GENERALITES :
1-HISTORIQUES DU MOTEUR DIESEL :
en 1892 l’ingénieur allemand Rudolf DIESEL obtenue pour un moteur qui aurais des caractéristique suivant :
compression important de l’air frais.
Introduction progressive de combustible.
En 1897 la maison M.A.N réussit à faire fonctionner un moteur « DIESEL » de 18 CH : 4 temps injection pneumatique.
En 1902 M.A.N livre le premier moteur marine 4 temps.
En 1920 adoption de l’injection mécanique et mise au point de la suralimentation, ce qui entraîne une augmentation :
De puissance.
Du rendement.
Une diminution du poids par cheval.
2-DOMAINE D’EMPLOI :
La puissance nécessaire à la propulsion d’un navire suivant le type de navire.
Navire de pêches : 220 kW (300Cv).
Navire de transport moyens (cargos, vraquiers comprise entre 2000 et 20 000 tonnes de port en lourd :
1 500 kW (2 000 Cv) à 11 000 kW (15 000 Cv).
Très grandes unités : pétroliers.
200 000 tonnes : 23 500 kW (32 000 Cv).
550 000 tonnes : 2 * 23 500 kW.
3-AVANTAGES DE L’UTILISATION DE MOTEUR DIESEL DANS LA MARINE :
Les moteur DIESEL son souvent préférés aux autres installations (turbine à gaz, turbine à vapeur, énergie nucléaire) pour des raisons économiques.
Leur consommation spécifique est plus faible de toutes les machines thermiques.
Ils peuvent également utiliser du combustible lourd.
On
appelle :
·
P.M.I : Point mort Inférieur,
la position extrême basse du piston.
·Temps : chaque course de
piston, montante ou descendant, chaque course correspond à un demi-tour de
l’arbre moteur.
·
phase : chaque phénomène
physique ou chimique : aspiration, compression, injection, combustion,
détente, balayage, suralimentation, échappement …
·
Cycle :
la série des phénomènes qui se produise pour revenir à l’état initial les
cycles sont à 2 temps (1 tour arbre moteur) ou 4 temps (2 tours arbre moteur)
suivant la conception du moteur.
·
chambre de combustion : intérieure du cylindre où
brûle le combustible, limité par la chemise, la culasse et le piston, (à volume
variable du fait du déplacement du piston).
·
Cylindrée :
volume totalisant le volume ‘V’ engendré par le déplacement du piston du P.M.S
au P.M.I plus l’espace mort ‘v’. V=
·
Puissance :
le travail produit par seconde (j/s). présentement la puissance des moteurs
marins s’exprime en KW et encore couramment en chevaux.
·
Combustion : la combustion est la
combinaison chimique de composants : l’hydrogène et le carbone du
combustible (hydrocarbure) avec l’oxygène de l’air.
Les moteurs à combustion
interne peuvent être classés suivant de nombreux critères :
On
distingue les moteurs à 4 temps et les moteurs à 2 temps.
Le mélange air comburant et du combustible
peuvent s'effectuer :
-Avant l'admission dans le cylindre; ce
sont des moteurs à carburation (à essence).
-A l'intérieur de la chambre de
combustion; ce sont des moteurs à injection de combustible (Diesel).
On distingue les moteurs à simple effet et
à, double effet. On dit qu'un moteur à simple effet lorsqu'une seule face du
piston travaille, ce qui est le cas général. Un moteur est dit à double effet
lorsque les deux faces du piston travaillent. Dans ce cas, le piston doit
posséder obligatoirement une tige, et l'enveloppe du cylindre est fermée à sa
partie inférieure par une culasse munie d'une presse- étoupe. Le moteur possède
ainsi deux chambres de combustion par cylindre. On ne trouve plus actuellement
des Diesels à double effet.
On distingue :
- Les moteurs « en ligne » qui se
comprennent qu une seule rangée de cylindres placés à la partie supérieure du
bâti.
-Les
moteurs en « Vé » qui comprennent deux rangées de cylindres placés de part
et d'autre de l’axe vertical. L’angle du V é ainsi formé, est variable selon
les types et les constructeurs [45° à 60°]
-Les
moteurs en « W et en étoile », que l’on ne rencontre pas dans la marine.
On distingue :
- Les moteurs à allumage commandés par une
étincelle électrique, ce sont les
moteurs à explosion [à essence].
- Les moteurs à allumage par compression ou
auto-allumage, ce sont les moteurs diesel.
On distingue :
-les moteurs atmosphériques ou l’aIr est admIs
dans les cylindres à la pression atmosphérique.
-Les moteurs suralimentés, lorsque l'air est
admis à une pression supérieure à la pression atmosphérique. Dans certains
moteurs, cette pression peut atteindre 3,8 bars.
On distingue :
- Les moteurs lents ; lorsque: [La
vitesse v < 300 tr / min].
- Les moteurs semi-rapides : [300 tr/min <
v < 750 tr / min].
- Les moteurs rapides: [v > 750 tr / min]
On distingue :
- Les moteurs non réversibles.
- Les moteurs réversibles qui peuvent tourner
dans les deux sens de rotation, ce sont essentiellement les moteurs de
propulsion.
A bord
des navires, on distingue :
§
les moteurs de propulsion qui entraînent l'hélice
propulsive ce sont des moteurs Diesel :
- A quatre temps, rapides ou le plus
souvent semi-rapide, simple effet à piston Fourreau, Suralimentés, en lignes ou
en V.
- A deux temps: lents, simple effet,
suralimentés, en lignes.
§
Les moteurs auxiliaires qui entraînent les
générateurs d'électricité; ce sont des diesels rapides, à quatre temps, simple
effet, en ligne ou en V, à piston Fourreau suralimentés.
Le piston étant au P.M.S .La
soupape d'aspiration s'ouvre. Le piston descend pour aller a P.M.I,
créant une dépression dans le cylindre, l'air aspiré rentre et rempli le
cylindre, c'est la phase d'ASPIRATION
.La pression est la pression atmosphérique.
Le piston arrivé au P.M.I. , la
soupape d'aspiration se ferme, l'arbre–moteur continuant à tourner, le piston
remonte ( course ascendante) et comprime l'air aspiré, la pression et
température de l'air emprisonné s'élèvent à l'intérieur du cylindre, pour
atteindre un minimum de 600°C au P.M.S, c'est la phase de COMPRESSION.
Le piston arrivant au P.M.S,
l'aiguille de l'injecteur se soulève, le combustible, sous forte compression
200 à 400 bars, est injecté en, particules très fines dans le cylindre, il
pénètre l'ai comprimé et se combine intimement avec lui, sous l'effet de la
haute température, le combustible brûle
Les gaz de combustion repoussent
le piston vers le P.M.I,
les phases INJECTION et COMBUSTION sensiblement se confondent, pendant 1/10
de la course descendante du piston, et ça à une même, pression dans le cylindre
( pression constante ). Le piston toujours poussé par les gaz, continue sa
course descendante la pression diminue, c'est la phase de DETENTE
.
Le piston arrivé au P.M.I, la soupape d'échappement s'ouvre, le
piston remonte, les gaz brûlés sont poussés par le piston et s'évacuent par la
soupape d'échappement, c'est la phase d'ÉCHAPPEMENT. Au P.M.S,
la soupape d'échappement se referme et, le cycle décrit terminé, un cycle identique,
à nouveau commencé.
REMARQUES :
Le cycle décrit est dit à « ASPIRATION
NATURELLE » Dans les moteurs suralimentés ( air de
suralimentation) , l'aspiration du moteur se fait à une pression supérieure à
la pression atmosphérique ( 1,4 à 2,5 bars/cm2) , l'ensemble ,des
pressions est plus élevé et donne un gain de puissance.
Dans le cycle théorique à 4
Temps ci-dessus :
Seul,
le 3éme Temps produit un travail moteur ou positif .
le 2éme Temps demande un
Travail résistant -ou négatif
Les 1éret
4éme Temps s'annulent, l'un étant positif, l'autre négatif et de
même valeur.
L'arbre à carnes commandant l'injection
( pompes à combustible) et la distribution ( soupapes d'admission et
d'échappement) tourne à 1/2 de l'arbre -moteur .
Aucun commentaire:
Enregistrer un commentaire