Pontiac et

- 1GC pour Chevrolet camions

bull le code Italie F attribueacute agrave Fiat se deacutecompose en

- FA pour Fiat Auto et

- FC pour Fiat VI

Le premier caractegravere WMI correspond au code du pays dans lequel lusine du constructeur est

implanteacutee Exemple

- ZFA Fiat Auto Italie

- SUF Fiat Auto Pologne

- 8AF Fiat Auto Argentine

- NRT Tofas-Fiat Auto Turquie

- 9BD Fiat Automoveicircs Breacutesil

bull Les 6 caractegraveres suivants sont consacreacutes agrave la

Section de Description du Veacutehicule

VDS Vehicle Description Section (anglais)

ougrave lrsquoon va trouver une codification du type eacutelaboreacutee par le constructeur PSA et Renault

utilisent dans cette zone ce que lrsquoon appelait autrefois le type mines

bull Enfin les 8 derniers caractegraveres constituent la

Section drsquoIdentification du Veacutehicule

VIS Vehicle Identification Section en anglais

Il srsquoagit drsquoun numeacutero seacutequentiel attribueacute au veacutehicule et ce dans le type et pour le constructeur

concerneacute

Emplacement du VIN

Afin de veacuterifier la concordance entre ce numeacutero se trouvant sur la carte grise et celui

figurant sur la voiture

il faut savoir que ce numeacutero peut ecirctre trouveacute agrave 2 ou 3 endroits du veacutehicule suivant les cas sur

chacircssis du veacutehicule plaque constructeur derriegravere le pare brise

Cette derniegravere option nrsquoest pas obligatoire mais de plus en plus les constructeurs europeacuteens

en eacutequipent leurs modegraveles les plus reacutecents Pour connaicirctre lendroit ougrave se trouve ce numeacutero

reportez-vous au manuel dutilisation du veacutehicule ou adressez-vous agrave un concessionnaire de la

marque

Le NIV se trouvant sur le chacircssis doit ecirctre

- frappeacute agrave lrsquoaide de poinccedilons ou

- graveacute sur une piegravece essentielle de la voiture

En geacuteneacuteral faisant partie de la caisse ou du chacircssis de maniegravere agrave ce quil ne puisse seffacer

accidentellement ou salteacuterer

Il doit ecirctre placeacute de maniegravere visible sans qursquoun deacutemontage ne soit neacutecessaire

Pour ce qui est de sa localisation il doit impeacuterativement se situer dans la partie droite du

veacutehicule et lrsquoexpeacuterience montre que dans 80 agrave 85 des cas ce NIV se trouve

- dans la partie droite ou centrale du compartiment moteur

- aux environs immeacutediats du siegravege passager avant droit

La plaque constructeur sur laquelle figure eacutegalement le NIV est

- soit une plaque aluminium de couleur argenteacutee ou noire

- soit une eacutetiquette adheacutesive qui peut ecirctre noire blanche ou translucide

Cette plaque constructeur se trouve en geacuteneacuteral

- dans le compartiment moteur

- sur le pied de porte avant droit

- dans le coffre

Enfin le NIV optionnel qui peut se trouver derriegravere le pare-brise est visible agrave travers une

petite fenecirctre en bas agrave gauche et donc coteacute conducteur

Evolution du code VIN en fonction des types

Mercedes W201

Mercedes W202

Mercedes W203

Mercedes W204

Composition du code

Les veacutehicules modernes qui sont reacutefeacuterenceacutes avec des codes VIN sont identifiables par un

systegraveme baseacute sur la norme ISO Organisation internationale de normalisation

- ISO 3779 de 1979 et

- ISO 3780 de 1980

Avant-propos

LISO (Organisation internationale de normalisation) est une feacutedeacuteration mondiale

dorganismes nationaux de normalisation (comiteacutes membres de lISO)

1 Domaine dapplication

La preacutesente Norme internationale speacutecifie le contenu et la structure dun numeacutero

didentification des veacutehicules (VIN) permettant dassurer agrave leacutechelle mondiale un systegraveme

uniforme de numeacuterotation pour lidentification des veacutehicules routiers

La preacutesente Norme internationale sapplique aux veacutehicules agrave moteur aux veacutehicules tracteacutes

aux motocycles et aux cyclomoteurs deacutefinis dans lISO 3833

3 Termes et deacutefinitions

31 Numeacutero didentification dun veacutehicule VIN

Combinaison structureacutee de caractegraveres attribueacutee agrave un veacutehicule par son constructeur en vue de

son identification

32 Code didentification mondiale du constructeur WMI

Premiegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui deacutesigne le constructeur du

veacutehicule et qui est assigneacutee agrave un constructeur de veacutehicules afin de permettre lidentification

dudit constructeur

33 Descripteur VDS

Deuxiegraveme section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui donne une information sur les

caracteacuteristiques geacuteneacuterales du veacutehicule

34 Indicateur VIS

Troisiegraveme et derniegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui constitue une

combinaison de caractegraveres attribueacutes par le constructeur pour distinguer un veacutehicule dun autre

veacutehicule

35 Constructeur

Personne entreprise ou socieacuteteacute qui deacutelivre le certificat de conformiteacute ou qui deacutemontre la

conformiteacute et assume la responsabiliteacute du produit pour un veacutehicule precirct agrave ecirctre mis en service

indeacutependante de lemplacement de lusine de montage

36 Anneacutee

Anneacutee calendaire pendant laquelle le veacutehicule est produit ou anneacutee du modegravele du veacutehicule

deacutetermineacutee par le constructeur

37 Seacuteparation

Symbole caractegravere ou bordure mateacuterielle qui peut ecirctre utiliseacute pour seacuteparer les sections du

numeacutero didentification dun veacutehicule ou pour deacutefinir ses limites

Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee

Code

1971 1 1980 A 1992 N 2001 1 2010 A

1972 2 1981 B 1993 P 2002 2 2011 B

1973 3 1982 C 1994 R 2003 3 2012 C

1974 4 1983 D 1995 S 2004 4 2013 D

1975 5 1984 E 1996 T 2005 5 2014 E

1976 6 1985 F 1997 V 2006 6 2015 F

1977 7 1986 G 1998 W 2007 7 2016 G

1978 8 1987 H 1999 X 2008 8 2017 H

1979 9 1988 J 2000 Y 2009 9 2018 J

1989 K 2019 K

1990 L 2020 L

1991 M 2021 M

Quelques diffeacuterences existent pour la codification des tregraves petites seacuteries

Standard 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1

5

1

6

1

7

ISO 3779

Code

constructeu

r-WMI

Composition du

veacutehicule Code veacutehicule-VIS

Union

Europeacuteen

ne

amp

Ameacuterique

du Nord

plus de 500

veacutehiculesan

Code

constructeu

r-WMI

Compositio

n du

veacutehicule

Code

eacutequipeme

nt du

veacutehicule

Code

Anneacutee

Modegravel

e

Code

Veacutehicul

e

Numeacutero progressif

seacuterie

Union

Europeacuteen

ne

amp

Ameacuterique

du Nord

moins de 500

veacutehiculesan

WMI

Compositio

n du

veacutehicule

Code

eacutequipeme

nt du

veacutehicule

Code

Anneacutee

Modegravel

e

Code

Veacutehicul

e

Code

constructeu

r-WMI

Numeacutero

progressi

f seacuterie

Exemple de code VIN

Poinccedilon Peugeot VF3 741 A4 7F535G815 Poinccedilon Peugeot

- Poinccedilon Peugeot - Code constructeur WMI (03)

1 VF (Europe S-Z France VF-VR)

3 3 (Peugeot)

- Type au mines (06)

4-6 741 (Composition du veacutehicule)

7 (306)

4 (04 portes)

1 ou A (Moteur D1768 cc)

7-8 A4 (type de veacutehicule coupe cabriolet etc)

9 7 (Code eacutequipement du veacutehicule)

- Anneacutee modegravele (01)

10 F (1985)

- Code VIS (07)

11 5 (code usine chiffre ou lettre selon les constructeur)

12-17 35G815 (numeacutero dans la seacuterie du type)

Poinccedilon Peugeot

WAUZZZ8GZPA001181

Codes pays

AndashH = Afrique JndashR = Asie SndashZ = Europe

1ndash5 =

Ameacuterique

du Nord

6ndash7 =

Oceacuteanie

8ndash9 =

Ameacuterique

du Sud

AA-AH Afrique

du Sud

AJ-AN Cocircte

dIvoire

AP-A0 non

attribueacute

BA-BE Angola

BF-BK Kenya

BL-BR Tanzanie

BR Algeacuterie

BS-B0 non

attribueacute

CA-CE Benin

CF-CK

Madagascar

CL-CR Tunisie

CS-C0 non

attribueacute

DA-DE Egypte

DF-DK Maroc

DL-DR Zambie

DS-D0 non

attribueacute

(probable

Algerie)

EA-EE Ethiopie

EF-EK

Mozambique

EL-E0 non

attribueacute

FA-FE Ghana

FF-FK Nigeria

FF-FK

Madagascar

FL-F0 non

attribueacute

GA-G0 non

attribueacute

HA-H0 non

attribueacute

JA-J0 Japon

KA-KE Sri

Lanka

KF-KK

Israel

KL-KR

Coreacutee du Sud

KS-K0 non

attribueacute

LA-L0 Chine

MA-ME Inde

MF-MK

Indoneacutesie

ML-MR

Thaiumllande

MS-M0 non

attribueacute

NF-NK

Pakistan

NL-NR

Turquie

NS-N0 non

attribueacute

PA-PE

Philippines

PF-PK

Singapour

PL-PR

Malaysie

PS-P0 non

attribueacute

RA-RE

Emirat

Arabes Unis

RF-RK

Taiwan

RL-RR

Vietnam

RS-R0 non

attribueacute

SA-SM

Grande

Bretagne

SN-ST

Allemagne

SU-SZ

Pologne

S1-S0 non

attribueacute

TA-TH Suisse

TJ-TP

Reacutepublique

Tchegraveque

TR-TV

Hongrie

TW-T1

Portugal

T2-T0 non

attribueacute

UA-UG non

attribueacute

UH-UM

Danemark

UN-UT Irlande

UU-UZ

Roumanie

U1-U4 non

attribueacute

U5-U7

Slovaquie

U8-U0 non

attribueacute

VA-VE

Autriche

VF-VR France

VS-VW

Espagne

VX-V2

Yougoslavie

V3-V5 Croatie

V6-V0 Estonie

WA-W0

1A-10 Etats

Unis

2A-20

Canada

3A-3W

Mexique

3X-37 Costa

Rica

38-30 non

attribueacute

4A-40 Etats

Unis

5A-50 Etats

Unis

6A-6W

Australie

6X-60 non

attribueacute

7A-7E

Nouvelle

Zeacutelande

7F-70 non

attribueacute

8A-8E

Argentine

8F-8K Chili

8L-8R

Equateur

8S-8W

Peacuterou

8X-82

Veacuteneacutezueacutela

83-80 non

attribueacute

9A-9E Breacutesil

9F-9K

Colombie

9L-9R

Paraguay

9S-9W

Uruguay

9X-92

Trinidad amp

Tobago

93-99 Breacutesil

90 non

attribueacute

Allemagne

XA-XE

Bulgarie

XF-XK Gregravece

XL-XR Pays

Bas

XS-XW Russie

XX-X2

Luxembourg

X3-X0 Russie

YA-YE

Belgique

YF-YK

Finlande

YL-YR Malte

YS-YW Suegravede

YX-Y2

Norvegravege

Y3-Y5

Bielorussie

Y6-Y0 Ukraine

ZA-ZR Italie

ZS-ZW non

attribueacute

ZX-Z2

Sloveacutenie

Z3-Z5 Lituanie

Z6-Z0 non

attribueacute

Chapitre 9

Organisation du

garage

1 Introduction

Un atelier de reacuteparation automobile plus communeacutement

appeleacute

garage

est une structure speacutecialiseacutee dans lentretien courant et la

reacuteparation des veacutehicules automobile

Un petit atelier de garagiste en

Nouvelle-Galles du Sud (Australie)

laquo Garagiste raquo est un terme geacuteneacuterique deacutesignant une personne travaillant dans un garage et

peut sappliquer agrave tous les meacutetiers de lentretien automobile

- meacutecanicien

- carrossier

- peintre en carrosserie

- vendeur etchellip

Un garage peut faire office de station-service tandis que

bon nombre de ces derniegraveres principalement deacutedieacutees agrave la

distribution de carburant proposent un service basique

de laquo garage raquo permettant lentretien courant du veacutehicule

et les reacuteparations mineures

Certains garages en outre proposent un service de vente

de veacutehicules Garage Citroeumln agrave Constantine

au debut du XX siegravecle (Algeacuterie)

Il existe des concessionnaires et des garagistes indeacutependants

2 Histoire

Les ateliers de reacuteparation ont fait leur apparition et se sont multiplieacutes de par le monde en

mecircme temps que lautomobile a commenceacute agrave se banaliser agrave compter du deacutebut du XXe siegravecle

passant du statut de curiositeacute tregraves oneacutereuse agrave celui de bien de grande consommation -

progressivement accessible au plus grand nombre ( FORD T)

Laugmentation du parc installeacute a constitueacute lopportuniteacute de creacuteer un nouveau modegravele

eacuteconomique axeacute sur ce nouveau mode de transport

Tandis que les pays industrialiseacutes sadaptaient agrave lautomobile en

- seacutecurisant et regraveglementant son emploi

- deacuteveloppant un reacuteseau de routes adapteacute

le besoin en points dentretien deacutedieacutes est alleacute croissant et les laquo garages raquo ont commenceacute agrave se

multiplier au bord des routes et dans les agglomeacuterations

3 CHOIX DE LIMPLANTATION

Limplantation dun garage en centre-ville ou en bordure de ville implique avantages et

inconveacutenients quelque soit le cas Critegraveres de choix

- Trafic

- Publiciteacute

- Faciliteacute daccegraves

- Coucirct du terrain

- Superficies possibles

- Frais fixes

4 REacutePARTITION DES SURFACES

La reacutepartition ideacuteale des surfaces est de

- 13 bacircti

- 23 non-bacircti

a) SURFACES NON-BATIES Elles sont essentiellement constitueacutees

- Aires de stationnement Clients magasin de PR

- veacutehicules en attente de reacuteparation

- veacutehicules clients reacutepareacutes

- veacutehicules neufs et occasions

- veacutehicules du personnel

- veacutehicules visiteurs ex repreacutesentants deacutepanneuse bennes agrave deacutechets

b) SURFACES BATIES Les locaux doivent ecirctre

- spacieux

- bien eacuteclaireacutes

- ventileacutes

- chauffeacutes

- daccegraves facile

Il faut preacutevoir

Piegraveces agrave usage de bureau

- 6msup2 par personne

Reacuteception et daccueil des clients

- sa localisation doit ecirctre eacutevidente

Salle dattente clients

- spacieuse

- confortable

- agreacutementeacutee

- documenteacutee

- eacutequipeacutee

- eacuteclaireacutee

- peinte toujours en blanc mat

Magasin de Piegraveces de Rechange plusieurs accegraves seacutepareacutes

- clients

- meacutecaniciens

- agents

Atelier de reacuteparation plusieurs zones

- reacuteparations rapides

- interventions longues

- carrosserie

- peinture

- eacutelectriciteacute

- mise au point etc

Piegraveces annexes

- deacutechets

- aire de lavage

- compresseurs

- vestiaires personnels

- sanitaires etc

5 LES MATEacuteRIELS

a) GROS MATEacuteRIELS

Stations de lavage Stations de vidange graissage Station de controcircle de geacuteomeacutetrie

des trains roulants

Montage et eacutequilibrage de pneumatiques Station de diagnostic Station de controcircles

Electriciteacute

Mateacuteriels de manutention (grues crics) ponts eacuteleacutevateurs

b) PETITS MATEacuteRIELS

Outillages speacutecialiseacutes Outillages individuels

6 LES PERSONNELS

La hieacuterarchie se compose de 2 cateacutegories

a) ENCADREMENT

Directeur geacuteneacuteral Directeur commercial Directeur technique

Directeur financier

b) EXEacuteCUTION

Secreacutetaires de direction Secreacutetaires dadministration de commerce et de gestion-finance

Chef deacutequipe Reacuteceptionnaire Preacuteparateurs

Meacutecaniciens Magasiniers Vendeurs

a EXEMPLE DAMEacuteNAGEMENT DUN GARAGE AUTOMOBILE

a) RDC

b) Etage Bureaux et administration

b ORGANISATION DUNE ENTREPRISE DE REacutePARATION

AUTOMOBILE

a) OBJECTIF DE LENTREPRISE

Accroicirctre la productiviteacute

- en structurant les ateliers

- en deacutefinissant avec preacutecision les tacircches de chacun des personnels afin quelles

ne se chevauchent pas

b) ORGANIGRAMME DUNE ENTREPRISE STRUCTUREacuteE

- Un responsable par secteur assure la liaison avec le chef dentreprise qui controcircle tous

les secteurs

- Chaque secteur est autonome

- Limportance des activiteacutes de reacuteparation permet de subdiviser le travail sous la

responsabiliteacute de plusieurs reacuteceptionnaires ainsi que plusieurs chefs deacutequipe

c FONCTIONS DES DIFFEacuteRENTS PERSONNELS AU SEIN DE

LENTREPRISE

a) LE CHEF DENTREPRISE

Il deacutefinit les objectifs et les prioriteacutes de lentreprise en assurant le controcircle de tous

les secteurs

b) LE CHEF DATELIER

- Il est responsable du fonctionnement des ateliers et de la formation des

employeacutes

- Il coordonne tous les services

c) LE REacuteCEPTIONNAIRE

- accueil le client

- deacutefinie la nature des travaux agrave effectuer

- eacutetablie eacuteventuellement un devis

- preacutecise les deacutelais de reacuteparation

Si le client est daccord

- reacutedige et fait signer LOR quil remplit avec rigueur (ex eacutetat du veacutehicule

carburant accessoires)

- charge le planning de latelier

Apregraves les travaux

- rend le veacutehicule apregraves paiement de la facture

d) LE CHEF DEacuteQUIPE

Il reacutepartit le travail et prend les deacutecisions au niveau de la reacuteparation

e) LES COMPAGNONS

Ce sont les exeacutecutants des reacuteparations

f) LE MAGASINIER

Il approvisionne latelier en piegraveces de rechange et assure le service clientegravele

g) SERVICE FACTURATION

Reacutedaction des factures dapregraves lOR pointeacute par le chef deacutequipe

h) SERVICE COMPTABILITEacute

Il gegravere et reacutealise les bilans dexploitation

Chapitre 10

Devis

1 ORGANIGRAMME DrsquoUNE INTERVENTION

2 Deacutefinition

Un devis est une estimation des prix reacutealiseacutee avant lexeacutecution de travaux ou avant lachat

dun bien

Le DEVIS est une eacutevaluation la plus preacutecise possible du coucirct dune reacuteparation

Dans le cadre de son DEVOIR dinformation et dans le souci permanent de conserver des

relations claires avec le client le devis est devenu une deacutemarche indispensable

3 Enjeux dun devis

Lorsquun particulier ou une socieacuteteacute demande des devis aupregraves de plusieurs entreprises cela

permet de comparer les prix et les prestations fournies

Les Destinataires

- un client

- une compagnie dassurance ou cabinet dexpertise

bull Le Client Le devis permet dinformer le client Il est geacuteneacuteralement eacutetabli sans

deacutemontage meacutecanique Par conseacutequent le devis reste approximatif sachant quune

erreur supeacuterieure agrave 10 nest pas toleacuterable

bull Assurances ndash Experts Le devis est eacutetabli de maniegravere preacutecise pour permettre agrave

lassureur de prendre une deacutecision sur lopportuniteacute de la reacuteparation remise en eacutetat

ou mise en eacutepave lorsque la reacuteparation deacutepasse la valeur veacutenale du veacutehicule

Geacuteneacuteralement les devis sont gratuits

4 Deacutemarche dutilisation des devis

a) Ce que doit comporter un devis

Identification du prestataire qui reacutedige le devis

bull nom et raison sociale

bull adresse complegravete

bull teacuteleacutephone

bull teacuteleacutecopie

bull email et site internet

Identification de la personne qui a demandeacute le devis

bull nom preacutenom

bull adresse

bull teacuteleacutephone

Le mot devis doit ecirctre eacutecrit en gros

La date du devis

La liste des prix et le total

b) Ce quil faut preacuteciser dans un devis

bull La dureacutee de la validiteacute de loffre par exemple ce devis est valable entre 1 et 3 mois

selon le projet

5) Estimation

bull Lestimation consiste agrave eacutevaluer par preacutediction les coucircts et deacutelais des tacircches qui

constituent un projet agrave partir destimations dautres grandeurs comme la taille la

puissance ou la capaciteacute Le terme estimation deacutecrit aussi bien la fonction lopeacuteration

que le reacutesultat

6) Quelles sont les regravegles dun bon devis

- Un prix ferme

- une trace eacutecrite en cas de litigehellip

Tel est linteacuterecirct de disposer dun bon devis avant le deacutebut des travaux

Le bon devis doit comporter un certain nombre de mentions obligatoires notamment

- la somme globale agrave payer

- le deacutecompte deacutetailleacute des prestations et des produits utiliseacutes

- le nom et ladresse de lentreprise

- la dureacutee de validiteacute de loffre et lindication du caractegravere gratuit ou payant du

devis

Ces regravegles protegravegent de faccedilon satisfaisante le client

Des mentions suppleacutementaires

Pour autant rien ne lempecircche de demander au professionnel dajouter sur le devis dautres

mentions non obligatoires comme par exemple

- les modaliteacutes de regraveglement avec un eacutecheacuteancier preacutecis des paiements

- la date limite preacutevue pour la fin des travaux

- une peacutenaliteacute de retard par jour deacutepasseacute

Le client disposera ainsi de moyens de pression suppleacutementaires en cas de complicationhellip

Si la facture est plus eacuteleveacutee

Il arrive que le montant de la facture soit supeacuterieur agrave celui du devis alors que le client navait

pas donneacute son accord preacutealablehellip

Que faire

Commencer par veacuterifier si le devis ne comporte pas une clause de reacutevision du prix dans

certains cas expresseacutement preacutevus (ex hausse du coucirct de la main-dœuvre ou des matiegraveres

premiegraveres)

si cest le cas le professionnel a le droit de reacutepercuter cette hausse sur la facture

Agrave deacutefaut le client peut refuser de payer la diffeacuterence

Une simple lettre de reacuteclamation adresseacutee au professionnel en recommandeacute avec accuseacute de

reacuteception devrait suffire En cas deacutechec le client doit saisir la direction de la concurrence de

la consommation et de la reacutepression des fraudes du deacutepartement du professionnel

Chapitre 11

Bon de commande

Commande

Dans le commerce une commande est une intention soit

- verbale

- eacutecrite

dengager une transaction commerciale pour des produits ou services particuliers

Du point de vue de lacheteur elle exprime lintention dacheter et est appeleacutee une commande

dachat

Du point de vue du vendeur elle exprime lintention de vendre et elle se reacutefegravere agrave une

commande de vente

Dans beaucoup dentreprises les commandes sont utiliseacutees pour rassembler et rendre compte

des coucircts et des revenus selon des objectifs bien deacutefinis

Ensuite il est possible de montrer pour quels objectifs les deacutepenses ont eacuteteacute engageacutees

Eacutetapes dans les commandes commerciales

Commerce Action de lacheteur Action du vendeur

Acheteur qui deacutesire le

produit et vendeur qui

vend le produit

Recherche des vendeurs du produit Marketing et publiciteacute

Veacuterification du pricing

du produit disponibiliteacute

speacutecifications coucircts de

livraison

Demande de devis ou demande doffre Devis ou offre creacuteeacutes

Accord de transaction

entre acheteur et vendeur Enregistrement de la commande dachat

Enregistrement de la commande

de vente

Le produit est expeacutedieacute du

vendeur agrave lacheteur

Fiche demballage facture pro

forma pour certaines

expeacuteditions internationales

Lacheteur reccediloit le

produit du vendeur

La fiche demballage et le produit sont

compareacutes avec la commande dachat on

veacuterifie le bon conditionnement du

produit

Le vendeur envoie la

facture (comptabiliteacute) agrave

lacheteur

On fait correspondre la fiche demballage

avec la commande dachat et la facture

on enregistre lachat dans les comptes

financiers dans la comptabiliteacute

fournisseurs

On enregistre la vente dans les

comptes financiers dans la

comptabiliteacute clients

Lacheteur paie le

vendeur

Paiement en espegraveces par chegraveque ou

paiement eacutelectronique enregistrement

du paiement sur la commande dachat

Reacuteception des espegraveces du

chegraveque ou du paiement

eacutelectronique enregistrement du

paiement sur la commande de

vente

Page 16: Maintenance des parcs roulants Partie 2/3

333 Combustion

Reacuteaction chimique dans laquelle la combustion du carburant (oxydation vive de lhexadeacutecane) par le

dioxygegravene preacutesent dans lair deacutegage de la chaleur plus des reacutesidus de combustion dioxyde de carbone

et eau

Eacutequation parfaite de la combustion du gazole

hexadeacutecane + dioxygegravene = dioxyde de carbone + eauthinsp

2 C16H34 + 49 O2 rarr 32 CO2 + 34 H2O + Q

En pratique on considegravere quil faut preacutevoir 30 g dair pour brucircler 1 g de combustible

334 Usage

On utilise le moteur Diesel lorsque lon a un besoin dun couple

important ou dun bon rendement

- locomotives

- bateaux

- camions

- Bus et car Diesel-alternateur sur un peacutetrolier

- tracteurs agricoles

- groupes eacutelectrogegravenes

- engins de travaux publics

- automobiles

335 Circuit drsquoalimentation

Le circuit drsquoalimentation (figure I16) du moteur en carburant (gas-oil) dans un moteur diesel

comprend les eacuteleacutements suivants

- Le reacuteservoir qui est souvent muni drsquoun tamis qui arrecircte les plus grosses impureteacutes du combustible

Le bouchon comporte un trou de mise agrave lrsquoair libre

- La pompe drsquoalimentation aspire le combustible dans le reacuteservoir agrave travers une creacutepine Elle est

proteacutegeacutee par un preacute-filtre

- Le filtre complegravete le nettoyage du combustible qui est refouleacute par la pompe drsquoalimentation La

pression fournie par cette pompe est limiteacutee par le clapet de deacutecharge placeacute dans le filtre

- La pompe drsquoinjection distribue sous une forte pression au moment voulu le combustible vers les

cylindres Dans certains cas un clapet de balayage tareacute plus faible que celui du filtre permet une

circulation du combustible qui assure le refroidissement de la pompe

Figure I16 Circuit drsquoalimentation avec pompe en ligne

- Lrsquoinjecteur pulveacuterise tregraves finement le combustible dans la chambre de combustion

- Les canalisations de retour relient la pompe le filtre et les injecteurs au reacuteservoir Elles assurent

lrsquoeacutevacuation de lrsquoexcegraves de deacutebit ou la reacutecupeacuteration des fuites

Une pompe dalimentation solidaire de la pompe dinjection aspire le combustible du reacuteservoir au

travers drsquoun preacute-filtre deacutecanteur et le refoule vers le filtre principal

Le combustible filtreacute est envoyeacute sous pression dans la chambre daspiration de la pompe dinjection

dougrave les eacuteleacutements pistons-cylindre le refoulent sous haute

pression vers les injecteurs

Des soupapes de balayage (ou de deacutegazage) placeacutees sur le filtre et

la chambre daspiration de la pompe agrave injection facilitent

leacutevacuation des bulles dair ou de vapeur et assurent par ailleurs

le refroidissement de la pompe par le deacutebit de combustible ainsi

produit

Pompe agrave injection diesel rotative

Les fuites de combustible sont reacutecupeacutereacutees au niveau des injecteurs et renvoyeacutees au reacuteservoir en mecircme

temps que les divers deacutebits de deacutegazage

335 Deacutelai drsquoallumage

Le temps mis par les premiegraveres gouttelettes injecteacutees pour atteindre la tempeacuterature drsquoinflammation est

deacutefini sous le nom de deacutelai drsquoallumage

Ce deacutelai doit ecirctre aussi court que possible pour que le fonctionnement du moteur soit doux Il sera

drsquoautant plus faible que

- La tempeacuterature de lrsquoair est plus eacuteleveacutee

- La tempeacuterature drsquoinflammation du combustible est

plus basse

- Le combustible est plus finement pulveacuteriseacute

- La tempeacuterature du combustible est plus eacuteleveacutee

- Lrsquoindice de ceacutetane du combustible est eacuteleveacute

336 Moteur agrave injection directe

Moteur agrave combustion interne alimenteacute en air pur le carburant eacutetant injecteacute

sous forte pression directement dans la chambre de combustion (figure

I17)

La pression drsquoair est de 175 agrave 200 bars Ce moteur a besoin drsquoun excegraves drsquoair

important pour favoriser le brassage du meacutelange

Les pressions sont importantes en fin de compression (Reacutef [2])

Injection directe

Avantages

- Le rendement thermique est supeacuterieur drsquoenviron 10 agrave un moteur agrave chambre de preacutecombustion

- Les deacutemarrages sont plus faciles

- La construction est plus simple que pour les autres types de moteurs

Inconveacutenients

Le moteur est assez bruyant et les organes sont soumis agrave de fortes charges

Lrsquoencrassement des injecteurs est plus rapide

336 Avantages du moteur Diesel

Les raisons du succegraves du moteur Diesel dans lautomobile au-delagrave davantages fiscaux qui relegravevent de

choix politiques et non techniques tiennent essentiellement agrave son rendement supeacuterieur agrave celui du

moteur agrave essence

Ce rendement peut ecirctre encore ameacutelioreacute par lutilisation dun

turbocompresseur

Les plus reacutecents modegraveles sont laquo agrave geacuteomeacutetrie variable raquo (TGV)

technologie qui leur permet decirctre plus performants agrave bas reacutegime)

Turbocompresseur

Ainsi que lrsquoutilisation du Common rail (injection directe agrave haute

p r e s s i o n ) i n v e n t eacute p a r F i a t e t M a g n e t i - M a r e l l i

Systegraveme drsquoinjection a rampe commune

Avec les nouveaux injecteurs-pompe rampe commune et pieacutezo-eacutelectrique la pression atteint

jusquagrave

2thinsp500 bars

Contre

- 1thinsp400 pour la premiegravere rampe commune

- moins de 1thinsp000 pour un moteur agrave injection indirecte)

Ce qui assure une pulveacuterisation du gazole

- turbulente

- continue

- constante et

- bien reacutepartie

parametres essentielles pour une bonne combustion

Cette technologie porte le nom de

bull JTD Fiat Alfa Romeo Lancia - inventeur du systegraveme common rail 1re geacuteneacuteration

bull Mjt Fiat Alfa Romeo Lancia Iveco - inventeur et distributeur du systegraveme common rail 2e et

3e geacuteneacuteration

bull HDi Peugeot Citroeumln

bull dCi (Direct Common rail Injection) Renault Nissan Dacia

bull CDI (Common rail Direct Injection) Mercedes-Benz Smart

bull CRD Jeep

bull Td(x) TDV(x) Land Rover (ex Td4 ou TDV8)

bull d BMW (ex 530d)

bull TDI (Turbo Direct Injection) Audi Seat Skoda Volkswagen

bull D-4D ou D-CAT Toyota (CAT signifie Clean Advanced Technologie)

bull d Lexus (exIS 220 d)

bull CDTI (Common rail Turbo Direct Injection) Opel (les DTI sont des moteurs agrave injection

directe sans rampe commune)

bull VDi deacutenomination anciennement utiliseacutee par Nissan aujourdhui remplaceacutee par dCi

bull DI-D Mitsubishi

bull D Volvo (ex 24D ou D5) Jaguar (ex 27D)

bull TDCi Ford (les moteurs TDdi sont agrave injection directe mais ne comportent pas de rampe

commune)

bull MZR-CD Mazda

bull i-CTDi Honda

bull CRDi Hyundai

bull CRDI Kia

bull TCDi VCDi Chevrolet

bull TID Saab

34 Architectures moteurs

341 Introduction

Les deacutefauts du moteur agrave combustion interne classique sont

- meacutediocre rendement

- vibrations

- difficulteacute de reacuteduire son niveau de pollution

De nombreuses architectures alternatives sont neacutees au cours de lhistoire beaucoup sont resteacutees agrave leacutetat

de dessins ou de maquettes certaines ont donneacutees des prototypes fonctionnels et quelques rares

architectures ont eu droit agrave la production industrielle

342 Caracteacuterisation

La cylindreacutee dun moteur est le volume total (tous cylindres) deacuteplaceacute durant un cycle

Elle est calculeacutee agrave partir

- du diamegravetre dun cylindre (laleacutesage)

- de la distance parcourue par un piston (la course) et

- du nombre de cylindres

La puissance deacuteveloppeacutee souvent exprimeacutee par une courbe de puissance moteur doit ecirctre mesureacutee

selon certaines normes deacutefinissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de

tempeacuterature et de pression

Courbes caracteristiques du moteur CMT F4L912

Elle est toujours supeacuterieure agrave la puissance reacuteellement disponible aux roues pour un veacutehicule du fait des

pertes dans la transmission

Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le kiloWatt (kW) mais souvent accoleacute au cheval-vapeur (CV)

1 cheval-vapeur = 736 Watt

Le couple maximal est exerceacute sur laxe

Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le Newton-megravetre (Ntimesm) bien que le kgtimesm reste courant

La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation

Pour obtenir des Watt il faut multiplier le couple en Ntimesm par la vitesse de rotation en radians par

seconde

La vitesse maximale de rotation geacuteneacuteralement exprimeacutee en tours par minute

- La puissance speacutecifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindreacutee (volume de gaz

contenus apregraves le cycle dadmission)

Elle est souvent exprimeacutee en la rapportant au litre de cylindreacutee

- Le taux de compression dun moteur exprime le rapport entre le volume laisseacute dans lun de ses

cylindres au point mort bas et au point mort haut

Plus il est eacuteleveacute plus le meacutelange est comprimeacute donc plus lexplosion sera forte donc difficile agrave geacuterer

(choc meacutecanique tempeacuteraturehellip) mais plus le rendement du moteur sera eacuteleveacute

343 Eleacutements constitutifs drsquoun moteur

3431 Eleacutements fixes

34311 Bloc-moteur

Le bloc-moteur appeleacute eacutegalement carter-cylindres est la

piegravece maicirctresse du moteur (figure I2)

Ses fonctions principales sont les suivantes

- contenir les cylindres

- supporter le vilebrequin la culasse les

accessoires

- servir de support agrave lrsquohuile de lubrification

Scheacutema drsquoun bloc moteur

- servir de support agrave lrsquoeau de refroidissement (si un tel systegraveme de

refroidissement est utiliseacute)

Bloc a 04 cylindres

34312 Chemises

Pour le moteur F4L912 refroidi agrave air les chemises sont munies drsquoailettes (figure I3)

a) b) c)

Figure3 Chemises pour moteurs a) humides b) segraveches c) agrave ailettes du moteur F4L912

34313 Culasse

La culasse obture la partie supeacuterieure du cylindre

Cest une piegravece assez massive obtenue par moulage de fonte dacier ou

drsquoaluminium

Sa forme est tregraves variable suivant le type de moteur

La circulation de leau de refroidissement se fait dans des eacutevidements

ameacutenageacutes dans leacutepaisseur des parois Culasse drsquoun moteur

refroidi agrave eau

Les culasses portent

- les injecteurs

- les soupapes

- les culbuteurs

- les conduits dentreacutee dair et de sortie des gaz brucircleacutes Culasse Renault Kangoo

Pour le moteur refroidi agrave air (F4L912) leur culasse porte des ailettes comme montre la figure

Figure I5 Culasse du moteur F4L912 Figure I6 Vilebrequin pour un moteur a 4 cylindres

I322 Eleacutements mobiles

I3221Vilebrequin

Le vilebrequin (figure I6) est un arbre manivelle il reccediloit les efforts des bielles

Les parties cylindriques par lesquelles il repose dans des

paliers-supports du bacircti sont les laquo tourillonsraquo

Les parties cylindriques qui reccediloivent les coussinets de tecirctes

de bielles sont les

laquo manetons raquo (Reacutef [2])

Manetons et tourillons sont relieacutes entre eux par des flasques

appeleacutes laquo bras de manivelle raquo Fig 6 bis Vilebrequin a 5 paliers avec ses bielles et pistons

Des canaux sont foreacutes dans la masse du vilebrequin pour amener lhuile de graissage

jusquaux coussinets de tecirctes de bielle (figure 7)

Figure 7 Graissage des paliers drsquoun vilebrequin

I2322 Bielles

Les bielles transmettent au vilebrequin les efforts quelles

reccediloivent des pistons pendant les temps moteurs et

entrainent les pistons pendant les temps reacutesistants

Elles sont en acier allieacute

Leurs formes sont conccedilues de maniegravere agrave concilier au mieux la

leacutegegravereteacute et la reacutesistance aux efforts de

- compression

- extension Fig7a Ensemble bielles-pistons

- flexion

Les trois principales parties dune bielle sont

- le pied qui srsquoarticule sur laxe de piston

- le corps

- la tecircte qui sarticule sur un maneton du

vilebrequin

Figure I8 Bielle utiliseacutee dans le moteur F4L912

Le pied est un eacutepanouissement aleacuteseacute du corps dans lequel une

bague en bronze phosphoreux ou un roulement agrave aiguilles est

emmancheacute avec serrage

Le corps est alleacutegeacute par des eacutevidements sa section est souvent en

I parfois tubulaire

La tecircte est en deux parties assembleacutees par boulons pour en

permettre le montage sur le vilebrequin

La partie rapporteacutee est le laquo chapeau raquo

Deux demi-coussinets en bronze ou en acier sencastrent dans

la tecircte ils sont garnis dune couche de meacutetal antifriction

Le garnissage est parfois en laquo meacutetal roseraquo (alliage agrave base de

plomb et de cuivre qui fond agrave 1 000degC) pour les moteurs soumis

agrave de tregraves gros efforts

Quelquefois les coussinets sont deacutepourvus de garnissage ils

sont alors en bronze speacutecial

Fig8a Description de lrsquoensemble bielles-pistons

Dans les moteurs modernes les coussinets sont des laquo coquillesraquo tregraves minces en acier

eacutegalement garnies drsquoalliage antifriction

I3223Piston

Le piston (figure I9) peut ecirctre deacutecomposeacute en quatre parties

principales

- La tecircte ou fond qui reccediloit les efforts dus aux gaz

- le porte-segments qui par lrsquointermeacutediaire des segments assure

lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz et agrave lrsquohuile et dissipe une partie des calories

reccedilues vers le fluide de refroidissement Fig 8b Vue drsquoun piston

- le logement de lrsquoaxe de piston ou trou drsquoaxe

- la jupe ou partie frottant dont le rocircle est de guider le porte-segments et de dissiper une partie des

calories

- Fonctions du piston

Le piston doit transmettre au vilebrequin par lrsquointermeacutediaire de la

bielle les efforts dus aux gaz

- jusqursquoagrave 75 MPa pour les moteurs agrave essence non

suralimenteacutes

- jusqursquoagrave 14 agrave 18 MPa pour les moteurs diesels

Figure I9 Piston

Ils doivent ecirctre suffisamment isolants pour ne pas fournir trop de

calories au fluide de refroidissement

Tout en eacutevitant la formation de points chauds et de grippage

Il faut que le piston soit aussi leacuteger que possible et le moins

encombrant possible (distance entre le trou drsquoaxe et la tecircte la plus

reacuteduite pour avoir un moteur compact)

La dilatation du piston doit ecirctre telle que le jeu pistonchemise varie

peu car trop de jeu agrave froid provoque des claquements et pas assez de

jeu agrave froid un grippage

Le piston doit avoir une bonne reacutesistance meacutecanique en fatigue

Fig 9a Piston pour moteur Diesel

Formes de la tecircte du piston

La forme des chambres de combustion est deacutetermineacutee par

lempreinte reacutealiseacutee dans la culasse si bien que la tecircte du

piston est habituellement plate

Parfois il savegravere au contraire que le piston soit creuseacute et

forme totalement ou partie la chambre de combustion

Neacuteanmoins la tecircte du piston est creuseacutee notamment sur les

automobiles de course pour une toute autre raison

Il sagit en effet de reacutealiser une forme particuliegravere permettant

de reacutepartir et de diriger au mieux le meacutelange airessence

injecteacute dans la chambre

Fig 9c Illustration des diffeacuterentes formes de tecirctes de piston et de la

position de linjecteur selon la technique dinjection

On distingue geacuteneacuteralement 02 grandes techniques dinjection

Dans le cas dune injection dite laquo tumble raquo le jet de fluide produit par

linjecteur est deacutevieacute (par la forme de la tecircte du piston) vers la bougie

dallumage permettant de produire une explosion plus laquo performantes

raquo et stratifieacutee

Dans le cas dune injection dite laquo swirl raquo le carburant agit comme un

tourbillon permettant ainsi dhomogeacuteneacuteiser le meacutelange dans toute la

chambre

Il est eacutegalement possible de combiner les deux types dinjection

Fig9b Illustration des mouvements

tourbillonnaire swirl et tumble

I3224Segmentation

Ce sont des piegraveces composeacutees dun cercle incomplet en acier eacutelastique preacutevues pour semboicircter dans

les gorges du piston

Le diamegravetre exteacuterieur au repos est leacutegegraverement

supeacuterieur agrave celui du cylindre

En partant de la tecircte du piston on a (figue I10)

- le segment ndeg3 segment coup de feu

(ou segment de feu)

- le segment ndeg2 segment drsquoeacutetancheacuteiteacute

- le segment ndeg1 segment racleur ou refouleur

Fig9b Vue drsquoun ensemble piston-segments

Les deux derniers segments sont eacutegalement appeleacutes segments de compression

Les rocircles de la segmentation sont les suivants

- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz

ce rocircle est surtout assureacute par le segment coup de feu

Il est essentiel pour diminuer le Blow-by (gaz de combustion

passant dans le carter-cylindres) et la tempeacuterature des

segments inteacuterieurs

Figure I10 Segments de piston

- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute agrave lrsquohuile de lubrification

crsquoest surtout le rocircle du segment racleur mais le segment

drsquoeacutetancheacuteiteacute a aussi une grande importance

- Eacutevacuer la chaleur du piston vers le cylindre

Elles sont fabriqueacutees agrave partir dun ressort dacier eacutelastique

coupeacute ensuite en rondelles constituant les segments Fig10a Collier pou segments a piston

Elles sont geacuteneacuteralement asymeacutetriques il faut faire attention au sens de montage lors de

lassemblage du moteur (fig10b)

Lespace entre les deux extreacutemiteacutes du segment lorsquil est

de serrage introduit dans le cylindre sappelle le jeu agrave la coupe

Sa mesure permet deacutevaluer lusure du segment

Fig10b Tierccedilages des segments

I3225Axe de piston

Les axes de pistons en acier au nickel ceacutementeacute sont tubulaires leur

surface cylindrique exteacuterieure est rectifieacutee

Trois types de montage sont couramment utiliseacutes

- laxe est maintenu solidaire de la bielle par une vis pointeau il est

libre dons le piston

- laxe est maintenu solidaire du piston par une vis pointeau placeacutee dans

lun des bossages il est libre dans laleacutesage de la bielle Fig10c Axe piston

- laxe est monteacute laquoflottantraquo dans le piston et la bielle son deacuteplacement lateacuteral est limiteacute par

des freins extensibles en anneau (figure I11) logeacutes dans des rainures circulaires

Lajustement de laxe est agrave

- frottement doux dans la bielle

- frottement dur dans le piston

Pour le montage le piston est porteacute agrave la tempeacuterature de 100degc dans un bain dhuile afin de

faciliter la mise en place de laxe

Figure I11 Axe de piston monteacute flottant

52 La distribution

Mais cest quoi dont la distribution

Ce sont les diffeacuterents systegravemes permettant la reacutegulation des eacutechanges gazeux cest agrave dire les eacutetapes

dadmission et deacutechappement

Dans un moteur 2 temps cette fonction est assureacutee par le piston

Sur un moteur quatre temps la distribution se fait au niveau de la culasse par les soupapes et tous les

systegravemes qui permettent leurs ouvertures et fermetures

Chaque cylindre dun moteur possegravede au moins deux soupapes une dadmission et une

deacutechappement

Sur certains moteurs il Y a trois ou quatre soupapes par culasse elles sont commandeacutees simultaneacutement

deux agrave deux

(a) 02 soupapes (b) 03 soupapes (c) 04 soupapes

Fig11a Culasses a 02 03 et 04 soupapes par cylindre

Les soupapes sont normalement appuyeacutees sur leurs siegraveges par des

ressorts en heacutelice

Leur ouverture agrave un instant preacutecis de chaque cycle sobtient gracircce agrave

la pousseacutee exerceacutee par une came (figure12)

La came tourne entraicircneacutee par le vilebrequin sa pousseacutee est

communiqueacutee agrave la soupape par lintermeacutediaire dun poussoir dune

tige et dun culbuteur

Fig12 Distribution

331 Soupapes

Une soupape est un organe meacutecanique de la distribution des moteurs thermiques agrave quatre

temps permettant ladmission des gaz frais et leacutevacuation des gaz brucircleacutes

Les soupapes sont actionneacutees par un arbre agrave cames et maintenues par un ou plusieurs ressorts

de rappel

Les soupapes sont constitueacutees de quatre parties

a) Tecircte de la soupape

Lorsque la soupape est en position fermeacutee elle vient sappuyer sur le siegravege de

soupape dessineacute dans la culasse pour assurer leacutetancheacuteiteacute de la chambre

La partie de la soupape en contact avec le siegravege de forme tronconique est

deacutenommeacutee laquo porteacutee raquo langle varie entre 30deg et 45deg

b) Collet

Elle relie la tecircte agrave la tige est formeacute par un congeacute de grand rayon de faccedilon agrave

faciliter la dissipation de la chaleur provenant de la chambre et eacuteviter leffet

dentaille ducirc au changement de section

c) Tige

Crsquoest une piegravece cylindrique dont le diamegravetre est de lordre du quart de celui de la tecircte assure

le guidage vertical de la soupape

La tige coulisse ainsi dans le guide de soupape ouverture cylindrique pratiqueacutee dans la

culasse

d) Queue

Partie terminale de la soupape supporte laction du poussoir actionneacute par larbre agrave cames

Elle comporte une ou plusieurs gorges le plus souvent de section semi-circulaire pour loger

les clavettes qui transmettent agrave la soupape la tension du ressort de rappel6

Les soupapes sont en acier allieacute tregraves reacutesistant

Les principaux meacutetaux dalliage sont le chrome le

silicium le tungstegravene le nickel

Figure I13 Soupape avec tecircte bombeacutee

332 Culbuteurs et poussoirs

Les culbuteurs (figure I14) sont des leviers oscillants articuleacutes sur un axe solidaire de la

culasse

Leur rocircle est de transmettre de haut en bas aux queues de soupape les pousseacutees quils

reccediloivent de bas en haut agrave intervalles reacuteguliers des poussoirs et tiges de culbuteurs

Figure I14 Culbuteurs Renault 21 TD

Les poussoirs sont des cylindres en acier tregraves reacutesistant qui prennent contact avec les cames

soit

- par lintermeacutediaire dun galet

- par intermeacutediaire dun plateau

Suivant le cas le profil de la came est diffeacuterent

Fig14a Poussoirs et arbre agrave cames en tegravete pour leur entrainement (VW Toureg)

521 Le diagramme de distribution

Le point le plus haut quil peut atteindre quon appelle point mort haut (PMH) et inversement le point

le plus bas quon appelle point mort bas (PMB)

Enfin on appelle la course la longueur du parcours entre le PMH et le PMB

Laleacutesage est le diamegravetre du cylindre

Ces donneacutees et le volume de la chambre de combustion permettent de calculer le taux de compression

ou rapport volumeacutetrique

Figure V1 Point Mort Haut et Point Mort Bas dans un moteur

522 Les systegravemes de controcircle des soupapes

Au vue de la complexiteacute dun diagramme de distribution il faut que les soupapes dadmission et

deacutechappement soient parfaitement synchroniseacutees pour que le cycle sexeacutecute dans de bonnes

conditions

Moteurs culbuteacutes

Dans un moteur agrave combustion interne les culbuteurs servent agrave

transmettre la pousseacutee des tiges de culbuteurs vers les soupapes (les

soupapes se trouvant au-dessus des cylindres les tiges de culbuteurs

le long des cylindres et actionneacutees par un arbre agrave cames lateacuteral ou

central situeacute vers le bas des cylindres proche du vilebrequin)

Ces moteurs sont dits culbuteacutes

Ils ont eacuteteacute tregraves utiliseacutes en automobile de tourisme jusquaux anneacutees

1970-80

Fig 2 Ensemble de distribution culbuteacute

Tout dabord quest ce quune came

La came est lobjet qui permet la commande dune ou de plusieurs soupape Son profil est calculeacutee tregraves

preacuteciseacutement afin de

-fixer la hauteur de la leveacutee de soupape

-amortir le choc entre la came et le poussoir ducirc au jeu initial

-reposer doucement la soupape dans son siegravege lors de la fermeture par ressort

Figure V4 Ensemble soupape-came et arbre agrave cames

La came peut commander la soupape directement avec un poussoir comme repreacutesenteacute ci-agrave gauche

mais elle peut eacutegalement utiliser des basculeurs tels que le linget (ci contre en bas) ou le culbuteur (ci

contre en haut)

Ainsi larbre agrave came contient plusieurs cames permettant de commander les soupapes de tous les

cylindres afin de les synchroniser

Larbre agrave cames est geacuteneacuteralement entraicircneacute au moyen dengrenages

Son pignon denteacute est soit directement en prise avec un pignon caleacute agrave lextreacutemiteacute du vilebrequin soit

relieacute agrave ce dernier par un pignon intermeacutediaire

Les soupapes peuvent ecirctre commandeacutees par simple arbre agrave cames en tecircte

Cela signifie que larbre agrave cames est placeacute au dessus de la culasse et quil actionne les soupapes

dadmission et deacutechappement par lintermeacutediaire de culbuteur

Il existe aussi le systegraveme de double arbre agrave cames en tecircte ougrave dans ce cas il y a deux arbres agrave came

lun commande les soupapes dadmission et lautre les soupapes deacutechappement Ici les soupapes

peuvent ecirctre actionneacutees par tous les systegravemes possibles poussoir ou basculeurs

Moteurs agrave simple arbre agrave cames en tecircte

Si lon souhaite un reacutegime de rotation plus eacuteleveacute il est dusage de

placer le ou les arbres agrave cames juste au-dessus des soupapes

directement dans la ou les culasse(s) (arbre agrave cames en tecircte)

et donc il ny a plus besoin de tiges de culbuteurs (moins de piegraveces

en mouvement de jeux donc moins de risque daffolement de

soupapes)

Lorsque les soupapes sont toutes aligneacutees (soupapes dites droites) elles sont coiffeacutees dun poussoir

cylindrique et ouvertes par laction directe de la came sur le dessus

du poussoir

Si elles ne sont pas toutes aligneacutees (soupapes en V) et que lon

souhaite nutiliser quun seul arbre agrave cames en tecircte on dispose des

culbuteurs pour transmettre la pousseacutee des cames aux soupapes

Moteurs agrave double arbre agrave cames en tecircte

Bien que le montage agrave double arbre agrave cames en tecircte permette de

saffranchir des culbuteurs il arrive dutiliser de petits culbuteurs

dits alors linguets parfois appeleacutes basculeurs

Un culbuteur transmet agrave la soupape la pousseacutee de la came en

inversant le sens de la pousseacutee quil reccediloit Laxe de pivot dun

culbuteur est situeacute entre ses deux extreacutemiteacutes comme une balanccediloire

agrave bascule Figure V4 Entraicircnement des arbres de distribution dun systegraveme agrave 16 soupapes

La question qui vient apregraves cest ben comment il tourne larbre agrave cames

Ce sont les vilebrequins qui en tournant transmettent leur position au(x) arbre(s) agrave cames

Il faut bien comprendre que les vilebrequins sont deacutependant les uns des autres lun ne peut pas tourner

sans lautre car ils sont relieacutes entre eux

Ceci est souvent appeleacute larbre moteur

Cette commande se fait le plus souvent par chaicircne comme preacutesenteacute dans la figure des deux arbres agrave

cames en tecircte (sur la droite)

Cest ce quon appelle la chaine de distribution

On trouve eacutegalement la commande par courroie cranteacutee

Enfin on trouve la commande par pignon qui est tregraves reacutesistant mais cher agrave mettre en place

a) chaine b) pignon c) courroie cranteacutee

Figure V4 commande par chaine non 16032016

323 Nombre de soupapes par cylindre

Bien sur laugmentation nombre de soupapes vous vous en doutez favorise le rendement de

distribution Mais ceci nest pas la seule raison

Commenccedilons simplement par le nombre de soupapes le plus reacutepandu dans les anneacutees 80 cest agrave dire 2

soupapes par cylindre

Les culasses ont une chambre de combustion hemispheacuterique pour favoriser le flux des gaz un angle

entre la soupape dadmission et deacutechappement tregraves eleveacute (proche de 90deg) et enfin un taux de

compression eacuteleveacute

Cependant malgreacute tous ces efforts pour favoriser la distribution il est devenu difficile daccroitre les

performances du moteur

Pour cela il y avait une solution augmenter le diamegravetre des soupapes mais cela est devenu vite

impossible ducirc agrave lencombrement les soupapes auraient fini par se toucher

Par ailleurs lutilisation du double arbre agrave cames en tecircte devenait difficile

En effet imaginez la distance des arbres agrave cames pour commander des soupapes donc lencombrement

moteur eacutetait important et surtout lentrainement des 2 arbres agrave cames eacutetait difficile

Il a donc eacuteteacute utiliseacute des cascades de pignons mais cela rendait la distribution tregraves bruyante et les

contraintes dues agrave leacutechauffement eacutetaient difficiles agrave geacuterer

En revanche cette disposition agrave deux soupapes est meacutecaniquement simple et on peut facilement placer

dune part les vis de fixation de la culasse et dautre part la bougie

Figure 6 Culasse a 2 4 et 5 soupapes

Au milieu des anneacutees 80 Yamaha invente une culasse agrave 5 soupapes sur le FZ750 Genesis encore

utiliseacutee aujourdhui sur les sportives de la gamme

Ainsi ce moteur comptant

- 3 soupapes dadmission

- 2 soupapes deacutechappement

permet un meilleur remplissage de la chambre de combustion

La difficulteacute rencontreacutee est le logement des 5 soupapes

Les trois soupapes dadmission ont eacuteteacute placeacutees sur des plans diffeacuterents

mais de faccedilon agrave converger vers larbre agrave cames eacutevitant le montage de

culbuteurs

Cette architecture meacutecanique provoque une difficulteacute daccessibiliteacute meacutecanique

53 Refroidissement

Les combustions reacutepeacuteteacutees surchauffent les piegraveces en contact (piston cylindre soupape) et se diffusent

sur lensemble des piegraveces meacutecaniques du moteur

Il faut donc les refroidir sous peine de destruction

Pour un bon fonctionnement les moteurs agrave explosion ont besoin drsquoune tempeacuterature reacuteguliegravere et

adapteacutee

531 Refroidissement agrave air

En 1875 le franccedilais Alexis de Bischop utilise lair pour le refroidissement

Son moteur sans compression preacutealable de type mixte comportait un

cylindre entoureacute dailettes meacutetalliques augmentant ainsi la surface en

contact avec lair

Ce type de refroidissement est surtout utiliseacute pour les moteurs eacutequipant les

veacutelomoteurs et motocyclettes de faible cylindreacutee mais aussi sur des

automobiles comme certaines Porsche GS la 2CV ou la Coccinelle

Le refroidissement par air est aussi majoritaire pour les moteurs agrave pistons eacutequipant les avions

Moteur de la VW Coccinelle

Le refroidissement agrave air a longtemps eacuteteacute la reacutefeacuterence pour les moteurs de motocyclette (mecircme sil a

toujours existeacute des moteurs de motocyclette agrave refroidissement liquide) mais les problegravemes entraicircneacutes

par le haut rendement de ces moteurs (casses usure preacutematureacutee) ont conduit agrave la quasi geacuteneacuteralisation

du refroidissement liquide malgreacute les avantages speacutecifiques pour la motocyclette du refroidissement agrave

air (encombrement poids simpliciteacute prix)

Il peut ecirctre optimiseacute par lutilisation dun ventilateur dont la preacutesence ne reacutevegravele toutefois pas toujours

un refroidissement agrave air car il dissipe parfois la chaleur du radiateur dun systegraveme de refroidissement

liquide

532 Refroidissement liquide

Cest langlais Samuel Brown qui inventa le refroidissement du moteur par de leau afin dameacuteliorer les

performances du refroidissement

Dans son moteur leau entraicircneacutee par une pompe circule autour des

cylindres entoureacutes dune chemise leau est refroidie par contact direct

avec lair ambiant

Plus tard on ajouta agrave leau diffeacuterents adjuvants qui devint alors le

liquide de refroidissement

Radiateur moderne en aluminium

Le radiateur fut inventeacute en 1897 par lingeacutenieur allemand Wilhelm Maybach

Apregraves de nombreux tacirctonnements il mit au point le radiateur dit laquo nid dabeille raquo qui permet le

refroidissement tregraves efficace dun liquide

Il est composeacute dun faisceau de conduits courts et eacutetroits entre lesquels circule lair

Lair peut ecirctre acceacuteleacutereacute par un ventilateur placeacute devant ou derriegravere lui

Ce radiateur est situeacute dans un circuit fermeacute ou semi-fermeacute emplit dun liquide (agrave base deau) assurant le

refroidissement du moteur

Dans les moteurs les plus anciens la circulation deau est assureacutee par thermosiphon leau chauffeacutee par

le moteur monte vers le radiateur placeacute en hauteur Une fois refroidie elle redescend vers le moteur

Dans les moteurs modernes on utilise une pompe agrave eau

Un controcircle permanent de la tempeacuterature vise agrave maintenir leau et lhuile dans des conditions

permettant une lubrification optimale

Ideacutealement la tempeacuterature du liquide de refroidissement est denviron 75deg-95degCelsius deacutetermineacutee par

plusieurs facteurs tels que toleacuterances dusinage et reacutesistance au frottement des piegraveces meacutecaniques

lubrifiants utiliseacutes

La reacutegulation de cette tempeacuterature est geacuteneacuteralement obtenue par une vanne thermostatique calorstat

situeacutee dans le circuit de refroidissement associeacutee agrave un ou plusieurs ventilateurs asservi par une sonde

thermocontact agrave la tempeacuterature du liquide dans le radiateur

Dans les moteurs marins le radiateur est remplaceacute par un eacutechangeur de tempeacuterature Leau de mer

assurant le refroidissement du circuit deau douce du moteur

533 Refroidissement par huile

Tous les moteurs agrave combustion interne utilisent deacutejagrave un liquide pour la lubrification des piegraveces en

mouvement lhuile qui circule propulseacutee par une pompe il suffit donc de faire circuler ce liquide dans

les zones les plus chaudes et surtout den assurer le refroidissement correct

Tous utilisent plus ou moins le refroidissement par huile carter dhuile bas moteur ventileacute parfois

muni dailettes un petit radiateur dhuile

Exemple

Certaines motos agrave 4 cylindres de marque Suzuki utilisent un refroidissement mixte air-huile avec un

gros radiateur dhuile

Avantages

Les canalisations pompe radiateur indeacutependant et liquide speacutecifiques au refroidissement deviennent

inutiles

Cela permet un net gain de poids et une plus grande simpliciteacute de conception

Inconveacutenients

Lhuile transporte moins bien la chaleur que leau et les speacutecificiteacutes de ces huiles les rendent plus

coucircteuses pour lutilisateur

De plus le graissage du moteur est moins performant (agrave isopeacuterimegravetre) car il y a des pertes de charges

dues agrave la circulation dans le radiateur dhuile

54 Architecture des moteurs agrave explosion

Figure V3 Moteur en double eacutetoile agrave 14 cylindres

bull Cylindres en ligne

bull Cylindres en V

bull Cylindres en W

bull Cylindres opposeacutes horizontalement (Boxer) (flat)

bull Cylindres en H

bull Cylindres en eacutetoile

bull Moteurs complexes (moteurs en carreacute etc)

541 Monocylindre

Historique

Le premier brevet concernant un moteur agrave explosion a eacuteteacute deacuteposeacute par le Suisse Franccedilois Isaac de Rivaz

le 30 janvier 1807

Le premier moteur agrave deux temps fut imagineacute et reacutealiseacute par Jean-Joseph Eacutetienne Lenoir en 1860 Il

fonctionne selon le cycle de Lenoir

Vers 1862 les Allemands Otto et Langen constatant le faible rendement du moteur agrave deux temps de

Lenoir (1860) entreprirent une seacuterie dameacuteliorations la plus deacutecisive consista agrave synchroniser les

mouvements dans la phase de compression

542 Quatre cylindres

Panhard et Levassor degraves 1896 engagent un laquo quatre cylindres en ligne raquo sur leacutepreuve Paris-Marseille-

Paris

Deux ans plus tard les multicylindres (agrave quatre cylindres) gagnent les

grosses voitures et progressivement se geacuteneacuteralisent agrave lensemble de la

gamme devenant en quelque sorte larcheacutetype mondial pour les

voitures courantes de moyennes et basses gammes

Scheacutema dun moteur 4 cylindres vers 1900

04 cylindres en V

Il fait son apparition en course agrave la charniegravere des deux siegravecles sur des modegraveles Mors et Ader

Quelques anneacutees plus tard cette solution seacuteduit Peugeot et Ariegraves pour leurs modegraveles courants davant

1914

Beaucoup plus tard agrave partir de 1962 Ford en fera une large utilisation mais aussi Matra et SAAB

04 cylindres (en ligne) coucheacute

Que lon trouve en compeacutetition chez Ameacutedeacutee Bolleacutee (189899) (premier moteur agrave quatre cylindre

monobloc (les autres moteurs quatre cylindres agrave leacutepoque eacutetaient des bicylindres ou des monocylindres

accoupleacutes)) et chez Wolseley et Winton (1903 voir Wolseley Motor Company et Winton Motor

Carriage Company))

On la trouveacutee sur les motocyclettes BMW seacuterie K et sur les Peugeot 104 - 205 mais aussi sur les

veacutehicules utilitaires ou monospace optant pour la solution laquo moteur sous le plancher raquo

04 cylindres agrave plat boxer

Cest un quatre cylindres en V ouvert agrave 180deg

Embleacutematique dans sa version refroidissement agrave air des laquo coccinelles raquo de Volkswagen

Cette architecture a le grand avantage de faire beacuteneacuteficier le veacutehicule quil motorise dun centre de

graviteacute assez bas

Une version muscleacutee et turbocompresseacutee eacutequipe actuellement les Subaru Impreza qui sont de

redoutables concurrentes du championnat du monde des rallyes WRC

En 2009U Subaru compte particuliegraverement sur le 20 D pour faire deacutecoller les ventes de sa berline

compacte en Europe

Une grande premiegravere eacutegalement puisque aucun constructeur navait jusquagrave aujourdhui exploreacute la voie

du diesel Boxer (4 cylindres agrave plat opposeacutees deux agrave deux) et ses grands avantages que sont la vivaciteacute

un centre de graviteacute abaisseacute et surtout un grand silence de fonctionnement

Subaru aura mis sept ans agrave deacutevelopper son ineacutedit moteur mais le reacutesultat est particuliegraverement

convaincant

- Pas de claquement agrave froid

- une quasi absence de vibration

- il est bien difficile de faire la diffeacuterence entre un moteur essence et cet eacutetonnant diesel

Si les 350 Nm de couple disponibles degraves 1 800 trmn et les 150 Cv offrent un reacuteel dynamisme agrave la

premiegravere acceacuteleacuteration venue cela seffectue de maniegravere lineacuteaire

Subaru 20 Diesel 150 Cv (2009)

543 Six cylindres

Mais la course mdash ougrave lon recherche la vitesse mdash est exigeante en matiegravere de puissance surtout quand

il sagit de courses de cocircte Dougrave la tentation daugmenter le nombre de cylindres

Figure V5 Moteur V6 moderne (Mercedes)

La marque neacuteerlandaise Spyker avait preacutesenteacute un modegravele 6 cylindres en 19032

Un modegravele Chadwick aux Eacutetats-Unis franchit le pas en 1907 pour la course de cocircte de Fairmont

Lanneacutee suivante cette fois en Europe Rolls-Royce fait de mecircme pour la course Londres-Eacutedimbourg

en faisant appel agrave des six cylindres

La transposition aux modegraveles courants est quasi-immeacutediate pour les voitures de sport et de luxe

En Europe cest le cas pour Delaunay-Belleville Napier Mercedes aux Eacutetats-Unis pour Marmon

Plus tard agrave partir de 1927 on trouvera des six cylindres (presque toujours en ligne) sur un grand

nombre de modegraveles non sportifs mecircme pour des cylindreacutees modestes

Latout principal de cette solution eacutetant la souplesse de fonctionnement du moteur

Dans le monde de la motocyclette le 6 cylindres restera rare

On le trouve en compeacutetition en particulier chez Honda dans les anneacutees 1960 (moteur en ligne) ou chez

Laverda en endurance (moteur en V)

Les moteurs de plus de 4 cylindres seront interdits en compeacutetition

Sur les veacutehicules de tourisme on trouvera essentiellement

- Honda 1000 CBX (moteur agrave 24 soupapes refroidi par air)

- Kawasaki Z 1300 (moteur agrave 12 soupapes refroidi par eau)

- Benelli avec une 750 puis une 900

En 2006 Honda propose toujours agrave son catalogue un modegravele 6 cylindres agrave plat la GoldWing

544 Huit cylindres et plus

Figure V6 Moteur W16 de la Bugatti Veyron

Une nouvelle eacutetape est franchie quand on passe au laquo huit cylindres raquo

Ader (France) ouvre la voie en 1903 pour le Paris-Madrid avec une uniteacute agrave huit cylindres en V

La mecircme anneacutee apparaissent toujours pour la compeacutetition des huit cylindres en ligne

Les moteurs davion des anneacutees 1930 et 1940 reacutepondent agrave la demande sans cesse croissante de

puissance

Les moteurs courants sont des V12 ou des moteurs en eacutetoile de une agrave quatre rangeacutees de 7 agrave 9 cylindres

soit 28 cylindres agrave la fin de la guerre pour les Whright deacuteveloppant 3 500 ch remplaceacutes par les

reacuteacteurs

Les ameacutericains amateurs de grandes automobiles et sans souci du prix de lessence deacutemocratisegraverent

les gros V8 au couple tregraves eacuteleveacute et aux vitesses de rotation assez lentes

Les constructeurs des monoplaces de Formule 1 utilisegraverent pendant longtemps des V8 de 3 litres de

cylindreacutee dont le fameux Ford Cosworth

Dans les anneacutees 1990 cest la structure V10 qui aura la faveur des motoristes de F1

Mecircme leacutecurie Ferrari tregraves attacheacutee aux 12 cylindres en V se pliera aux lois de cette formule

Depuis lanneacutee 2004 les instances sportives (FIA) ont imposeacute un retour au V8 avec des contraintes de

fiabiliteacute plus importantes que par le passeacute

En 2006 les structures en V de 10 ou 12 cylindres et W16 sont reacuteserveacutees aux veacutehicules agrave tendance

sportive

Puissance drsquoun

veacutehicule

1 Calculs de la pesanteur

11 Deacutecliviteacute

Calculons la deacutecliviteacute drsquoune route longue L pour un deacuteniveleacute H

α = H L

α deacutecliviteacute grandeur sans dimension

H deacuteniveleacute exprimeacute en m

L longueur de la route exprimeacutee en m coheacuterence des uniteacutes

12 Poids du veacutehicule

Calculons le poids drsquoun veacutehicule

P = M g

P poids exprimeacute en N

M masse exprimeacutee en kg

g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms2 ( g = 981 ms2)

13 Composante du poids

Calculons la composante du poids parallegravele agrave la route de la voiture

F = M g α

Avec

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-

2

α deacutecliviteacute grandeur sans dimension

14 Travail de la force de traction

Calculons le travail drsquoune force de traction qui srsquoest deacuteplaceacutee sur une distance D

E = F D

E travail exprimeacute en J

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

D distance parcourue exprimeacutee en m

15 Energie

Calculons lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour lever une voiture de masse M agrave une hauteur H

E = M g H

Avec

E eacutenergie absorbeacutee (monteacutee) ou accumuleacutee (descente) exprimeacutee en J

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms-2

H deacuteniveleacute exprimeacute en m

15 Puissance absorbeacutee

Calculons la puissance absorbeacutee par une ascension effectueacutee agrave la vitesse V

B = F V

Avec

B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

V vitesse exprimeacutee en ms

En reacutealiteacute une puissance bien supeacuterieure est neacutecessaire agrave cause de la reacutesistance au roulement

et de la reacutesistance de lrsquoair cette derniegravere eacutetant proportionnelle au carreacute de la vitesse

16 puissance absorbeacutee par une ascension

Lrsquoascension drsquoune masse M agrave une hauteur H en un temps T

B = M g H T

Avec

B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-

2 H deacuteniveleacute exprimeacute en m

T temps exprimeacute en s

2 Calculs Aeacuterodynamiques

21 Surface frontale

Surface drsquoune coupe transversale perpendiculaire agrave lrsquoaxe de symeacutetrie du veacutehicule (effectueacutee agrave

lrsquoendroit le plus large et le plus haut) la surface frontale est approximativement eacutegale au

produit de la largeur par la hauteur

camion maxi-code 26 m x 39 m = 10 m2

autocar 25 m x 32 m = 8 m2

voiture 18 m x 14 m = 25 m 2

motocyclette 1 m x 15 m = 15 m2

22 Coefficient de peacuteneacutetration dans lrsquoair

Le Cx est calculeacute agrave partir

Cx = 2 F (S Mair Vsup2)

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

F force exerceacutee par le flux drsquoair exprimeacutee en N

S surface frontale exprimeacutee en m2

Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)

V vitesse air exprimeacutee en ms

23 Reacutesistance de lrsquoair

R = frac12 S Cx Mair Vsup2

R reacutesistance de lrsquoair exprimeacutee en N

S surface frontale exprimeacutee en m2

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)

V vitesse exprimeacutee en ms

24 SCx

Le SCx Grandeur essentiellement destineacutee agrave comparer diffeacuterents modegraveles de voitures le SCx

est le produit de la surface frontale par le Cx

SCx = S Cx

Le Cx eacutetant une grandeur sans dimension le SCx srsquoexprime en megravetre carreacute

25 Constante aeacuterodynamique

La constante aeacuterodynamique est une caracteacuteristique aeacuterodynamique des veacutehicules

A = S Cx M

Avec

A constante aeacuterodynamique [kgm]

S surface frontale [m2]

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

Mair masse volumique de lrsquoair [kgm3]

26 Puissance absorbeacutee

Calculons la puissance absorbeacutee pour vaincre la reacutesistance de lrsquoair

B = F x V

F force aeacuterodynamique reacutesistante [N]

V vitesse du veacutehicule [ms]

3 Calculs thermiques

31 Calcul de la cylindreacutee

D2

V = π L N

4

Avec

D aleacutesage du cylindre

L course du piston

N nombre de cylindre

32 Calcul du PCI des combustibles

Le pouvoir calorifique ou chaleur de combustion (en anglais Heating value ou Heat of

combustion) dune matiegravere combustible noteacute ΔcH0

Crsquoest lenthalpie de reacuteaction de combustion par uniteacute de masse dans les conditions normales

de tempeacuterature et de pression

Cest leacutenergie deacutegageacutee sous forme de chaleur par la reacuteaction de combustion par le dioxygegravene

(autrement dit la quantiteacute de chaleur)

Le plus souvent on considegravere un hydrocarbure reacuteagissant avec le dioxygegravene de lair pour

donner du dioxyde de carbone de leau et de la chaleur

321 Calculer le PCI du gas-oil (Mazout)

Le gazole est un alcane en C16 appeleacute ceacutetane soit une formule brute moyenne de

C16H34

Soit une masse molaire moyenne de 219 gmole

Combustion

Une combustion est la reacuteaction chimique complegravete ou partielle du carbone et de lhydrogegravene

des combustibles usuels par oxydation de loxygegravene

La combustion vive donne naissance agrave une flamme par reacuteaction en chaicircne entretenue dune

maniegravere plus ou moins limiteacutee par lapport de combustible ou de comburant

Cette reacuteaction produit une combustion exothermique cest-agrave-dire

- qui deacutegage de la chaleur

- elle produit du CO2

- de leau

- dautres composeacutes plus ou moins agressif

La stœchiomeacutetrie (du grec lsquolsquostoikheionrsquorsquo eacuteleacutement et lsquolsquometronrsquorsquo mesure) deacutesigne lrsquoeacutetude des

proportions ideacuteales drsquoeacuteleacutements qui autorisent une reacuteaction chimique complegravete lsquolsquoproprersquorsquo et

sans gaspillage

Equations stœchiomeacutetriques des combustions complegravetes

Pour le gazole

C16H34 + 24 O2 rarr 16 CO2 + 17 H2O + Q

- 219 gr de gazole consomment 532 litres drsquooxygegravene

- agrave 21 drsquoO2 dans lrsquoair donc 2533 litres drsquoair

- Donc 1 kg de gazole consomme 116 m3 drsquoair agrave 29 kg au m3

- La masse du meacutelange est donc de 3374 kg

Le carburant le plus utiliseacute est du gasoil drsquoindice de ceacutetane

La composition eacuteleacutementaire de 1 kg de gas-oil est

Carbone C = 087

Hydrogegravene H = 0126

Oxygegravene O = 0004

Azote N Soufre S vapeur drsquoeau W en faible quantiteacute

Pouvoir calorifique infeacuterieur PCI

PCI = 8140C + 30 000H + 2600(S - O) - 600(9H + W) [kcalkg]

PCI = 3391C + 1256H - 1089(S-O) ndash 251(9H+W) [MJkg]

33 Quantiteacute theacuteorique drsquoair a la combustion du gas-oil

Les lois de la stœchiomeacutetrie appliqueacutees agrave la combustion des hydrocarbures nous montrent

que pour bruler

1 kg de gazole il faut disposer drsquoenviron 146 kg drsquoair soit environ

- 112 kg drsquoN2

- 34 kg drsquoO2

La reacuteaction produit environ

- 112 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 32 kg CO2

- 12 kg drsquoH2O

1 kg drsquoessence il faut disposer drsquoenviron 153 kg drsquoair soit environ

- 118 kg drsquoN2

- 035 kg drsquoO2

La reacuteaction produit environ

- 118 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 31 kg de CO2

- 14 kg drsquoH2O

1 kg de GPL il faut disposer drsquoenviron 156 kilogrammes drsquoair soit environ

- 12 kg drsquoN2

- 036 kg drsquoO2)

La reacuteaction produit environ

- 12 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 3 kg de CO2

- 16 kg drsquoH2O

La quantiteacute theacuteorique drsquoair neacutecessaire pour assurer la combustion complegravete du gasoil il faut

avoir

[kg drsquoairkg]

minus+

= OHCL 8

3

8

230

10

[kmol drsquoairkg]

minus

+

=

32412210

10

OHCL

34 Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil

Une stœchiomeacutetrie parfaite est toujours difficile agrave garantir mecircme en laboratoire notamment agrave

cause de la contamination de lrsquoair ou des composants utiliseacutes dans les expeacuteriences mais on

peut srsquoen approcher

Il en va tout autrement srsquoagissant de la combustion des carburants dans le cadre du

fonctionnement drsquoun moteur

En effet non seulement le carburant peut preacutesenter des diffeacuterences de composition selon les

pays et les distributeurs mais en plus la masse drsquoair introduite dans le moteur varie en

permanence en fonction de la tempeacuterature ambiante et de la pression atmospheacuterique

Agrave cela il faut ajouter le fait que les moteurs ne fonctionnent jamais agrave des reacutegimes

tempeacuteratures et charges de travail constants et ideacuteals ce qui signifie qursquoil faut modifier en

temps reacuteel la quantiteacute de carburant injecteacutee dans les cylindres

Pour y remeacutedier on modifie la richesse ou lrsquoexcegraves drsquoair

Pour les moteurs Diesels lrsquoexcegraves drsquoair du meacutelange combustible doit ecirctre toujours supeacuterieur agrave

la limite drsquoapparition des fumeacutees deacutetermineacutee par λ cong 18 soit r = 055

Lr = λ Lo [kmole drsquoairkg combustible]

35 Quantiteacute des produits produit de combustion

Les produits de combustion sont les produits issus de la reacuteaction chimique entre un

carburant et un comburant ils srsquoappellent aussi gaz brucircleacutes ou fumeacutees

Lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie sont respecteacutees les gaz drsquoeacutechappement ne contiennent

que de lrsquoazote gazeux (N2) du dioxyde de carbone (CO2) et de lrsquoeau agrave lrsquoeacutetat de vapeur (H2O)

Ces corps existent en grandes quantiteacutes dans la nature ils sont chimiquement stables et sont

indispensables au maintien des eacutequilibres naturels ce ne sont donc pas des polluants

Mais que se passe-t-il lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie ne sont plus respecteacutees Pour

simplifier le problegraveme consideacuterons deux configurations opposeacutees

meacutelange riche (trop de carburant pas assez drsquoair) dans cette configuration certains

atomes qui constituent la moleacutecule drsquohydrocarbure ne trouvent pas de lsquolsquopartenaire

oxygegravenersquorsquo en nombre suffisant puisque lrsquoair manque ils ne sont donc pas oxydeacutes

complegravetement et se retrouvent dans les gaz drsquoeacutechappement sous forme de particules

carboneacutees drsquohydrocarbures imbrucircleacutes (symbole chimique HC) ou de monoxyde de

carbone (symbole chimique CO) gaz qursquoil ne faut surtout pas confondre avec le CO2

lrsquoun est tregraves toxique lrsquoautre pas du tout

meacutelange pauvre (peu de carburant trop drsquoair) dans cette configuration un excegraves

drsquoair (crsquoest toujours le cas lorsque le moteur est suralimenteacute) fortement comprimeacute agrave

haute tempeacuterature (crsquoest particuliegraverement le cas des moteurs diesel) peut entraicircner la

formation de monoxyde drsquoazote (symbole chimique NO) suite agrave une reacuteaction entre

lrsquooxygegravene (O2) et lrsquoazote (N2) Une fois expulseacute le monoxyde drsquoazote preacutesente la

particulariteacute de se transformer spontaneacutement en dioxyde drsquoazote (symbole chimique

NO2) au contact de lrsquoair geacuteneacuterant au passage une mutation de lrsquooxygegravene

atmospheacuterique en ozone (symbole chimique O3) Ces deux gaz sont tregraves toxiques pour

les organismes vivants

C

nCO2 = [kmolekg]

12

H

nHO2 = [kmolekg]

2

nO2 = 021 x (λ-1) x Lo [kmolekg]

nN2 = 079 x λ x Lo [kmolekg]

36 Quantiteacute totale des produits de combustion

nTotal = nCO2 + nHO2 + nO2 + nN2 [kmolekg]

37 Puissance nominale

Vous avez surement deacutejagrave feuilleteacute le catalogue drsquoun grand constructeur automobile

Chaque modegravele y est deacuteclineacute en plusieurs versions les diffeacuterences portant essentiellement sur

la puissance du moteur

Le choix est vaste et on srsquoy perd

80 ch 100 ch 120 ch 150 chhellip

Que signifient reacuteellement ces chiffres

Agrave quoi sert la puissance

Comment la mesure-t-on

Quelle est la relation entre la puissance et la vitesse

Voici quelques eacuteleacutements de reacuteponses

Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale la puissance deacutesigne la production la consommation ou la

transformation drsquoeacutenergie par uniteacute de temps

Pour une automobile cette eacutenergie est drsquoabord de nature chimique (combustion du carburant)

puis de nature cineacutetique (acceacuteleacuteration et vitesse sur route horizontale) ou gravitationnelle

(route en deacutecliviteacute)

La puissance drsquoun moteur thermique se rapporte donc agrave lrsquoeacutenergie deacutelivreacutee par uniteacute de temps

mais aussi agrave lrsquoeacutenergie consommeacutee sous forme de carburant dans le mecircme temps

On ne peut jamais mesurer la puissance on ne peut que la calculer en combinant les valeurs

de la charge moteur et de la vitesse de rotation releveacutees sur un banc de puissance

Banc drsquoessai moteur

Passer un moteur au banc consiste drsquoabord agrave lrsquoaccoupler agrave un disque eacutequipeacute drsquoun

- frein

- compte-tours

Une fois le moteur lanceacute agrave plein reacutegime lrsquoopeacuteration consiste agrave actionner progressivement le

frein jusqursquoagrave ce que la vitesse de rotation du moteur soit stabiliseacutee la commande des gaz

restant grande ouverte

En effet une vitesse stabiliseacutee signifie que le couple moteur est alors exactement eacutegal au

couple de freinage

il suffit donc de mesurer lrsquointensiteacute de la force de freinage pour en deacuteduire la valeur du couple

moteur

Autrement dit ce qursquoon appelle agrave tort un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo ne sert qursquoagrave mesurer le couple

moteur et la maniegravere dont il eacutevolue en fonction de la vitesse de rotation

In fine la puissance reacutesulte drsquoun calcul crsquoest le produit de ces deux grandeurs

F N

Pf =

10 000

Ougrave

F charge [N]

N = reacutegime de rotation [trmn]

38 Puissance corrigeacutee

Pfc = Pf f

Avec

f Facteur de correction tenant compte de la tempeacuterature et de la pression ambiante f

= 1085

Tamb = 27 [degC] Diagramme de conversion

f = 1085

Pamb = 719 [mmHg]

39 Consommation speacutecifique

La consommation speacutecifique du moteur est la quantiteacute de carburant (Cs) utiliseacutee pour produire

un travail T donneacute

(3600 v Ps )

Cs = [gkWh]

(t Pf)

Ou

v volume du gas-oil agrave consommer [cm3]

Ps poids speacutecifique du gasoil [grcm3]

t temps de consommation [s]

Pf puissance au frein [kW]

310 Consommation speacutecifique corrigeacutee

Csc = (3600 v Ps ) (t Pfc)

Ou

Pfc puissance corrigeacutee

311 Couple moteur

Quelles sont les caracteacuteristiques essentielles drsquoun veacutehicule agrave moteur

Les services marketing le savent crsquoest la puissance et la vitesse maximale qui au premier

abord focalisent lrsquoattention du public car ce sont les donneacutees les plus valorisantes pour

lrsquoacheteur

Mais pour le technicien comme pour le conducteur aviseacute crsquoest

- la masse de la voiture

- son couple moteur

- le reacutegime auquel il est disponible

qui sont les donneacutees essentielles car elles conditionnent le comportement du veacutehicule en

situation reacuteelle le service qursquoil peut rendre et son prix de revient

Le terme de lsquolsquocouplersquorsquo vient de ce qursquoil associe deux grandeurs

- une force crsquoest la pression que les gaz exercent sur les pistons

- un bras de levier crsquoest la longueur des manetons du vilebrequin

On utilise pour cela un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo qui est un appareil eacutequipeacute drsquoun compte-tours et

drsquoun frein

La valeur du couple moteur deacutepend de lrsquoaptitude drsquoun moteur agrave introduire dans les cylindres

un meacutelange air-carburant parfaitement homogegravene et surtout de sa capaciteacute agrave en tirer le

maximum drsquoeacutenergie au moment de la combustion

Le couple moteur est toujours relativement modeste agrave bas reacutegime il atteint sa valeur

maximale aux reacutegimes intermeacutediaires pour deacutecroicirctre ensuite inexorablement au fur et agrave

mesure que la vitesse de rotation augmente comme si le moteur finissait par srsquoasphyxierhellip

Tant que le moteur fonctionne dans sa plage de reacutegime de couple maximum la consommation

de carburant la pollution de lrsquoenvironnement et donc le prix de revient du kilomegravetre parcouru

se maintiennent aux valeurs les plus basses dont le veacutehicule est capable

Pour toutes ces raisons il est preacutefeacuterable que le couple maximum soit deacutelivreacute agrave un reacutegime pas

trop eacuteleveacutehellip

30PN 1000

CN = [Nm]

N π

Ou

PN Puissance nominale [kW]

N Vitesse de rotation [trmn]

312 Couple corrigeacutee

30Pfc 1000

Cc = [Nm]

N π

Ou

Pf Puissance corrigeacutee [kW]

4 Bilan thermique des moteurs

Que devient lrsquoeacutenergie libeacutereacutee par la combustion

Elle apparaicirct sous deux formes distinctes

Chaleur crsquoest la mecircme que celle qursquoon peut ressentir devant nrsquoimporte quel

brasier Lrsquoeacutechauffement drsquoun moteur dit lsquolsquothermiquersquorsquo est donc un pheacutenomegravene

normal Heacutelas cette chaleur ne sert agrave rien sinon agrave chauffer lrsquohabitacle elle est

donc voueacutee agrave se disperser dans lrsquoenvironnement

Mouvement crsquoest ce dont on a besoin pour faire avancer la voiture Dans le

cas drsquoun moteur drsquoautomobile la pression des gaz dans la chambre de

combustion provoque le mouvement des pistons et la rotation du vilebrequin

signe tangible qursquoune autre partie de lrsquoeacutenergie libeacutereacutee srsquoest manifesteacutee sous

forme de mouvement (4)

Comment distinguer ces deux formes drsquoeacutenergie

En calculant le rendement du moteur ou plus exactement son bilan thermique

En effet le rendement se deacutefinit comme

eacutenergie reacutecupeacutereacutee

Rendement =

eacutenergie consommeacutee

Dans le cas drsquoun moteur

lrsquoeacutenergie reacutecupeacutereacutee est celle mesureacutee en bout de vilebrequin sur un banc de puissance

exprimeacutee en kilowattheure [kW]

lrsquoeacutenergie consommeacutee correspond agrave la masse de carburant brucircleacutee (exprimeacutee drsquoabord en

kilogrammes puis convertie en joules)

Le reacutesultat est une grandeur sans dimension

Si on fait un bilan thermique dans un moteur de combustion interne

QT = Qe + Qr + Qra + Qa + Qres + Qge

- QT Flux de chaleur deacutegageacute si on brucircle tout le combustible

- Qe Flux de chaleur transformeacutee en puissance effective

- Qr Flux de chaleur eacutevacueacute au liquide de refroidissement

- Qge Flux de chaleur perdu avec les gaz deacutechappement

- QP Flux de chaleur perdu (par rayonnement vers lrsquohuile agrave cause de la combustion

incomplegravete frottements etc)

Scheacutema de la conversion et des pertes thermique dans un moteur

Si on fait un bilan des pertes de chaleur pour prendre en compte ougrave elles se produisent on

trouve

41 Chaleur totale introduite dans le moteur par la combustion

Eacutenergie brute libeacutereacutee par la combustion du carburant

Gazole 443 MJkg-1 (374 MJl-1 )

Essence 469 MJkg-1 (356 MJl-1 )

GPL 487 MJkg-1 (268 MJl-1 )

Eacutenergie nette libeacutereacutee par la combustion du carburant

Gazole 417 MJkg-1 (352 MJl-1 )

Essence 437 MJkg-1 (332 MJl-1 )

GPL 451 MJkg-1 (248 MJl-1 )

(PCI Csh)

QT =

36

Calcul de la consommation horaire

- PCI pouvoir calorifique inferieur [kJkg]

- Csh consommation speacutecifique horaire [kgh]

42 Chaleur eacutequivalente au travail effectif par uniteacute de temps

Qe = 1000 Pf [Js]

Sachant que

- Pf puissance au frein [W]

43 Chaleur transmise au systegraveme de refroidissement

Cette chaleur est donneacutee par la formule suivante

C i D(1+2m ) Nm

Qr = [Js]

λ Avec

- C Coefficient de proportionnaliteacute dont la valeur pour les moteurs agrave 4 temps varie

dans la plage [045 divide 0 53]

- i Nombre de cylindres

- D Aleacutesage du cylindre

- N freacutequence de rotation du vilebrequin

- m Exposant empirique dont la valeur pour les moteur agrave 4 temps est limiteacutee par

lrsquointervalle [06 divide 07 ]

- λ Coefficient drsquoexcegraves drsquoair

44 Chaleur emporteacutee par les gaz drsquoeacutechappement

Csh

Qge = [nt(mcp)tr (Tr-273 ) - Lr(mcp)t2 (T2- 273)]

36 Avec

- L Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil [kmole drsquoairkg de

combustible]

- nt Quantiteacute totale des produits de combustion [kmolekg]

- Tr Tempeacuterature des gaz drsquoeacutechappement [K]

- T2 Tempeacuterature de lrsquoair a lrsquoentreacutee du moteur [K]

- Csh Consommation massique de gas-oil horaire [kgh]

- (mcp)tr ( mcp)t2 sont respectivement la capaciteacute calorifique molaire moyenne agrave

pression constante des gaz reacutesiduels et de lrsquoair admis

45 Autres pertes de chaleur

QP = QT - (Qe + Qr + Qge)

Chapitre 8

Identification du

veacutehicule

Vehicle Identification Number

Le code VIN - Vehicle Identification Number - est un code alphanumeacuterique unique qui est

donneacute agrave chaque veacutehicule automobile depuis 1950

Il apparaicirct sur le chacircssis du veacutehicule

ainsi que sur le moteur et dans

lordinateur de bord

Lanceacute dans une forme simplifieacutee en

1950 par les constructeurs ameacutericains

ce code passera aux 17 caractegraveres

actuels en 1980

Le numeacutero inscrit sur la carte grise

dans la zone laquo numeacutero dans la seacuterie

du type raquo correspond bien agrave celui

figurant sur la voiture Passat IV B ndash 2000 (=B55 ou =Typ 3BG ou = VI) Dapregraves le VIN cest une 3B et le E correpond agrave la version Sport 212130 serait le numeacutero de seacuterie du cassis

Ce numeacutero dans la seacuterie du type est parfois appeleacute numeacutero de seacuterie ou numeacutero de chacircssis

mais son appellation officielle est

Numeacutero drsquoIdentification du Veacutehicule

(NIV ou Vehicle Identification Number VIN en anglais) et regroupe

laquo Type raquo et laquo N dans la seacuterie du type raquo

Cette normalisation preacutevoit entre autres que le NIV doit avoir une

Longueur de 17 caractegraveres

et peut ecirctre diviseacute en 3 sections

bull Les 3 premiers caractegraveres sont reacuteserveacutes agrave

Identification Mondiale du Constructeur

WMI World Manufacturer Identification (anglais)

Suivant cette codification chaque constructeur est identifieacute mondialement avec parfois des

variations suivant le pays ougrave se trouve lrsquousine de fabrication

A titre drsquoexemple la codification de - Renault est VF1

- Peugeot est VF3

- Citroeumln est VF7

Les 03 premiers caractegraveres didentification du constructeur

(WMI)

On distingue les constructeurs qui fabriquent plus de 500 exemplaires par an des autres

Un constructeur dont la production est infeacuterieure agrave 500 veacutehicules par an utilise 9

caractegraveres les autres 14

Certains constructeurs utilisent le 3egraveme caractegravere pour une cateacutegorie de veacutehicules comme les

bus ou les camions comme par exemple

bull le code Ameacuterique du Nord 1G attribueacute agrave General Motors se deacutecompose en

- 1G1 pour Chevrolet

- 1G2 pour Pontiac et

- 1GC pour Chevrolet camions

bull le code Italie F attribueacute agrave Fiat se deacutecompose en

- FA pour Fiat Auto et

- FC pour Fiat VI

Le premier caractegravere WMI correspond au code du pays dans lequel lusine du constructeur est

implanteacutee Exemple

- ZFA Fiat Auto Italie

- SUF Fiat Auto Pologne

- 8AF Fiat Auto Argentine

- NRT Tofas-Fiat Auto Turquie

- 9BD Fiat Automoveicircs Breacutesil

bull Les 6 caractegraveres suivants sont consacreacutes agrave la

Section de Description du Veacutehicule

VDS Vehicle Description Section (anglais)

ougrave lrsquoon va trouver une codification du type eacutelaboreacutee par le constructeur PSA et Renault

utilisent dans cette zone ce que lrsquoon appelait autrefois le type mines

bull Enfin les 8 derniers caractegraveres constituent la

Section drsquoIdentification du Veacutehicule

VIS Vehicle Identification Section en anglais

Il srsquoagit drsquoun numeacutero seacutequentiel attribueacute au veacutehicule et ce dans le type et pour le constructeur

concerneacute

Emplacement du VIN

Afin de veacuterifier la concordance entre ce numeacutero se trouvant sur la carte grise et celui

figurant sur la voiture

il faut savoir que ce numeacutero peut ecirctre trouveacute agrave 2 ou 3 endroits du veacutehicule suivant les cas sur

chacircssis du veacutehicule plaque constructeur derriegravere le pare brise

Cette derniegravere option nrsquoest pas obligatoire mais de plus en plus les constructeurs europeacuteens

en eacutequipent leurs modegraveles les plus reacutecents Pour connaicirctre lendroit ougrave se trouve ce numeacutero

reportez-vous au manuel dutilisation du veacutehicule ou adressez-vous agrave un concessionnaire de la

marque

Le NIV se trouvant sur le chacircssis doit ecirctre

- frappeacute agrave lrsquoaide de poinccedilons ou

- graveacute sur une piegravece essentielle de la voiture

En geacuteneacuteral faisant partie de la caisse ou du chacircssis de maniegravere agrave ce quil ne puisse seffacer

accidentellement ou salteacuterer

Il doit ecirctre placeacute de maniegravere visible sans qursquoun deacutemontage ne soit neacutecessaire

Pour ce qui est de sa localisation il doit impeacuterativement se situer dans la partie droite du

veacutehicule et lrsquoexpeacuterience montre que dans 80 agrave 85 des cas ce NIV se trouve

- dans la partie droite ou centrale du compartiment moteur

- aux environs immeacutediats du siegravege passager avant droit

La plaque constructeur sur laquelle figure eacutegalement le NIV est

- soit une plaque aluminium de couleur argenteacutee ou noire

- soit une eacutetiquette adheacutesive qui peut ecirctre noire blanche ou translucide

Cette plaque constructeur se trouve en geacuteneacuteral

- dans le compartiment moteur

- sur le pied de porte avant droit

- dans le coffre

Enfin le NIV optionnel qui peut se trouver derriegravere le pare-brise est visible agrave travers une

petite fenecirctre en bas agrave gauche et donc coteacute conducteur

Evolution du code VIN en fonction des types

Mercedes W201

Mercedes W202

Mercedes W203

Mercedes W204

Composition du code

Les veacutehicules modernes qui sont reacutefeacuterenceacutes avec des codes VIN sont identifiables par un

systegraveme baseacute sur la norme ISO Organisation internationale de normalisation

- ISO 3779 de 1979 et

- ISO 3780 de 1980

Avant-propos

LISO (Organisation internationale de normalisation) est une feacutedeacuteration mondiale

dorganismes nationaux de normalisation (comiteacutes membres de lISO)

1 Domaine dapplication

La preacutesente Norme internationale speacutecifie le contenu et la structure dun numeacutero

didentification des veacutehicules (VIN) permettant dassurer agrave leacutechelle mondiale un systegraveme

uniforme de numeacuterotation pour lidentification des veacutehicules routiers

La preacutesente Norme internationale sapplique aux veacutehicules agrave moteur aux veacutehicules tracteacutes

aux motocycles et aux cyclomoteurs deacutefinis dans lISO 3833

3 Termes et deacutefinitions

31 Numeacutero didentification dun veacutehicule VIN

Combinaison structureacutee de caractegraveres attribueacutee agrave un veacutehicule par son constructeur en vue de

son identification

32 Code didentification mondiale du constructeur WMI

Premiegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui deacutesigne le constructeur du

veacutehicule et qui est assigneacutee agrave un constructeur de veacutehicules afin de permettre lidentification

dudit constructeur

33 Descripteur VDS

Deuxiegraveme section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui donne une information sur les

caracteacuteristiques geacuteneacuterales du veacutehicule

34 Indicateur VIS

Troisiegraveme et derniegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui constitue une

combinaison de caractegraveres attribueacutes par le constructeur pour distinguer un veacutehicule dun autre

veacutehicule

35 Constructeur

Personne entreprise ou socieacuteteacute qui deacutelivre le certificat de conformiteacute ou qui deacutemontre la

conformiteacute et assume la responsabiliteacute du produit pour un veacutehicule precirct agrave ecirctre mis en service

indeacutependante de lemplacement de lusine de montage

36 Anneacutee

Anneacutee calendaire pendant laquelle le veacutehicule est produit ou anneacutee du modegravele du veacutehicule

deacutetermineacutee par le constructeur

37 Seacuteparation

Symbole caractegravere ou bordure mateacuterielle qui peut ecirctre utiliseacute pour seacuteparer les sections du

numeacutero didentification dun veacutehicule ou pour deacutefinir ses limites

Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee

Code

1971 1 1980 A 1992 N 2001 1 2010 A

1972 2 1981 B 1993 P 2002 2 2011 B

1973 3 1982 C 1994 R 2003 3 2012 C

1974 4 1983 D 1995 S 2004 4 2013 D

1975 5 1984 E 1996 T 2005 5 2014 E

1976 6 1985 F 1997 V 2006 6 2015 F

1977 7 1986 G 1998 W 2007 7 2016 G

1978 8 1987 H 1999 X 2008 8 2017 H

1979 9 1988 J 2000 Y 2009 9 2018 J

1989 K 2019 K

1990 L 2020 L

1991 M 2021 M

Quelques diffeacuterences existent pour la codification des tregraves petites seacuteries

Standard 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1

5

1

6

1

7

ISO 3779

Code

constructeu

r-WMI

Composition du

veacutehicule Code veacutehicule-VIS

Union

Europeacuteen

ne

amp

Ameacuterique

du Nord

plus de 500

veacutehiculesan

Code

constructeu

r-WMI

Compositio

n du

veacutehicule

Code

eacutequipeme

nt du

veacutehicule

Code

Anneacutee

Modegravel

e

Code

Veacutehicul

e

Numeacutero progressif

seacuterie

Union

Europeacuteen

ne

amp

Ameacuterique

du Nord

moins de 500

veacutehiculesan

WMI

Compositio

n du

veacutehicule

Code

eacutequipeme

nt du

veacutehicule

Code

Anneacutee

Modegravel

e

Code

Veacutehicul

e

Code

constructeu

r-WMI

Numeacutero

progressi

f seacuterie

Exemple de code VIN

Poinccedilon Peugeot VF3 741 A4 7F535G815 Poinccedilon Peugeot

- Poinccedilon Peugeot - Code constructeur WMI (03)

1 VF (Europe S-Z France VF-VR)

3 3 (Peugeot)

- Type au mines (06)

4-6 741 (Composition du veacutehicule)

7 (306)

4 (04 portes)

1 ou A (Moteur D1768 cc)

7-8 A4 (type de veacutehicule coupe cabriolet etc)

9 7 (Code eacutequipement du veacutehicule)

- Anneacutee modegravele (01)

10 F (1985)

- Code VIS (07)

11 5 (code usine chiffre ou lettre selon les constructeur)

12-17 35G815 (numeacutero dans la seacuterie du type)

Poinccedilon Peugeot

WAUZZZ8GZPA001181

Codes pays

AndashH = Afrique JndashR = Asie SndashZ = Europe

1ndash5 =

Ameacuterique

du Nord

6ndash7 =

Oceacuteanie

8ndash9 =

Ameacuterique

du Sud

AA-AH Afrique

du Sud

AJ-AN Cocircte

dIvoire

AP-A0 non

attribueacute

BA-BE Angola

BF-BK Kenya

BL-BR Tanzanie

BR Algeacuterie

BS-B0 non

attribueacute

CA-CE Benin

CF-CK

Madagascar

CL-CR Tunisie

CS-C0 non

attribueacute

DA-DE Egypte

DF-DK Maroc

DL-DR Zambie

DS-D0 non

attribueacute

(probable

Algerie)

EA-EE Ethiopie

EF-EK

Mozambique

EL-E0 non

attribueacute

FA-FE Ghana

FF-FK Nigeria

FF-FK

Madagascar

FL-F0 non

attribueacute

GA-G0 non

attribueacute

HA-H0 non

attribueacute

JA-J0 Japon

KA-KE Sri

Lanka

KF-KK

Israel

KL-KR

Coreacutee du Sud

KS-K0 non

attribueacute

LA-L0 Chine

MA-ME Inde

MF-MK

Indoneacutesie

ML-MR

Thaiumllande

MS-M0 non

attribueacute

NF-NK

Pakistan

NL-NR

Turquie

NS-N0 non

attribueacute

PA-PE

Philippines

PF-PK

Singapour

PL-PR

Malaysie

PS-P0 non

attribueacute

RA-RE

Emirat

Arabes Unis

RF-RK

Taiwan

RL-RR

Vietnam

RS-R0 non

attribueacute

SA-SM

Grande

Bretagne

SN-ST

Allemagne

SU-SZ

Pologne

S1-S0 non

attribueacute

TA-TH Suisse

TJ-TP

Reacutepublique

Tchegraveque

TR-TV

Hongrie

TW-T1

Portugal

T2-T0 non

attribueacute

UA-UG non

attribueacute

UH-UM

Danemark

UN-UT Irlande

UU-UZ

Roumanie

U1-U4 non

attribueacute

U5-U7

Slovaquie

U8-U0 non

attribueacute

VA-VE

Autriche

VF-VR France

VS-VW

Espagne

VX-V2

Yougoslavie

V3-V5 Croatie

V6-V0 Estonie

WA-W0

1A-10 Etats

Unis

2A-20

Canada

3A-3W

Mexique

3X-37 Costa

Rica

38-30 non

attribueacute

4A-40 Etats

Unis

5A-50 Etats

Unis

6A-6W

Australie

6X-60 non

attribueacute

7A-7E

Nouvelle

Zeacutelande

7F-70 non

attribueacute

8A-8E

Argentine

8F-8K Chili

8L-8R

Equateur

8S-8W

Peacuterou

8X-82

Veacuteneacutezueacutela

83-80 non

attribueacute

9A-9E Breacutesil

9F-9K

Colombie

9L-9R

Paraguay

9S-9W

Uruguay

9X-92

Trinidad amp

Tobago

93-99 Breacutesil

90 non

attribueacute

Allemagne

XA-XE

Bulgarie

XF-XK Gregravece

XL-XR Pays

Bas

XS-XW Russie

XX-X2

Luxembourg

X3-X0 Russie

YA-YE

Belgique

YF-YK

Finlande

YL-YR Malte

YS-YW Suegravede

YX-Y2

Norvegravege

Y3-Y5

Bielorussie

Y6-Y0 Ukraine

ZA-ZR Italie

ZS-ZW non

attribueacute

ZX-Z2

Sloveacutenie

Z3-Z5 Lituanie

Z6-Z0 non

attribueacute

Chapitre 9

Organisation du

garage

1 Introduction

Un atelier de reacuteparation automobile plus communeacutement

appeleacute

garage

est une structure speacutecialiseacutee dans lentretien courant et la

reacuteparation des veacutehicules automobile

Un petit atelier de garagiste en

Nouvelle-Galles du Sud (Australie)

laquo Garagiste raquo est un terme geacuteneacuterique deacutesignant une personne travaillant dans un garage et

peut sappliquer agrave tous les meacutetiers de lentretien automobile

- meacutecanicien

- carrossier

- peintre en carrosserie

- vendeur etchellip

Un garage peut faire office de station-service tandis que

bon nombre de ces derniegraveres principalement deacutedieacutees agrave la

distribution de carburant proposent un service basique

de laquo garage raquo permettant lentretien courant du veacutehicule

et les reacuteparations mineures

Certains garages en outre proposent un service de vente

de veacutehicules Garage Citroeumln agrave Constantine

au debut du XX siegravecle (Algeacuterie)

Il existe des concessionnaires et des garagistes indeacutependants

2 Histoire

Les ateliers de reacuteparation ont fait leur apparition et se sont multiplieacutes de par le monde en

mecircme temps que lautomobile a commenceacute agrave se banaliser agrave compter du deacutebut du XXe siegravecle

passant du statut de curiositeacute tregraves oneacutereuse agrave celui de bien de grande consommation -

progressivement accessible au plus grand nombre ( FORD T)

Laugmentation du parc installeacute a constitueacute lopportuniteacute de creacuteer un nouveau modegravele

eacuteconomique axeacute sur ce nouveau mode de transport

Tandis que les pays industrialiseacutes sadaptaient agrave lautomobile en

- seacutecurisant et regraveglementant son emploi

- deacuteveloppant un reacuteseau de routes adapteacute

le besoin en points dentretien deacutedieacutes est alleacute croissant et les laquo garages raquo ont commenceacute agrave se

multiplier au bord des routes et dans les agglomeacuterations

3 CHOIX DE LIMPLANTATION

Limplantation dun garage en centre-ville ou en bordure de ville implique avantages et

inconveacutenients quelque soit le cas Critegraveres de choix

- Trafic

- Publiciteacute

- Faciliteacute daccegraves

- Coucirct du terrain

- Superficies possibles

- Frais fixes

4 REacutePARTITION DES SURFACES

La reacutepartition ideacuteale des surfaces est de

- 13 bacircti

- 23 non-bacircti

a) SURFACES NON-BATIES Elles sont essentiellement constitueacutees

- Aires de stationnement Clients magasin de PR

- veacutehicules en attente de reacuteparation

- veacutehicules clients reacutepareacutes

- veacutehicules neufs et occasions

- veacutehicules du personnel

- veacutehicules visiteurs ex repreacutesentants deacutepanneuse bennes agrave deacutechets

b) SURFACES BATIES Les locaux doivent ecirctre

- spacieux

- bien eacuteclaireacutes

- ventileacutes

- chauffeacutes

- daccegraves facile

Il faut preacutevoir

Piegraveces agrave usage de bureau

- 6msup2 par personne

Reacuteception et daccueil des clients

- sa localisation doit ecirctre eacutevidente

Salle dattente clients

- spacieuse

- confortable

- agreacutementeacutee

- documenteacutee

- eacutequipeacutee

- eacuteclaireacutee

- peinte toujours en blanc mat

Magasin de Piegraveces de Rechange plusieurs accegraves seacutepareacutes

- clients

- meacutecaniciens

- agents

Atelier de reacuteparation plusieurs zones

- reacuteparations rapides

- interventions longues

- carrosserie

- peinture

- eacutelectriciteacute

- mise au point etc

Piegraveces annexes

- deacutechets

- aire de lavage

- compresseurs

- vestiaires personnels

- sanitaires etc

5 LES MATEacuteRIELS

a) GROS MATEacuteRIELS

Stations de lavage Stations de vidange graissage Station de controcircle de geacuteomeacutetrie

des trains roulants

Montage et eacutequilibrage de pneumatiques Station de diagnostic Station de controcircles

Electriciteacute

Mateacuteriels de manutention (grues crics) ponts eacuteleacutevateurs

b) PETITS MATEacuteRIELS

Outillages speacutecialiseacutes Outillages individuels

6 LES PERSONNELS

La hieacuterarchie se compose de 2 cateacutegories

a) ENCADREMENT

Directeur geacuteneacuteral Directeur commercial Directeur technique

Directeur financier

b) EXEacuteCUTION

Secreacutetaires de direction Secreacutetaires dadministration de commerce et de gestion-finance

Chef deacutequipe Reacuteceptionnaire Preacuteparateurs

Meacutecaniciens Magasiniers Vendeurs

a EXEMPLE DAMEacuteNAGEMENT DUN GARAGE AUTOMOBILE

a) RDC

b) Etage Bureaux et administration

b ORGANISATION DUNE ENTREPRISE DE REacutePARATION

AUTOMOBILE

a) OBJECTIF DE LENTREPRISE

Accroicirctre la productiviteacute

- en structurant les ateliers

- en deacutefinissant avec preacutecision les tacircches de chacun des personnels afin quelles

ne se chevauchent pas

b) ORGANIGRAMME DUNE ENTREPRISE STRUCTUREacuteE

- Un responsable par secteur assure la liaison avec le chef dentreprise qui controcircle tous

les secteurs

- Chaque secteur est autonome

- Limportance des activiteacutes de reacuteparation permet de subdiviser le travail sous la

responsabiliteacute de plusieurs reacuteceptionnaires ainsi que plusieurs chefs deacutequipe

c FONCTIONS DES DIFFEacuteRENTS PERSONNELS AU SEIN DE

LENTREPRISE

a) LE CHEF DENTREPRISE

Il deacutefinit les objectifs et les prioriteacutes de lentreprise en assurant le controcircle de tous

les secteurs

b) LE CHEF DATELIER

- Il est responsable du fonctionnement des ateliers et de la formation des

employeacutes

- Il coordonne tous les services

c) LE REacuteCEPTIONNAIRE

- accueil le client

- deacutefinie la nature des travaux agrave effectuer

- eacutetablie eacuteventuellement un devis

- preacutecise les deacutelais de reacuteparation

Si le client est daccord

- reacutedige et fait signer LOR quil remplit avec rigueur (ex eacutetat du veacutehicule

carburant accessoires)

- charge le planning de latelier

Apregraves les travaux

- rend le veacutehicule apregraves paiement de la facture

d) LE CHEF DEacuteQUIPE

Il reacutepartit le travail et prend les deacutecisions au niveau de la reacuteparation

e) LES COMPAGNONS

Ce sont les exeacutecutants des reacuteparations

f) LE MAGASINIER

Il approvisionne latelier en piegraveces de rechange et assure le service clientegravele

g) SERVICE FACTURATION

Reacutedaction des factures dapregraves lOR pointeacute par le chef deacutequipe

h) SERVICE COMPTABILITEacute

Il gegravere et reacutealise les bilans dexploitation

Chapitre 10

Devis

1 ORGANIGRAMME DrsquoUNE INTERVENTION

2 Deacutefinition

Un devis est une estimation des prix reacutealiseacutee avant lexeacutecution de travaux ou avant lachat

dun bien

Le DEVIS est une eacutevaluation la plus preacutecise possible du coucirct dune reacuteparation

Dans le cadre de son DEVOIR dinformation et dans le souci permanent de conserver des

relations claires avec le client le devis est devenu une deacutemarche indispensable

3 Enjeux dun devis

Lorsquun particulier ou une socieacuteteacute demande des devis aupregraves de plusieurs entreprises cela

permet de comparer les prix et les prestations fournies

Les Destinataires

- un client

- une compagnie dassurance ou cabinet dexpertise

bull Le Client Le devis permet dinformer le client Il est geacuteneacuteralement eacutetabli sans

deacutemontage meacutecanique Par conseacutequent le devis reste approximatif sachant quune

erreur supeacuterieure agrave 10 nest pas toleacuterable

bull Assurances ndash Experts Le devis est eacutetabli de maniegravere preacutecise pour permettre agrave

lassureur de prendre une deacutecision sur lopportuniteacute de la reacuteparation remise en eacutetat

ou mise en eacutepave lorsque la reacuteparation deacutepasse la valeur veacutenale du veacutehicule

Geacuteneacuteralement les devis sont gratuits

4 Deacutemarche dutilisation des devis

a) Ce que doit comporter un devis

Identification du prestataire qui reacutedige le devis

bull nom et raison sociale

bull adresse complegravete

bull teacuteleacutephone

bull teacuteleacutecopie

bull email et site internet

Identification de la personne qui a demandeacute le devis

bull nom preacutenom

bull adresse

bull teacuteleacutephone

Le mot devis doit ecirctre eacutecrit en gros

La date du devis

La liste des prix et le total

b) Ce quil faut preacuteciser dans un devis

bull La dureacutee de la validiteacute de loffre par exemple ce devis est valable entre 1 et 3 mois

selon le projet

5) Estimation

bull Lestimation consiste agrave eacutevaluer par preacutediction les coucircts et deacutelais des tacircches qui

constituent un projet agrave partir destimations dautres grandeurs comme la taille la

puissance ou la capaciteacute Le terme estimation deacutecrit aussi bien la fonction lopeacuteration

que le reacutesultat

6) Quelles sont les regravegles dun bon devis

- Un prix ferme

- une trace eacutecrite en cas de litigehellip

Tel est linteacuterecirct de disposer dun bon devis avant le deacutebut des travaux

Le bon devis doit comporter un certain nombre de mentions obligatoires notamment

- la somme globale agrave payer

- le deacutecompte deacutetailleacute des prestations et des produits utiliseacutes

- le nom et ladresse de lentreprise

- la dureacutee de validiteacute de loffre et lindication du caractegravere gratuit ou payant du

devis

Ces regravegles protegravegent de faccedilon satisfaisante le client

Des mentions suppleacutementaires

Pour autant rien ne lempecircche de demander au professionnel dajouter sur le devis dautres

mentions non obligatoires comme par exemple

- les modaliteacutes de regraveglement avec un eacutecheacuteancier preacutecis des paiements

- la date limite preacutevue pour la fin des travaux

- une peacutenaliteacute de retard par jour deacutepasseacute

Le client disposera ainsi de moyens de pression suppleacutementaires en cas de complicationhellip

Si la facture est plus eacuteleveacutee

Il arrive que le montant de la facture soit supeacuterieur agrave celui du devis alors que le client navait

pas donneacute son accord preacutealablehellip

Que faire

Commencer par veacuterifier si le devis ne comporte pas une clause de reacutevision du prix dans

certains cas expresseacutement preacutevus (ex hausse du coucirct de la main-dœuvre ou des matiegraveres

premiegraveres)

si cest le cas le professionnel a le droit de reacutepercuter cette hausse sur la facture

Agrave deacutefaut le client peut refuser de payer la diffeacuterence

Une simple lettre de reacuteclamation adresseacutee au professionnel en recommandeacute avec accuseacute de

reacuteception devrait suffire En cas deacutechec le client doit saisir la direction de la concurrence de

la consommation et de la reacutepression des fraudes du deacutepartement du professionnel

Chapitre 11

Bon de commande

Commande

Dans le commerce une commande est une intention soit

- verbale

- eacutecrite

dengager une transaction commerciale pour des produits ou services particuliers

Du point de vue de lacheteur elle exprime lintention dacheter et est appeleacutee une commande

dachat

Du point de vue du vendeur elle exprime lintention de vendre et elle se reacutefegravere agrave une

commande de vente

Dans beaucoup dentreprises les commandes sont utiliseacutees pour rassembler et rendre compte

des coucircts et des revenus selon des objectifs bien deacutefinis

Ensuite il est possible de montrer pour quels objectifs les deacutepenses ont eacuteteacute engageacutees

Eacutetapes dans les commandes commerciales

Commerce Action de lacheteur Action du vendeur

Acheteur qui deacutesire le

produit et vendeur qui

vend le produit

Recherche des vendeurs du produit Marketing et publiciteacute

Veacuterification du pricing

du produit disponibiliteacute

speacutecifications coucircts de

livraison

Demande de devis ou demande doffre Devis ou offre creacuteeacutes

Accord de transaction

entre acheteur et vendeur Enregistrement de la commande dachat

Enregistrement de la commande

de vente

Le produit est expeacutedieacute du

vendeur agrave lacheteur

Fiche demballage facture pro

forma pour certaines

expeacuteditions internationales

Lacheteur reccediloit le

produit du vendeur

La fiche demballage et le produit sont

compareacutes avec la commande dachat on

veacuterifie le bon conditionnement du

produit

Le vendeur envoie la

facture (comptabiliteacute) agrave

lacheteur

On fait correspondre la fiche demballage

avec la commande dachat et la facture

on enregistre lachat dans les comptes

financiers dans la comptabiliteacute

fournisseurs

On enregistre la vente dans les

comptes financiers dans la

comptabiliteacute clients

Lacheteur paie le

vendeur

Paiement en espegraveces par chegraveque ou

paiement eacutelectronique enregistrement

du paiement sur la commande dachat

Reacuteception des espegraveces du

chegraveque ou du paiement

eacutelectronique enregistrement du

paiement sur la commande de

vente

Page 17: Maintenance des parcs roulants Partie 2/3

Figure I16 Circuit drsquoalimentation avec pompe en ligne

- Lrsquoinjecteur pulveacuterise tregraves finement le combustible dans la chambre de combustion

- Les canalisations de retour relient la pompe le filtre et les injecteurs au reacuteservoir Elles assurent

lrsquoeacutevacuation de lrsquoexcegraves de deacutebit ou la reacutecupeacuteration des fuites

Une pompe dalimentation solidaire de la pompe dinjection aspire le combustible du reacuteservoir au

travers drsquoun preacute-filtre deacutecanteur et le refoule vers le filtre principal

Le combustible filtreacute est envoyeacute sous pression dans la chambre daspiration de la pompe dinjection

dougrave les eacuteleacutements pistons-cylindre le refoulent sous haute

pression vers les injecteurs

Des soupapes de balayage (ou de deacutegazage) placeacutees sur le filtre et

la chambre daspiration de la pompe agrave injection facilitent

leacutevacuation des bulles dair ou de vapeur et assurent par ailleurs

le refroidissement de la pompe par le deacutebit de combustible ainsi

produit

Pompe agrave injection diesel rotative

Les fuites de combustible sont reacutecupeacutereacutees au niveau des injecteurs et renvoyeacutees au reacuteservoir en mecircme

temps que les divers deacutebits de deacutegazage

335 Deacutelai drsquoallumage

Le temps mis par les premiegraveres gouttelettes injecteacutees pour atteindre la tempeacuterature drsquoinflammation est

deacutefini sous le nom de deacutelai drsquoallumage

Ce deacutelai doit ecirctre aussi court que possible pour que le fonctionnement du moteur soit doux Il sera

drsquoautant plus faible que

- La tempeacuterature de lrsquoair est plus eacuteleveacutee

- La tempeacuterature drsquoinflammation du combustible est

plus basse

- Le combustible est plus finement pulveacuteriseacute

- La tempeacuterature du combustible est plus eacuteleveacutee

- Lrsquoindice de ceacutetane du combustible est eacuteleveacute

336 Moteur agrave injection directe

Moteur agrave combustion interne alimenteacute en air pur le carburant eacutetant injecteacute

sous forte pression directement dans la chambre de combustion (figure

I17)

La pression drsquoair est de 175 agrave 200 bars Ce moteur a besoin drsquoun excegraves drsquoair

important pour favoriser le brassage du meacutelange

Les pressions sont importantes en fin de compression (Reacutef [2])

Injection directe

Avantages

- Le rendement thermique est supeacuterieur drsquoenviron 10 agrave un moteur agrave chambre de preacutecombustion

- Les deacutemarrages sont plus faciles

- La construction est plus simple que pour les autres types de moteurs

Inconveacutenients

Le moteur est assez bruyant et les organes sont soumis agrave de fortes charges

Lrsquoencrassement des injecteurs est plus rapide

336 Avantages du moteur Diesel

Les raisons du succegraves du moteur Diesel dans lautomobile au-delagrave davantages fiscaux qui relegravevent de

choix politiques et non techniques tiennent essentiellement agrave son rendement supeacuterieur agrave celui du

moteur agrave essence

Ce rendement peut ecirctre encore ameacutelioreacute par lutilisation dun

turbocompresseur

Les plus reacutecents modegraveles sont laquo agrave geacuteomeacutetrie variable raquo (TGV)

technologie qui leur permet decirctre plus performants agrave bas reacutegime)

Turbocompresseur

Ainsi que lrsquoutilisation du Common rail (injection directe agrave haute

p r e s s i o n ) i n v e n t eacute p a r F i a t e t M a g n e t i - M a r e l l i

Systegraveme drsquoinjection a rampe commune

Avec les nouveaux injecteurs-pompe rampe commune et pieacutezo-eacutelectrique la pression atteint

jusquagrave

2thinsp500 bars

Contre

- 1thinsp400 pour la premiegravere rampe commune

- moins de 1thinsp000 pour un moteur agrave injection indirecte)

Ce qui assure une pulveacuterisation du gazole

- turbulente

- continue

- constante et

- bien reacutepartie

parametres essentielles pour une bonne combustion

Cette technologie porte le nom de

bull JTD Fiat Alfa Romeo Lancia - inventeur du systegraveme common rail 1re geacuteneacuteration

bull Mjt Fiat Alfa Romeo Lancia Iveco - inventeur et distributeur du systegraveme common rail 2e et

3e geacuteneacuteration

bull HDi Peugeot Citroeumln

bull dCi (Direct Common rail Injection) Renault Nissan Dacia

bull CDI (Common rail Direct Injection) Mercedes-Benz Smart

bull CRD Jeep

bull Td(x) TDV(x) Land Rover (ex Td4 ou TDV8)

bull d BMW (ex 530d)

bull TDI (Turbo Direct Injection) Audi Seat Skoda Volkswagen

bull D-4D ou D-CAT Toyota (CAT signifie Clean Advanced Technologie)

bull d Lexus (exIS 220 d)

bull CDTI (Common rail Turbo Direct Injection) Opel (les DTI sont des moteurs agrave injection

directe sans rampe commune)

bull VDi deacutenomination anciennement utiliseacutee par Nissan aujourdhui remplaceacutee par dCi

bull DI-D Mitsubishi

bull D Volvo (ex 24D ou D5) Jaguar (ex 27D)

bull TDCi Ford (les moteurs TDdi sont agrave injection directe mais ne comportent pas de rampe

commune)

bull MZR-CD Mazda

bull i-CTDi Honda

bull CRDi Hyundai

bull CRDI Kia

bull TCDi VCDi Chevrolet

bull TID Saab

34 Architectures moteurs

341 Introduction

Les deacutefauts du moteur agrave combustion interne classique sont

- meacutediocre rendement

- vibrations

- difficulteacute de reacuteduire son niveau de pollution

De nombreuses architectures alternatives sont neacutees au cours de lhistoire beaucoup sont resteacutees agrave leacutetat

de dessins ou de maquettes certaines ont donneacutees des prototypes fonctionnels et quelques rares

architectures ont eu droit agrave la production industrielle

342 Caracteacuterisation

La cylindreacutee dun moteur est le volume total (tous cylindres) deacuteplaceacute durant un cycle

Elle est calculeacutee agrave partir

- du diamegravetre dun cylindre (laleacutesage)

- de la distance parcourue par un piston (la course) et

- du nombre de cylindres

La puissance deacuteveloppeacutee souvent exprimeacutee par une courbe de puissance moteur doit ecirctre mesureacutee

selon certaines normes deacutefinissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de

tempeacuterature et de pression

Courbes caracteristiques du moteur CMT F4L912

Elle est toujours supeacuterieure agrave la puissance reacuteellement disponible aux roues pour un veacutehicule du fait des

pertes dans la transmission

Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le kiloWatt (kW) mais souvent accoleacute au cheval-vapeur (CV)

1 cheval-vapeur = 736 Watt

Le couple maximal est exerceacute sur laxe

Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le Newton-megravetre (Ntimesm) bien que le kgtimesm reste courant

La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation

Pour obtenir des Watt il faut multiplier le couple en Ntimesm par la vitesse de rotation en radians par

seconde

La vitesse maximale de rotation geacuteneacuteralement exprimeacutee en tours par minute

- La puissance speacutecifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindreacutee (volume de gaz

contenus apregraves le cycle dadmission)

Elle est souvent exprimeacutee en la rapportant au litre de cylindreacutee

- Le taux de compression dun moteur exprime le rapport entre le volume laisseacute dans lun de ses

cylindres au point mort bas et au point mort haut

Plus il est eacuteleveacute plus le meacutelange est comprimeacute donc plus lexplosion sera forte donc difficile agrave geacuterer

(choc meacutecanique tempeacuteraturehellip) mais plus le rendement du moteur sera eacuteleveacute

343 Eleacutements constitutifs drsquoun moteur

3431 Eleacutements fixes

34311 Bloc-moteur

Le bloc-moteur appeleacute eacutegalement carter-cylindres est la

piegravece maicirctresse du moteur (figure I2)

Ses fonctions principales sont les suivantes

- contenir les cylindres

- supporter le vilebrequin la culasse les

accessoires

- servir de support agrave lrsquohuile de lubrification

Scheacutema drsquoun bloc moteur

- servir de support agrave lrsquoeau de refroidissement (si un tel systegraveme de

refroidissement est utiliseacute)

Bloc a 04 cylindres

34312 Chemises

Pour le moteur F4L912 refroidi agrave air les chemises sont munies drsquoailettes (figure I3)

a) b) c)

Figure3 Chemises pour moteurs a) humides b) segraveches c) agrave ailettes du moteur F4L912

34313 Culasse

La culasse obture la partie supeacuterieure du cylindre

Cest une piegravece assez massive obtenue par moulage de fonte dacier ou

drsquoaluminium

Sa forme est tregraves variable suivant le type de moteur

La circulation de leau de refroidissement se fait dans des eacutevidements

ameacutenageacutes dans leacutepaisseur des parois Culasse drsquoun moteur

refroidi agrave eau

Les culasses portent

- les injecteurs

- les soupapes

- les culbuteurs

- les conduits dentreacutee dair et de sortie des gaz brucircleacutes Culasse Renault Kangoo

Pour le moteur refroidi agrave air (F4L912) leur culasse porte des ailettes comme montre la figure

Figure I5 Culasse du moteur F4L912 Figure I6 Vilebrequin pour un moteur a 4 cylindres

I322 Eleacutements mobiles

I3221Vilebrequin

Le vilebrequin (figure I6) est un arbre manivelle il reccediloit les efforts des bielles

Les parties cylindriques par lesquelles il repose dans des

paliers-supports du bacircti sont les laquo tourillonsraquo

Les parties cylindriques qui reccediloivent les coussinets de tecirctes

de bielles sont les

laquo manetons raquo (Reacutef [2])

Manetons et tourillons sont relieacutes entre eux par des flasques

appeleacutes laquo bras de manivelle raquo Fig 6 bis Vilebrequin a 5 paliers avec ses bielles et pistons

Des canaux sont foreacutes dans la masse du vilebrequin pour amener lhuile de graissage

jusquaux coussinets de tecirctes de bielle (figure 7)

Figure 7 Graissage des paliers drsquoun vilebrequin

I2322 Bielles

Les bielles transmettent au vilebrequin les efforts quelles

reccediloivent des pistons pendant les temps moteurs et

entrainent les pistons pendant les temps reacutesistants

Elles sont en acier allieacute

Leurs formes sont conccedilues de maniegravere agrave concilier au mieux la

leacutegegravereteacute et la reacutesistance aux efforts de

- compression

- extension Fig7a Ensemble bielles-pistons

- flexion

Les trois principales parties dune bielle sont

- le pied qui srsquoarticule sur laxe de piston

- le corps

- la tecircte qui sarticule sur un maneton du

vilebrequin

Figure I8 Bielle utiliseacutee dans le moteur F4L912

Le pied est un eacutepanouissement aleacuteseacute du corps dans lequel une

bague en bronze phosphoreux ou un roulement agrave aiguilles est

emmancheacute avec serrage

Le corps est alleacutegeacute par des eacutevidements sa section est souvent en

I parfois tubulaire

La tecircte est en deux parties assembleacutees par boulons pour en

permettre le montage sur le vilebrequin

La partie rapporteacutee est le laquo chapeau raquo

Deux demi-coussinets en bronze ou en acier sencastrent dans

la tecircte ils sont garnis dune couche de meacutetal antifriction

Le garnissage est parfois en laquo meacutetal roseraquo (alliage agrave base de

plomb et de cuivre qui fond agrave 1 000degC) pour les moteurs soumis

agrave de tregraves gros efforts

Quelquefois les coussinets sont deacutepourvus de garnissage ils

sont alors en bronze speacutecial

Fig8a Description de lrsquoensemble bielles-pistons

Dans les moteurs modernes les coussinets sont des laquo coquillesraquo tregraves minces en acier

eacutegalement garnies drsquoalliage antifriction

I3223Piston

Le piston (figure I9) peut ecirctre deacutecomposeacute en quatre parties

principales

- La tecircte ou fond qui reccediloit les efforts dus aux gaz

- le porte-segments qui par lrsquointermeacutediaire des segments assure

lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz et agrave lrsquohuile et dissipe une partie des calories

reccedilues vers le fluide de refroidissement Fig 8b Vue drsquoun piston

- le logement de lrsquoaxe de piston ou trou drsquoaxe

- la jupe ou partie frottant dont le rocircle est de guider le porte-segments et de dissiper une partie des

calories

- Fonctions du piston

Le piston doit transmettre au vilebrequin par lrsquointermeacutediaire de la

bielle les efforts dus aux gaz

- jusqursquoagrave 75 MPa pour les moteurs agrave essence non

suralimenteacutes

- jusqursquoagrave 14 agrave 18 MPa pour les moteurs diesels

Figure I9 Piston

Ils doivent ecirctre suffisamment isolants pour ne pas fournir trop de

calories au fluide de refroidissement

Tout en eacutevitant la formation de points chauds et de grippage

Il faut que le piston soit aussi leacuteger que possible et le moins

encombrant possible (distance entre le trou drsquoaxe et la tecircte la plus

reacuteduite pour avoir un moteur compact)

La dilatation du piston doit ecirctre telle que le jeu pistonchemise varie

peu car trop de jeu agrave froid provoque des claquements et pas assez de

jeu agrave froid un grippage

Le piston doit avoir une bonne reacutesistance meacutecanique en fatigue

Fig 9a Piston pour moteur Diesel

Formes de la tecircte du piston

La forme des chambres de combustion est deacutetermineacutee par

lempreinte reacutealiseacutee dans la culasse si bien que la tecircte du

piston est habituellement plate

Parfois il savegravere au contraire que le piston soit creuseacute et

forme totalement ou partie la chambre de combustion

Neacuteanmoins la tecircte du piston est creuseacutee notamment sur les

automobiles de course pour une toute autre raison

Il sagit en effet de reacutealiser une forme particuliegravere permettant

de reacutepartir et de diriger au mieux le meacutelange airessence

injecteacute dans la chambre

Fig 9c Illustration des diffeacuterentes formes de tecirctes de piston et de la

position de linjecteur selon la technique dinjection

On distingue geacuteneacuteralement 02 grandes techniques dinjection

Dans le cas dune injection dite laquo tumble raquo le jet de fluide produit par

linjecteur est deacutevieacute (par la forme de la tecircte du piston) vers la bougie

dallumage permettant de produire une explosion plus laquo performantes

raquo et stratifieacutee

Dans le cas dune injection dite laquo swirl raquo le carburant agit comme un

tourbillon permettant ainsi dhomogeacuteneacuteiser le meacutelange dans toute la

chambre

Il est eacutegalement possible de combiner les deux types dinjection

Fig9b Illustration des mouvements

tourbillonnaire swirl et tumble

I3224Segmentation

Ce sont des piegraveces composeacutees dun cercle incomplet en acier eacutelastique preacutevues pour semboicircter dans

les gorges du piston

Le diamegravetre exteacuterieur au repos est leacutegegraverement

supeacuterieur agrave celui du cylindre

En partant de la tecircte du piston on a (figue I10)

- le segment ndeg3 segment coup de feu

(ou segment de feu)

- le segment ndeg2 segment drsquoeacutetancheacuteiteacute

- le segment ndeg1 segment racleur ou refouleur

Fig9b Vue drsquoun ensemble piston-segments

Les deux derniers segments sont eacutegalement appeleacutes segments de compression

Les rocircles de la segmentation sont les suivants

- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz

ce rocircle est surtout assureacute par le segment coup de feu

Il est essentiel pour diminuer le Blow-by (gaz de combustion

passant dans le carter-cylindres) et la tempeacuterature des

segments inteacuterieurs

Figure I10 Segments de piston

- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute agrave lrsquohuile de lubrification

crsquoest surtout le rocircle du segment racleur mais le segment

drsquoeacutetancheacuteiteacute a aussi une grande importance

- Eacutevacuer la chaleur du piston vers le cylindre

Elles sont fabriqueacutees agrave partir dun ressort dacier eacutelastique

coupeacute ensuite en rondelles constituant les segments Fig10a Collier pou segments a piston

Elles sont geacuteneacuteralement asymeacutetriques il faut faire attention au sens de montage lors de

lassemblage du moteur (fig10b)

Lespace entre les deux extreacutemiteacutes du segment lorsquil est

de serrage introduit dans le cylindre sappelle le jeu agrave la coupe

Sa mesure permet deacutevaluer lusure du segment

Fig10b Tierccedilages des segments

I3225Axe de piston

Les axes de pistons en acier au nickel ceacutementeacute sont tubulaires leur

surface cylindrique exteacuterieure est rectifieacutee

Trois types de montage sont couramment utiliseacutes

- laxe est maintenu solidaire de la bielle par une vis pointeau il est

libre dons le piston

- laxe est maintenu solidaire du piston par une vis pointeau placeacutee dans

lun des bossages il est libre dans laleacutesage de la bielle Fig10c Axe piston

- laxe est monteacute laquoflottantraquo dans le piston et la bielle son deacuteplacement lateacuteral est limiteacute par

des freins extensibles en anneau (figure I11) logeacutes dans des rainures circulaires

Lajustement de laxe est agrave

- frottement doux dans la bielle

- frottement dur dans le piston

Pour le montage le piston est porteacute agrave la tempeacuterature de 100degc dans un bain dhuile afin de

faciliter la mise en place de laxe

Figure I11 Axe de piston monteacute flottant

52 La distribution

Mais cest quoi dont la distribution

Ce sont les diffeacuterents systegravemes permettant la reacutegulation des eacutechanges gazeux cest agrave dire les eacutetapes

dadmission et deacutechappement

Dans un moteur 2 temps cette fonction est assureacutee par le piston

Sur un moteur quatre temps la distribution se fait au niveau de la culasse par les soupapes et tous les

systegravemes qui permettent leurs ouvertures et fermetures

Chaque cylindre dun moteur possegravede au moins deux soupapes une dadmission et une

deacutechappement

Sur certains moteurs il Y a trois ou quatre soupapes par culasse elles sont commandeacutees simultaneacutement

deux agrave deux

(a) 02 soupapes (b) 03 soupapes (c) 04 soupapes

Fig11a Culasses a 02 03 et 04 soupapes par cylindre

Les soupapes sont normalement appuyeacutees sur leurs siegraveges par des

ressorts en heacutelice

Leur ouverture agrave un instant preacutecis de chaque cycle sobtient gracircce agrave

la pousseacutee exerceacutee par une came (figure12)

La came tourne entraicircneacutee par le vilebrequin sa pousseacutee est

communiqueacutee agrave la soupape par lintermeacutediaire dun poussoir dune

tige et dun culbuteur

Fig12 Distribution

331 Soupapes

Une soupape est un organe meacutecanique de la distribution des moteurs thermiques agrave quatre

temps permettant ladmission des gaz frais et leacutevacuation des gaz brucircleacutes

Les soupapes sont actionneacutees par un arbre agrave cames et maintenues par un ou plusieurs ressorts

de rappel

Les soupapes sont constitueacutees de quatre parties

a) Tecircte de la soupape

Lorsque la soupape est en position fermeacutee elle vient sappuyer sur le siegravege de

soupape dessineacute dans la culasse pour assurer leacutetancheacuteiteacute de la chambre

La partie de la soupape en contact avec le siegravege de forme tronconique est

deacutenommeacutee laquo porteacutee raquo langle varie entre 30deg et 45deg

b) Collet

Elle relie la tecircte agrave la tige est formeacute par un congeacute de grand rayon de faccedilon agrave

faciliter la dissipation de la chaleur provenant de la chambre et eacuteviter leffet

dentaille ducirc au changement de section

c) Tige

Crsquoest une piegravece cylindrique dont le diamegravetre est de lordre du quart de celui de la tecircte assure

le guidage vertical de la soupape

La tige coulisse ainsi dans le guide de soupape ouverture cylindrique pratiqueacutee dans la

culasse

d) Queue

Partie terminale de la soupape supporte laction du poussoir actionneacute par larbre agrave cames

Elle comporte une ou plusieurs gorges le plus souvent de section semi-circulaire pour loger

les clavettes qui transmettent agrave la soupape la tension du ressort de rappel6

Les soupapes sont en acier allieacute tregraves reacutesistant

Les principaux meacutetaux dalliage sont le chrome le

silicium le tungstegravene le nickel

Figure I13 Soupape avec tecircte bombeacutee

332 Culbuteurs et poussoirs

Les culbuteurs (figure I14) sont des leviers oscillants articuleacutes sur un axe solidaire de la

culasse

Leur rocircle est de transmettre de haut en bas aux queues de soupape les pousseacutees quils

reccediloivent de bas en haut agrave intervalles reacuteguliers des poussoirs et tiges de culbuteurs

Figure I14 Culbuteurs Renault 21 TD

Les poussoirs sont des cylindres en acier tregraves reacutesistant qui prennent contact avec les cames

soit

- par lintermeacutediaire dun galet

- par intermeacutediaire dun plateau

Suivant le cas le profil de la came est diffeacuterent

Fig14a Poussoirs et arbre agrave cames en tegravete pour leur entrainement (VW Toureg)

521 Le diagramme de distribution

Le point le plus haut quil peut atteindre quon appelle point mort haut (PMH) et inversement le point

le plus bas quon appelle point mort bas (PMB)

Enfin on appelle la course la longueur du parcours entre le PMH et le PMB

Laleacutesage est le diamegravetre du cylindre

Ces donneacutees et le volume de la chambre de combustion permettent de calculer le taux de compression

ou rapport volumeacutetrique

Figure V1 Point Mort Haut et Point Mort Bas dans un moteur

522 Les systegravemes de controcircle des soupapes

Au vue de la complexiteacute dun diagramme de distribution il faut que les soupapes dadmission et

deacutechappement soient parfaitement synchroniseacutees pour que le cycle sexeacutecute dans de bonnes

conditions

Moteurs culbuteacutes

Dans un moteur agrave combustion interne les culbuteurs servent agrave

transmettre la pousseacutee des tiges de culbuteurs vers les soupapes (les

soupapes se trouvant au-dessus des cylindres les tiges de culbuteurs

le long des cylindres et actionneacutees par un arbre agrave cames lateacuteral ou

central situeacute vers le bas des cylindres proche du vilebrequin)

Ces moteurs sont dits culbuteacutes

Ils ont eacuteteacute tregraves utiliseacutes en automobile de tourisme jusquaux anneacutees

1970-80

Fig 2 Ensemble de distribution culbuteacute

Tout dabord quest ce quune came

La came est lobjet qui permet la commande dune ou de plusieurs soupape Son profil est calculeacutee tregraves

preacuteciseacutement afin de

-fixer la hauteur de la leveacutee de soupape

-amortir le choc entre la came et le poussoir ducirc au jeu initial

-reposer doucement la soupape dans son siegravege lors de la fermeture par ressort

Figure V4 Ensemble soupape-came et arbre agrave cames

La came peut commander la soupape directement avec un poussoir comme repreacutesenteacute ci-agrave gauche

mais elle peut eacutegalement utiliser des basculeurs tels que le linget (ci contre en bas) ou le culbuteur (ci

contre en haut)

Ainsi larbre agrave came contient plusieurs cames permettant de commander les soupapes de tous les

cylindres afin de les synchroniser

Larbre agrave cames est geacuteneacuteralement entraicircneacute au moyen dengrenages

Son pignon denteacute est soit directement en prise avec un pignon caleacute agrave lextreacutemiteacute du vilebrequin soit

relieacute agrave ce dernier par un pignon intermeacutediaire

Les soupapes peuvent ecirctre commandeacutees par simple arbre agrave cames en tecircte

Cela signifie que larbre agrave cames est placeacute au dessus de la culasse et quil actionne les soupapes

dadmission et deacutechappement par lintermeacutediaire de culbuteur

Il existe aussi le systegraveme de double arbre agrave cames en tecircte ougrave dans ce cas il y a deux arbres agrave came

lun commande les soupapes dadmission et lautre les soupapes deacutechappement Ici les soupapes

peuvent ecirctre actionneacutees par tous les systegravemes possibles poussoir ou basculeurs

Moteurs agrave simple arbre agrave cames en tecircte

Si lon souhaite un reacutegime de rotation plus eacuteleveacute il est dusage de

placer le ou les arbres agrave cames juste au-dessus des soupapes

directement dans la ou les culasse(s) (arbre agrave cames en tecircte)

et donc il ny a plus besoin de tiges de culbuteurs (moins de piegraveces

en mouvement de jeux donc moins de risque daffolement de

soupapes)

Lorsque les soupapes sont toutes aligneacutees (soupapes dites droites) elles sont coiffeacutees dun poussoir

cylindrique et ouvertes par laction directe de la came sur le dessus

du poussoir

Si elles ne sont pas toutes aligneacutees (soupapes en V) et que lon

souhaite nutiliser quun seul arbre agrave cames en tecircte on dispose des

culbuteurs pour transmettre la pousseacutee des cames aux soupapes

Moteurs agrave double arbre agrave cames en tecircte

Bien que le montage agrave double arbre agrave cames en tecircte permette de

saffranchir des culbuteurs il arrive dutiliser de petits culbuteurs

dits alors linguets parfois appeleacutes basculeurs

Un culbuteur transmet agrave la soupape la pousseacutee de la came en

inversant le sens de la pousseacutee quil reccediloit Laxe de pivot dun

culbuteur est situeacute entre ses deux extreacutemiteacutes comme une balanccediloire

agrave bascule Figure V4 Entraicircnement des arbres de distribution dun systegraveme agrave 16 soupapes

La question qui vient apregraves cest ben comment il tourne larbre agrave cames

Ce sont les vilebrequins qui en tournant transmettent leur position au(x) arbre(s) agrave cames

Il faut bien comprendre que les vilebrequins sont deacutependant les uns des autres lun ne peut pas tourner

sans lautre car ils sont relieacutes entre eux

Ceci est souvent appeleacute larbre moteur

Cette commande se fait le plus souvent par chaicircne comme preacutesenteacute dans la figure des deux arbres agrave

cames en tecircte (sur la droite)

Cest ce quon appelle la chaine de distribution

On trouve eacutegalement la commande par courroie cranteacutee

Enfin on trouve la commande par pignon qui est tregraves reacutesistant mais cher agrave mettre en place

a) chaine b) pignon c) courroie cranteacutee

Figure V4 commande par chaine non 16032016

323 Nombre de soupapes par cylindre

Bien sur laugmentation nombre de soupapes vous vous en doutez favorise le rendement de

distribution Mais ceci nest pas la seule raison

Commenccedilons simplement par le nombre de soupapes le plus reacutepandu dans les anneacutees 80 cest agrave dire 2

soupapes par cylindre

Les culasses ont une chambre de combustion hemispheacuterique pour favoriser le flux des gaz un angle

entre la soupape dadmission et deacutechappement tregraves eleveacute (proche de 90deg) et enfin un taux de

compression eacuteleveacute

Cependant malgreacute tous ces efforts pour favoriser la distribution il est devenu difficile daccroitre les

performances du moteur

Pour cela il y avait une solution augmenter le diamegravetre des soupapes mais cela est devenu vite

impossible ducirc agrave lencombrement les soupapes auraient fini par se toucher

Par ailleurs lutilisation du double arbre agrave cames en tecircte devenait difficile

En effet imaginez la distance des arbres agrave cames pour commander des soupapes donc lencombrement

moteur eacutetait important et surtout lentrainement des 2 arbres agrave cames eacutetait difficile

Il a donc eacuteteacute utiliseacute des cascades de pignons mais cela rendait la distribution tregraves bruyante et les

contraintes dues agrave leacutechauffement eacutetaient difficiles agrave geacuterer

En revanche cette disposition agrave deux soupapes est meacutecaniquement simple et on peut facilement placer

dune part les vis de fixation de la culasse et dautre part la bougie

Figure 6 Culasse a 2 4 et 5 soupapes

Au milieu des anneacutees 80 Yamaha invente une culasse agrave 5 soupapes sur le FZ750 Genesis encore

utiliseacutee aujourdhui sur les sportives de la gamme

Ainsi ce moteur comptant

- 3 soupapes dadmission

- 2 soupapes deacutechappement

permet un meilleur remplissage de la chambre de combustion

La difficulteacute rencontreacutee est le logement des 5 soupapes

Les trois soupapes dadmission ont eacuteteacute placeacutees sur des plans diffeacuterents

mais de faccedilon agrave converger vers larbre agrave cames eacutevitant le montage de

culbuteurs

Cette architecture meacutecanique provoque une difficulteacute daccessibiliteacute meacutecanique

53 Refroidissement

Les combustions reacutepeacuteteacutees surchauffent les piegraveces en contact (piston cylindre soupape) et se diffusent

sur lensemble des piegraveces meacutecaniques du moteur

Il faut donc les refroidir sous peine de destruction

Pour un bon fonctionnement les moteurs agrave explosion ont besoin drsquoune tempeacuterature reacuteguliegravere et

adapteacutee

531 Refroidissement agrave air

En 1875 le franccedilais Alexis de Bischop utilise lair pour le refroidissement

Son moteur sans compression preacutealable de type mixte comportait un

cylindre entoureacute dailettes meacutetalliques augmentant ainsi la surface en

contact avec lair

Ce type de refroidissement est surtout utiliseacute pour les moteurs eacutequipant les

veacutelomoteurs et motocyclettes de faible cylindreacutee mais aussi sur des

automobiles comme certaines Porsche GS la 2CV ou la Coccinelle

Le refroidissement par air est aussi majoritaire pour les moteurs agrave pistons eacutequipant les avions

Moteur de la VW Coccinelle

Le refroidissement agrave air a longtemps eacuteteacute la reacutefeacuterence pour les moteurs de motocyclette (mecircme sil a

toujours existeacute des moteurs de motocyclette agrave refroidissement liquide) mais les problegravemes entraicircneacutes

par le haut rendement de ces moteurs (casses usure preacutematureacutee) ont conduit agrave la quasi geacuteneacuteralisation

du refroidissement liquide malgreacute les avantages speacutecifiques pour la motocyclette du refroidissement agrave

air (encombrement poids simpliciteacute prix)

Il peut ecirctre optimiseacute par lutilisation dun ventilateur dont la preacutesence ne reacutevegravele toutefois pas toujours

un refroidissement agrave air car il dissipe parfois la chaleur du radiateur dun systegraveme de refroidissement

liquide

532 Refroidissement liquide

Cest langlais Samuel Brown qui inventa le refroidissement du moteur par de leau afin dameacuteliorer les

performances du refroidissement

Dans son moteur leau entraicircneacutee par une pompe circule autour des

cylindres entoureacutes dune chemise leau est refroidie par contact direct

avec lair ambiant

Plus tard on ajouta agrave leau diffeacuterents adjuvants qui devint alors le

liquide de refroidissement

Radiateur moderne en aluminium

Le radiateur fut inventeacute en 1897 par lingeacutenieur allemand Wilhelm Maybach

Apregraves de nombreux tacirctonnements il mit au point le radiateur dit laquo nid dabeille raquo qui permet le

refroidissement tregraves efficace dun liquide

Il est composeacute dun faisceau de conduits courts et eacutetroits entre lesquels circule lair

Lair peut ecirctre acceacuteleacutereacute par un ventilateur placeacute devant ou derriegravere lui

Ce radiateur est situeacute dans un circuit fermeacute ou semi-fermeacute emplit dun liquide (agrave base deau) assurant le

refroidissement du moteur

Dans les moteurs les plus anciens la circulation deau est assureacutee par thermosiphon leau chauffeacutee par

le moteur monte vers le radiateur placeacute en hauteur Une fois refroidie elle redescend vers le moteur

Dans les moteurs modernes on utilise une pompe agrave eau

Un controcircle permanent de la tempeacuterature vise agrave maintenir leau et lhuile dans des conditions

permettant une lubrification optimale

Ideacutealement la tempeacuterature du liquide de refroidissement est denviron 75deg-95degCelsius deacutetermineacutee par

plusieurs facteurs tels que toleacuterances dusinage et reacutesistance au frottement des piegraveces meacutecaniques

lubrifiants utiliseacutes

La reacutegulation de cette tempeacuterature est geacuteneacuteralement obtenue par une vanne thermostatique calorstat

situeacutee dans le circuit de refroidissement associeacutee agrave un ou plusieurs ventilateurs asservi par une sonde

thermocontact agrave la tempeacuterature du liquide dans le radiateur

Dans les moteurs marins le radiateur est remplaceacute par un eacutechangeur de tempeacuterature Leau de mer

assurant le refroidissement du circuit deau douce du moteur

533 Refroidissement par huile

Tous les moteurs agrave combustion interne utilisent deacutejagrave un liquide pour la lubrification des piegraveces en

mouvement lhuile qui circule propulseacutee par une pompe il suffit donc de faire circuler ce liquide dans

les zones les plus chaudes et surtout den assurer le refroidissement correct

Tous utilisent plus ou moins le refroidissement par huile carter dhuile bas moteur ventileacute parfois

muni dailettes un petit radiateur dhuile

Exemple

Certaines motos agrave 4 cylindres de marque Suzuki utilisent un refroidissement mixte air-huile avec un

gros radiateur dhuile

Avantages

Les canalisations pompe radiateur indeacutependant et liquide speacutecifiques au refroidissement deviennent

inutiles

Cela permet un net gain de poids et une plus grande simpliciteacute de conception

Inconveacutenients

Lhuile transporte moins bien la chaleur que leau et les speacutecificiteacutes de ces huiles les rendent plus

coucircteuses pour lutilisateur

De plus le graissage du moteur est moins performant (agrave isopeacuterimegravetre) car il y a des pertes de charges

dues agrave la circulation dans le radiateur dhuile

54 Architecture des moteurs agrave explosion

Figure V3 Moteur en double eacutetoile agrave 14 cylindres

bull Cylindres en ligne

bull Cylindres en V

bull Cylindres en W

bull Cylindres opposeacutes horizontalement (Boxer) (flat)

bull Cylindres en H

bull Cylindres en eacutetoile

bull Moteurs complexes (moteurs en carreacute etc)

541 Monocylindre

Historique

Le premier brevet concernant un moteur agrave explosion a eacuteteacute deacuteposeacute par le Suisse Franccedilois Isaac de Rivaz

le 30 janvier 1807

Le premier moteur agrave deux temps fut imagineacute et reacutealiseacute par Jean-Joseph Eacutetienne Lenoir en 1860 Il

fonctionne selon le cycle de Lenoir

Vers 1862 les Allemands Otto et Langen constatant le faible rendement du moteur agrave deux temps de

Lenoir (1860) entreprirent une seacuterie dameacuteliorations la plus deacutecisive consista agrave synchroniser les

mouvements dans la phase de compression

542 Quatre cylindres

Panhard et Levassor degraves 1896 engagent un laquo quatre cylindres en ligne raquo sur leacutepreuve Paris-Marseille-

Paris

Deux ans plus tard les multicylindres (agrave quatre cylindres) gagnent les

grosses voitures et progressivement se geacuteneacuteralisent agrave lensemble de la

gamme devenant en quelque sorte larcheacutetype mondial pour les

voitures courantes de moyennes et basses gammes

Scheacutema dun moteur 4 cylindres vers 1900

04 cylindres en V

Il fait son apparition en course agrave la charniegravere des deux siegravecles sur des modegraveles Mors et Ader

Quelques anneacutees plus tard cette solution seacuteduit Peugeot et Ariegraves pour leurs modegraveles courants davant

1914

Beaucoup plus tard agrave partir de 1962 Ford en fera une large utilisation mais aussi Matra et SAAB

04 cylindres (en ligne) coucheacute

Que lon trouve en compeacutetition chez Ameacutedeacutee Bolleacutee (189899) (premier moteur agrave quatre cylindre

monobloc (les autres moteurs quatre cylindres agrave leacutepoque eacutetaient des bicylindres ou des monocylindres

accoupleacutes)) et chez Wolseley et Winton (1903 voir Wolseley Motor Company et Winton Motor

Carriage Company))

On la trouveacutee sur les motocyclettes BMW seacuterie K et sur les Peugeot 104 - 205 mais aussi sur les

veacutehicules utilitaires ou monospace optant pour la solution laquo moteur sous le plancher raquo

04 cylindres agrave plat boxer

Cest un quatre cylindres en V ouvert agrave 180deg

Embleacutematique dans sa version refroidissement agrave air des laquo coccinelles raquo de Volkswagen

Cette architecture a le grand avantage de faire beacuteneacuteficier le veacutehicule quil motorise dun centre de

graviteacute assez bas

Une version muscleacutee et turbocompresseacutee eacutequipe actuellement les Subaru Impreza qui sont de

redoutables concurrentes du championnat du monde des rallyes WRC

En 2009U Subaru compte particuliegraverement sur le 20 D pour faire deacutecoller les ventes de sa berline

compacte en Europe

Une grande premiegravere eacutegalement puisque aucun constructeur navait jusquagrave aujourdhui exploreacute la voie

du diesel Boxer (4 cylindres agrave plat opposeacutees deux agrave deux) et ses grands avantages que sont la vivaciteacute

un centre de graviteacute abaisseacute et surtout un grand silence de fonctionnement

Subaru aura mis sept ans agrave deacutevelopper son ineacutedit moteur mais le reacutesultat est particuliegraverement

convaincant

- Pas de claquement agrave froid

- une quasi absence de vibration

- il est bien difficile de faire la diffeacuterence entre un moteur essence et cet eacutetonnant diesel

Si les 350 Nm de couple disponibles degraves 1 800 trmn et les 150 Cv offrent un reacuteel dynamisme agrave la

premiegravere acceacuteleacuteration venue cela seffectue de maniegravere lineacuteaire

Subaru 20 Diesel 150 Cv (2009)

543 Six cylindres

Mais la course mdash ougrave lon recherche la vitesse mdash est exigeante en matiegravere de puissance surtout quand

il sagit de courses de cocircte Dougrave la tentation daugmenter le nombre de cylindres

Figure V5 Moteur V6 moderne (Mercedes)

La marque neacuteerlandaise Spyker avait preacutesenteacute un modegravele 6 cylindres en 19032

Un modegravele Chadwick aux Eacutetats-Unis franchit le pas en 1907 pour la course de cocircte de Fairmont

Lanneacutee suivante cette fois en Europe Rolls-Royce fait de mecircme pour la course Londres-Eacutedimbourg

en faisant appel agrave des six cylindres

La transposition aux modegraveles courants est quasi-immeacutediate pour les voitures de sport et de luxe

En Europe cest le cas pour Delaunay-Belleville Napier Mercedes aux Eacutetats-Unis pour Marmon

Plus tard agrave partir de 1927 on trouvera des six cylindres (presque toujours en ligne) sur un grand

nombre de modegraveles non sportifs mecircme pour des cylindreacutees modestes

Latout principal de cette solution eacutetant la souplesse de fonctionnement du moteur

Dans le monde de la motocyclette le 6 cylindres restera rare

On le trouve en compeacutetition en particulier chez Honda dans les anneacutees 1960 (moteur en ligne) ou chez

Laverda en endurance (moteur en V)

Les moteurs de plus de 4 cylindres seront interdits en compeacutetition

Sur les veacutehicules de tourisme on trouvera essentiellement

- Honda 1000 CBX (moteur agrave 24 soupapes refroidi par air)

- Kawasaki Z 1300 (moteur agrave 12 soupapes refroidi par eau)

- Benelli avec une 750 puis une 900

En 2006 Honda propose toujours agrave son catalogue un modegravele 6 cylindres agrave plat la GoldWing

544 Huit cylindres et plus

Figure V6 Moteur W16 de la Bugatti Veyron

Une nouvelle eacutetape est franchie quand on passe au laquo huit cylindres raquo

Ader (France) ouvre la voie en 1903 pour le Paris-Madrid avec une uniteacute agrave huit cylindres en V

La mecircme anneacutee apparaissent toujours pour la compeacutetition des huit cylindres en ligne

Les moteurs davion des anneacutees 1930 et 1940 reacutepondent agrave la demande sans cesse croissante de

puissance

Les moteurs courants sont des V12 ou des moteurs en eacutetoile de une agrave quatre rangeacutees de 7 agrave 9 cylindres

soit 28 cylindres agrave la fin de la guerre pour les Whright deacuteveloppant 3 500 ch remplaceacutes par les

reacuteacteurs

Les ameacutericains amateurs de grandes automobiles et sans souci du prix de lessence deacutemocratisegraverent

les gros V8 au couple tregraves eacuteleveacute et aux vitesses de rotation assez lentes

Les constructeurs des monoplaces de Formule 1 utilisegraverent pendant longtemps des V8 de 3 litres de

cylindreacutee dont le fameux Ford Cosworth

Dans les anneacutees 1990 cest la structure V10 qui aura la faveur des motoristes de F1

Mecircme leacutecurie Ferrari tregraves attacheacutee aux 12 cylindres en V se pliera aux lois de cette formule

Depuis lanneacutee 2004 les instances sportives (FIA) ont imposeacute un retour au V8 avec des contraintes de

fiabiliteacute plus importantes que par le passeacute

En 2006 les structures en V de 10 ou 12 cylindres et W16 sont reacuteserveacutees aux veacutehicules agrave tendance

sportive

Puissance drsquoun

veacutehicule

1 Calculs de la pesanteur

11 Deacutecliviteacute

Calculons la deacutecliviteacute drsquoune route longue L pour un deacuteniveleacute H

α = H L

α deacutecliviteacute grandeur sans dimension

H deacuteniveleacute exprimeacute en m

L longueur de la route exprimeacutee en m coheacuterence des uniteacutes

12 Poids du veacutehicule

Calculons le poids drsquoun veacutehicule

P = M g

P poids exprimeacute en N

M masse exprimeacutee en kg

g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms2 ( g = 981 ms2)

13 Composante du poids

Calculons la composante du poids parallegravele agrave la route de la voiture

F = M g α

Avec

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-

2

α deacutecliviteacute grandeur sans dimension

14 Travail de la force de traction

Calculons le travail drsquoune force de traction qui srsquoest deacuteplaceacutee sur une distance D

E = F D

E travail exprimeacute en J

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

D distance parcourue exprimeacutee en m

15 Energie

Calculons lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour lever une voiture de masse M agrave une hauteur H

E = M g H

Avec

E eacutenergie absorbeacutee (monteacutee) ou accumuleacutee (descente) exprimeacutee en J

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms-2

H deacuteniveleacute exprimeacute en m

15 Puissance absorbeacutee

Calculons la puissance absorbeacutee par une ascension effectueacutee agrave la vitesse V

B = F V

Avec

B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

V vitesse exprimeacutee en ms

En reacutealiteacute une puissance bien supeacuterieure est neacutecessaire agrave cause de la reacutesistance au roulement

et de la reacutesistance de lrsquoair cette derniegravere eacutetant proportionnelle au carreacute de la vitesse

16 puissance absorbeacutee par une ascension

Lrsquoascension drsquoune masse M agrave une hauteur H en un temps T

B = M g H T

Avec

B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-

2 H deacuteniveleacute exprimeacute en m

T temps exprimeacute en s

2 Calculs Aeacuterodynamiques

21 Surface frontale

Surface drsquoune coupe transversale perpendiculaire agrave lrsquoaxe de symeacutetrie du veacutehicule (effectueacutee agrave

lrsquoendroit le plus large et le plus haut) la surface frontale est approximativement eacutegale au

produit de la largeur par la hauteur

camion maxi-code 26 m x 39 m = 10 m2

autocar 25 m x 32 m = 8 m2

voiture 18 m x 14 m = 25 m 2

motocyclette 1 m x 15 m = 15 m2

22 Coefficient de peacuteneacutetration dans lrsquoair

Le Cx est calculeacute agrave partir

Cx = 2 F (S Mair Vsup2)

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

F force exerceacutee par le flux drsquoair exprimeacutee en N

S surface frontale exprimeacutee en m2

Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)

V vitesse air exprimeacutee en ms

23 Reacutesistance de lrsquoair

R = frac12 S Cx Mair Vsup2

R reacutesistance de lrsquoair exprimeacutee en N

S surface frontale exprimeacutee en m2

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)

V vitesse exprimeacutee en ms

24 SCx

Le SCx Grandeur essentiellement destineacutee agrave comparer diffeacuterents modegraveles de voitures le SCx

est le produit de la surface frontale par le Cx

SCx = S Cx

Le Cx eacutetant une grandeur sans dimension le SCx srsquoexprime en megravetre carreacute

25 Constante aeacuterodynamique

La constante aeacuterodynamique est une caracteacuteristique aeacuterodynamique des veacutehicules

A = S Cx M

Avec

A constante aeacuterodynamique [kgm]

S surface frontale [m2]

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

Mair masse volumique de lrsquoair [kgm3]

26 Puissance absorbeacutee

Calculons la puissance absorbeacutee pour vaincre la reacutesistance de lrsquoair

B = F x V

F force aeacuterodynamique reacutesistante [N]

V vitesse du veacutehicule [ms]

3 Calculs thermiques

31 Calcul de la cylindreacutee

D2

V = π L N

4

Avec

D aleacutesage du cylindre

L course du piston

N nombre de cylindre

32 Calcul du PCI des combustibles

Le pouvoir calorifique ou chaleur de combustion (en anglais Heating value ou Heat of

combustion) dune matiegravere combustible noteacute ΔcH0

Crsquoest lenthalpie de reacuteaction de combustion par uniteacute de masse dans les conditions normales

de tempeacuterature et de pression

Cest leacutenergie deacutegageacutee sous forme de chaleur par la reacuteaction de combustion par le dioxygegravene

(autrement dit la quantiteacute de chaleur)

Le plus souvent on considegravere un hydrocarbure reacuteagissant avec le dioxygegravene de lair pour

donner du dioxyde de carbone de leau et de la chaleur

321 Calculer le PCI du gas-oil (Mazout)

Le gazole est un alcane en C16 appeleacute ceacutetane soit une formule brute moyenne de

C16H34

Soit une masse molaire moyenne de 219 gmole

Combustion

Une combustion est la reacuteaction chimique complegravete ou partielle du carbone et de lhydrogegravene

des combustibles usuels par oxydation de loxygegravene

La combustion vive donne naissance agrave une flamme par reacuteaction en chaicircne entretenue dune

maniegravere plus ou moins limiteacutee par lapport de combustible ou de comburant

Cette reacuteaction produit une combustion exothermique cest-agrave-dire

- qui deacutegage de la chaleur

- elle produit du CO2

- de leau

- dautres composeacutes plus ou moins agressif

La stœchiomeacutetrie (du grec lsquolsquostoikheionrsquorsquo eacuteleacutement et lsquolsquometronrsquorsquo mesure) deacutesigne lrsquoeacutetude des

proportions ideacuteales drsquoeacuteleacutements qui autorisent une reacuteaction chimique complegravete lsquolsquoproprersquorsquo et

sans gaspillage

Equations stœchiomeacutetriques des combustions complegravetes

Pour le gazole

C16H34 + 24 O2 rarr 16 CO2 + 17 H2O + Q

- 219 gr de gazole consomment 532 litres drsquooxygegravene

- agrave 21 drsquoO2 dans lrsquoair donc 2533 litres drsquoair

- Donc 1 kg de gazole consomme 116 m3 drsquoair agrave 29 kg au m3

- La masse du meacutelange est donc de 3374 kg

Le carburant le plus utiliseacute est du gasoil drsquoindice de ceacutetane

La composition eacuteleacutementaire de 1 kg de gas-oil est

Carbone C = 087

Hydrogegravene H = 0126

Oxygegravene O = 0004

Azote N Soufre S vapeur drsquoeau W en faible quantiteacute

Pouvoir calorifique infeacuterieur PCI

PCI = 8140C + 30 000H + 2600(S - O) - 600(9H + W) [kcalkg]

PCI = 3391C + 1256H - 1089(S-O) ndash 251(9H+W) [MJkg]

33 Quantiteacute theacuteorique drsquoair a la combustion du gas-oil

Les lois de la stœchiomeacutetrie appliqueacutees agrave la combustion des hydrocarbures nous montrent

que pour bruler

1 kg de gazole il faut disposer drsquoenviron 146 kg drsquoair soit environ

- 112 kg drsquoN2

- 34 kg drsquoO2

La reacuteaction produit environ

- 112 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 32 kg CO2

- 12 kg drsquoH2O

1 kg drsquoessence il faut disposer drsquoenviron 153 kg drsquoair soit environ

- 118 kg drsquoN2

- 035 kg drsquoO2

La reacuteaction produit environ

- 118 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 31 kg de CO2

- 14 kg drsquoH2O

1 kg de GPL il faut disposer drsquoenviron 156 kilogrammes drsquoair soit environ

- 12 kg drsquoN2

- 036 kg drsquoO2)

La reacuteaction produit environ

- 12 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 3 kg de CO2

- 16 kg drsquoH2O

La quantiteacute theacuteorique drsquoair neacutecessaire pour assurer la combustion complegravete du gasoil il faut

avoir

[kg drsquoairkg]

minus+

= OHCL 8

3

8

230

10

[kmol drsquoairkg]

minus

+

=

32412210

10

OHCL

34 Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil

Une stœchiomeacutetrie parfaite est toujours difficile agrave garantir mecircme en laboratoire notamment agrave

cause de la contamination de lrsquoair ou des composants utiliseacutes dans les expeacuteriences mais on

peut srsquoen approcher

Il en va tout autrement srsquoagissant de la combustion des carburants dans le cadre du

fonctionnement drsquoun moteur

En effet non seulement le carburant peut preacutesenter des diffeacuterences de composition selon les

pays et les distributeurs mais en plus la masse drsquoair introduite dans le moteur varie en

permanence en fonction de la tempeacuterature ambiante et de la pression atmospheacuterique

Agrave cela il faut ajouter le fait que les moteurs ne fonctionnent jamais agrave des reacutegimes

tempeacuteratures et charges de travail constants et ideacuteals ce qui signifie qursquoil faut modifier en

temps reacuteel la quantiteacute de carburant injecteacutee dans les cylindres

Pour y remeacutedier on modifie la richesse ou lrsquoexcegraves drsquoair

Pour les moteurs Diesels lrsquoexcegraves drsquoair du meacutelange combustible doit ecirctre toujours supeacuterieur agrave

la limite drsquoapparition des fumeacutees deacutetermineacutee par λ cong 18 soit r = 055

Lr = λ Lo [kmole drsquoairkg combustible]

35 Quantiteacute des produits produit de combustion

Les produits de combustion sont les produits issus de la reacuteaction chimique entre un

carburant et un comburant ils srsquoappellent aussi gaz brucircleacutes ou fumeacutees

Lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie sont respecteacutees les gaz drsquoeacutechappement ne contiennent

que de lrsquoazote gazeux (N2) du dioxyde de carbone (CO2) et de lrsquoeau agrave lrsquoeacutetat de vapeur (H2O)

Ces corps existent en grandes quantiteacutes dans la nature ils sont chimiquement stables et sont

indispensables au maintien des eacutequilibres naturels ce ne sont donc pas des polluants

Mais que se passe-t-il lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie ne sont plus respecteacutees Pour

simplifier le problegraveme consideacuterons deux configurations opposeacutees

meacutelange riche (trop de carburant pas assez drsquoair) dans cette configuration certains

atomes qui constituent la moleacutecule drsquohydrocarbure ne trouvent pas de lsquolsquopartenaire

oxygegravenersquorsquo en nombre suffisant puisque lrsquoair manque ils ne sont donc pas oxydeacutes

complegravetement et se retrouvent dans les gaz drsquoeacutechappement sous forme de particules

carboneacutees drsquohydrocarbures imbrucircleacutes (symbole chimique HC) ou de monoxyde de

carbone (symbole chimique CO) gaz qursquoil ne faut surtout pas confondre avec le CO2

lrsquoun est tregraves toxique lrsquoautre pas du tout

meacutelange pauvre (peu de carburant trop drsquoair) dans cette configuration un excegraves

drsquoair (crsquoest toujours le cas lorsque le moteur est suralimenteacute) fortement comprimeacute agrave

haute tempeacuterature (crsquoest particuliegraverement le cas des moteurs diesel) peut entraicircner la

formation de monoxyde drsquoazote (symbole chimique NO) suite agrave une reacuteaction entre

lrsquooxygegravene (O2) et lrsquoazote (N2) Une fois expulseacute le monoxyde drsquoazote preacutesente la

particulariteacute de se transformer spontaneacutement en dioxyde drsquoazote (symbole chimique

NO2) au contact de lrsquoair geacuteneacuterant au passage une mutation de lrsquooxygegravene

atmospheacuterique en ozone (symbole chimique O3) Ces deux gaz sont tregraves toxiques pour

les organismes vivants

C

nCO2 = [kmolekg]

12

H

nHO2 = [kmolekg]

2

nO2 = 021 x (λ-1) x Lo [kmolekg]

nN2 = 079 x λ x Lo [kmolekg]

36 Quantiteacute totale des produits de combustion

nTotal = nCO2 + nHO2 + nO2 + nN2 [kmolekg]

37 Puissance nominale

Vous avez surement deacutejagrave feuilleteacute le catalogue drsquoun grand constructeur automobile

Chaque modegravele y est deacuteclineacute en plusieurs versions les diffeacuterences portant essentiellement sur

la puissance du moteur

Le choix est vaste et on srsquoy perd

80 ch 100 ch 120 ch 150 chhellip

Que signifient reacuteellement ces chiffres

Agrave quoi sert la puissance

Comment la mesure-t-on

Quelle est la relation entre la puissance et la vitesse

Voici quelques eacuteleacutements de reacuteponses

Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale la puissance deacutesigne la production la consommation ou la

transformation drsquoeacutenergie par uniteacute de temps

Pour une automobile cette eacutenergie est drsquoabord de nature chimique (combustion du carburant)

puis de nature cineacutetique (acceacuteleacuteration et vitesse sur route horizontale) ou gravitationnelle

(route en deacutecliviteacute)

La puissance drsquoun moteur thermique se rapporte donc agrave lrsquoeacutenergie deacutelivreacutee par uniteacute de temps

mais aussi agrave lrsquoeacutenergie consommeacutee sous forme de carburant dans le mecircme temps

On ne peut jamais mesurer la puissance on ne peut que la calculer en combinant les valeurs

de la charge moteur et de la vitesse de rotation releveacutees sur un banc de puissance

Banc drsquoessai moteur

Passer un moteur au banc consiste drsquoabord agrave lrsquoaccoupler agrave un disque eacutequipeacute drsquoun

- frein

- compte-tours

Une fois le moteur lanceacute agrave plein reacutegime lrsquoopeacuteration consiste agrave actionner progressivement le

frein jusqursquoagrave ce que la vitesse de rotation du moteur soit stabiliseacutee la commande des gaz

restant grande ouverte

En effet une vitesse stabiliseacutee signifie que le couple moteur est alors exactement eacutegal au

couple de freinage

il suffit donc de mesurer lrsquointensiteacute de la force de freinage pour en deacuteduire la valeur du couple

moteur

Autrement dit ce qursquoon appelle agrave tort un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo ne sert qursquoagrave mesurer le couple

moteur et la maniegravere dont il eacutevolue en fonction de la vitesse de rotation

In fine la puissance reacutesulte drsquoun calcul crsquoest le produit de ces deux grandeurs

F N

Pf =

10 000

Ougrave

F charge [N]

N = reacutegime de rotation [trmn]

38 Puissance corrigeacutee

Pfc = Pf f

Avec

f Facteur de correction tenant compte de la tempeacuterature et de la pression ambiante f

= 1085

Tamb = 27 [degC] Diagramme de conversion

f = 1085

Pamb = 719 [mmHg]

39 Consommation speacutecifique

La consommation speacutecifique du moteur est la quantiteacute de carburant (Cs) utiliseacutee pour produire

un travail T donneacute

(3600 v Ps )

Cs = [gkWh]

(t Pf)

Ou

v volume du gas-oil agrave consommer [cm3]

Ps poids speacutecifique du gasoil [grcm3]

t temps de consommation [s]

Pf puissance au frein [kW]

310 Consommation speacutecifique corrigeacutee

Csc = (3600 v Ps ) (t Pfc)

Ou

Pfc puissance corrigeacutee

311 Couple moteur

Quelles sont les caracteacuteristiques essentielles drsquoun veacutehicule agrave moteur

Les services marketing le savent crsquoest la puissance et la vitesse maximale qui au premier

abord focalisent lrsquoattention du public car ce sont les donneacutees les plus valorisantes pour

lrsquoacheteur

Mais pour le technicien comme pour le conducteur aviseacute crsquoest

- la masse de la voiture

- son couple moteur

- le reacutegime auquel il est disponible

qui sont les donneacutees essentielles car elles conditionnent le comportement du veacutehicule en

situation reacuteelle le service qursquoil peut rendre et son prix de revient

Le terme de lsquolsquocouplersquorsquo vient de ce qursquoil associe deux grandeurs

- une force crsquoest la pression que les gaz exercent sur les pistons

- un bras de levier crsquoest la longueur des manetons du vilebrequin

On utilise pour cela un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo qui est un appareil eacutequipeacute drsquoun compte-tours et

drsquoun frein

La valeur du couple moteur deacutepend de lrsquoaptitude drsquoun moteur agrave introduire dans les cylindres

un meacutelange air-carburant parfaitement homogegravene et surtout de sa capaciteacute agrave en tirer le

maximum drsquoeacutenergie au moment de la combustion

Le couple moteur est toujours relativement modeste agrave bas reacutegime il atteint sa valeur

maximale aux reacutegimes intermeacutediaires pour deacutecroicirctre ensuite inexorablement au fur et agrave

mesure que la vitesse de rotation augmente comme si le moteur finissait par srsquoasphyxierhellip

Tant que le moteur fonctionne dans sa plage de reacutegime de couple maximum la consommation

de carburant la pollution de lrsquoenvironnement et donc le prix de revient du kilomegravetre parcouru

se maintiennent aux valeurs les plus basses dont le veacutehicule est capable

Pour toutes ces raisons il est preacutefeacuterable que le couple maximum soit deacutelivreacute agrave un reacutegime pas

trop eacuteleveacutehellip

30PN 1000

CN = [Nm]

N π

Ou

PN Puissance nominale [kW]

N Vitesse de rotation [trmn]

312 Couple corrigeacutee

30Pfc 1000

Cc = [Nm]

N π

Ou

Pf Puissance corrigeacutee [kW]

4 Bilan thermique des moteurs

Que devient lrsquoeacutenergie libeacutereacutee par la combustion

Elle apparaicirct sous deux formes distinctes

Chaleur crsquoest la mecircme que celle qursquoon peut ressentir devant nrsquoimporte quel

brasier Lrsquoeacutechauffement drsquoun moteur dit lsquolsquothermiquersquorsquo est donc un pheacutenomegravene

normal Heacutelas cette chaleur ne sert agrave rien sinon agrave chauffer lrsquohabitacle elle est

donc voueacutee agrave se disperser dans lrsquoenvironnement

Mouvement crsquoest ce dont on a besoin pour faire avancer la voiture Dans le

cas drsquoun moteur drsquoautomobile la pression des gaz dans la chambre de

combustion provoque le mouvement des pistons et la rotation du vilebrequin

signe tangible qursquoune autre partie de lrsquoeacutenergie libeacutereacutee srsquoest manifesteacutee sous

forme de mouvement (4)

Comment distinguer ces deux formes drsquoeacutenergie

En calculant le rendement du moteur ou plus exactement son bilan thermique

En effet le rendement se deacutefinit comme

eacutenergie reacutecupeacutereacutee

Rendement =

eacutenergie consommeacutee

Dans le cas drsquoun moteur

lrsquoeacutenergie reacutecupeacutereacutee est celle mesureacutee en bout de vilebrequin sur un banc de puissance

exprimeacutee en kilowattheure [kW]

lrsquoeacutenergie consommeacutee correspond agrave la masse de carburant brucircleacutee (exprimeacutee drsquoabord en

kilogrammes puis convertie en joules)

Le reacutesultat est une grandeur sans dimension

Si on fait un bilan thermique dans un moteur de combustion interne

QT = Qe + Qr + Qra + Qa + Qres + Qge

- QT Flux de chaleur deacutegageacute si on brucircle tout le combustible

- Qe Flux de chaleur transformeacutee en puissance effective

- Qr Flux de chaleur eacutevacueacute au liquide de refroidissement

- Qge Flux de chaleur perdu avec les gaz deacutechappement

- QP Flux de chaleur perdu (par rayonnement vers lrsquohuile agrave cause de la combustion

incomplegravete frottements etc)

Scheacutema de la conversion et des pertes thermique dans un moteur

Si on fait un bilan des pertes de chaleur pour prendre en compte ougrave elles se produisent on

trouve

41 Chaleur totale introduite dans le moteur par la combustion

Eacutenergie brute libeacutereacutee par la combustion du carburant

Gazole 443 MJkg-1 (374 MJl-1 )

Essence 469 MJkg-1 (356 MJl-1 )

GPL 487 MJkg-1 (268 MJl-1 )

Eacutenergie nette libeacutereacutee par la combustion du carburant

Gazole 417 MJkg-1 (352 MJl-1 )

Essence 437 MJkg-1 (332 MJl-1 )

GPL 451 MJkg-1 (248 MJl-1 )

(PCI Csh)

QT =

36

Calcul de la consommation horaire

- PCI pouvoir calorifique inferieur [kJkg]

- Csh consommation speacutecifique horaire [kgh]

42 Chaleur eacutequivalente au travail effectif par uniteacute de temps

Qe = 1000 Pf [Js]

Sachant que

- Pf puissance au frein [W]

43 Chaleur transmise au systegraveme de refroidissement

Cette chaleur est donneacutee par la formule suivante

C i D(1+2m ) Nm

Qr = [Js]

λ Avec

- C Coefficient de proportionnaliteacute dont la valeur pour les moteurs agrave 4 temps varie

dans la plage [045 divide 0 53]

- i Nombre de cylindres

- D Aleacutesage du cylindre

- N freacutequence de rotation du vilebrequin

- m Exposant empirique dont la valeur pour les moteur agrave 4 temps est limiteacutee par

lrsquointervalle [06 divide 07 ]

- λ Coefficient drsquoexcegraves drsquoair

44 Chaleur emporteacutee par les gaz drsquoeacutechappement

Csh

Qge = [nt(mcp)tr (Tr-273 ) - Lr(mcp)t2 (T2- 273)]

36 Avec

- L Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil [kmole drsquoairkg de

combustible]

- nt Quantiteacute totale des produits de combustion [kmolekg]

- Tr Tempeacuterature des gaz drsquoeacutechappement [K]

- T2 Tempeacuterature de lrsquoair a lrsquoentreacutee du moteur [K]

- Csh Consommation massique de gas-oil horaire [kgh]

- (mcp)tr ( mcp)t2 sont respectivement la capaciteacute calorifique molaire moyenne agrave

pression constante des gaz reacutesiduels et de lrsquoair admis

45 Autres pertes de chaleur

QP = QT - (Qe + Qr + Qge)

Chapitre 8

Identification du

veacutehicule

Vehicle Identification Number

Le code VIN - Vehicle Identification Number - est un code alphanumeacuterique unique qui est

donneacute agrave chaque veacutehicule automobile depuis 1950

Il apparaicirct sur le chacircssis du veacutehicule

ainsi que sur le moteur et dans

lordinateur de bord

Lanceacute dans une forme simplifieacutee en

1950 par les constructeurs ameacutericains

ce code passera aux 17 caractegraveres

actuels en 1980

Le numeacutero inscrit sur la carte grise

dans la zone laquo numeacutero dans la seacuterie

du type raquo correspond bien agrave celui

figurant sur la voiture Passat IV B ndash 2000 (=B55 ou =Typ 3BG ou = VI) Dapregraves le VIN cest une 3B et le E correpond agrave la version Sport 212130 serait le numeacutero de seacuterie du cassis

Ce numeacutero dans la seacuterie du type est parfois appeleacute numeacutero de seacuterie ou numeacutero de chacircssis

mais son appellation officielle est

Numeacutero drsquoIdentification du Veacutehicule

(NIV ou Vehicle Identification Number VIN en anglais) et regroupe

laquo Type raquo et laquo N dans la seacuterie du type raquo

Cette normalisation preacutevoit entre autres que le NIV doit avoir une

Longueur de 17 caractegraveres

et peut ecirctre diviseacute en 3 sections

bull Les 3 premiers caractegraveres sont reacuteserveacutes agrave

Identification Mondiale du Constructeur

WMI World Manufacturer Identification (anglais)

Suivant cette codification chaque constructeur est identifieacute mondialement avec parfois des

variations suivant le pays ougrave se trouve lrsquousine de fabrication

A titre drsquoexemple la codification de - Renault est VF1

- Peugeot est VF3

- Citroeumln est VF7

Les 03 premiers caractegraveres didentification du constructeur

(WMI)

On distingue les constructeurs qui fabriquent plus de 500 exemplaires par an des autres

Un constructeur dont la production est infeacuterieure agrave 500 veacutehicules par an utilise 9

caractegraveres les autres 14

Certains constructeurs utilisent le 3egraveme caractegravere pour une cateacutegorie de veacutehicules comme les

bus ou les camions comme par exemple

bull le code Ameacuterique du Nord 1G attribueacute agrave General Motors se deacutecompose en

- 1G1 pour Chevrolet

- 1G2 pour Pontiac et

- 1GC pour Chevrolet camions

bull le code Italie F attribueacute agrave Fiat se deacutecompose en

- FA pour Fiat Auto et

- FC pour Fiat VI

Le premier caractegravere WMI correspond au code du pays dans lequel lusine du constructeur est

implanteacutee Exemple

- ZFA Fiat Auto Italie

- SUF Fiat Auto Pologne

- 8AF Fiat Auto Argentine

- NRT Tofas-Fiat Auto Turquie

- 9BD Fiat Automoveicircs Breacutesil

bull Les 6 caractegraveres suivants sont consacreacutes agrave la

Section de Description du Veacutehicule

VDS Vehicle Description Section (anglais)

ougrave lrsquoon va trouver une codification du type eacutelaboreacutee par le constructeur PSA et Renault

utilisent dans cette zone ce que lrsquoon appelait autrefois le type mines

bull Enfin les 8 derniers caractegraveres constituent la

Section drsquoIdentification du Veacutehicule

VIS Vehicle Identification Section en anglais

Il srsquoagit drsquoun numeacutero seacutequentiel attribueacute au veacutehicule et ce dans le type et pour le constructeur

concerneacute

Emplacement du VIN

Afin de veacuterifier la concordance entre ce numeacutero se trouvant sur la carte grise et celui

figurant sur la voiture

il faut savoir que ce numeacutero peut ecirctre trouveacute agrave 2 ou 3 endroits du veacutehicule suivant les cas sur

chacircssis du veacutehicule plaque constructeur derriegravere le pare brise

Cette derniegravere option nrsquoest pas obligatoire mais de plus en plus les constructeurs europeacuteens

en eacutequipent leurs modegraveles les plus reacutecents Pour connaicirctre lendroit ougrave se trouve ce numeacutero

reportez-vous au manuel dutilisation du veacutehicule ou adressez-vous agrave un concessionnaire de la

marque

Le NIV se trouvant sur le chacircssis doit ecirctre

- frappeacute agrave lrsquoaide de poinccedilons ou

- graveacute sur une piegravece essentielle de la voiture

En geacuteneacuteral faisant partie de la caisse ou du chacircssis de maniegravere agrave ce quil ne puisse seffacer

accidentellement ou salteacuterer

Il doit ecirctre placeacute de maniegravere visible sans qursquoun deacutemontage ne soit neacutecessaire

Pour ce qui est de sa localisation il doit impeacuterativement se situer dans la partie droite du

veacutehicule et lrsquoexpeacuterience montre que dans 80 agrave 85 des cas ce NIV se trouve

- dans la partie droite ou centrale du compartiment moteur

- aux environs immeacutediats du siegravege passager avant droit

La plaque constructeur sur laquelle figure eacutegalement le NIV est

- soit une plaque aluminium de couleur argenteacutee ou noire

- soit une eacutetiquette adheacutesive qui peut ecirctre noire blanche ou translucide

Cette plaque constructeur se trouve en geacuteneacuteral

- dans le compartiment moteur

- sur le pied de porte avant droit

- dans le coffre

Enfin le NIV optionnel qui peut se trouver derriegravere le pare-brise est visible agrave travers une

petite fenecirctre en bas agrave gauche et donc coteacute conducteur

Evolution du code VIN en fonction des types

Mercedes W201

Mercedes W202

Mercedes W203

Mercedes W204

Composition du code

Les veacutehicules modernes qui sont reacutefeacuterenceacutes avec des codes VIN sont identifiables par un

systegraveme baseacute sur la norme ISO Organisation internationale de normalisation

- ISO 3779 de 1979 et

- ISO 3780 de 1980

Avant-propos

LISO (Organisation internationale de normalisation) est une feacutedeacuteration mondiale

dorganismes nationaux de normalisation (comiteacutes membres de lISO)

1 Domaine dapplication

La preacutesente Norme internationale speacutecifie le contenu et la structure dun numeacutero

didentification des veacutehicules (VIN) permettant dassurer agrave leacutechelle mondiale un systegraveme

uniforme de numeacuterotation pour lidentification des veacutehicules routiers

La preacutesente Norme internationale sapplique aux veacutehicules agrave moteur aux veacutehicules tracteacutes

aux motocycles et aux cyclomoteurs deacutefinis dans lISO 3833

3 Termes et deacutefinitions

31 Numeacutero didentification dun veacutehicule VIN

Combinaison structureacutee de caractegraveres attribueacutee agrave un veacutehicule par son constructeur en vue de

son identification

32 Code didentification mondiale du constructeur WMI

Premiegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui deacutesigne le constructeur du

veacutehicule et qui est assigneacutee agrave un constructeur de veacutehicules afin de permettre lidentification

dudit constructeur

33 Descripteur VDS

Deuxiegraveme section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui donne une information sur les

caracteacuteristiques geacuteneacuterales du veacutehicule

34 Indicateur VIS

Troisiegraveme et derniegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui constitue une

combinaison de caractegraveres attribueacutes par le constructeur pour distinguer un veacutehicule dun autre

veacutehicule

35 Constructeur

Personne entreprise ou socieacuteteacute qui deacutelivre le certificat de conformiteacute ou qui deacutemontre la

conformiteacute et assume la responsabiliteacute du produit pour un veacutehicule precirct agrave ecirctre mis en service

indeacutependante de lemplacement de lusine de montage

36 Anneacutee

Anneacutee calendaire pendant laquelle le veacutehicule est produit ou anneacutee du modegravele du veacutehicule

deacutetermineacutee par le constructeur

37 Seacuteparation

Symbole caractegravere ou bordure mateacuterielle qui peut ecirctre utiliseacute pour seacuteparer les sections du

numeacutero didentification dun veacutehicule ou pour deacutefinir ses limites

Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee

Code

1971 1 1980 A 1992 N 2001 1 2010 A

1972 2 1981 B 1993 P 2002 2 2011 B

1973 3 1982 C 1994 R 2003 3 2012 C

1974 4 1983 D 1995 S 2004 4 2013 D

1975 5 1984 E 1996 T 2005 5 2014 E

1976 6 1985 F 1997 V 2006 6 2015 F

1977 7 1986 G 1998 W 2007 7 2016 G

1978 8 1987 H 1999 X 2008 8 2017 H

1979 9 1988 J 2000 Y 2009 9 2018 J

1989 K 2019 K

1990 L 2020 L

1991 M 2021 M

Quelques diffeacuterences existent pour la codification des tregraves petites seacuteries

Standard 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1

5

1

6

1

7

ISO 3779

Code

constructeu

r-WMI

Composition du

veacutehicule Code veacutehicule-VIS

Union

Europeacuteen

ne

amp

Ameacuterique

du Nord

plus de 500

veacutehiculesan

Code

constructeu

r-WMI

Compositio

n du

veacutehicule

Code

eacutequipeme

nt du

veacutehicule

Code

Anneacutee

Modegravel

e

Code

Veacutehicul

e

Numeacutero progressif

seacuterie

Union

Europeacuteen

ne

amp

Ameacuterique

du Nord

moins de 500

veacutehiculesan

WMI

Compositio

n du

veacutehicule

Code

eacutequipeme

nt du

veacutehicule

Code

Anneacutee

Modegravel

e

Code

Veacutehicul

e

Code

constructeu

r-WMI

Numeacutero

progressi

f seacuterie

Exemple de code VIN

Poinccedilon Peugeot VF3 741 A4 7F535G815 Poinccedilon Peugeot

- Poinccedilon Peugeot - Code constructeur WMI (03)

1 VF (Europe S-Z France VF-VR)

3 3 (Peugeot)

- Type au mines (06)

4-6 741 (Composition du veacutehicule)

7 (306)

4 (04 portes)

1 ou A (Moteur D1768 cc)

7-8 A4 (type de veacutehicule coupe cabriolet etc)

9 7 (Code eacutequipement du veacutehicule)

- Anneacutee modegravele (01)

10 F (1985)

- Code VIS (07)

11 5 (code usine chiffre ou lettre selon les constructeur)

12-17 35G815 (numeacutero dans la seacuterie du type)

Poinccedilon Peugeot

WAUZZZ8GZPA001181

Codes pays

AndashH = Afrique JndashR = Asie SndashZ = Europe

1ndash5 =

Ameacuterique

du Nord

6ndash7 =

Oceacuteanie

8ndash9 =

Ameacuterique

du Sud

AA-AH Afrique

du Sud

AJ-AN Cocircte

dIvoire

AP-A0 non

attribueacute

BA-BE Angola

BF-BK Kenya

BL-BR Tanzanie

BR Algeacuterie

BS-B0 non

attribueacute

CA-CE Benin

CF-CK

Madagascar

CL-CR Tunisie

CS-C0 non

attribueacute

DA-DE Egypte

DF-DK Maroc

DL-DR Zambie

DS-D0 non

attribueacute

(probable

Algerie)

EA-EE Ethiopie

EF-EK

Mozambique

EL-E0 non

attribueacute

FA-FE Ghana

FF-FK Nigeria

FF-FK

Madagascar

FL-F0 non

attribueacute

GA-G0 non

attribueacute

HA-H0 non

attribueacute

JA-J0 Japon

KA-KE Sri

Lanka

KF-KK

Israel

KL-KR

Coreacutee du Sud

KS-K0 non

attribueacute

LA-L0 Chine

MA-ME Inde

MF-MK

Indoneacutesie

ML-MR

Thaiumllande

MS-M0 non

attribueacute

NF-NK

Pakistan

NL-NR

Turquie

NS-N0 non

attribueacute

PA-PE

Philippines

PF-PK

Singapour

PL-PR

Malaysie

PS-P0 non

attribueacute

RA-RE

Emirat

Arabes Unis

RF-RK

Taiwan

RL-RR

Vietnam

RS-R0 non

attribueacute

SA-SM

Grande

Bretagne

SN-ST

Allemagne

SU-SZ

Pologne

S1-S0 non

attribueacute

TA-TH Suisse

TJ-TP

Reacutepublique

Tchegraveque

TR-TV

Hongrie

TW-T1

Portugal

T2-T0 non

attribueacute

UA-UG non

attribueacute

UH-UM

Danemark

UN-UT Irlande

UU-UZ

Roumanie

U1-U4 non

attribueacute

U5-U7

Slovaquie

U8-U0 non

attribueacute

VA-VE

Autriche

VF-VR France

VS-VW

Espagne

VX-V2

Yougoslavie

V3-V5 Croatie

V6-V0 Estonie

WA-W0

1A-10 Etats

Unis

2A-20

Canada

3A-3W

Mexique

3X-37 Costa

Rica

38-30 non

attribueacute

4A-40 Etats

Unis

5A-50 Etats

Unis

6A-6W

Australie

6X-60 non

attribueacute

7A-7E

Nouvelle

Zeacutelande

7F-70 non

attribueacute

8A-8E

Argentine

8F-8K Chili

8L-8R

Equateur

8S-8W

Peacuterou

8X-82

Veacuteneacutezueacutela

83-80 non

attribueacute

9A-9E Breacutesil

9F-9K

Colombie

9L-9R

Paraguay

9S-9W

Uruguay

9X-92

Trinidad amp

Tobago

93-99 Breacutesil

90 non

attribueacute

Allemagne

XA-XE

Bulgarie

XF-XK Gregravece

XL-XR Pays

Bas

XS-XW Russie

XX-X2

Luxembourg

X3-X0 Russie

YA-YE

Belgique

YF-YK

Finlande

YL-YR Malte

YS-YW Suegravede

YX-Y2

Norvegravege

Y3-Y5

Bielorussie

Y6-Y0 Ukraine

ZA-ZR Italie

ZS-ZW non

attribueacute

ZX-Z2

Sloveacutenie

Z3-Z5 Lituanie

Z6-Z0 non

attribueacute

Chapitre 9

Organisation du

garage

1 Introduction

Un atelier de reacuteparation automobile plus communeacutement

appeleacute

garage

est une structure speacutecialiseacutee dans lentretien courant et la

reacuteparation des veacutehicules automobile

Un petit atelier de garagiste en

Nouvelle-Galles du Sud (Australie)

laquo Garagiste raquo est un terme geacuteneacuterique deacutesignant une personne travaillant dans un garage et

peut sappliquer agrave tous les meacutetiers de lentretien automobile

- meacutecanicien

- carrossier

- peintre en carrosserie

- vendeur etchellip

Un garage peut faire office de station-service tandis que

bon nombre de ces derniegraveres principalement deacutedieacutees agrave la

distribution de carburant proposent un service basique

de laquo garage raquo permettant lentretien courant du veacutehicule

et les reacuteparations mineures

Certains garages en outre proposent un service de vente

de veacutehicules Garage Citroeumln agrave Constantine

au debut du XX siegravecle (Algeacuterie)

Il existe des concessionnaires et des garagistes indeacutependants

2 Histoire

Les ateliers de reacuteparation ont fait leur apparition et se sont multiplieacutes de par le monde en

mecircme temps que lautomobile a commenceacute agrave se banaliser agrave compter du deacutebut du XXe siegravecle

passant du statut de curiositeacute tregraves oneacutereuse agrave celui de bien de grande consommation -

progressivement accessible au plus grand nombre ( FORD T)

Laugmentation du parc installeacute a constitueacute lopportuniteacute de creacuteer un nouveau modegravele

eacuteconomique axeacute sur ce nouveau mode de transport

Tandis que les pays industrialiseacutes sadaptaient agrave lautomobile en

- seacutecurisant et regraveglementant son emploi

- deacuteveloppant un reacuteseau de routes adapteacute

le besoin en points dentretien deacutedieacutes est alleacute croissant et les laquo garages raquo ont commenceacute agrave se

multiplier au bord des routes et dans les agglomeacuterations

3 CHOIX DE LIMPLANTATION

Limplantation dun garage en centre-ville ou en bordure de ville implique avantages et

inconveacutenients quelque soit le cas Critegraveres de choix

- Trafic

- Publiciteacute

- Faciliteacute daccegraves

- Coucirct du terrain

- Superficies possibles

- Frais fixes

4 REacutePARTITION DES SURFACES

La reacutepartition ideacuteale des surfaces est de

- 13 bacircti

- 23 non-bacircti

a) SURFACES NON-BATIES Elles sont essentiellement constitueacutees

- Aires de stationnement Clients magasin de PR

- veacutehicules en attente de reacuteparation

- veacutehicules clients reacutepareacutes

- veacutehicules neufs et occasions

- veacutehicules du personnel

- veacutehicules visiteurs ex repreacutesentants deacutepanneuse bennes agrave deacutechets

b) SURFACES BATIES Les locaux doivent ecirctre

- spacieux

- bien eacuteclaireacutes

- ventileacutes

- chauffeacutes

- daccegraves facile

Il faut preacutevoir

Piegraveces agrave usage de bureau

- 6msup2 par personne

Reacuteception et daccueil des clients

- sa localisation doit ecirctre eacutevidente

Salle dattente clients

- spacieuse

- confortable

- agreacutementeacutee

- documenteacutee

- eacutequipeacutee

- eacuteclaireacutee

- peinte toujours en blanc mat

Magasin de Piegraveces de Rechange plusieurs accegraves seacutepareacutes

- clients

- meacutecaniciens

- agents

Atelier de reacuteparation plusieurs zones

- reacuteparations rapides

- interventions longues

- carrosserie

- peinture

- eacutelectriciteacute

- mise au point etc

Piegraveces annexes

- deacutechets

- aire de lavage

- compresseurs

- vestiaires personnels

- sanitaires etc

5 LES MATEacuteRIELS

a) GROS MATEacuteRIELS

Stations de lavage Stations de vidange graissage Station de controcircle de geacuteomeacutetrie

des trains roulants

Montage et eacutequilibrage de pneumatiques Station de diagnostic Station de controcircles

Electriciteacute

Mateacuteriels de manutention (grues crics) ponts eacuteleacutevateurs

b) PETITS MATEacuteRIELS

Outillages speacutecialiseacutes Outillages individuels

6 LES PERSONNELS

La hieacuterarchie se compose de 2 cateacutegories

a) ENCADREMENT

Directeur geacuteneacuteral Directeur commercial Directeur technique

Directeur financier

b) EXEacuteCUTION

Secreacutetaires de direction Secreacutetaires dadministration de commerce et de gestion-finance

Chef deacutequipe Reacuteceptionnaire Preacuteparateurs

Meacutecaniciens Magasiniers Vendeurs

a EXEMPLE DAMEacuteNAGEMENT DUN GARAGE AUTOMOBILE

a) RDC

b) Etage Bureaux et administration

b ORGANISATION DUNE ENTREPRISE DE REacutePARATION

AUTOMOBILE

a) OBJECTIF DE LENTREPRISE

Accroicirctre la productiviteacute

- en structurant les ateliers

- en deacutefinissant avec preacutecision les tacircches de chacun des personnels afin quelles

ne se chevauchent pas

b) ORGANIGRAMME DUNE ENTREPRISE STRUCTUREacuteE

- Un responsable par secteur assure la liaison avec le chef dentreprise qui controcircle tous

les secteurs

- Chaque secteur est autonome

- Limportance des activiteacutes de reacuteparation permet de subdiviser le travail sous la

responsabiliteacute de plusieurs reacuteceptionnaires ainsi que plusieurs chefs deacutequipe

c FONCTIONS DES DIFFEacuteRENTS PERSONNELS AU SEIN DE

LENTREPRISE

a) LE CHEF DENTREPRISE

Il deacutefinit les objectifs et les prioriteacutes de lentreprise en assurant le controcircle de tous

les secteurs

b) LE CHEF DATELIER

- Il est responsable du fonctionnement des ateliers et de la formation des

employeacutes

- Il coordonne tous les services

c) LE REacuteCEPTIONNAIRE

- accueil le client

- deacutefinie la nature des travaux agrave effectuer

- eacutetablie eacuteventuellement un devis

- preacutecise les deacutelais de reacuteparation

Si le client est daccord

- reacutedige et fait signer LOR quil remplit avec rigueur (ex eacutetat du veacutehicule

carburant accessoires)

- charge le planning de latelier

Apregraves les travaux

- rend le veacutehicule apregraves paiement de la facture

d) LE CHEF DEacuteQUIPE

Il reacutepartit le travail et prend les deacutecisions au niveau de la reacuteparation

e) LES COMPAGNONS

Ce sont les exeacutecutants des reacuteparations

f) LE MAGASINIER

Il approvisionne latelier en piegraveces de rechange et assure le service clientegravele

g) SERVICE FACTURATION

Reacutedaction des factures dapregraves lOR pointeacute par le chef deacutequipe

h) SERVICE COMPTABILITEacute

Il gegravere et reacutealise les bilans dexploitation

Chapitre 10

Devis

1 ORGANIGRAMME DrsquoUNE INTERVENTION

2 Deacutefinition

Un devis est une estimation des prix reacutealiseacutee avant lexeacutecution de travaux ou avant lachat

dun bien

Le DEVIS est une eacutevaluation la plus preacutecise possible du coucirct dune reacuteparation

Dans le cadre de son DEVOIR dinformation et dans le souci permanent de conserver des

relations claires avec le client le devis est devenu une deacutemarche indispensable

3 Enjeux dun devis

Lorsquun particulier ou une socieacuteteacute demande des devis aupregraves de plusieurs entreprises cela

permet de comparer les prix et les prestations fournies

Les Destinataires

- un client

- une compagnie dassurance ou cabinet dexpertise

bull Le Client Le devis permet dinformer le client Il est geacuteneacuteralement eacutetabli sans

deacutemontage meacutecanique Par conseacutequent le devis reste approximatif sachant quune

erreur supeacuterieure agrave 10 nest pas toleacuterable

bull Assurances ndash Experts Le devis est eacutetabli de maniegravere preacutecise pour permettre agrave

lassureur de prendre une deacutecision sur lopportuniteacute de la reacuteparation remise en eacutetat

ou mise en eacutepave lorsque la reacuteparation deacutepasse la valeur veacutenale du veacutehicule

Geacuteneacuteralement les devis sont gratuits

4 Deacutemarche dutilisation des devis

a) Ce que doit comporter un devis

Identification du prestataire qui reacutedige le devis

bull nom et raison sociale

bull adresse complegravete

bull teacuteleacutephone

bull teacuteleacutecopie

bull email et site internet

Identification de la personne qui a demandeacute le devis

bull nom preacutenom

bull adresse

bull teacuteleacutephone

Le mot devis doit ecirctre eacutecrit en gros

La date du devis

La liste des prix et le total

b) Ce quil faut preacuteciser dans un devis

bull La dureacutee de la validiteacute de loffre par exemple ce devis est valable entre 1 et 3 mois

selon le projet

5) Estimation

bull Lestimation consiste agrave eacutevaluer par preacutediction les coucircts et deacutelais des tacircches qui

constituent un projet agrave partir destimations dautres grandeurs comme la taille la

puissance ou la capaciteacute Le terme estimation deacutecrit aussi bien la fonction lopeacuteration

que le reacutesultat

6) Quelles sont les regravegles dun bon devis

- Un prix ferme

- une trace eacutecrite en cas de litigehellip

Tel est linteacuterecirct de disposer dun bon devis avant le deacutebut des travaux

Le bon devis doit comporter un certain nombre de mentions obligatoires notamment

- la somme globale agrave payer

- le deacutecompte deacutetailleacute des prestations et des produits utiliseacutes

- le nom et ladresse de lentreprise

- la dureacutee de validiteacute de loffre et lindication du caractegravere gratuit ou payant du

devis

Ces regravegles protegravegent de faccedilon satisfaisante le client

Des mentions suppleacutementaires

Pour autant rien ne lempecircche de demander au professionnel dajouter sur le devis dautres

mentions non obligatoires comme par exemple

- les modaliteacutes de regraveglement avec un eacutecheacuteancier preacutecis des paiements

- la date limite preacutevue pour la fin des travaux

- une peacutenaliteacute de retard par jour deacutepasseacute

Le client disposera ainsi de moyens de pression suppleacutementaires en cas de complicationhellip

Si la facture est plus eacuteleveacutee

Il arrive que le montant de la facture soit supeacuterieur agrave celui du devis alors que le client navait

pas donneacute son accord preacutealablehellip

Que faire

Commencer par veacuterifier si le devis ne comporte pas une clause de reacutevision du prix dans

certains cas expresseacutement preacutevus (ex hausse du coucirct de la main-dœuvre ou des matiegraveres

premiegraveres)

si cest le cas le professionnel a le droit de reacutepercuter cette hausse sur la facture

Agrave deacutefaut le client peut refuser de payer la diffeacuterence

Une simple lettre de reacuteclamation adresseacutee au professionnel en recommandeacute avec accuseacute de

reacuteception devrait suffire En cas deacutechec le client doit saisir la direction de la concurrence de

la consommation et de la reacutepression des fraudes du deacutepartement du professionnel

Chapitre 11

Bon de commande

Commande

Dans le commerce une commande est une intention soit

- verbale

- eacutecrite

dengager une transaction commerciale pour des produits ou services particuliers

Du point de vue de lacheteur elle exprime lintention dacheter et est appeleacutee une commande

dachat

Du point de vue du vendeur elle exprime lintention de vendre et elle se reacutefegravere agrave une

commande de vente

Dans beaucoup dentreprises les commandes sont utiliseacutees pour rassembler et rendre compte

des coucircts et des revenus selon des objectifs bien deacutefinis

Ensuite il est possible de montrer pour quels objectifs les deacutepenses ont eacuteteacute engageacutees

Eacutetapes dans les commandes commerciales

Commerce Action de lacheteur Action du vendeur

Acheteur qui deacutesire le

produit et vendeur qui

vend le produit

Recherche des vendeurs du produit Marketing et publiciteacute

Veacuterification du pricing

du produit disponibiliteacute

speacutecifications coucircts de

livraison

Demande de devis ou demande doffre Devis ou offre creacuteeacutes

Accord de transaction

entre acheteur et vendeur Enregistrement de la commande dachat

Enregistrement de la commande

de vente

Le produit est expeacutedieacute du

vendeur agrave lacheteur

Fiche demballage facture pro

forma pour certaines

expeacuteditions internationales

Lacheteur reccediloit le

produit du vendeur

La fiche demballage et le produit sont

compareacutes avec la commande dachat on

veacuterifie le bon conditionnement du

produit

Le vendeur envoie la

facture (comptabiliteacute) agrave

lacheteur

On fait correspondre la fiche demballage

avec la commande dachat et la facture

on enregistre lachat dans les comptes

financiers dans la comptabiliteacute

fournisseurs

On enregistre la vente dans les

comptes financiers dans la

comptabiliteacute clients

Lacheteur paie le

vendeur

Paiement en espegraveces par chegraveque ou

paiement eacutelectronique enregistrement

du paiement sur la commande dachat

Reacuteception des espegraveces du

chegraveque ou du paiement

eacutelectronique enregistrement du

paiement sur la commande de

vente

Page 18: Maintenance des parcs roulants Partie 2/3

335 Deacutelai drsquoallumage

Le temps mis par les premiegraveres gouttelettes injecteacutees pour atteindre la tempeacuterature drsquoinflammation est

deacutefini sous le nom de deacutelai drsquoallumage

Ce deacutelai doit ecirctre aussi court que possible pour que le fonctionnement du moteur soit doux Il sera

drsquoautant plus faible que

- La tempeacuterature de lrsquoair est plus eacuteleveacutee

- La tempeacuterature drsquoinflammation du combustible est

plus basse

- Le combustible est plus finement pulveacuteriseacute

- La tempeacuterature du combustible est plus eacuteleveacutee

- Lrsquoindice de ceacutetane du combustible est eacuteleveacute

336 Moteur agrave injection directe

Moteur agrave combustion interne alimenteacute en air pur le carburant eacutetant injecteacute

sous forte pression directement dans la chambre de combustion (figure

I17)

La pression drsquoair est de 175 agrave 200 bars Ce moteur a besoin drsquoun excegraves drsquoair

important pour favoriser le brassage du meacutelange

Les pressions sont importantes en fin de compression (Reacutef [2])

Injection directe

Avantages

- Le rendement thermique est supeacuterieur drsquoenviron 10 agrave un moteur agrave chambre de preacutecombustion

- Les deacutemarrages sont plus faciles

- La construction est plus simple que pour les autres types de moteurs

Inconveacutenients

Le moteur est assez bruyant et les organes sont soumis agrave de fortes charges

Lrsquoencrassement des injecteurs est plus rapide

336 Avantages du moteur Diesel

Les raisons du succegraves du moteur Diesel dans lautomobile au-delagrave davantages fiscaux qui relegravevent de

choix politiques et non techniques tiennent essentiellement agrave son rendement supeacuterieur agrave celui du

moteur agrave essence

Ce rendement peut ecirctre encore ameacutelioreacute par lutilisation dun

turbocompresseur

Les plus reacutecents modegraveles sont laquo agrave geacuteomeacutetrie variable raquo (TGV)

technologie qui leur permet decirctre plus performants agrave bas reacutegime)

Turbocompresseur

Ainsi que lrsquoutilisation du Common rail (injection directe agrave haute

p r e s s i o n ) i n v e n t eacute p a r F i a t e t M a g n e t i - M a r e l l i

Systegraveme drsquoinjection a rampe commune

Avec les nouveaux injecteurs-pompe rampe commune et pieacutezo-eacutelectrique la pression atteint

jusquagrave

2thinsp500 bars

Contre

- 1thinsp400 pour la premiegravere rampe commune

- moins de 1thinsp000 pour un moteur agrave injection indirecte)

Ce qui assure une pulveacuterisation du gazole

- turbulente

- continue

- constante et

- bien reacutepartie

parametres essentielles pour une bonne combustion

Cette technologie porte le nom de

bull JTD Fiat Alfa Romeo Lancia - inventeur du systegraveme common rail 1re geacuteneacuteration

bull Mjt Fiat Alfa Romeo Lancia Iveco - inventeur et distributeur du systegraveme common rail 2e et

3e geacuteneacuteration

bull HDi Peugeot Citroeumln

bull dCi (Direct Common rail Injection) Renault Nissan Dacia

bull CDI (Common rail Direct Injection) Mercedes-Benz Smart

bull CRD Jeep

bull Td(x) TDV(x) Land Rover (ex Td4 ou TDV8)

bull d BMW (ex 530d)

bull TDI (Turbo Direct Injection) Audi Seat Skoda Volkswagen

bull D-4D ou D-CAT Toyota (CAT signifie Clean Advanced Technologie)

bull d Lexus (exIS 220 d)

bull CDTI (Common rail Turbo Direct Injection) Opel (les DTI sont des moteurs agrave injection

directe sans rampe commune)

bull VDi deacutenomination anciennement utiliseacutee par Nissan aujourdhui remplaceacutee par dCi

bull DI-D Mitsubishi

bull D Volvo (ex 24D ou D5) Jaguar (ex 27D)

bull TDCi Ford (les moteurs TDdi sont agrave injection directe mais ne comportent pas de rampe

commune)

bull MZR-CD Mazda

bull i-CTDi Honda

bull CRDi Hyundai

bull CRDI Kia

bull TCDi VCDi Chevrolet

bull TID Saab

34 Architectures moteurs

341 Introduction

Les deacutefauts du moteur agrave combustion interne classique sont

- meacutediocre rendement

- vibrations

- difficulteacute de reacuteduire son niveau de pollution

De nombreuses architectures alternatives sont neacutees au cours de lhistoire beaucoup sont resteacutees agrave leacutetat

de dessins ou de maquettes certaines ont donneacutees des prototypes fonctionnels et quelques rares

architectures ont eu droit agrave la production industrielle

342 Caracteacuterisation

La cylindreacutee dun moteur est le volume total (tous cylindres) deacuteplaceacute durant un cycle

Elle est calculeacutee agrave partir

- du diamegravetre dun cylindre (laleacutesage)

- de la distance parcourue par un piston (la course) et

- du nombre de cylindres

La puissance deacuteveloppeacutee souvent exprimeacutee par une courbe de puissance moteur doit ecirctre mesureacutee

selon certaines normes deacutefinissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de

tempeacuterature et de pression

Courbes caracteristiques du moteur CMT F4L912

Elle est toujours supeacuterieure agrave la puissance reacuteellement disponible aux roues pour un veacutehicule du fait des

pertes dans la transmission

Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le kiloWatt (kW) mais souvent accoleacute au cheval-vapeur (CV)

1 cheval-vapeur = 736 Watt

Le couple maximal est exerceacute sur laxe

Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le Newton-megravetre (Ntimesm) bien que le kgtimesm reste courant

La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation

Pour obtenir des Watt il faut multiplier le couple en Ntimesm par la vitesse de rotation en radians par

seconde

La vitesse maximale de rotation geacuteneacuteralement exprimeacutee en tours par minute

- La puissance speacutecifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindreacutee (volume de gaz

contenus apregraves le cycle dadmission)

Elle est souvent exprimeacutee en la rapportant au litre de cylindreacutee

- Le taux de compression dun moteur exprime le rapport entre le volume laisseacute dans lun de ses

cylindres au point mort bas et au point mort haut

Plus il est eacuteleveacute plus le meacutelange est comprimeacute donc plus lexplosion sera forte donc difficile agrave geacuterer

(choc meacutecanique tempeacuteraturehellip) mais plus le rendement du moteur sera eacuteleveacute

343 Eleacutements constitutifs drsquoun moteur

3431 Eleacutements fixes

34311 Bloc-moteur

Le bloc-moteur appeleacute eacutegalement carter-cylindres est la

piegravece maicirctresse du moteur (figure I2)

Ses fonctions principales sont les suivantes

- contenir les cylindres

- supporter le vilebrequin la culasse les

accessoires

- servir de support agrave lrsquohuile de lubrification

Scheacutema drsquoun bloc moteur

- servir de support agrave lrsquoeau de refroidissement (si un tel systegraveme de

refroidissement est utiliseacute)

Bloc a 04 cylindres

34312 Chemises

Pour le moteur F4L912 refroidi agrave air les chemises sont munies drsquoailettes (figure I3)

a) b) c)

Figure3 Chemises pour moteurs a) humides b) segraveches c) agrave ailettes du moteur F4L912

34313 Culasse

La culasse obture la partie supeacuterieure du cylindre

Cest une piegravece assez massive obtenue par moulage de fonte dacier ou

drsquoaluminium

Sa forme est tregraves variable suivant le type de moteur

La circulation de leau de refroidissement se fait dans des eacutevidements

ameacutenageacutes dans leacutepaisseur des parois Culasse drsquoun moteur

refroidi agrave eau

Les culasses portent

- les injecteurs

- les soupapes

- les culbuteurs

- les conduits dentreacutee dair et de sortie des gaz brucircleacutes Culasse Renault Kangoo

Pour le moteur refroidi agrave air (F4L912) leur culasse porte des ailettes comme montre la figure

Figure I5 Culasse du moteur F4L912 Figure I6 Vilebrequin pour un moteur a 4 cylindres

I322 Eleacutements mobiles

I3221Vilebrequin

Le vilebrequin (figure I6) est un arbre manivelle il reccediloit les efforts des bielles

Les parties cylindriques par lesquelles il repose dans des

paliers-supports du bacircti sont les laquo tourillonsraquo

Les parties cylindriques qui reccediloivent les coussinets de tecirctes

de bielles sont les

laquo manetons raquo (Reacutef [2])

Manetons et tourillons sont relieacutes entre eux par des flasques

appeleacutes laquo bras de manivelle raquo Fig 6 bis Vilebrequin a 5 paliers avec ses bielles et pistons

Des canaux sont foreacutes dans la masse du vilebrequin pour amener lhuile de graissage

jusquaux coussinets de tecirctes de bielle (figure 7)

Figure 7 Graissage des paliers drsquoun vilebrequin

I2322 Bielles

Les bielles transmettent au vilebrequin les efforts quelles

reccediloivent des pistons pendant les temps moteurs et

entrainent les pistons pendant les temps reacutesistants

Elles sont en acier allieacute

Leurs formes sont conccedilues de maniegravere agrave concilier au mieux la

leacutegegravereteacute et la reacutesistance aux efforts de

- compression

- extension Fig7a Ensemble bielles-pistons

- flexion

Les trois principales parties dune bielle sont

- le pied qui srsquoarticule sur laxe de piston

- le corps

- la tecircte qui sarticule sur un maneton du

vilebrequin

Figure I8 Bielle utiliseacutee dans le moteur F4L912

Le pied est un eacutepanouissement aleacuteseacute du corps dans lequel une

bague en bronze phosphoreux ou un roulement agrave aiguilles est

emmancheacute avec serrage

Le corps est alleacutegeacute par des eacutevidements sa section est souvent en

I parfois tubulaire

La tecircte est en deux parties assembleacutees par boulons pour en

permettre le montage sur le vilebrequin

La partie rapporteacutee est le laquo chapeau raquo

Deux demi-coussinets en bronze ou en acier sencastrent dans

la tecircte ils sont garnis dune couche de meacutetal antifriction

Le garnissage est parfois en laquo meacutetal roseraquo (alliage agrave base de

plomb et de cuivre qui fond agrave 1 000degC) pour les moteurs soumis

agrave de tregraves gros efforts

Quelquefois les coussinets sont deacutepourvus de garnissage ils

sont alors en bronze speacutecial

Fig8a Description de lrsquoensemble bielles-pistons

Dans les moteurs modernes les coussinets sont des laquo coquillesraquo tregraves minces en acier

eacutegalement garnies drsquoalliage antifriction

I3223Piston

Le piston (figure I9) peut ecirctre deacutecomposeacute en quatre parties

principales

- La tecircte ou fond qui reccediloit les efforts dus aux gaz

- le porte-segments qui par lrsquointermeacutediaire des segments assure

lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz et agrave lrsquohuile et dissipe une partie des calories

reccedilues vers le fluide de refroidissement Fig 8b Vue drsquoun piston

- le logement de lrsquoaxe de piston ou trou drsquoaxe

- la jupe ou partie frottant dont le rocircle est de guider le porte-segments et de dissiper une partie des

calories

- Fonctions du piston

Le piston doit transmettre au vilebrequin par lrsquointermeacutediaire de la

bielle les efforts dus aux gaz

- jusqursquoagrave 75 MPa pour les moteurs agrave essence non

suralimenteacutes

- jusqursquoagrave 14 agrave 18 MPa pour les moteurs diesels

Figure I9 Piston

Ils doivent ecirctre suffisamment isolants pour ne pas fournir trop de

calories au fluide de refroidissement

Tout en eacutevitant la formation de points chauds et de grippage

Il faut que le piston soit aussi leacuteger que possible et le moins

encombrant possible (distance entre le trou drsquoaxe et la tecircte la plus

reacuteduite pour avoir un moteur compact)

La dilatation du piston doit ecirctre telle que le jeu pistonchemise varie

peu car trop de jeu agrave froid provoque des claquements et pas assez de

jeu agrave froid un grippage

Le piston doit avoir une bonne reacutesistance meacutecanique en fatigue

Fig 9a Piston pour moteur Diesel

Formes de la tecircte du piston

La forme des chambres de combustion est deacutetermineacutee par

lempreinte reacutealiseacutee dans la culasse si bien que la tecircte du

piston est habituellement plate

Parfois il savegravere au contraire que le piston soit creuseacute et

forme totalement ou partie la chambre de combustion

Neacuteanmoins la tecircte du piston est creuseacutee notamment sur les

automobiles de course pour une toute autre raison

Il sagit en effet de reacutealiser une forme particuliegravere permettant

de reacutepartir et de diriger au mieux le meacutelange airessence

injecteacute dans la chambre

Fig 9c Illustration des diffeacuterentes formes de tecirctes de piston et de la

position de linjecteur selon la technique dinjection

On distingue geacuteneacuteralement 02 grandes techniques dinjection

Dans le cas dune injection dite laquo tumble raquo le jet de fluide produit par

linjecteur est deacutevieacute (par la forme de la tecircte du piston) vers la bougie

dallumage permettant de produire une explosion plus laquo performantes

raquo et stratifieacutee

Dans le cas dune injection dite laquo swirl raquo le carburant agit comme un

tourbillon permettant ainsi dhomogeacuteneacuteiser le meacutelange dans toute la

chambre

Il est eacutegalement possible de combiner les deux types dinjection

Fig9b Illustration des mouvements

tourbillonnaire swirl et tumble

I3224Segmentation

Ce sont des piegraveces composeacutees dun cercle incomplet en acier eacutelastique preacutevues pour semboicircter dans

les gorges du piston

Le diamegravetre exteacuterieur au repos est leacutegegraverement

supeacuterieur agrave celui du cylindre

En partant de la tecircte du piston on a (figue I10)

- le segment ndeg3 segment coup de feu

(ou segment de feu)

- le segment ndeg2 segment drsquoeacutetancheacuteiteacute

- le segment ndeg1 segment racleur ou refouleur

Fig9b Vue drsquoun ensemble piston-segments

Les deux derniers segments sont eacutegalement appeleacutes segments de compression

Les rocircles de la segmentation sont les suivants

- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz

ce rocircle est surtout assureacute par le segment coup de feu

Il est essentiel pour diminuer le Blow-by (gaz de combustion

passant dans le carter-cylindres) et la tempeacuterature des

segments inteacuterieurs

Figure I10 Segments de piston

- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute agrave lrsquohuile de lubrification

crsquoest surtout le rocircle du segment racleur mais le segment

drsquoeacutetancheacuteiteacute a aussi une grande importance

- Eacutevacuer la chaleur du piston vers le cylindre

Elles sont fabriqueacutees agrave partir dun ressort dacier eacutelastique

coupeacute ensuite en rondelles constituant les segments Fig10a Collier pou segments a piston

Elles sont geacuteneacuteralement asymeacutetriques il faut faire attention au sens de montage lors de

lassemblage du moteur (fig10b)

Lespace entre les deux extreacutemiteacutes du segment lorsquil est

de serrage introduit dans le cylindre sappelle le jeu agrave la coupe

Sa mesure permet deacutevaluer lusure du segment

Fig10b Tierccedilages des segments

I3225Axe de piston

Les axes de pistons en acier au nickel ceacutementeacute sont tubulaires leur

surface cylindrique exteacuterieure est rectifieacutee

Trois types de montage sont couramment utiliseacutes

- laxe est maintenu solidaire de la bielle par une vis pointeau il est

libre dons le piston

- laxe est maintenu solidaire du piston par une vis pointeau placeacutee dans

lun des bossages il est libre dans laleacutesage de la bielle Fig10c Axe piston

- laxe est monteacute laquoflottantraquo dans le piston et la bielle son deacuteplacement lateacuteral est limiteacute par

des freins extensibles en anneau (figure I11) logeacutes dans des rainures circulaires

Lajustement de laxe est agrave

- frottement doux dans la bielle

- frottement dur dans le piston

Pour le montage le piston est porteacute agrave la tempeacuterature de 100degc dans un bain dhuile afin de

faciliter la mise en place de laxe

Figure I11 Axe de piston monteacute flottant

52 La distribution

Mais cest quoi dont la distribution

Ce sont les diffeacuterents systegravemes permettant la reacutegulation des eacutechanges gazeux cest agrave dire les eacutetapes

dadmission et deacutechappement

Dans un moteur 2 temps cette fonction est assureacutee par le piston

Sur un moteur quatre temps la distribution se fait au niveau de la culasse par les soupapes et tous les

systegravemes qui permettent leurs ouvertures et fermetures

Chaque cylindre dun moteur possegravede au moins deux soupapes une dadmission et une

deacutechappement

Sur certains moteurs il Y a trois ou quatre soupapes par culasse elles sont commandeacutees simultaneacutement

deux agrave deux

(a) 02 soupapes (b) 03 soupapes (c) 04 soupapes

Fig11a Culasses a 02 03 et 04 soupapes par cylindre

Les soupapes sont normalement appuyeacutees sur leurs siegraveges par des

ressorts en heacutelice

Leur ouverture agrave un instant preacutecis de chaque cycle sobtient gracircce agrave

la pousseacutee exerceacutee par une came (figure12)

La came tourne entraicircneacutee par le vilebrequin sa pousseacutee est

communiqueacutee agrave la soupape par lintermeacutediaire dun poussoir dune

tige et dun culbuteur

Fig12 Distribution

331 Soupapes

Une soupape est un organe meacutecanique de la distribution des moteurs thermiques agrave quatre

temps permettant ladmission des gaz frais et leacutevacuation des gaz brucircleacutes

Les soupapes sont actionneacutees par un arbre agrave cames et maintenues par un ou plusieurs ressorts

de rappel

Les soupapes sont constitueacutees de quatre parties

a) Tecircte de la soupape

Lorsque la soupape est en position fermeacutee elle vient sappuyer sur le siegravege de

soupape dessineacute dans la culasse pour assurer leacutetancheacuteiteacute de la chambre

La partie de la soupape en contact avec le siegravege de forme tronconique est

deacutenommeacutee laquo porteacutee raquo langle varie entre 30deg et 45deg

b) Collet

Elle relie la tecircte agrave la tige est formeacute par un congeacute de grand rayon de faccedilon agrave

faciliter la dissipation de la chaleur provenant de la chambre et eacuteviter leffet

dentaille ducirc au changement de section

c) Tige

Crsquoest une piegravece cylindrique dont le diamegravetre est de lordre du quart de celui de la tecircte assure

le guidage vertical de la soupape

La tige coulisse ainsi dans le guide de soupape ouverture cylindrique pratiqueacutee dans la

culasse

d) Queue

Partie terminale de la soupape supporte laction du poussoir actionneacute par larbre agrave cames

Elle comporte une ou plusieurs gorges le plus souvent de section semi-circulaire pour loger

les clavettes qui transmettent agrave la soupape la tension du ressort de rappel6

Les soupapes sont en acier allieacute tregraves reacutesistant

Les principaux meacutetaux dalliage sont le chrome le

silicium le tungstegravene le nickel

Figure I13 Soupape avec tecircte bombeacutee

332 Culbuteurs et poussoirs

Les culbuteurs (figure I14) sont des leviers oscillants articuleacutes sur un axe solidaire de la

culasse

Leur rocircle est de transmettre de haut en bas aux queues de soupape les pousseacutees quils

reccediloivent de bas en haut agrave intervalles reacuteguliers des poussoirs et tiges de culbuteurs

Figure I14 Culbuteurs Renault 21 TD

Les poussoirs sont des cylindres en acier tregraves reacutesistant qui prennent contact avec les cames

soit

- par lintermeacutediaire dun galet

- par intermeacutediaire dun plateau

Suivant le cas le profil de la came est diffeacuterent

Fig14a Poussoirs et arbre agrave cames en tegravete pour leur entrainement (VW Toureg)

521 Le diagramme de distribution

Le point le plus haut quil peut atteindre quon appelle point mort haut (PMH) et inversement le point

le plus bas quon appelle point mort bas (PMB)

Enfin on appelle la course la longueur du parcours entre le PMH et le PMB

Laleacutesage est le diamegravetre du cylindre

Ces donneacutees et le volume de la chambre de combustion permettent de calculer le taux de compression

ou rapport volumeacutetrique

Figure V1 Point Mort Haut et Point Mort Bas dans un moteur

522 Les systegravemes de controcircle des soupapes

Au vue de la complexiteacute dun diagramme de distribution il faut que les soupapes dadmission et

deacutechappement soient parfaitement synchroniseacutees pour que le cycle sexeacutecute dans de bonnes

conditions

Moteurs culbuteacutes

Dans un moteur agrave combustion interne les culbuteurs servent agrave

transmettre la pousseacutee des tiges de culbuteurs vers les soupapes (les

soupapes se trouvant au-dessus des cylindres les tiges de culbuteurs

le long des cylindres et actionneacutees par un arbre agrave cames lateacuteral ou

central situeacute vers le bas des cylindres proche du vilebrequin)

Ces moteurs sont dits culbuteacutes

Ils ont eacuteteacute tregraves utiliseacutes en automobile de tourisme jusquaux anneacutees

1970-80

Fig 2 Ensemble de distribution culbuteacute

Tout dabord quest ce quune came

La came est lobjet qui permet la commande dune ou de plusieurs soupape Son profil est calculeacutee tregraves

preacuteciseacutement afin de

-fixer la hauteur de la leveacutee de soupape

-amortir le choc entre la came et le poussoir ducirc au jeu initial

-reposer doucement la soupape dans son siegravege lors de la fermeture par ressort

Figure V4 Ensemble soupape-came et arbre agrave cames

La came peut commander la soupape directement avec un poussoir comme repreacutesenteacute ci-agrave gauche

mais elle peut eacutegalement utiliser des basculeurs tels que le linget (ci contre en bas) ou le culbuteur (ci

contre en haut)

Ainsi larbre agrave came contient plusieurs cames permettant de commander les soupapes de tous les

cylindres afin de les synchroniser

Larbre agrave cames est geacuteneacuteralement entraicircneacute au moyen dengrenages

Son pignon denteacute est soit directement en prise avec un pignon caleacute agrave lextreacutemiteacute du vilebrequin soit

relieacute agrave ce dernier par un pignon intermeacutediaire

Les soupapes peuvent ecirctre commandeacutees par simple arbre agrave cames en tecircte

Cela signifie que larbre agrave cames est placeacute au dessus de la culasse et quil actionne les soupapes

dadmission et deacutechappement par lintermeacutediaire de culbuteur

Il existe aussi le systegraveme de double arbre agrave cames en tecircte ougrave dans ce cas il y a deux arbres agrave came

lun commande les soupapes dadmission et lautre les soupapes deacutechappement Ici les soupapes

peuvent ecirctre actionneacutees par tous les systegravemes possibles poussoir ou basculeurs

Moteurs agrave simple arbre agrave cames en tecircte

Si lon souhaite un reacutegime de rotation plus eacuteleveacute il est dusage de

placer le ou les arbres agrave cames juste au-dessus des soupapes

directement dans la ou les culasse(s) (arbre agrave cames en tecircte)

et donc il ny a plus besoin de tiges de culbuteurs (moins de piegraveces

en mouvement de jeux donc moins de risque daffolement de

soupapes)

Lorsque les soupapes sont toutes aligneacutees (soupapes dites droites) elles sont coiffeacutees dun poussoir

cylindrique et ouvertes par laction directe de la came sur le dessus

du poussoir

Si elles ne sont pas toutes aligneacutees (soupapes en V) et que lon

souhaite nutiliser quun seul arbre agrave cames en tecircte on dispose des

culbuteurs pour transmettre la pousseacutee des cames aux soupapes

Moteurs agrave double arbre agrave cames en tecircte

Bien que le montage agrave double arbre agrave cames en tecircte permette de

saffranchir des culbuteurs il arrive dutiliser de petits culbuteurs

dits alors linguets parfois appeleacutes basculeurs

Un culbuteur transmet agrave la soupape la pousseacutee de la came en

inversant le sens de la pousseacutee quil reccediloit Laxe de pivot dun

culbuteur est situeacute entre ses deux extreacutemiteacutes comme une balanccediloire

agrave bascule Figure V4 Entraicircnement des arbres de distribution dun systegraveme agrave 16 soupapes

La question qui vient apregraves cest ben comment il tourne larbre agrave cames

Ce sont les vilebrequins qui en tournant transmettent leur position au(x) arbre(s) agrave cames

Il faut bien comprendre que les vilebrequins sont deacutependant les uns des autres lun ne peut pas tourner

sans lautre car ils sont relieacutes entre eux

Ceci est souvent appeleacute larbre moteur

Cette commande se fait le plus souvent par chaicircne comme preacutesenteacute dans la figure des deux arbres agrave

cames en tecircte (sur la droite)

Cest ce quon appelle la chaine de distribution

On trouve eacutegalement la commande par courroie cranteacutee

Enfin on trouve la commande par pignon qui est tregraves reacutesistant mais cher agrave mettre en place

a) chaine b) pignon c) courroie cranteacutee

Figure V4 commande par chaine non 16032016

323 Nombre de soupapes par cylindre

Bien sur laugmentation nombre de soupapes vous vous en doutez favorise le rendement de

distribution Mais ceci nest pas la seule raison

Commenccedilons simplement par le nombre de soupapes le plus reacutepandu dans les anneacutees 80 cest agrave dire 2

soupapes par cylindre

Les culasses ont une chambre de combustion hemispheacuterique pour favoriser le flux des gaz un angle

entre la soupape dadmission et deacutechappement tregraves eleveacute (proche de 90deg) et enfin un taux de

compression eacuteleveacute

Cependant malgreacute tous ces efforts pour favoriser la distribution il est devenu difficile daccroitre les

performances du moteur

Pour cela il y avait une solution augmenter le diamegravetre des soupapes mais cela est devenu vite

impossible ducirc agrave lencombrement les soupapes auraient fini par se toucher

Par ailleurs lutilisation du double arbre agrave cames en tecircte devenait difficile

En effet imaginez la distance des arbres agrave cames pour commander des soupapes donc lencombrement

moteur eacutetait important et surtout lentrainement des 2 arbres agrave cames eacutetait difficile

Il a donc eacuteteacute utiliseacute des cascades de pignons mais cela rendait la distribution tregraves bruyante et les

contraintes dues agrave leacutechauffement eacutetaient difficiles agrave geacuterer

En revanche cette disposition agrave deux soupapes est meacutecaniquement simple et on peut facilement placer

dune part les vis de fixation de la culasse et dautre part la bougie

Figure 6 Culasse a 2 4 et 5 soupapes

Au milieu des anneacutees 80 Yamaha invente une culasse agrave 5 soupapes sur le FZ750 Genesis encore

utiliseacutee aujourdhui sur les sportives de la gamme

Ainsi ce moteur comptant

- 3 soupapes dadmission

- 2 soupapes deacutechappement

permet un meilleur remplissage de la chambre de combustion

La difficulteacute rencontreacutee est le logement des 5 soupapes

Les trois soupapes dadmission ont eacuteteacute placeacutees sur des plans diffeacuterents

mais de faccedilon agrave converger vers larbre agrave cames eacutevitant le montage de

culbuteurs

Cette architecture meacutecanique provoque une difficulteacute daccessibiliteacute meacutecanique

53 Refroidissement

Les combustions reacutepeacuteteacutees surchauffent les piegraveces en contact (piston cylindre soupape) et se diffusent

sur lensemble des piegraveces meacutecaniques du moteur

Il faut donc les refroidir sous peine de destruction

Pour un bon fonctionnement les moteurs agrave explosion ont besoin drsquoune tempeacuterature reacuteguliegravere et

adapteacutee

531 Refroidissement agrave air

En 1875 le franccedilais Alexis de Bischop utilise lair pour le refroidissement

Son moteur sans compression preacutealable de type mixte comportait un

cylindre entoureacute dailettes meacutetalliques augmentant ainsi la surface en

contact avec lair

Ce type de refroidissement est surtout utiliseacute pour les moteurs eacutequipant les

veacutelomoteurs et motocyclettes de faible cylindreacutee mais aussi sur des

automobiles comme certaines Porsche GS la 2CV ou la Coccinelle

Le refroidissement par air est aussi majoritaire pour les moteurs agrave pistons eacutequipant les avions

Moteur de la VW Coccinelle

Le refroidissement agrave air a longtemps eacuteteacute la reacutefeacuterence pour les moteurs de motocyclette (mecircme sil a

toujours existeacute des moteurs de motocyclette agrave refroidissement liquide) mais les problegravemes entraicircneacutes

par le haut rendement de ces moteurs (casses usure preacutematureacutee) ont conduit agrave la quasi geacuteneacuteralisation

du refroidissement liquide malgreacute les avantages speacutecifiques pour la motocyclette du refroidissement agrave

air (encombrement poids simpliciteacute prix)

Il peut ecirctre optimiseacute par lutilisation dun ventilateur dont la preacutesence ne reacutevegravele toutefois pas toujours

un refroidissement agrave air car il dissipe parfois la chaleur du radiateur dun systegraveme de refroidissement

liquide

532 Refroidissement liquide

Cest langlais Samuel Brown qui inventa le refroidissement du moteur par de leau afin dameacuteliorer les

performances du refroidissement

Dans son moteur leau entraicircneacutee par une pompe circule autour des

cylindres entoureacutes dune chemise leau est refroidie par contact direct

avec lair ambiant

Plus tard on ajouta agrave leau diffeacuterents adjuvants qui devint alors le

liquide de refroidissement

Radiateur moderne en aluminium

Le radiateur fut inventeacute en 1897 par lingeacutenieur allemand Wilhelm Maybach

Apregraves de nombreux tacirctonnements il mit au point le radiateur dit laquo nid dabeille raquo qui permet le

refroidissement tregraves efficace dun liquide

Il est composeacute dun faisceau de conduits courts et eacutetroits entre lesquels circule lair

Lair peut ecirctre acceacuteleacutereacute par un ventilateur placeacute devant ou derriegravere lui

Ce radiateur est situeacute dans un circuit fermeacute ou semi-fermeacute emplit dun liquide (agrave base deau) assurant le

refroidissement du moteur

Dans les moteurs les plus anciens la circulation deau est assureacutee par thermosiphon leau chauffeacutee par

le moteur monte vers le radiateur placeacute en hauteur Une fois refroidie elle redescend vers le moteur

Dans les moteurs modernes on utilise une pompe agrave eau

Un controcircle permanent de la tempeacuterature vise agrave maintenir leau et lhuile dans des conditions

permettant une lubrification optimale

Ideacutealement la tempeacuterature du liquide de refroidissement est denviron 75deg-95degCelsius deacutetermineacutee par

plusieurs facteurs tels que toleacuterances dusinage et reacutesistance au frottement des piegraveces meacutecaniques

lubrifiants utiliseacutes

La reacutegulation de cette tempeacuterature est geacuteneacuteralement obtenue par une vanne thermostatique calorstat

situeacutee dans le circuit de refroidissement associeacutee agrave un ou plusieurs ventilateurs asservi par une sonde

thermocontact agrave la tempeacuterature du liquide dans le radiateur

Dans les moteurs marins le radiateur est remplaceacute par un eacutechangeur de tempeacuterature Leau de mer

assurant le refroidissement du circuit deau douce du moteur

533 Refroidissement par huile

Tous les moteurs agrave combustion interne utilisent deacutejagrave un liquide pour la lubrification des piegraveces en

mouvement lhuile qui circule propulseacutee par une pompe il suffit donc de faire circuler ce liquide dans

les zones les plus chaudes et surtout den assurer le refroidissement correct

Tous utilisent plus ou moins le refroidissement par huile carter dhuile bas moteur ventileacute parfois

muni dailettes un petit radiateur dhuile

Exemple

Certaines motos agrave 4 cylindres de marque Suzuki utilisent un refroidissement mixte air-huile avec un

gros radiateur dhuile

Avantages

Les canalisations pompe radiateur indeacutependant et liquide speacutecifiques au refroidissement deviennent

inutiles

Cela permet un net gain de poids et une plus grande simpliciteacute de conception

Inconveacutenients

Lhuile transporte moins bien la chaleur que leau et les speacutecificiteacutes de ces huiles les rendent plus

coucircteuses pour lutilisateur

De plus le graissage du moteur est moins performant (agrave isopeacuterimegravetre) car il y a des pertes de charges

dues agrave la circulation dans le radiateur dhuile

54 Architecture des moteurs agrave explosion

Figure V3 Moteur en double eacutetoile agrave 14 cylindres

bull Cylindres en ligne

bull Cylindres en V

bull Cylindres en W

bull Cylindres opposeacutes horizontalement (Boxer) (flat)

bull Cylindres en H

bull Cylindres en eacutetoile

bull Moteurs complexes (moteurs en carreacute etc)

541 Monocylindre

Historique

Le premier brevet concernant un moteur agrave explosion a eacuteteacute deacuteposeacute par le Suisse Franccedilois Isaac de Rivaz

le 30 janvier 1807

Le premier moteur agrave deux temps fut imagineacute et reacutealiseacute par Jean-Joseph Eacutetienne Lenoir en 1860 Il

fonctionne selon le cycle de Lenoir

Vers 1862 les Allemands Otto et Langen constatant le faible rendement du moteur agrave deux temps de

Lenoir (1860) entreprirent une seacuterie dameacuteliorations la plus deacutecisive consista agrave synchroniser les

mouvements dans la phase de compression

542 Quatre cylindres

Panhard et Levassor degraves 1896 engagent un laquo quatre cylindres en ligne raquo sur leacutepreuve Paris-Marseille-

Paris

Deux ans plus tard les multicylindres (agrave quatre cylindres) gagnent les

grosses voitures et progressivement se geacuteneacuteralisent agrave lensemble de la

gamme devenant en quelque sorte larcheacutetype mondial pour les

voitures courantes de moyennes et basses gammes

Scheacutema dun moteur 4 cylindres vers 1900

04 cylindres en V

Il fait son apparition en course agrave la charniegravere des deux siegravecles sur des modegraveles Mors et Ader

Quelques anneacutees plus tard cette solution seacuteduit Peugeot et Ariegraves pour leurs modegraveles courants davant

1914

Beaucoup plus tard agrave partir de 1962 Ford en fera une large utilisation mais aussi Matra et SAAB

04 cylindres (en ligne) coucheacute

Que lon trouve en compeacutetition chez Ameacutedeacutee Bolleacutee (189899) (premier moteur agrave quatre cylindre

monobloc (les autres moteurs quatre cylindres agrave leacutepoque eacutetaient des bicylindres ou des monocylindres

accoupleacutes)) et chez Wolseley et Winton (1903 voir Wolseley Motor Company et Winton Motor

Carriage Company))

On la trouveacutee sur les motocyclettes BMW seacuterie K et sur les Peugeot 104 - 205 mais aussi sur les

veacutehicules utilitaires ou monospace optant pour la solution laquo moteur sous le plancher raquo

04 cylindres agrave plat boxer

Cest un quatre cylindres en V ouvert agrave 180deg

Embleacutematique dans sa version refroidissement agrave air des laquo coccinelles raquo de Volkswagen

Cette architecture a le grand avantage de faire beacuteneacuteficier le veacutehicule quil motorise dun centre de

graviteacute assez bas

Une version muscleacutee et turbocompresseacutee eacutequipe actuellement les Subaru Impreza qui sont de

redoutables concurrentes du championnat du monde des rallyes WRC

En 2009U Subaru compte particuliegraverement sur le 20 D pour faire deacutecoller les ventes de sa berline

compacte en Europe

Une grande premiegravere eacutegalement puisque aucun constructeur navait jusquagrave aujourdhui exploreacute la voie

du diesel Boxer (4 cylindres agrave plat opposeacutees deux agrave deux) et ses grands avantages que sont la vivaciteacute

un centre de graviteacute abaisseacute et surtout un grand silence de fonctionnement

Subaru aura mis sept ans agrave deacutevelopper son ineacutedit moteur mais le reacutesultat est particuliegraverement

convaincant

- Pas de claquement agrave froid

- une quasi absence de vibration

- il est bien difficile de faire la diffeacuterence entre un moteur essence et cet eacutetonnant diesel

Si les 350 Nm de couple disponibles degraves 1 800 trmn et les 150 Cv offrent un reacuteel dynamisme agrave la

premiegravere acceacuteleacuteration venue cela seffectue de maniegravere lineacuteaire

Subaru 20 Diesel 150 Cv (2009)

543 Six cylindres

Mais la course mdash ougrave lon recherche la vitesse mdash est exigeante en matiegravere de puissance surtout quand

il sagit de courses de cocircte Dougrave la tentation daugmenter le nombre de cylindres

Figure V5 Moteur V6 moderne (Mercedes)

La marque neacuteerlandaise Spyker avait preacutesenteacute un modegravele 6 cylindres en 19032

Un modegravele Chadwick aux Eacutetats-Unis franchit le pas en 1907 pour la course de cocircte de Fairmont

Lanneacutee suivante cette fois en Europe Rolls-Royce fait de mecircme pour la course Londres-Eacutedimbourg

en faisant appel agrave des six cylindres

La transposition aux modegraveles courants est quasi-immeacutediate pour les voitures de sport et de luxe

En Europe cest le cas pour Delaunay-Belleville Napier Mercedes aux Eacutetats-Unis pour Marmon

Plus tard agrave partir de 1927 on trouvera des six cylindres (presque toujours en ligne) sur un grand

nombre de modegraveles non sportifs mecircme pour des cylindreacutees modestes

Latout principal de cette solution eacutetant la souplesse de fonctionnement du moteur

Dans le monde de la motocyclette le 6 cylindres restera rare

On le trouve en compeacutetition en particulier chez Honda dans les anneacutees 1960 (moteur en ligne) ou chez

Laverda en endurance (moteur en V)

Les moteurs de plus de 4 cylindres seront interdits en compeacutetition

Sur les veacutehicules de tourisme on trouvera essentiellement

- Honda 1000 CBX (moteur agrave 24 soupapes refroidi par air)

- Kawasaki Z 1300 (moteur agrave 12 soupapes refroidi par eau)

- Benelli avec une 750 puis une 900

En 2006 Honda propose toujours agrave son catalogue un modegravele 6 cylindres agrave plat la GoldWing

544 Huit cylindres et plus

Figure V6 Moteur W16 de la Bugatti Veyron

Une nouvelle eacutetape est franchie quand on passe au laquo huit cylindres raquo

Ader (France) ouvre la voie en 1903 pour le Paris-Madrid avec une uniteacute agrave huit cylindres en V

La mecircme anneacutee apparaissent toujours pour la compeacutetition des huit cylindres en ligne

Les moteurs davion des anneacutees 1930 et 1940 reacutepondent agrave la demande sans cesse croissante de

puissance

Les moteurs courants sont des V12 ou des moteurs en eacutetoile de une agrave quatre rangeacutees de 7 agrave 9 cylindres

soit 28 cylindres agrave la fin de la guerre pour les Whright deacuteveloppant 3 500 ch remplaceacutes par les

reacuteacteurs

Les ameacutericains amateurs de grandes automobiles et sans souci du prix de lessence deacutemocratisegraverent

les gros V8 au couple tregraves eacuteleveacute et aux vitesses de rotation assez lentes

Les constructeurs des monoplaces de Formule 1 utilisegraverent pendant longtemps des V8 de 3 litres de

cylindreacutee dont le fameux Ford Cosworth

Dans les anneacutees 1990 cest la structure V10 qui aura la faveur des motoristes de F1

Mecircme leacutecurie Ferrari tregraves attacheacutee aux 12 cylindres en V se pliera aux lois de cette formule

Depuis lanneacutee 2004 les instances sportives (FIA) ont imposeacute un retour au V8 avec des contraintes de

fiabiliteacute plus importantes que par le passeacute

En 2006 les structures en V de 10 ou 12 cylindres et W16 sont reacuteserveacutees aux veacutehicules agrave tendance

sportive

Puissance drsquoun

veacutehicule

1 Calculs de la pesanteur

11 Deacutecliviteacute

Calculons la deacutecliviteacute drsquoune route longue L pour un deacuteniveleacute H

α = H L

α deacutecliviteacute grandeur sans dimension

H deacuteniveleacute exprimeacute en m

L longueur de la route exprimeacutee en m coheacuterence des uniteacutes

12 Poids du veacutehicule

Calculons le poids drsquoun veacutehicule

P = M g

P poids exprimeacute en N

M masse exprimeacutee en kg

g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms2 ( g = 981 ms2)

13 Composante du poids

Calculons la composante du poids parallegravele agrave la route de la voiture

F = M g α

Avec

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-

2

α deacutecliviteacute grandeur sans dimension

14 Travail de la force de traction

Calculons le travail drsquoune force de traction qui srsquoest deacuteplaceacutee sur une distance D

E = F D

E travail exprimeacute en J

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

D distance parcourue exprimeacutee en m

15 Energie

Calculons lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour lever une voiture de masse M agrave une hauteur H

E = M g H

Avec

E eacutenergie absorbeacutee (monteacutee) ou accumuleacutee (descente) exprimeacutee en J

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms-2

H deacuteniveleacute exprimeacute en m

15 Puissance absorbeacutee

Calculons la puissance absorbeacutee par une ascension effectueacutee agrave la vitesse V

B = F V

Avec

B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W

F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N

V vitesse exprimeacutee en ms

En reacutealiteacute une puissance bien supeacuterieure est neacutecessaire agrave cause de la reacutesistance au roulement

et de la reacutesistance de lrsquoair cette derniegravere eacutetant proportionnelle au carreacute de la vitesse

16 puissance absorbeacutee par une ascension

Lrsquoascension drsquoune masse M agrave une hauteur H en un temps T

B = M g H T

Avec

B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W

M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-

2 H deacuteniveleacute exprimeacute en m

T temps exprimeacute en s

2 Calculs Aeacuterodynamiques

21 Surface frontale

Surface drsquoune coupe transversale perpendiculaire agrave lrsquoaxe de symeacutetrie du veacutehicule (effectueacutee agrave

lrsquoendroit le plus large et le plus haut) la surface frontale est approximativement eacutegale au

produit de la largeur par la hauteur

camion maxi-code 26 m x 39 m = 10 m2

autocar 25 m x 32 m = 8 m2

voiture 18 m x 14 m = 25 m 2

motocyclette 1 m x 15 m = 15 m2

22 Coefficient de peacuteneacutetration dans lrsquoair

Le Cx est calculeacute agrave partir

Cx = 2 F (S Mair Vsup2)

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

F force exerceacutee par le flux drsquoair exprimeacutee en N

S surface frontale exprimeacutee en m2

Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)

V vitesse air exprimeacutee en ms

23 Reacutesistance de lrsquoair

R = frac12 S Cx Mair Vsup2

R reacutesistance de lrsquoair exprimeacutee en N

S surface frontale exprimeacutee en m2

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)

V vitesse exprimeacutee en ms

24 SCx

Le SCx Grandeur essentiellement destineacutee agrave comparer diffeacuterents modegraveles de voitures le SCx

est le produit de la surface frontale par le Cx

SCx = S Cx

Le Cx eacutetant une grandeur sans dimension le SCx srsquoexprime en megravetre carreacute

25 Constante aeacuterodynamique

La constante aeacuterodynamique est une caracteacuteristique aeacuterodynamique des veacutehicules

A = S Cx M

Avec

A constante aeacuterodynamique [kgm]

S surface frontale [m2]

Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension

Mair masse volumique de lrsquoair [kgm3]

26 Puissance absorbeacutee

Calculons la puissance absorbeacutee pour vaincre la reacutesistance de lrsquoair

B = F x V

F force aeacuterodynamique reacutesistante [N]

V vitesse du veacutehicule [ms]

3 Calculs thermiques

31 Calcul de la cylindreacutee

D2

V = π L N

4

Avec

D aleacutesage du cylindre

L course du piston

N nombre de cylindre

32 Calcul du PCI des combustibles

Le pouvoir calorifique ou chaleur de combustion (en anglais Heating value ou Heat of

combustion) dune matiegravere combustible noteacute ΔcH0

Crsquoest lenthalpie de reacuteaction de combustion par uniteacute de masse dans les conditions normales

de tempeacuterature et de pression

Cest leacutenergie deacutegageacutee sous forme de chaleur par la reacuteaction de combustion par le dioxygegravene

(autrement dit la quantiteacute de chaleur)

Le plus souvent on considegravere un hydrocarbure reacuteagissant avec le dioxygegravene de lair pour

donner du dioxyde de carbone de leau et de la chaleur

321 Calculer le PCI du gas-oil (Mazout)

Le gazole est un alcane en C16 appeleacute ceacutetane soit une formule brute moyenne de

C16H34

Soit une masse molaire moyenne de 219 gmole

Combustion

Une combustion est la reacuteaction chimique complegravete ou partielle du carbone et de lhydrogegravene

des combustibles usuels par oxydation de loxygegravene

La combustion vive donne naissance agrave une flamme par reacuteaction en chaicircne entretenue dune

maniegravere plus ou moins limiteacutee par lapport de combustible ou de comburant

Cette reacuteaction produit une combustion exothermique cest-agrave-dire

- qui deacutegage de la chaleur

- elle produit du CO2

- de leau

- dautres composeacutes plus ou moins agressif

La stœchiomeacutetrie (du grec lsquolsquostoikheionrsquorsquo eacuteleacutement et lsquolsquometronrsquorsquo mesure) deacutesigne lrsquoeacutetude des

proportions ideacuteales drsquoeacuteleacutements qui autorisent une reacuteaction chimique complegravete lsquolsquoproprersquorsquo et

sans gaspillage

Equations stœchiomeacutetriques des combustions complegravetes

Pour le gazole

C16H34 + 24 O2 rarr 16 CO2 + 17 H2O + Q

- 219 gr de gazole consomment 532 litres drsquooxygegravene

- agrave 21 drsquoO2 dans lrsquoair donc 2533 litres drsquoair

- Donc 1 kg de gazole consomme 116 m3 drsquoair agrave 29 kg au m3

- La masse du meacutelange est donc de 3374 kg

Le carburant le plus utiliseacute est du gasoil drsquoindice de ceacutetane

La composition eacuteleacutementaire de 1 kg de gas-oil est

Carbone C = 087

Hydrogegravene H = 0126

Oxygegravene O = 0004

Azote N Soufre S vapeur drsquoeau W en faible quantiteacute

Pouvoir calorifique infeacuterieur PCI

PCI = 8140C + 30 000H + 2600(S - O) - 600(9H + W) [kcalkg]

PCI = 3391C + 1256H - 1089(S-O) ndash 251(9H+W) [MJkg]

33 Quantiteacute theacuteorique drsquoair a la combustion du gas-oil

Les lois de la stœchiomeacutetrie appliqueacutees agrave la combustion des hydrocarbures nous montrent

que pour bruler

1 kg de gazole il faut disposer drsquoenviron 146 kg drsquoair soit environ

- 112 kg drsquoN2

- 34 kg drsquoO2

La reacuteaction produit environ

- 112 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 32 kg CO2

- 12 kg drsquoH2O

1 kg drsquoessence il faut disposer drsquoenviron 153 kg drsquoair soit environ

- 118 kg drsquoN2

- 035 kg drsquoO2

La reacuteaction produit environ

- 118 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 31 kg de CO2

- 14 kg drsquoH2O

1 kg de GPL il faut disposer drsquoenviron 156 kilogrammes drsquoair soit environ

- 12 kg drsquoN2

- 036 kg drsquoO2)

La reacuteaction produit environ

- 12 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)

- 3 kg de CO2

- 16 kg drsquoH2O

La quantiteacute theacuteorique drsquoair neacutecessaire pour assurer la combustion complegravete du gasoil il faut

avoir

[kg drsquoairkg]

minus+

= OHCL 8

3

8

230

10

[kmol drsquoairkg]

minus

+

=

32412210

10

OHCL

34 Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil

Une stœchiomeacutetrie parfaite est toujours difficile agrave garantir mecircme en laboratoire notamment agrave

cause de la contamination de lrsquoair ou des composants utiliseacutes dans les expeacuteriences mais on

peut srsquoen approcher

Il en va tout autrement srsquoagissant de la combustion des carburants dans le cadre du

fonctionnement drsquoun moteur

En effet non seulement le carburant peut preacutesenter des diffeacuterences de composition selon les

pays et les distributeurs mais en plus la masse drsquoair introduite dans le moteur varie en

permanence en fonction de la tempeacuterature ambiante et de la pression atmospheacuterique

Agrave cela il faut ajouter le fait que les moteurs ne fonctionnent jamais agrave des reacutegimes

tempeacuteratures et charges de travail constants et ideacuteals ce qui signifie qursquoil faut modifier en

temps reacuteel la quantiteacute de carburant injecteacutee dans les cylindres

Pour y remeacutedier on modifie la richesse ou lrsquoexcegraves drsquoair

Pour les moteurs Diesels lrsquoexcegraves drsquoair du meacutelange combustible doit ecirctre toujours supeacuterieur agrave

la limite drsquoapparition des fumeacutees deacutetermineacutee par λ cong 18 soit r = 055

Lr = λ Lo [kmole drsquoairkg combustible]

35 Quantiteacute des produits produit de combustion

Les produits de combustion sont les produits issus de la reacuteaction chimique entre un

carburant et un comburant ils srsquoappellent aussi gaz brucircleacutes ou fumeacutees

Lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie sont respecteacutees les gaz drsquoeacutechappement ne contiennent

que de lrsquoazote gazeux (N2) du dioxyde de carbone (CO2) et de lrsquoeau agrave lrsquoeacutetat de vapeur (H2O)

Ces corps existent en grandes quantiteacutes dans la nature ils sont chimiquement stables et sont

indispensables au maintien des eacutequilibres naturels ce ne sont donc pas des polluants

Mais que se passe-t-il lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie ne sont plus respecteacutees Pour

simplifier le problegraveme consideacuterons deux configurations opposeacutees

meacutelange riche (trop de carburant pas assez drsquoair) dans cette configuration certains

atomes qui constituent la moleacutecule drsquohydrocarbure ne trouvent pas de lsquolsquopartenaire

oxygegravenersquorsquo en nombre suffisant puisque lrsquoair manque ils ne sont donc pas oxydeacutes

complegravetement et se retrouvent dans les gaz drsquoeacutechappement sous forme de particules

carboneacutees drsquohydrocarbures imbrucircleacutes (symbole chimique HC) ou de monoxyde de

carbone (symbole chimique CO) gaz qursquoil ne faut surtout pas confondre avec le CO2

lrsquoun est tregraves toxique lrsquoautre pas du tout

meacutelange pauvre (peu de carburant trop drsquoair) dans cette configuration un excegraves

drsquoair (crsquoest toujours le cas lorsque le moteur est suralimenteacute) fortement comprimeacute agrave

haute tempeacuterature (crsquoest particuliegraverement le cas des moteurs diesel) peut entraicircner la

formation de monoxyde drsquoazote (symbole chimique NO) suite agrave une reacuteaction entre

lrsquooxygegravene (O2) et lrsquoazote (N2) Une fois expulseacute le monoxyde drsquoazote preacutesente la

particulariteacute de se transformer spontaneacutement en dioxyde drsquoazote (symbole chimique

NO2) au contact de lrsquoair geacuteneacuterant au passage une mutation de lrsquooxygegravene

atmospheacuterique en ozone (symbole chimique O3) Ces deux gaz sont tregraves toxiques pour

les organismes vivants

C

nCO2 = [kmolekg]

12

H

nHO2 = [kmolekg]

2

nO2 = 021 x (λ-1) x Lo [kmolekg]

nN2 = 079 x λ x Lo [kmolekg]

36 Quantiteacute totale des produits de combustion

nTotal = nCO2 + nHO2 + nO2 + nN2 [kmolekg]

37 Puissance nominale

Vous avez surement deacutejagrave feuilleteacute le catalogue drsquoun grand constructeur automobile

Chaque modegravele y est deacuteclineacute en plusieurs versions les diffeacuterences portant essentiellement sur

la puissance du moteur

Le choix est vaste et on srsquoy perd

80 ch 100 ch 120 ch 150 chhellip

Que signifient reacuteellement ces chiffres

Agrave quoi sert la puissance

Comment la mesure-t-on

Quelle est la relation entre la puissance et la vitesse

Voici quelques eacuteleacutements de reacuteponses

Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale la puissance deacutesigne la production la consommation ou la

transformation drsquoeacutenergie par uniteacute de temps

Pour une automobile cette eacutenergie est drsquoabord de nature chimique (combustion du carburant)

puis de nature cineacutetique (acceacuteleacuteration et vitesse sur route horizontale) ou gravitationnelle

(route en deacutecliviteacute)

La puissance drsquoun moteur thermique se rapporte donc agrave lrsquoeacutenergie deacutelivreacutee par uniteacute de temps

mais aussi agrave lrsquoeacutenergie consommeacutee sous forme de carburant dans le mecircme temps

On ne peut jamais mesurer la puissance on ne peut que la calculer en combinant les valeurs

de la charge moteur et de la vitesse de rotation releveacutees sur un banc de puissance

Banc drsquoessai moteur

Passer un moteur au banc consiste drsquoabord agrave lrsquoaccoupler agrave un disque eacutequipeacute drsquoun

- frein

- compte-tours

Une fois le moteur lanceacute agrave plein reacutegime lrsquoopeacuteration consiste agrave actionner progressivement le

frein jusqursquoagrave ce que la vitesse de rotation du moteur soit stabiliseacutee la commande des gaz

restant grande ouverte

En effet une vitesse stabiliseacutee signifie que le couple moteur est alors exactement eacutegal au

couple de freinage

il suffit donc de mesurer lrsquointensiteacute de la force de freinage pour en deacuteduire la valeur du couple

moteur

Autrement dit ce qursquoon appelle agrave tort un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo ne sert qursquoagrave mesurer le couple

moteur et la maniegravere dont il eacutevolue en fonction de la vitesse de rotation

In fine la puissance reacutesulte drsquoun calcul crsquoest le produit de ces deux grandeurs

F N

Pf =

10 000

Ougrave

F charge [N]

N = reacutegime de rotation [trmn]

38 Puissance corrigeacutee

Pfc = Pf f

Avec

f Facteur de correction tenant compte de la tempeacuterature et de la pression ambiante f

= 1085

Tamb = 27 [degC] Diagramme de conversion

f = 1085

Pamb = 719 [mmHg]

39 Consommation speacutecifique

La consommation speacutecifique du moteur est la quantiteacute de carburant (Cs) utiliseacutee pour produire

un travail T donneacute

(3600 v Ps )

Cs = [gkWh]

(t Pf)

Ou

v volume du gas-oil agrave consommer [cm3]

Ps poids speacutecifique du gasoil [grcm3]

t temps de consommation [s]

Pf puissance au frein [kW]

310 Consommation speacutecifique corrigeacutee

Csc = (3600 v Ps ) (t Pfc)

Ou

Pfc puissance corrigeacutee

311 Couple moteur

Quelles sont les caracteacuteristiques essentielles drsquoun veacutehicule agrave moteur

Les services marketing le savent crsquoest la puissance et la vitesse maximale qui au premier

abord focalisent lrsquoattention du public car ce sont les donneacutees les plus valorisantes pour

lrsquoacheteur

Mais pour le technicien comme pour le conducteur aviseacute crsquoest

- la masse de la voiture

- son couple moteur

- le reacutegime auquel il est disponible

qui sont les donneacutees essentielles car elles conditionnent le comportement du veacutehicule en

situation reacuteelle le service qursquoil peut rendre et son prix de revient

Le terme de lsquolsquocouplersquorsquo vient de ce qursquoil associe deux grandeurs

- une force crsquoest la pression que les gaz exercent sur les pistons

- un bras de levier crsquoest la longueur des manetons du vilebrequin

On utilise pour cela un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo qui est un appareil eacutequipeacute drsquoun compte-tours et

drsquoun frein

La valeur du couple moteur deacutepend de lrsquoaptitude drsquoun moteur agrave introduire dans les cylindres

un meacutelange air-carburant parfaitement homogegravene et surtout de sa capaciteacute agrave en tirer le

maximum drsquoeacutenergie au moment de la combustion

Le couple moteur est toujours relativement modeste agrave bas reacutegime il atteint sa valeur

maximale aux reacutegimes intermeacutediaires pour deacutecroicirctre ensuite inexorablement au fur et agrave

mesure que la vitesse de rotation augmente comme si le moteur finissait par srsquoasphyxierhellip

Tant que le moteur fonctionne dans sa plage de reacutegime de couple maximum la consommation

de carburant la pollution de lrsquoenvironnement et donc le prix de revient du kilomegravetre parcouru

se maintiennent aux valeurs les plus basses dont le veacutehicule est capable

Pour toutes ces raisons il est preacutefeacuterable que le couple maximum soit deacutelivreacute agrave un reacutegime pas

trop eacuteleveacutehellip

30PN 1000

CN = [Nm]

N π

Ou

PN Puissance nominale [kW]

N Vitesse de rotation [trmn]

312 Couple corrigeacutee

30Pfc 1000

Cc = [Nm]

N π

Ou

Pf Puissance corrigeacutee [kW]

4 Bilan thermique des moteurs

Que devient lrsquoeacutenergie libeacutereacutee par la combustion

Elle apparaicirct sous deux formes distinctes

Chaleur crsquoest la mecircme que celle qursquoon peut ressentir devant nrsquoimporte quel

brasier Lrsquoeacutechauffement drsquoun moteur dit lsquolsquothermiquersquorsquo est donc un pheacutenomegravene

normal Heacutelas cette chaleur ne sert agrave rien sinon agrave chauffer lrsquohabitacle elle est

donc voueacutee agrave se disperser dans lrsquoenvironnement

Mouvement crsquoest ce dont on a besoin pour faire avancer la voiture Dans le

cas drsquoun moteur drsquoautomobile la pression des gaz dans la chambre de

combustion provoque le mouvement des pistons et la rotation du vilebrequin

signe tangible qursquoune autre partie de lrsquoeacutenergie libeacutereacutee srsquoest manifesteacutee sous

forme de mouvement (4)

Comment distinguer ces deux formes drsquoeacutenergie

En calculant le rendement du moteur ou plus exactement son bilan thermique

En effet le rendement se deacutefinit comme

eacutenergie reacutecupeacutereacutee

Rendement =

eacutenergie consommeacutee

Dans le cas drsquoun moteur

lrsquoeacutenergie reacutecupeacutereacutee est celle mesureacutee en bout de vilebrequin sur un banc de puissance

exprimeacutee en kilowattheure [kW]

lrsquoeacutenergie consommeacutee correspond agrave la masse de carburant brucircleacutee (exprimeacutee drsquoabord en

kilogrammes puis convertie en joules)

Le reacutesultat est une grandeur sans dimension

Si on fait un bilan thermique dans un moteur de combustion interne

QT = Qe + Qr + Qra + Qa + Qres + Qge

- QT Flux de chaleur deacutegageacute si on brucircle tout le combustible

- Qe Flux de chaleur transformeacutee en puissance effective

- Qr Flux de chaleur eacutevacueacute au liquide de refroidissement

- Qge Flux de chaleur perdu avec les gaz deacutechappement

- QP Flux de chaleur perdu (par rayonnement vers lrsquohuile agrave cause de la combustion

incomplegravete frottements etc)

Scheacutema de la conversion et des pertes thermique dans un moteur

Si on fait un bilan des pertes de chaleur pour prendre en compte ougrave elles se produisent on

trouve

41 Chaleur totale introduite dans le moteur par la combustion

Eacutenergie brute libeacutereacutee par la combustion du carburant

Gazole 443 MJkg-1 (374 MJl-1 )

Essence 469 MJkg-1 (356 MJl-1 )

GPL 487 MJkg-1 (268 MJl-1 )

Eacutenergie nette libeacutereacutee par la combustion du carburant

Gazole 417 MJkg-1 (352 MJl-1 )

Essence 437 MJkg-1 (332 MJl-1 )

GPL 451 MJkg-1 (248 MJl-1 )

(PCI Csh)

QT =

36

Calcul de la consommation horaire

- PCI pouvoir calorifique inferieur [kJkg]

- Csh consommation speacutecifique horaire [kgh]

42 Chaleur eacutequivalente au travail effectif par uniteacute de temps

Qe = 1000 Pf [Js]

Sachant que

- Pf puissance au frein [W]

43 Chaleur transmise au systegraveme de refroidissement

Cette chaleur est donneacutee par la formule suivante

C i D(1+2m ) Nm

Qr = [Js]

λ Avec

- C Coefficient de proportionnaliteacute dont la valeur pour les moteurs agrave 4 temps varie

dans la plage [045 divide 0 53]

- i Nombre de cylindres

- D Aleacutesage du cylindre

- N freacutequence de rotation du vilebrequin

- m Exposant empirique dont la valeur pour les moteur agrave 4 temps est limiteacutee par

lrsquointervalle [06 divide 07 ]

- λ Coefficient drsquoexcegraves drsquoair

44 Chaleur emporteacutee par les gaz drsquoeacutechappement

Csh

Qge = [nt(mcp)tr (Tr-273 ) - Lr(mcp)t2 (T2- 273)]

36 Avec

- L Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil [kmole drsquoairkg de

combustible]

- nt Quantiteacute totale des produits de combustion [kmolekg]

- Tr Tempeacuterature des gaz drsquoeacutechappement [K]

- T2 Tempeacuterature de lrsquoair a lrsquoentreacutee du moteur [K]

- Csh Consommation massique de gas-oil horaire [kgh]

- (mcp)tr ( mcp)t2 sont respectivement la capaciteacute calorifique molaire moyenne agrave

pression constante des gaz reacutesiduels et de lrsquoair admis

45 Autres pertes de chaleur

QP = QT - (Qe + Qr + Qge)

Chapitre 8

Identification du

veacutehicule

Vehicle Identification Number

Le code VIN - Vehicle Identification Number - est un code alphanumeacuterique unique qui est

donneacute agrave chaque veacutehicule automobile depuis 1950

Il apparaicirct sur le chacircssis du veacutehicule

ainsi que sur le moteur et dans

lordinateur de bord

Lanceacute dans une forme simplifieacutee en

1950 par les constructeurs ameacutericains

ce code passera aux 17 caractegraveres

actuels en 1980

Le numeacutero inscrit sur la carte grise

dans la zone laquo numeacutero dans la seacuterie

du type raquo correspond bien agrave celui

figurant sur la voiture Passat IV B ndash 2000 (=B55 ou =Typ 3BG ou = VI) Dapregraves le VIN cest une 3B et le E correpond agrave la version Sport 212130 serait le numeacutero de seacuterie du cassis

Ce numeacutero dans la seacuterie du type est parfois appeleacute numeacutero de seacuterie ou numeacutero de chacircssis

mais son appellation officielle est

Numeacutero drsquoIdentification du Veacutehicule

(NIV ou Vehicle Identification Number VIN en anglais) et regroupe

laquo Type raquo et laquo N dans la seacuterie du type raquo

Cette normalisation preacutevoit entre autres que le NIV doit avoir une

Longueur de 17 caractegraveres

et peut ecirctre diviseacute en 3 sections

bull Les 3 premiers caractegraveres sont reacuteserveacutes agrave

Identification Mondiale du Constructeur

WMI World Manufacturer Identification (anglais)

Suivant cette codification chaque constructeur est identifieacute mondialement avec parfois des

variations suivant le pays ougrave se trouve lrsquousine de fabrication

A titre drsquoexemple la codification de - Renault est VF1

- Peugeot est VF3

- Citroeumln est VF7

Les 03 premiers caractegraveres didentification du constructeur

(WMI)

On distingue les constructeurs qui fabriquent plus de 500 exemplaires par an des autres

Un constructeur dont la production est infeacuterieure agrave 500 veacutehicules par an utilise 9

caractegraveres les autres 14

Certains constructeurs utilisent le 3egraveme caractegravere pour une cateacutegorie de veacutehicules comme les

bus ou les camions comme par exemple

bull le code Ameacuterique du Nord 1G attribueacute agrave General Motors se deacutecompose en

- 1G1 pour Chevrolet

- 1G2 pour Pontiac et

- 1GC pour Chevrolet camions

bull le code Italie F attribueacute agrave Fiat se deacutecompose en

- FA pour Fiat Auto et

- FC pour Fiat VI

Le premier caractegravere WMI correspond au code du pays dans lequel lusine du constructeur est

implanteacutee Exemple

- ZFA Fiat Auto Italie

- SUF Fiat Auto Pologne

- 8AF Fiat Auto Argentine

- NRT Tofas-Fiat Auto Turquie

- 9BD Fiat Automoveicircs Breacutesil

bull Les 6 caractegraveres suivants sont consacreacutes agrave la

Section de Description du Veacutehicule

VDS Vehicle Description Section (anglais)

ougrave lrsquoon va trouver une codification du type eacutelaboreacutee par le constructeur PSA et Renault

utilisent dans cette zone ce que lrsquoon appelait autrefois le type mines

bull Enfin les 8 derniers caractegraveres constituent la

Section drsquoIdentification du Veacutehicule

VIS Vehicle Identification Section en anglais

Il srsquoagit drsquoun numeacutero seacutequentiel attribueacute au veacutehicule et ce dans le type et pour le constructeur

concerneacute

Emplacement du VIN

Afin de veacuterifier la concordance entre ce numeacutero se trouvant sur la carte grise et celui

figurant sur la voiture

il faut savoir que ce numeacutero peut ecirctre trouveacute agrave 2 ou 3 endroits du veacutehicule suivant les cas sur

chacircssis du veacutehicule plaque constructeur derriegravere le pare brise

Cette derniegravere option nrsquoest pas obligatoire mais de plus en plus les constructeurs europeacuteens

en eacutequipent leurs modegraveles les plus reacutecents Pour connaicirctre lendroit ougrave se trouve ce numeacutero

reportez-vous au manuel dutilisation du veacutehicule ou adressez-vous agrave un concessionnaire de la

marque

Le NIV se trouvant sur le chacircssis doit ecirctre

- frappeacute agrave lrsquoaide de poinccedilons ou

- graveacute sur une piegravece essentielle de la voiture

En geacuteneacuteral faisant partie de la caisse ou du chacircssis de maniegravere agrave ce quil ne puisse seffacer

accidentellement ou salteacuterer

Il doit ecirctre placeacute de maniegravere visible sans qursquoun deacutemontage ne soit neacutecessaire

Pour ce qui est de sa localisation il doit impeacuterativement se situer dans la partie droite du

veacutehicule et lrsquoexpeacuterience montre que dans 80 agrave 85 des cas ce NIV se trouve

- dans la partie droite ou centrale du compartiment moteur

- aux environs immeacutediats du siegravege passager avant droit

La plaque constructeur sur laquelle figure eacutegalement le NIV est

- soit une plaque aluminium de couleur argenteacutee ou noire

- soit une eacutetiquette adheacutesive qui peut ecirctre noire blanche ou translucide

Cette plaque constructeur se trouve en geacuteneacuteral

- dans le compartiment moteur

- sur le pied de porte avant droit

- dans le coffre

Enfin le NIV optionnel qui peut se trouver derriegravere le pare-brise est visible agrave travers une

petite fenecirctre en bas agrave gauche et donc coteacute conducteur

Evolution du code VIN en fonction des types

Mercedes W201

Mercedes W202

Mercedes W203

Mercedes W204

Composition du code

Les veacutehicules modernes qui sont reacutefeacuterenceacutes avec des codes VIN sont identifiables par un

systegraveme baseacute sur la norme ISO Organisation internationale de normalisation

- ISO 3779 de 1979 et

- ISO 3780 de 1980

Avant-propos

LISO (Organisation internationale de normalisation) est une feacutedeacuteration mondiale

dorganismes nationaux de normalisation (comiteacutes membres de lISO)

1 Domaine dapplication

La preacutesente Norme internationale speacutecifie le contenu et la structure dun numeacutero

didentification des veacutehicules (VIN) permettant dassurer agrave leacutechelle mondiale un systegraveme

uniforme de numeacuterotation pour lidentification des veacutehicules routiers

La preacutesente Norme internationale sapplique aux veacutehicules agrave moteur aux veacutehicules tracteacutes

aux motocycles et aux cyclomoteurs deacutefinis dans lISO 3833

3 Termes et deacutefinitions

31 Numeacutero didentification dun veacutehicule VIN

Combinaison structureacutee de caractegraveres attribueacutee agrave un veacutehicule par son constructeur en vue de

son identification

32 Code didentification mondiale du constructeur WMI

Premiegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui deacutesigne le constructeur du

veacutehicule et qui est assigneacutee agrave un constructeur de veacutehicules afin de permettre lidentification

dudit constructeur

33 Descripteur VDS

Deuxiegraveme section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui donne une information sur les

caracteacuteristiques geacuteneacuterales du veacutehicule

34 Indicateur VIS

Troisiegraveme et derniegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui constitue une

combinaison de caractegraveres attribueacutes par le constructeur pour distinguer un veacutehicule dun autre

veacutehicule

35 Constructeur

Personne entreprise ou socieacuteteacute qui deacutelivre le certificat de conformiteacute ou qui deacutemontre la

conformiteacute et assume la responsabiliteacute du produit pour un veacutehicule precirct agrave ecirctre mis en service

indeacutependante de lemplacement de lusine de montage

36 Anneacutee

Anneacutee calendaire pendant laquelle le veacutehicule est produit ou anneacutee du modegravele du veacutehicule

deacutetermineacutee par le constructeur

37 Seacuteparation

Symbole caractegravere ou bordure mateacuterielle qui peut ecirctre utiliseacute pour seacuteparer les sections du

numeacutero didentification dun veacutehicule ou pour deacutefinir ses limites

Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee

Code

1971 1 1980 A 1992 N 2001 1 2010 A

1972 2 1981 B 1993 P 2002 2 2011 B

1973 3 1982 C 1994 R 2003 3 2012 C

1974 4 1983 D 1995 S 2004 4 2013 D

1975 5 1984 E 1996 T 2005 5 2014 E

1976 6 1985 F 1997 V 2006 6 2015 F

1977 7 1986 G 1998 W 2007 7 2016 G

1978 8 1987 H 1999 X 2008 8 2017 H

1979 9 1988 J 2000 Y 2009 9 2018 J

1989 K 2019 K

1990 L 2020 L

1991 M 2021 M

Quelques diffeacuterences existent pour la codification des tregraves petites seacuteries

Standard 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1

5

1

6

1

7

ISO 3779

Code

constructeu

r-WMI

Composition du

veacutehicule Code veacutehicule-VIS

Union

Europeacuteen

ne

amp

Ameacuterique

du Nord

plus de 500

veacutehiculesan

Code

constructeu

r-WMI

Compositio

n du

veacutehicule

Code

eacutequipeme

nt du

veacutehicule

Code

Anneacutee

Modegravel

e

Code

Veacutehicul

e

Numeacutero progressif

seacuterie

Union

Europeacuteen

ne

amp

Ameacuterique

du Nord

moins de 500

veacutehiculesan

WMI

Compositio

n du

veacutehicule

Code

eacutequipeme

nt du

veacutehicule

Code

Anneacutee

Modegravel

e

Code

Veacutehicul

e

Code

constructeu

r-WMI

Numeacutero

progressi

f seacuterie

Exemple de code VIN

Poinccedilon Peugeot VF3 741 A4 7F535G815 Poinccedilon Peugeot

- Poinccedilon Peugeot - Code constructeur WMI (03)

1 VF (Europe S-Z France VF-VR)

3 3 (Peugeot)

- Type au mines (06)

4-6 741 (Composition du veacutehicule)

7 (306)

4 (04 portes)

1 ou A (Moteur D1768 cc)

7-8 A4 (type de veacutehicule coupe cabriolet etc)

9 7 (Code eacutequipement du veacutehicule)

- Anneacutee modegravele (01)

10 F (1985)

- Code VIS (07)

11 5 (code usine chiffre ou lettre selon les constructeur)

12-17 35G815 (numeacutero dans la seacuterie du type)

Poinccedilon Peugeot

WAUZZZ8GZPA001181

Codes pays

AndashH = Afrique JndashR = Asie SndashZ = Europe

1ndash5 =

Ameacuterique

du Nord

6ndash7 =

Oceacuteanie

8ndash9 =

Ameacuterique

du Sud

AA-AH Afrique

du Sud

AJ-AN Cocircte

dIvoire

AP-A0 non

attribueacute

BA-BE Angola

BF-BK Kenya

BL-BR Tanzanie

BR Algeacuterie

BS-B0 non

attribueacute

CA-CE Benin

CF-CK

Madagascar

CL-CR Tunisie

CS-C0 non

attribueacute

DA-DE Egypte

DF-DK Maroc

DL-DR Zambie

DS-D0 non

attribueacute

(probable

Algerie)

EA-EE Ethiopie

EF-EK

Mozambique

EL-E0 non

attribueacute

FA-FE Ghana

FF-FK Nigeria

FF-FK

Madagascar

FL-F0 non

attribueacute

GA-G0 non

attribueacute

HA-H0 non

attribueacute

JA-J0 Japon

KA-KE Sri

Lanka

KF-KK

Israel

KL-KR

Coreacutee du Sud

KS-K0 non

attribueacute

LA-L0 Chine

MA-ME Inde

MF-MK

Indoneacutesie

ML-MR

Thaiumllande

MS-M0 non

attribueacute

NF-NK

Pakistan

NL-NR

Turquie

NS-N0 non

attribueacute

PA-PE

Philippines

PF-PK

Singapour

PL-PR

Malaysie

PS-P0 non

attribueacute

RA-RE

Emirat

Arabes Unis

RF-RK

Taiwan

RL-RR

Vietnam

RS-R0 non

attribueacute

SA-SM

Grande

Bretagne

SN-ST

Allemagne

SU-SZ

Pologne

S1-S0 non

attribueacute

TA-TH Suisse

TJ-TP

Reacutepublique

Tchegraveque

TR-TV

Hongrie

TW-T1

Portugal

T2-T0 non

attribueacute

UA-UG non

attribueacute

UH-UM

Danemark

UN-UT Irlande

UU-UZ

Roumanie

U1-U4 non

attribueacute

U5-U7

Slovaquie

U8-U0 non

attribueacute

VA-VE

Autriche

VF-VR France

VS-VW

Espagne

VX-V2

Yougoslavie

V3-V5 Croatie

V6-V0 Estonie

WA-W0

1A-10 Etats

Unis

2A-20

Canada

3A-3W

Mexique

3X-37 Costa

Rica

38-30 non

attribueacute

4A-40 Etats

Unis

5A-50 Etats

Unis

6A-6W

Australie

6X-60 non

attribueacute

7A-7E

Nouvelle

Zeacutelande

7F-70 non

attribueacute

8A-8E

Argentine

8F-8K Chili

8L-8R

Equateur

8S-8W

Peacuterou

8X-82

Veacuteneacutezueacutela

83-80 non

attribueacute

9A-9E Breacutesil

9F-9K

Colombie

9L-9R

Paraguay

9S-9W

Uruguay

9X-92

Trinidad amp

Tobago

93-99 Breacutesil

90 non

attribueacute

Allemagne

XA-XE

Bulgarie

XF-XK Gregravece

XL-XR Pays

Bas

XS-XW Russie

XX-X2

Luxembourg

X3-X0 Russie

YA-YE

Belgique

YF-YK

Finlande

YL-YR Malte

YS-YW Suegravede

YX-Y2

Norvegravege

Y3-Y5

Bielorussie

Y6-Y0 Ukraine

ZA-ZR Italie

ZS-ZW non

attribueacute

ZX-Z2

Sloveacutenie

Z3-Z5 Lituanie

Z6-Z0 non

attribueacute

Chapitre 9

Organisation du

garage

1 Introduction

Un atelier de reacuteparation automobile plus communeacutement

appeleacute

garage

est une structure speacutecialiseacutee dans lentretien courant et la

reacuteparation des veacutehicules automobile

Un petit atelier de garagiste en

Nouvelle-Galles du Sud (Australie)

laquo Garagiste raquo est un terme geacuteneacuterique deacutesignant une personne travaillant dans un garage et

peut sappliquer agrave tous les meacutetiers de lentretien automobile

- meacutecanicien

- carrossier

- peintre en carrosserie

- vendeur etchellip

Un garage peut faire office de station-service tandis que

bon nombre de ces derniegraveres principalement deacutedieacutees agrave la

distribution de carburant proposent un service basique

de laquo garage raquo permettant lentretien courant du veacutehicule

et les reacuteparations mineures

Certains garages en outre proposent un service de vente

de veacutehicules Garage Citroeumln agrave Constantine

au debut du XX siegravecle (Algeacuterie)

Il existe des concessionnaires et des garagistes indeacutependants

2 Histoire

Les ateliers de reacuteparation ont fait leur apparition et se sont multiplieacutes de par le monde en

mecircme temps que lautomobile a commenceacute agrave se banaliser agrave compter du deacutebut du XXe siegravecle

passant du statut de curiositeacute tregraves oneacutereuse agrave celui de bien de grande consommation -

progressivement accessible au plus grand nombre ( FORD T)

Laugmentation du parc installeacute a constitueacute lopportuniteacute de creacuteer un nouveau modegravele

eacuteconomique axeacute sur ce nouveau mode de transport

Tandis que les pays industrialiseacutes sadaptaient agrave lautomobile en

- seacutecurisant et regraveglementant son emploi

- deacuteveloppant un reacuteseau de routes adapteacute

le besoin en points dentretien deacutedieacutes est alleacute croissant et les laquo garages raquo ont commenceacute agrave se

multiplier au bord des routes et dans les agglomeacuterations

3 CHOIX DE LIMPLANTATION

Limplantation dun garage en centre-ville ou en bordure de ville implique avantages et

inconveacutenients quelque soit le cas Critegraveres de choix

- Trafic

- Publiciteacute

- Faciliteacute daccegraves

- Coucirct du terrain

- Superficies possibles

- Frais fixes

4 REacutePARTITION DES SURFACES

La reacutepartition ideacuteale des surfaces est de

- 13 bacircti

- 23 non-bacircti

a) SURFACES NON-BATIES Elles sont essentiellement constitueacutees

- Aires de stationnement Clients magasin de PR

- veacutehicules en attente de reacuteparation

- veacutehicules clients reacutepareacutes

- veacutehicules neufs et occasions

- veacutehicules du personnel

- veacutehicules visiteurs ex repreacutesentants deacutepanneuse bennes agrave deacutechets

b) SURFACES BATIES Les locaux doivent ecirctre

- spacieux

- bien eacuteclaireacutes

- ventileacutes

- chauffeacutes

- daccegraves facile

Il faut preacutevoir

Piegraveces agrave usage de bureau

- 6msup2 par personne

Reacuteception et daccueil des clients

- sa localisation doit ecirctre eacutevidente

Salle dattente clients

- spacieuse

- confortable

- agreacutementeacutee

- documenteacutee

- eacutequipeacutee

- eacuteclaireacutee

- peinte toujours en blanc mat

Magasin de Piegraveces de Rechange plusieurs accegraves seacutepareacutes

- clients

- meacutecaniciens

- agents

Atelier de reacuteparation plusieurs zones

- reacuteparations rapides

- interventions longues

- carrosserie

- peinture

- eacutelectriciteacute

- mise au point etc

Piegraveces annexes

- deacutechets

- aire de lavage

- compresseurs

- vestiaires personnels

- sanitaires etc

5 LES MATEacuteRIELS

a) GROS MATEacuteRIELS

Stations de lavage Stations de vidange graissage Station de controcircle de geacuteomeacutetrie

des trains roulants

Montage et eacutequilibrage de pneumatiques Station de diagnostic Station de controcircles

Electriciteacute

Mateacuteriels de manutention (grues crics) ponts eacuteleacutevateurs

b) PETITS MATEacuteRIELS

Outillages speacutecialiseacutes Outillages individuels

6 LES PERSONNELS

La hieacuterarchie se compose de 2 cateacutegories

a) ENCADREMENT

Directeur geacuteneacuteral Directeur commercial Directeur technique

Directeur financier

b) EXEacuteCUTION

Secreacutetaires de direction Secreacutetaires dadministration de commerce et de gestion-finance

Chef deacutequipe Reacuteceptionnaire Preacuteparateurs

Meacutecaniciens Magasiniers Vendeurs

a EXEMPLE DAMEacuteNAGEMENT DUN GARAGE AUTOMOBILE

a) RDC

b) Etage Bureaux et administration

b ORGANISATION DUNE ENTREPRISE DE REacutePARATION

AUTOMOBILE

a) OBJECTIF DE LENTREPRISE

Accroicirctre la productiviteacute

- en structurant les ateliers

- en deacutefinissant avec preacutecision les tacircches de chacun des personnels afin quelles

ne se chevauchent pas

b) ORGANIGRAMME DUNE ENTREPRISE STRUCTUREacuteE

- Un responsable par secteur assure la liaison avec le chef dentreprise qui controcircle tous

les secteurs

- Chaque secteur est autonome

- Limportance des activiteacutes de reacuteparation permet de subdiviser le travail sous la

responsabiliteacute de plusieurs reacuteceptionnaires ainsi que plusieurs chefs deacutequipe

c FONCTIONS DES DIFFEacuteRENTS PERSONNELS AU SEIN DE

LENTREPRISE

a) LE CHEF DENTREPRISE

Il deacutefinit les objectifs et les prioriteacutes de lentreprise en assurant le controcircle de tous

les secteurs

b) LE CHEF DATELIER

- Il est responsable du fonctionnement des ateliers et de la formation des

employeacutes

- Il coordonne tous les services

c) LE REacuteCEPTIONNAIRE

- accueil le client

- deacutefinie la nature des travaux agrave effectuer

- eacutetablie eacuteventuellement un devis

- preacutecise les deacutelais de reacuteparation

Si le client est daccord

- reacutedige et fait signer LOR quil remplit avec rigueur (ex eacutetat du veacutehicule

carburant accessoires)

- charge le planning de latelier

Apregraves les travaux

- rend le veacutehicule apregraves paiement de la facture

d) LE CHEF DEacuteQUIPE

Il reacutepartit le travail et prend les deacutecisions au niveau de la reacuteparation

e) LES COMPAGNONS

Ce sont les exeacutecutants des reacuteparations

f) LE MAGASINIER

Il approvisionne latelier en piegraveces de rechange et assure le service clientegravele

g) SERVICE FACTURATION

Reacutedaction des factures dapregraves lOR pointeacute par le chef deacutequipe

h) SERVICE COMPTABILITEacute

Il gegravere et reacutealise les bilans dexploitation

Chapitre 10

Devis

1 ORGANIGRAMME DrsquoUNE INTERVENTION

2 Deacutefinition

Un devis est une estimation des prix reacutealiseacutee avant lexeacutecution de travaux ou avant lachat

dun bien

Le DEVIS est une eacutevaluation la plus preacutecise possible du coucirct dune reacuteparation

Dans le cadre de son DEVOIR dinformation et dans le souci permanent de conserver des

relations claires avec le client le devis est devenu une deacutemarche indispensable

3 Enjeux dun devis

Lorsquun particulier ou une socieacuteteacute demande des devis aupregraves de plusieurs entreprises cela

permet de comparer les prix et les prestations fournies

Les Destinataires

- un client

- une compagnie dassurance ou cabinet dexpertise

bull Le Client Le devis permet dinformer le client Il est geacuteneacuteralement eacutetabli sans

deacutemontage meacutecanique Par conseacutequent le devis reste approximatif sachant quune

erreur supeacuterieure agrave 10 nest pas toleacuterable

bull Assurances ndash Experts Le devis est eacutetabli de maniegravere preacutecise pour permettre agrave

lassureur de prendre une deacutecision sur lopportuniteacute de la reacuteparation remise en eacutetat

ou mise en eacutepave lorsque la reacuteparation deacutepasse la valeur veacutenale du veacutehicule

Geacuteneacuteralement les devis sont gratuits

4 Deacutemarche dutilisation des devis

a) Ce que doit comporter un devis

Identification du prestataire qui reacutedige le devis

bull nom et raison sociale

bull adresse complegravete

bull teacuteleacutephone

bull teacuteleacutecopie

bull email et site internet

Identification de la personne qui a demandeacute le devis

bull nom preacutenom

bull adresse

bull teacuteleacutephone

Le mot devis doit ecirctre eacutecrit en gros

La date du devis

La liste des prix et le total

b) Ce quil faut preacuteciser dans un devis

bull La dureacutee de la validiteacute de loffre par exemple ce devis est valable entre 1 et 3 mois

selon le projet

5) Estimation

bull Lestimation consiste agrave eacutevaluer par preacutediction les coucircts et deacutelais des tacircches qui

constituent un projet agrave partir destimations dautres grandeurs comme la taille la

puissance ou la capaciteacute Le terme estimation deacutecrit aussi bien la fonction lopeacuteration

que le reacutesultat

6) Quelles sont les regravegles dun bon devis

- Un prix ferme

- une trace eacutecrite en cas de litigehellip

Tel est linteacuterecirct de disposer dun bon devis avant le deacutebut des travaux

Le bon devis doit comporter un certain nombre de mentions obligatoires notamment

- la somme globale agrave payer

- le deacutecompte deacutetailleacute des prestations et des produits utiliseacutes

- le nom et ladresse de lentreprise

- la dureacutee de validiteacute de loffre et lindication du caractegravere gratuit ou payant du

devis

Ces regravegles protegravegent de faccedilon satisfaisante le client

Des mentions suppleacutementaires

Pour autant rien ne lempecircche de demander au professionnel dajouter sur le devis dautres

mentions non obligatoires comme par exemple

- les modaliteacutes de regraveglement avec un eacutecheacuteancier preacutecis des paiements

- la date limite preacutevue pour la fin des travaux

- une peacutenaliteacute de retard par jour deacutepasseacute

Le client disposera ainsi de moyens de pression suppleacutementaires en cas de complicationhellip

Si la facture est plus eacuteleveacutee

Il arrive que le montant de la facture soit supeacuterieur agrave celui du devis alors que le client navait

pas donneacute son accord preacutealablehellip

Que faire

Commencer par veacuterifier si le devis ne comporte pas une clause de reacutevision du prix dans

certains cas expresseacutement preacutevus (ex hausse du coucirct de la main-dœuvre ou des matiegraveres

premiegraveres)

si cest le cas le professionnel a le droit de reacutepercuter cette hausse sur la facture

Agrave deacutefaut le client peut refuser de payer la diffeacuterence

Une simple lettre de reacuteclamation adresseacutee au professionnel en recommandeacute avec accuseacute de

reacuteception devrait suffire En cas deacutechec le client doit saisir la direction de la concurrence de

la consommation et de la reacutepression des fraudes du deacutepartement du professionnel

Chapitre 11

Bon de commande

Commande

Dans le commerce une commande est une intention soit

- verbale

- eacutecrite

dengager une transaction commerciale pour des produits ou services particuliers

Du point de vue de lacheteur elle exprime lintention dacheter et est appeleacutee une commande

dachat

Du point de vue du vendeur elle exprime lintention de vendre et elle se reacutefegravere agrave une

commande de vente

Dans beaucoup dentreprises les commandes sont utiliseacutees pour rassembler et rendre compte

des coucircts et des revenus selon des objectifs bien deacutefinis

Ensuite il est possible de montrer pour quels objectifs les deacutepenses ont eacuteteacute engageacutees

Eacutetapes dans les commandes commerciales

Commerce Action de lacheteur Action du vendeur

Acheteur qui deacutesire le

produit et vendeur qui

vend le produit

Recherche des vendeurs du produit Marketing et publiciteacute

Veacuterification du pricing

du produit disponibiliteacute

speacutecifications coucircts de

livraison

Demande de devis ou demande doffre Devis ou offre creacuteeacutes

Accord de transaction

entre acheteur et vendeur Enregistrement de la commande dachat

Enregistrement de la commande

de vente

Le produit est expeacutedieacute du

vendeur agrave lacheteur

Fiche demballage facture pro

forma pour certaines

expeacuteditions internationales

Lacheteur reccediloit le

produit du vendeur

La fiche demballage et le produit sont

compareacutes avec la commande dachat on

veacuterifie le bon conditionnement du

produit

Le vendeur envoie la

facture (comptabiliteacute) agrave

lacheteur

On fait correspondre la fiche demballage

avec la commande dachat et la facture

on enregistre lachat dans les comptes

financiers dans la comptabiliteacute

fournisseurs

On enregistre la vente dans les

comptes financiers dans la

comptabiliteacute clients

Lacheteur paie le

vendeur

Paiement en espegraveces par chegraveque ou

paiement eacutelectronique enregistrement

du paiement sur la commande dachat

Reacuteception des espegraveces du

chegraveque ou du paiement

eacutelectronique enregistrement du

paiement sur la commande de

vente

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