Comment fonctionne une voiture - Vidéo Dailymotion

Sciences Industrielles

il y a 1 an

Catégorie

🤖

Technologie

Transcription

Afficher la transcription complète de la vidéo

00:00Bonjour, vous regardez 2 gouttes de culture, la web chronique mensuelle de Culture Générale.

00:10Aujourd'hui, nous allons voir comment fonctionnent les voitures actuelles.

00:13La voiture est constituée d'un châssis métallique rigide. C'est la structure sur

00:17laquelle tous les éléments sont fixés. Les voitures les plus courantes sont propulsées

00:21par un moteur à combustion interne, appelé aussi moteur thermique, parfois complémenté

00:26par des moteurs électriques. Il existe différents types de moteurs thermiques. Les plus courants

00:31sont le moteur à essence, qu'on appelle également moteur à allumage commandé, et

00:36le moteur diesel. Voyons maintenant comment fonctionne un moteur à allumage commandé

00:41du démarrage jusqu'à la conduite. Le moteur thermique ne peut pas démarrer par lui-même,

00:45il doit d'abord être amorcé. Ainsi, lorsque l'on insère la clé dans le contacteur

00:49de Neyman et qu'on la tourne jusqu'au point de démarrage, on va fermer un circuit

00:53électrique composé de la batterie et du démarreur. La batterie de 12V va envoyer

00:59un courant électrique vers le démarreur, appelé aussi starter. Ce starter est un moteur

01:04électrique, il permet d'effectuer les premiers tours du moteur thermique pour l'amorcer.

01:07Le démarreur est constitué d'un solénoïde. Quand on met le contact, il s'alimente en

01:11courant et génère un champ magnétique qui va déplacer une fourchette qui permet de

01:15fermer le contact de puissance entre la batterie et le moteur électrique pour le faire tourner.

01:20Le déplacement de la fourchette permet aussi d'engager le pignon du démarreur sur le

01:23moteur thermique pour lui transmettre sa rotation.

01:25Voilà un exemple de moteur à essence assez courant. C'est un moteur à 4 cylindres,

01:30il fonctionne à 4 temps. Il est composé d'une structure métallique très résistante

01:35appelée culasse. En dessous de la culasse, on retrouve donc les 4 cylindres. Ce sont

01:40les chambres de combustion dans lesquelles auront lieu les explosions de carburant.

01:43Sur ces cylindres sont branchées des bougies, une bougie par cylindre. Ce sont ces bougies

01:48qui, grâce à un courant électrique, émettent une étincelle qui permet d'enflammer l'essence.

01:52De nos jours, c'est un système électronique qui contrôle l'émission des étincelles.

01:55Au-dessus, on a deux arbres à cames qui permettent l'ouverture et la fermeture

01:59des soupapes apportant et évacuant le carburant. Et en bas des cylindres,

02:03il y a un vilebrequin qui tourne, entraîné par les pistons lors des explosions.

02:07Le pignon du vilebrequin est lié au pignon des deux arbres à cames, soit par une courroie

02:13de distribution ou une chaîne de distribution, soit par une cascade de pignons. De

02:18cette façon, lorsque le vilebrequin tourne, il transmet la rotation aux deux arbres à cames.

02:23Les cylindres sont alimentés par un mélange d'air et de carburant. Ce mélange est fait en amont dans

02:30le conduit d'admission. L'air est prélevé dans le milieu extérieur et il passe par un filtre à air

02:35afin de le débarrasser des impuretés qui pourraient gêner la combustion. L'essence,

02:40elle, est pompée du réservoir, passe par un filtre à essence puis elle est vaporisée dans

02:46le conduit de l'admission grâce à un injecteur dans le cas d'une injection indirecte. Ce mélange

02:51air-essence arrive alors dans les cylindres du moteur thermique. Le conducteur peut augmenter

02:58la production du mélange air-essence injecté dans les cylindres en appuyant sur la pédale

03:04d'accélération. En appuyant sur cette pédale d'accélérateur, un système électronique va

03:10commander un élément qui se situe sur la pipe d'admission d'air et qui s'appelle le boîtier

03:16papillon. Ce boîtier papillon est composé d'un clapet qui s'appelle le papillon des gaz et qui

03:23permet de modifier l'ouverture du conduit. Ainsi, lorsque le conducteur appuie sur la pédale,

03:28il va augmenter l'ouverture du conduit d'admission et davantage d'air pourra alors passer dans le

03:34conduit d'admission. La production du mélange air-essence sera alors accélérée. Il en résulte

03:41une augmentation de la vitesse d'injection de ce mélange dans les cylindres et donc une rotation

03:46plus rapide du volant moteur. Après que les explosions de carburant se soient produites,

03:51les hydrocarbures brûlés sont évacués par les conduits d'échappement. Mais voyons de plus près

03:56ce qu'il se passe dans un cylindre. Comme je l'ai dit avant, il s'agit d'un moteur à quatre temps.

04:01Dans le premier temps, le piston descend et la soupape d'arrivée de carburant s'ouvre. L'essence

04:07pompée et mélangée avec de l'air remplit alors le cylindre. Dans le deuxième temps, les soupapes

04:13sont fermées, le piston remonte, le carburant se comprime. Le troisième temps, lorsque le piston

04:19est au plus haut, la bougie émet une étincelle qui provoque la déflagration du carburant. Le

04:24piston est alors propulsé vers le bas. Dans le quatrième temps, le piston remonte et la soupape

04:30d'échappement s'ouvre permettant l'évacuation des hydrocarbures brûlés. Il faut noter que c'est

04:36uniquement l'étape 3 qui est génératrice de rotation et le cycle se répète ainsi de façon

04:42décalée entre chaque cylindre faisant tourner le vilebrequin. Le vilebrequin entraîne la

04:48rotation du volant moteur qui va donc tourner en continu.

04:51Voilà ce qui se passe dans le moteur thermique. Au niveau du volant moteur se trouve le dispositif

05:03d'embrayage que le conducteur contrôle en appuyant sur la pédale d'embrayage. Dans la

05:08position stable du système, le volant moteur est solidaire du disque d'embrayage ce qui permet de

05:13transmettre la rotation en aval. Mais lorsque le conducteur appuie sur la pédale, il débraille,

05:18c'est à dire que le disque d'embrayage s'écarte du volant moteur et le disque d'embrayage ne tourne

05:23plus. Ceci permet de changer les vitesses. La boîte de vitesse est constituée de pignons de

05:29différentes tailles. En bougeant le levier de vitesse on va changer les combinaisons de pignons

05:34qui se touchent et ainsi on peut choisir le rapport permettant de modifier la vitesse de

05:38rotation de l'arbre de sortie. Avant d'atteindre les roues, cette rotation est transmise jusqu'au

05:44différentiel. C'est un dispositif situé entre les roues motrices et qui permet de distribuer une

05:50vitesse de rotation de façon adaptée, immédiate et automatique entre les deux roues. Le différentiel

05:56est nécessaire lorsque la voiture effectue un virage car les roues situées vers l'extérieur du

06:00virage devront parcourir plus de distance que les roues situées à l'intérieur du virage. Elles

06:06devront donc rouler plus vite. Voilà nous avons vu de façon très approximative comment fonctionne

06:11une voiture à essence. Pour le moteur diesel le fonctionnement diffère légèrement. Contrairement

06:16à l'essence qui nécessite une étincelle pour provoquer la déflagration, le diesel lui explose

06:22spontanément par auto-inflammation lorsqu'il est comprimé. En effet lorsque le diesel est comprimé

06:27dans les cylindres il va s'échauffer à des températures de 700 à 900 degrés celsius et

06:33il explose. Il n'y a donc pas besoin de bougies d'allumage dans les moteurs diesel. Par contre on

06:38retrouve des bougies de préchauffage qui s'allument uniquement lors du démarrage du moteur

06:43et qui permettent de provoquer des explosions dès les premières compressions de carburant. Ces

06:47bougies de préchauffage peuvent atteindre 1000 degrés celsius en à peine 12 secondes. Ce

06:51préchauffage est particulièrement utile pour éviter les pertes de carburant inutiles et donc

06:57pour limiter la pollution. Il y a d'autres systèmes qui fonctionnent parallèlement à ceux que nous

07:02venons de voir. L'huile qui est pompée, filtrée et giclée à l'intérieur des carters sur les

07:08structures mobiles du moteur. Cette huile minérale synthétique sert à lubrifier, à nettoyer, à

07:13améliorer l'étanchéité et elle contribue à évacuer la chaleur de friction et de combustion. Le

07:19liquide de refroidissement généralement c'est de l'éthylène glycol qui circule dans le circuit

07:24de refroidissement et qui permet d'abaisser la température des éléments qui chauffent comme les

07:28cylindres dans les moteurs thermiques. Ce liquide est refroidi par un radiateur qui se situe

07:33généralement tout à l'avant du capot. Le système de freinage. Lorsque le conducteur appuie sur la

07:39pédale de frein, il appuie en fait sur un liquide huileux, le liquide de frein. Ce liquide étant

07:44incompressible, la pression pourra être transmise via des canalisations jusqu'au frein à disque dans

07:50lesquels des pistons vont sous la pression pousser des plaquettes contre le disque de frein freinant

07:55alors la roue. Le mot du jour c'est kia qu'on utilise dans l'expression mettre à kia, réduire à

08:08kia qui signifie tout simplement réduire quelqu'un à ne plus savoir quoi répondre, le réduire au

08:14silence. Désolé j'arrive en retard, ma voiture est tombée en panne sur l'autoroute. T'as pas de voiture ?

08:22Ah oui c'est vrai ça. Je t'ai mis à kia, pas vrai ? On se retrouve le mois prochain, ciao !

Recommandations