La chaîne cinématique

Les véhicules
La chaîne cinématique
Un peu d’histoire
1862 : M. BEAU DE ROCHAS invente le cycle à 4 temps
1864 : premier moteur à 4 temps, par M.OTTO
1870 : industrialisation de la voiture
1881 : première voiture électrique par M. JEANTAUD (c’est d’ailleurs une voiture électrique qui
atteindra la première la vitesse de 100 km/h)
1893 : premier moteur diesel par M. DIESEL
1895 : 300 voitures sont vendues dans l’année
1900 : l’exposition universelle expose des voitures
1970 : création de la Sécurité Routière
2005 : 33 millions de voitures en France (38 à 39 millions de véhicules – camions, motos…)
La chaîne cinématique (ou chaîne du mouvement)
Roue
Moteur
Embrayage
Boîte de
vitesse
Demi-arbres
Demi-arbres
de
de roues
roues
Pont
Roue
Les moteurs
Les différents types
Thermiques : diesel, GPL, essence, hydrogène, 2 temps, 4 temps…
Electriques
Son rôle
Transformer de l’énergie (fossile ou électrique) en énergie mécanique (mouvement).
Rendement des meilleurs moteurs thermiques : environ 40 %
Rendement des meilleurs moteurs électriques : environ 80 %
Les différents éléments d’un MTCI
Parties fixes
Culasse
(bougies / injecteurs)
Parties mobiles
Soupapes
Culbuteurs
Arbre à cames
Courroie de distribution
Distribution
Joint de culasse
Bloc moteur
Joint
Carter
Pistons (segments)
Bielles
Vilebrequin
Le cycle à quatre temps
1. Admission
2. Compression
3. Temps moteur (essence : explosion ; diesel : combustion)
4. Echappement
BEPECASER
benjamin.sirgo.perso.sfr.fr
Page 1 sur 7
Les véhicules
La chaîne cinématique
Temps
Admission
Mouvements
La soupape d’admission
s’ouvre
Le piston descend
Compression
Temps moteur
Le piston remonte
Les 2 soupapes sont fermées
Le piston redescend
Les 2 soupapes sont fermées
La soupape d’échappement
s’ouvre
Le piston remonte
Echappement
Gaz
Diesel : air
Essence : mélange air +
essence
Diesel : air
Essence : mélange air +
essence
Diesel : injection de gas-oil
Essence : étincelle (bougie)
Echappement
Cylindre
Exemple
1
2
3
4
Temps
1
Temps moteur ↓
Echappement ↑
Compression ↑
Admission ↓
2
Echappement ↑
Admission ↓
Temps moteur ↓
Compression ↑
3
Admission ↓
Compression ↑
Echappement ↑
Temps moteur ↓
4
Compression ↑
Temps moteur ↓
Admission ↓
Echappement ↑
Les bougies
Il y a deux sortes de bougies :
Les bougies d’allumage : elles permettent l’explosion au temps moteur en essence ;
Les bougies de préchauffage : elles facilitent la montée en température (env. 90 °C) des
moteurs diesel
Les caractéristiques des moteurs
L’alésage (mm)
3
La cylindrée (cm / Litre)
La course (mm)
BEPECASER
benjamin.sirgo.perso.sfr.fr
Page 2 sur 7
Les véhicules
La chaîne cinématique
Bougie (essence)
Injecteur (diesel)
Soupapes
Chambre de combustion
«v»
Point mort haut (PMh)
Alésage (en mm)
«V»
Course (mm)
Point mort bas (PMb)
Segments (coupe feu ;
d’étanchéité ; racleur)
Piston
Bielle
Le taux de compression. C’est le rapport « ߪ » entre le volume total « V » et le volume de la
௏ା௩
chambre de combustion « v ». Il se calcule avec la formule : ߪ ൌ
.
௩
La puissance. C’est la capacité à aller vite, rapidement. Elle se mesure en « Cheval Vapeur »
(CH) ou en Watt (unité officielle). 1 CH = 745,6 W
Le couple. C’est la capacité à déplacer une charge lourde. Il se mesure en « Newton.mètre »
(N.m).
Le Turbo
Moteur atmosphérique
Fonctionne à la « pression ambiante » : la
descente du piston aspire l’air.
BEPECASER
benjamin.sirgo.perso.sfr.fr
Moteur compressé
Le Turbo (compresseur) permet de gagner en
puissance en compressant l’air dans le collecteur
d’admission.
Page 3 sur 7
Les véhicules
La chaîne cinématique
Admission
Admission
Haut moteur
Collecteur
d’admission
Echappement
Collecteur (ou pipe)
d’échappement
TURBO
Turbine secondaire
Turbine primaire
(env. max. 150 000 tr/min)
L’embrayage
Le rôle
L’embrayage sert à coupler ou désaccoupler progressivement le moteur de la boîte de vitesse.
Les différents éléments
Le volant moteur
Le disque d’embrayage
Le diaphragme (sert à maintenir le disque sur le volant moteur)
La butée d’embrayage
La cloche d’embrayage (vissée sur le volant moteur)
Le principe de fonctionnement
Position débrayée
o Le disque n’est pas en contact avec le volant moteur.
o Le mouvement du moteur n’est pas transmis aux roues.
BEPECASER
benjamin.sirgo.perso.sfr.fr
Page 4 sur 7
Les véhicules
La chaîne cinématique
Position de friction
o Le disque entre légèrement en contact avec le volant moteur.
o Le mouvement est légèrement et progressivement transmis aux roues via la boîte de
vitesse.
Position embrayée
o Le disque est collé au volant moteur.
o Le mouvement du moteur est totalement transmis au reste de la chaîne de
transmission.
Schéma à faire aux élèves pour leur expliquer le fonctionnement de l’embrayage :
VM
DE
Vers BV et roues
Moteur
Schéma complet :
Vers BV et roues
Pédale
Moteur
Volant moteur
Disque
Cloche
Diaphragme
Butée
La boîte de vitesse
Le rôle
Adapter le couple moteur au couple résistant.
Les différents éléments
Pignons (engrenages)
Arbres
Synchroniseurs (craboteurs)
Levier
Tringlerie
Fourchette
Carter
Huile
Schéma complet :
BEPECASER
benjamin.sirgo.perso.sfr.fr
Page 5 sur 7
Les véhicules
La chaîne cinématique
Tringlerie
Levier de vitesses
Pignons :
- Fou (ou libre) s’il
n’est pas en prise
avec le crabo ;
- Fixe, s’il est
accroché par le
synchroniseur
Depuis l’embrayage
Arbre primaire
Vers le pont
Arbre secondaire
Tringlerie
Carter et huile
Pignons
Synchroniseur
Craboteur
1
3
5
2
4
R
Schéma à faire aux élèves pour leur expliquer le fonctionnement de la boîte de vitesses :
Rapport
1
2
3
4
Force à employer
(résistances à vaincre pour mettre
en mouvement le véhicule)
Vitesse
(vitesse que permettra d’atteindre
le rapport)
20 km/h
40 km/h
60 km/h
80 km/h
Entretien
Vidanger l’huile, selon les préconisations des constructeurs.
Bien rétrograder (pour ralentir)
Lâcher l’accélérateur ;
Freiner (pour allumer les feux de stop et, éventuellement, « casser » l’allure) ;
Débrayer, en continuant de freiner (plus ou moins) ;
Rétrograder, en continuant de freiner (plus ou moins) ;
Embrayer (et lâcher, éventuellement, le frein).
BEPECASER
benjamin.sirgo.perso.sfr.fr
Page 6 sur 7
Les véhicules
La chaîne cinématique
Le pont
Les rôles
Renvoyer le mouvement à la perpendiculaire sur les demi-arbres de roues.
Répartir la vitesse des roues motrices (le différenciel), dans les virages.
Les différents éléments
Pignon d’attaque
Pignon : grande couronne
Huile
Arbre
Carter
Le différentiel :
o Pignons : planétaires
o Pignons : satellites
o Cage
Demi-arbre de roue
(ex :10 tr/min)
Cage du différentiel
Pignon planétaire
Depuis la boîte de
vitesse (ex : 30 tr/min)
Pignon satellite
Grande couronne
Pignon d’attaque
Demi-arbre de roue
(ex :10 tr/min)
Carter
Huile
Le blocage du différentiel
Il sert à obliger les deux roues à tourner à la même vitesse.
Entretien
Vidanger l’huile (généralement la même que celle de la boîte de vitesse), selon les préconisations des
constructeurs.
BEPECASER
benjamin.sirgo.perso.sfr.fr
Page 7 sur 7