Course d'admission : préparation du mélange air-carburant
Pendant la course d'admission, le piston se déplace vers le bas, créant un vide dans le cylindre, et l'air est aspiré dans le cylindre par la soupape d'admission. Les moteurs diesel utilisent généralement une conception de chambre de combustion à « injection directe » ou à « tourbillon », la première injectant le diesel directement dans le cylindre et la seconde favorisant le mélange par tourbillon d'admission. Les moteurs modernes sont également équipés de turbocompresseurs, qui utilisent les gaz d'échappement pour entraîner une turbine qui comprime l'air d'admission, augmentant ainsi la densité de l'air et améliorant ainsi l'efficacité de la combustion du carburant.
Course de compression : préparation clé pour la conversion d'énergie
Une fois la soupape d'admission fermée, le piston se déplace vers le haut, comprimant l'air dans le cylindre. Les moteurs diesel ont généralement un taux de compression aussi élevé que 16:1 à 22:1 (contre environ 8:1 à 12:1 pour les moteurs à essence), et la haute pression élève la température de l'air au-dessus de 500 degrés, dépassant de loin le point d'auto-inflammation du diesel (environ 220 degrés). Cette étape impose des exigences élevées aux matériaux du moteur et aux processus de fabrication, nécessitant des blocs moteurs à haute résistance, des segments de piston résistants aux températures élevées et des systèmes de refroidissement précis.
Power Stroke : libération d'énergie et puissance de sortie
Lorsque le piston s'approche du point mort haut, l'injecteur pulvérise du diesel dans la chambre de combustion sous forme de brouillard, qui s'enflamme automatiquement lorsqu'il est mélangé à l'air à haute température. Les gaz à haute-température et haute-pression générés par la combustion poussent le piston vers le bas, entraînant le vilebrequin via la bielle, convertissant l'énergie chimique en énergie mécanique. Un contrôle précis du calage et de la quantité d'injection est nécessaire à ce stade pour éviter les cognements ou une combustion incomplète. Les moteurs modernes utilisent une unité de commande électronique (ECU) pour surveiller le régime, la charge et la température du moteur en temps réel, ajustant ainsi de manière dynamique les paramètres d'injection. Par exemple, les moteurs China 6 doivent répondre aux normes d'émission de particules (PM) et d'oxyde d'azote (NOx) et sont équipés de systèmes de réduction catalytique sélective (SCR) et de filtre à particules diesel (DPF) après-traitement pour optimiser davantage la combustion.
Course d'échappement : décharge des émissions et préparation pour le prochain cycle
Après la course motrice, la soupape d'échappement s'ouvre et le piston se déplace vers le haut pour expulser les gaz d'échappement du cylindre. Les gaz d'échappement contiennent des hydrocarbures imbrûlés, du monoxyde de carbone et des oxydes d'azote, qui doivent être purifiés via un convertisseur catalytique à trois voies ou un système SCR. Les moteurs modernes utilisent également la technologie de recirculation des gaz d'échappement (EGR) pour rediriger une partie des gaz d'échappement vers le système d'admission, abaissant ainsi la température de combustion et réduisant la formation de NOx.
